BAB VIII
MODEL PEMBELAJARAN BERBASIS
MASALAH DAN APLIKASI DALAM
PEMBELAJARAN FISIKA
Konsep Problem Based Learning (PBL)
Pembelajaran berbasis masalah (PBL) didasarkan atas teori psikologi kognitif, terutama berlandaskan teori Piaget dan Vygotsky (konstruktivisme). Pembelajaran berbasis masalah (PBL) dapat membuat siswa belajar melalui upaya penyelesaian permasalahan dunia nyata (real world problem) secara terstruktur untuk mengkontruksi pengetahuan siswa. Pembelajaran ini menuntun siswa untuk aktif melakukan penyelidikan dalam menyelesaikan permasalahan dan guru berperan sebagai fasilisator atau pembimbing.
Problem Based Learning (PBL) merupakan pembelajaran yang penyampaiannya dilakukan dengan cara menyajikan suatu permasalahan, mengajukan pertanyaan-pertanyaan, memfasilitasi penyelidikan, dan membuka dialog. Permasalahan yang dikaji hendaknya merupakan permasalahan kontekstual yang ditemukan oleh peserta didik dalam kehidupan sehari-hari. Permasalahan harus dipecahkan dengan menerapkan beberapa konsep dan prinsip yang dipelajari dan termasuk didalam kurikulum mata pelajaran.
Proses berfikir yang dapat dikembangkan dengan menerapkan metode POBL adalah sebagai berikut :
1. Berfikir membuat perencanaan. Kemampuan membuat perencanaan untuk menyelesaikan permasalahan ssangat dibutuhkan dan akan semakin meningkat jika siswa dilatih memahami sebuah permasalahan kompleks dan berupaya mencari solusi.
2. Berfikir generatif. Kemampuan berpikir generatif akan semakin berkembang dalam upaya membuat inferensi berdasarkan fakta dan memikirkan pengetahuan apa yang harus digunakan untuk menyelesaikan permasalahan. 3. Berfikir sistematis. Upaya mengumpulkan, mengorganisasikan, dan menelaah
4. Berfikir analogis. Kemampuan analogis dibutuhkan dalam mengolah data yang telah diperoleh.
5. Berfikir sistemik. Kemampuan berfikir sistemik dibutuhkan untuk menyelesaikan permasalahan dengan berfikir holistic melakukan sintesis informasi untuk memperoleh solusi yang dibutuhkan.
Pembelajaran dengan metode PBL memungkinkan siswa untuk terlibat dalam mempelajari hal-hal, antara lain :
1. Permasalahan dunia nyata;
2. Keterampilan berfikir tingkat tinggi; 3. Keterampilan menyelesaikan masalah; 4. Belajar antara disiplin ilmu;
5. Belajar mandiri;
6. Belajar menggali informasi; 7. Belajar bekerja sama;
8. Belajar keterampilan berkomunikasi.
Permasalahan Dalam PBL akan dikaji dalam sebuah topik adalah menjawab pertanyaan sebagai berikut.
Pertanyaan tahap 1 Pertanyaan tahap 2 Pertanyaan tahap 3 Berdasarkan apa yang
harus dipelajari siswa?
Bagaimana menggunakan ide tersebut dalam dunia
nyata?
Permasalahan atau situasi apa yang
harus dibahas Tujuan belajar apa yang
harus dicapai oleh siswa? Pengetahuan jangka panjang apa yang harus
diketahui siswa? Standar apa yang harus
dicapai oleh siswa?
Karakteristik permasalahan yang dibahas dalam PBL menurut Oon Seng Tan (2003)adalah sebagai berikut.
1. Permasalahan dunia nyata yang tidak terstruktur atau kurang terstruktur atau kurang terstruktur. Jika digunakan permasalahan simulasi, perlu dibuat senyata mungkin.
2. Permasalahan yang mencakup beberapa sudut pandang (beberapa mata pelajaran atau topik).
3. Permasalahan yang menantang siswa untuk menguasai pengetahuan baru. Sementara itu, Marion Porath dan Elizabet Jordan (2009) menambahkan karakteristik permasalahan yang sesuai untuk PBL, yakni:
1. Tidak terstruktur
2. Hanya tersedia sebagian informasi 3. Pertanyaan merupakan milik siswa
Faktor psikologi dan tindakan mental dalam PBL(Tan,2003)
Guru dapat mengecek apakah sebuah permasalahan cocok untuk digunakan dalam PBL dengan menggunakan pertanyaan sebagai berikut:
No Pertanyaan untuk menguji permasalahan PBL
Respon
Ya Tidak
1 Apakah permasalahan dapat digunakan untuk mencapai tujuan
pembelajaran dan standar kompetensi yang dimuat dalam kurikulum ?
