ISBN: 978-602-14286-7-2
xv
E-ISSN: 2654-7775
PERAN IPA DAN PEMBELAJARANNYA DALAM MENGHADAPI ERA
REVOLUSI INDUSTRI 4.0
Muslimin Ibrahim
Kepala Pusat Penjaminan Mutu Universitas Negeri Surabaya musliminibrahim@unesa.ac.id
Makalah yang disampaikan pada National Conference on Mathematics, Science, and Education, Nacomse 2018 Tanggal 22 September 2018 di Universitas Islam Madura
A. Pendahuluan
Revolusi industri 4.0 secara bersamaan dengan terjadinya revolusi informasi 2.0 yang dimulai pada awal abad 21 ditandai dengan Artificial intelligence (AI), Big data, dan internet of thing. Era revolusi industri 4.0 memiliki karakteristik di mana kegiatan manufaktur terintegrasi melalui penggunaan teknologi wireless dan big data secara intensif. Pernahkah Anda merenungkn sejenak, mengapa Anda lewat facebook sering mendapat tawaran sesuatu yang sesuai kebutuhan Anda. Tidak pernah terjadi seorang pria ditawari kebutuhan perempuan? Itulah dampak data of things, informasi tentang sesuatu sudah diketahui dan tersimpan di dalam big data.
Segala sesuatu sudah terhubung dengan internet (internet of things). Semua keperluan kita pada saat ini dapat dicapai dan diperoleh hanya dari smarpthone yang kita miliki. Sekedar ilustrasi dengan teknologi ikan e-fishery para peternak ikan tak perlu berpindah-pindah dari satu tambak ke tambak lain untuk memberi makan ikan-ikannya. Alat e-Fishery dirancang dengan teknologi mutakhir sehingga ponsel peternak ikan sudah terhubungan dengan alat e-Fishery. Di beberapa negara seseorang dapat mengunduh aplikasi untuk keperluan belanja di supermarket. Dia hanya mengambil barang dan tidak perlu antri dikasir untuk membayar, karena semua barang yang disediakan sudah terhubung dengan ponselnya tadi. Karakteristik revolusi industri 4.0 ini meliputi digitalisasi, optimalisasi dan kustomisasi produksi, otomasi dan adaptasi, human machine interaction, value added services and businesses, automatic data exchange and communication, dan penggunaan teknologi internet.
Dengan adanya internet of things jaringan perangkat fisik, kendaraan, peralatan rumah tangga, dan barang-barang lainnya di”satu”kan dengan elektronik, perangkat lunak, sensor, aktuator, dan konektivitas yang memungkinkan hal-hal ini bekerja secara terintegrasi. Dampaknya muncullah wajah baru (1) sharing economy yang ditunjukkan melalui Grab, Uber (transportasi), Just Park (yang dapat memandu pengendara menemukan tempat parkir bila berada di luar rumah), TURO, sharing economy untuk persewaan mobil dsb.(2) Market Place (tempat belanja) secara online: bukalapak, tokopedia; (3) e-education: e-learning, Vi learning, dan sumber-sumber belajar yang dapat diakses secara online, (4) Layanan kesehatan secara online: klik dokter.com atau helthtap: untuk mendapatkan jawaban instan gratis dan bantuan dari lebih dari 108.000 dokter top langsung dari ponsel atau tablet Anda. Anda juga dapat membayar konsultasi virtual untuk obrolan video atau teks dengan dokter perawatan utama atau dokter pilihan Anda selama Jam Kerja Virtual mereka; (5) layanan pemerintahan kepada warga negara secara online (e-government), dan masih banyak yang lain.
Kondisi ini didukung oleh para siswa yaitu generasi Z yang melek teknologi, mereka dapat dengan mudah mengakses informasi terlibat secara aktif di dalam pemanfaatan teknologi tersebut. Mereka asyik berintegrasi dengan computer dan internet, lupa bersosialisasi dengan tetangga, berkembang sikap egosentris, IQ mungkin tinggi tetapi EQ tidak berkembang dengan baik
xvi ISBN: 978-602-14286-7-2
E-ISSN: 2654-7775
Dampak dari itu semua 52,6 juta pekerjaan di Indonesia akan hilang karena digantikan oleh komputer
Kondisi-kondisi seperti yang diuraikan di atas memungkinkan munculnya berbagai ancaman tetapi juga sekaligus peluang yang dapat dimanfaatkan.
Ancaman:
- Semenjak tahun 1969, terlihat kecenderungan hilangnya banyak pekerjaan terutama yang dapat didigitalkan. Mesin-mesin otomatis di era digital akan menggantikan tenaga kerja manusia. Akibatnya menurut ramalan Leonhard seorang futurist akan menghilangkan sekitar 1 – 1,5 miliar pekerjaan sepanjang tahun 2015-2025. Sementara menurut Menteri PPN (Perencanaan Pembangunan Nasional) Bambang Brojonegoro (2018) yang mengutip pendapat McKinsey dari perusahaan konsultan internasional akan ada 52,6 juta lapangan kerja terancam oleh otomatisasi. Jumlah tersebut setara dengan 52% angkatan kerja Indonesia. Menurutnya, digitalisasi bukan hanya mengancam Indonesia, tetapi juga terjadi secara global. Negara Australia sebesar 45% angkatan kerja yang terancam, Malaysia sebesar 41%, Siangapura sebesar 44%, serta Jepang 51% angkatan kerja yang terancam.