Aktif mencari informasi Terlibat dalam
upaya
menyelesaikan masalah
Termotivasi untuk menyelesaikan masalah
Berorientasi tujuan
Kebutuhan untuk
2 Apakah permasalahan dapat digunakan untuk meningkatkan kemampuan berpikir dan keterampilan menalar?
3 Apakah permasalahan terkait dengan
permasalahan masyarakat atau dunia?
4 Apakah permasalahan dapat memicu minat siswa untuk belajar?
5 Apakah permasalahan sesuai dengan jenjang pendidikan siswa?
6 Apakah tersedia sumber daya yang cukup bagi siswa untuk menyelesaikan
permasalahan?
7 Apakah permasalahan dapat digunakan untuk membuat siswa
mengembangkan pengetahuan dan keterampilan
8 Apakah permasalahan membutuhkan pemikiran mendalam dan tidak mudah untuk diselesaikan dengan segera?
yang belum dikuasai.Tahapan awal yang dilalui setelag siswa dihadapkan pada permasalahan adalah:
1. Mengidentifikasi permasalahan;
2. Menganalisis permasalahan;
3. Mengembangkan ide untuk menyelesaikan permasalahan;
4. mengidentifikasi isu pembelajaran;
Tahapan mendefinisikan permasalahan dapat dilakukan dengan mengajukan pertanyaan lebih rinci tentang kasus yang dibahas agar dapat diperoleh gambaran yang lebih lengkap tentang persoalan yang dihadapi.
Setelah mendefinisikan permasalahan dan memperoleh informasi yang dibutuhkan,selanjutnya dilakukan analisis permasalahan dan penyelesaian masalah.Secara umum,komponen PBL terdiri atas penyajianmasalah,penyelesaian masalah dan pemaparan solusi.Komponen utama pelaksanaan PBL tersebut dapat digambarkan sebagai berikut:
Permasalahan memicu inkuiri Tahap penyelesaian masalah
1.Analisis awal
2.Mengembangkan isu pembelajaran
3.Penyelesaian masalah berkelompok (mandiri)
4.Perolehan pengetahuan baru
Penyajian solusi evaluasi
Pelaksanaan PBL meliputi kegiatan antara lain :
1.Merumuskan tujuan pembelajaran;
2.Memperoleh informasi baru melalui pembelajaran mandiri; 3.Menerapkan strategi/metode baru dalam menganalisis permasalahan;
4.Mengajukan solusi permasalahan;
5.Mengkaji dan mengevaluasi solusi yang diterapkan.
Metode ini merupakan metode pembelajaran sainstifik yang penting untuk membentuk keterampilan sebagai seorang inovator.Tahapan proses pembelajaran berbasis masalah (PBL) menurut Oon-Seng Tan adalah sebagai berikut :
Proses PBL menurut Tan(2013) Menghadapi
permasalahan
Analisis permasalahan dan isu pembelajaran
Pertemuan dan pelaporan
Presentasi solusi dan refleksi
Belajar dengan arahan sendiri
Belajar dengan arahan sendiri
Belajar dengan arahan sendiri
Kaji ulang,integrasi,dan evaluasi
Tahapan perencanaan dalam implementasi PBL yang diadopsi dari Jordan adalah sebagai berikut :
No Langkah dalam PBL Peran Guru Contoh cara penilaian formstif 1. Merancang
permasalahan yang sesuai dengan kurikulum
Mengidentifikasi
kemampuan,minat,kebutuh an siswa,dan standar kompetensi sesui tuntutan kurikulum.
Catatan snekdot,data hasil
observasi(daftar centang),serta jurnal guru dan siswa.
2. Melibatkan siswa dalam
permasalahan,mendefi nisikan hal yang harus dipelajari
Penanya yang menantang untuk meempertanyakan pengetahuan siswa dan fasilitaor
dalamperencanaan untuk menyelesaiakan masalah
Tahapan PBL menurut Trop dan Stage
3 Siswa mencari informasi untuk memperoleh fakta yang relevan
Mentor yang menantang siswa untuk mengembangkan
4. Siswa mengajukan solusi
Penilai yang mengevaluasi proses belajar dan solusi yang diajukan.
Analisis dan interpretasi portofolio siswa.
Variasi strategi pembelajarn PBL dapat dilakukan berdasarkan pemasaran lahan yang dibahas serta hasil penelitian yang dapat digunakan.Modifikasi aktivitas PBL yang dikembangkan oleh Oon-Seng Tang berdasarkan tahapan yang dikembangkan oleh Trop dan Sage adalah sebagai berikut : Variasi tahapan pelaksanaan PBL yang sering diterapkan untuk siswa yang kurang kreatif adalah sebagai berikut.
1. Guru menjelaskan kompetensi yang ingin dicapai dan menyebutkan sarana atau alat pendukung yang dibutuhkan,serta memotivasi peserta didik untuk terlibat dalam aktivitas pemecahan masalah yang dipilih.
2. Guru menjelaskan logistik yang dibutuhkan,prosedur yang harus dilakukan,dan memotivasi peserta didik supaya terlibat dalam aktivitas pemecahan masalah yang dipilih.
3. Guru membantu peserta didik untuk mendefinisikan dan mengorganisaikan tugas belajar yang berhubungan dengan masalah tersebut.(menetapkan tugas,topik,jadwal dan lain-lain.
4. Guru mendorong peserta didik untuk mengumpulkan informasi yang sesuai,eksperimen untuk mendapatkan penjelasan dan pemecahan masalah,pengumpulan data,hipotesis,pemecahan masalah.
5. Guru membantu peserta didik dalam merencanakan karya yang sesuai seperti laporan dan membantu mereka berbagi tugas dengan temannya.
6. Guru membantu peserta didik untuk melakukan refleksi atau evaluasi terhadap eksperimen mereka dan proses-proses yang mereka gunakan.
Variasi tahapan PBL yang dikembangkan oleh Moust dan kawan-kawan adalah :
5. Merumuskan tujuan belajar 6. Belajar mandiri
7. Evaluasi
Adapun tahapan Model PBL menurut John Dewey seorang ahli pendidikan berkebangsaan Amerika memaparkan 6 langkah dalam pembelajaran berbasis masalah ini :
a. Merumuskan masalah. Guru membimbing peserta didik untuk menentukan masalah yang akan dipecahkan dalam proses pembelajaran, walaupun sebenarnya guru telah menetapkan masalah tersebut.
b. Menganalisis masalah. Langkah peserta didik meninjau masalah secara kritis dari berbagai sudut pandang.
c. Merumuskan hipotesis. Langkah peserta didik merumuskan berbagai kemungkinan pemecahan sesuai dengan pengetahuan yang dimiliki.
d. Mengumpulkan data. Langkah peserta didik mencari dan menggambarkan berbagai informasi yang diperlukan untuk memecahkan masalah.
e. Pengujian hipotesis. Langkah peserta didik dalam merumuskan dan mengambil kesimpulan sesuai dengan penerimaan dan penolakan hipotesis yang diajukan
f. Merumuskan rekomendasi pemecahan masalah. Langkah peserta didik menggambarkan rekomendasi yang dapat dilakukan sesuai rumusan hasil pengujian hipotesis dan rumusan kesimpulan.
Sedangkan menurut David Johnson & Johnson memaparkan 5 langkah melalui kegiatan kelompok :
a. Mendefinisikan masalah. Merumuskan masalah dari peristiwa tertentu yang mengandung konflik hingga peserta didik jelas dengan masalah yang dikaji. Dalam hal ini guru meminta pendapat peserta didik tentang masalah yang sedang dikaji.
b. Mendiagnosis masalah, yaitu menentukan sebab-sebab terjadinya masalah. c. Merumuskan alternatif strategi. Menguji setiap tindakan yang telah
dirumuskan melalui diskusi kelas.
d. Menentukan & menerapkan strategi pilihan. Pengambilan keputusan tentang strategi mana yang dilakukan.
Secara umum langkah-langkah model pembelajaran ini adalah :
1. Menyadari Masalah. Dimulai dengan kesadaran akan masalah yang harus dipecahkan. Kemampuan yang harus dicapai peserta didik adalah peserta didik dapat menentukan atau menangkap kesenjangan yang dirasakan oleh manusia dan lingkungan sosial.
2. Merumuskan Masalah. Rumusan masalah berhubungan dengan kejelasan dan kesamaan persepsi tentang masalah dan berkaitan dengan data-data yang harus dikumpulkan. Diharapkan peserta didik dapat menentukan prioritas masalah.
3. Merumuskan Hipotesis. peserta didik diharapkan dapat menentukan sebab akibat dari masalah yang ingin diselesaikan dan dapat menentukan berbagai kemungkinan penyelesaian masalah.
4. Mengumpulkan Data. peserta didik didorong untuk mengumpulkan data yang relevan. Kemampuan yang diharapkan adalah peserta didik dapat mengumpulkan data dan memetakan serta menyajikan dalam berbagai tampilan sehingga sudah dipahami.
5. Menguji Hipotesis. Peserta didik diharapkan memiliki kecakapan menelaah dan membahas untuk melihat hubungan dengan masalah yang diuji.
Menetukan Pilihan Penyelesaian. Kecakapan memilih alternatif penyelesaian yang memungkinkan dapat dilakukan serta dapat memperhitungkan kemungkinan yang dapat terjadi sehubungan dengan alternatif yang dipilihnya. Sintaks Pembelajaran Berbasis Masalah.
Untuk lebih jelasnya langkah-langkah atau sintaks strategi pembelajaran berbasis masalah adalah sebagai berikut :
Fase Indikator Tingkah Laku Guru
1 Orientasi siswa pada masalah Menjelasakan tujuan pembelajaran, menjelaskan logistik yang diperlukan, dan memotivasi siswa terlibat pada aktivitas pemecahan masalah
2 Mengorganisasi siswa untuk belajar
3 Membimbing pengalaman individual/ kelompok
Mendorong siswa untuk mengumpulkan informasi yang sesuai, melaksanakan eksperimen untuk mendapatkan penjelasan dan pemecahan masalah 4 Mengembangkan dan
menyajikan hasil karya
Membantu siswa dalam merencanakan dan menyiapkan karya yang sesuai seperti laporan dan membantu mereka untuk berbagi tugas dengan temannya 5 Menganalisis dan
mengevaluasi proses
Pembelajaran berbasis masalah (PBL) juga telah dikembangkan sebagai sebuah model pembelajaran dengan sintaks belajar sebagai berikut.
No Fase Kegiatan Guru
1 Memberikan orientasi
permasalahan kepada peserta didik
Menyajikan
permasalahan,membahas tujuan pembelajaran,memaparkan kebutuhan logistik untuk
pembelajaran,memotivasi peserta didik untuk terlibat aktif.
2 Mengorganisasikan peserta didik untuk penyelidikan
Membantu peserta didik dalam mendefinisikan dan
mengorganisasikan tugas belajar/penyelidikan untuk menyelesaikan permasalahan. 3. Pelaksanaan investigasi Mendorong peserta didik untuk
memperoleh informasi yang
tepa,melaksanakan penyelidikan,dan mencari penjelasan solusi
menyajikan hasil merencanakan produk yang tepat dan relevan,seperti laporan,rekaman vidio,dan sebagainya untuk keperluan penyampaian hasil. 5. Menganalisis dan mengevaluasi
proses penyelidikan
Membantu peserta didik melakukan refleksi terhadap penyelidikan dan proses yang mereka lakukan.
Contoh Kasus PBL
Permasalahan dalam bidang ilmu(contoh PBL Fisika) Masalah : Suatu ketika seorang teknisi datang keuniversitas kami dan bertanya kepadaku tentang permasalahan yang dighadapinya ketika merancang sebuah produk baru.Mereka sedang mengembangkan instrumen baru untuk radar.Instrumen tersebut membutuhkan daya microwave yang tinggi dengan daya puncak sampai 800 kilowatt.Namun,mereka hanya mampu mencapai 200 kW.Jika daya gelombang mikro dinaikkan lebih dari 200kW,material instrumen pecah menjadi beberapa bagian.Seperti yang kita ketahui (dalam ilmu fisika),medan listrik paling tinggi pada sebuah benda berada pada sekitar bagian yang paling tajam.Para pekerja telah menghaluskan instrumen sampai licin,namun instrumen itu tetap pecah.Dia tidak mengetahui penyebab kenapa material itu mudah pecah.Anda diminta menganalisis permasalahan tersebut dan mengajukan rekomendasi untuk menyelesaikan permsalahan.
Permasalahan tersebut dapat dirangkum sebagai berikut:
1. Apa konsep dasar instrumen yang dibuat?
2. Bagaimana lingkungan dari bagian dalam peralatan ketika bekerja? 3. Jenis lem apa yang digunakan dalam instrumen dan bagaimana sifat lem
tersebut?
4. Faktor utama apa yang mempengaruhi pecahnya material instrumen? 5. Bagaimana menghilangkan udara yang terkandung dalam lem tersebut?
1. Pengetahuan tentang gelombang mikro 2. Distribusi medan listrik
3. Bahan dielektrik
4. Pengetahuan dasar tentang lem
Keterkaitan antara pengetahuan tersebut dideskripsikan dalam berikut (Jian,2004).
Terkait dengan
Terkait dengan
Dibatasi oleh
Dielektrik Khusus
Analisis keterkaitan konsep pada peralatan gelombang mikro
Permasalahan ini merupakan contoh permasalahan PBL yang membutuhkan pemahaman konsep dan pelaksanaan penyelidikan yang seksama.Permasalahan yang lebih sederhana dapat dikembangkan berdasarkan pengalaman,pengetahuan,dan kreativitas guru disemua tingkatan pendidikan.
Keunggulan dan Kelemahan Model Pembelajaran Berbasis Masalah Microwave dan
aplikasinya
Aplikasi microwave (Instrumen) Pengetahuan dasar
microwave
Pengetahuan dasar tentang lem
khusus Kekuatan medan
listrik
Struktur instrumen
Sebagai suatu model pembelajaran, model pembelajaran berbasis masalah memiliki beberapa keunggulan, diantaranya adalah:
1. Pemecahan masalah merupakan teknik yang cukup bagus untuk lebih memahami isi pelajaran.
2. Pemecahan masalah dapat menantang kemampuan peserta didik serta memberikan kepuasan untuk menentukan pengetahuan baru bagi peserta didik.
3. Pemecahan masalah dapat meningkatkan aktivitas pembelajaran peserta didik.
4. Pemecahan masalah dapat membantu peserta didik bagaimana mentrasfer pengetahuan mereka untuk memahami masalah dalam kehidupan nyata. 5. Pemecahan masalah dapat membantu peserta didik untuk mengembangkan
pengetahuan barunya dan bertanggungjawab dalam pembelajaran yang mereka lakukan.
6. Melalui pemecahan masalah dianggap lebih menyenangkan dan disukai peserta didik.
7. Pemecahan masalah dapat mengembangkan kemampuan peserta didik untuk berpikir kritis dan mengembangkan kemampuan mereka untuk menyesuaikan dengan pengetahuan baru.
8. Pemecahan masalah dapat memberikan kesempatan pada peserta didik untuk mengaplikasikan pengetahuan yang mereka miliki dalam dunia nyata. 9. Pemecahan masalah dapat mengembangkan minat peserta didik untuk
secara terus menerus belajar.
Disamping keunggulannya, model ini juga mempunyai kelemahan, yaitu:
1. Manakala peserta didik tidak memiliki minat atau tidak mempunyai kepercayaan bahwa masalah yang dipelajari sulit untuk dipecahkan, maka mereka akan merasa enggan untuk mencoba.
2. Keberhasilan strategi pembelajaran melalui problem solving membutuhkan cukup waktu untuk persiapan.
Daftar Pustaka
Jordan, E., Porath,M.,& Bickerton,G.2003. “Problem-based Learning as a Research Tool for Teachers”. Dalam A.Clarke & G.Erickson [ed.],teacher inguiry: living ing the researchin everyday
practice.London:Routledge Falmer.
Porath.M.& Jordan.E.2009.”Problem based Learning
communities:Using the social Environment to support creativity”, dalam Oon-seng tan [ed.] Probles based learning dan
Sani, Ridwan Abdullah.2014. Pembelajaran intifik Untuk Implementasi Kurikulum 2013.Jakarta:Bumi Aksara.