- Menurut Naim (2018) yang mengutip laporan departemen tenaga kerja Amerika Serikat (U.S. Department of Labor report), diperkirakan bahwa di masa yang akan datang, 65% murid sekolah dasar di dunia akan bekerja pada pekerjaan yang belum pernah ada di hari ini.
- Di era digital tumbuh generasi Z yang multitasking, melek teknologi, dan bebas mengases informasi dari internet tetapi mereka egosentris. Hal ini memengaruhi perilaku mereka. IQ mungkin berkembang baik, tetapi EQ tidak berkembang karena keasyikan dengan komputer dan HP
- PT yang menyediakan perkuliahan konvensional melalui tatap muka akan banyak ditinggalkan mahasiswa.
- Terdapat banyak ketidakpastian yang sulit diramalkan, orang sulit merancang ke mana siswa akan di bawah. Keterampilan-keterampilan yang dipelajari siswa pada saat sekarang boleh jadi tidak digunakan lagi pada saat mereka bekerja.
Peluang
- Kebutuhan tenaga kerja yang memerlukan komunikasi kompleks dan berpikir seperti para ahli (expert thinking) semakin meningkat
- PT yang menyediakan konten online, cyber class akan tumbuh subur
- Transportasi dan akomodasi: Peluang yang dapat diraih di era digital di bidang transportasi dan akomodasi telah ditunjukkan oleh Traveloka, Tiket.com yang bergerak di bidang tiket pesawat/kereta dan kamar hotel.
- E-commerce: E-commerce adalah nama lain toko online, merupakan bisnis retail yang diubah dari offline menjadi online. Pengunjung took online ini dari hari ke hari semakin meningkat. - Market place: ini sebenarnya semacam mall yang menyediakan tempat bagi toko-toko online.
Lazada.co.id, Tokopedia.com, Bukalapak adalah contoh-contoh market place.
- Karena orang berbelanja tidak perlu lagi pergi sendiri ke toko, berpeluang berkurangnya emisi karbon.
- Belanja online didasarkan pada saling percaya dan hal ini diramalkan akan berkembangnya sikap saling percaya pada anggota masyarakat
- Banyak pekerjaan-pekerjaan yang kompleks dan rumit yang memerlukan kegiatan berpikir, tidak mungkin digantikan oleh komputer. Bidang-bidang ini seharusnya menjadi peluang untuk dikembangkan pada jalur pendidikan, termasuk pembelajaran nilai (value), general education, pendidikan global, semakin mendapat tempat
ISBN: 978-602-14286-7-2
xvii
E-ISSN: 2654-7775
B. Peran IPA dan Pembelajarannya
Peran IPA dan pembelajarannya sudah barang tentu diarahkan untuk mengantisipasi ancaman, meraih peluang melalui penyiapan sumber daya manusia (SDM) dengan “bekal” tertentu sehingga mereka berhasil hidup pada masa tersebut. Seperti sudah diuraikan di atas, SDM (siswa) pada revolusi industry 4.0 adalah generasi Z yang (1) melek teknologi, sementara teknologi bersifat ambivalen yang berdampak positip sekaligus negatif, oleh karena itu harus dibentuk filter pada diri setiap siswa untuk mengantisipasi dampak negatif teknologi, dan mengajarkan bagaimana menggunakan teknologi secara benar; (2) karena keasyikan dengan computer, generasi Z menjadi egosentris, jarang melakukan kontak lansung dengan orang lain, Mengantisipasi fakta tersebut, perlu ada usaha nyata mencari persamaan-persamaan di antara anggota masyarakat dunia berupa nilai-nilai universal yang perlu dikembangkan bersama (Kevin, 2014; Brown, 2013; Andreotti, 2012).(3) Apa yang harus diajarkan kepada siswa belum sepenuhnya jelas. Kita mengajarkan teknologi tertentu kepada siswa, boleh jadi teknologi itu sekarang belum ada atau berbeda dengan teknologi yang ada sekarang. Untuk mengantisipasi ketidakpastian tentang “bekal” apa yang diperlukan di masa depan, maka proses pembelajaran yang diterapkan haruslah bersifat transformatif. Dengan perkataan lain, pembelajaran sains harus dilakukan sebagai sarana Pendidikan global.
Pendidikan global adalah pendekatan baru yang memusatkan perhatian untuk membantu menjawab pertanyaan kita tentang masa depan. Pendidikan global memperlengkapi siswa agar mampu memahami isu dunia seraya memberdayakan mereka dengan pengetahuan, keterampilan, nilai, dan sikap yang diinginkan sebagai warga dunia untuk menghadapi masalah-masalah global. Berkait dengan hal itu pendidikan global adalah proses individual dan pertumbuhan kolektif yang memungkinkan terjadinya transformasi dan transformasi diri.
Proses pendidikan bukanlah proses menyajikan pengetahuan jadi secara instan, proses pendidikan bukanlah proses kompetisi menghafal atau latihan mekanistik drill untuk berlatih menjawab soal. Sikap harus dibangun secara sengaja sebagai kendali pengetahuan dan keterampilan.
Tawaran inovasi ini bermula dari dari fakta yang menyatakan bahwa (1) 75% hasil belajar siswa diperoleh melalui pengamatan; (2) sikap/karakter tidak dapat diajarkan melainkan ditularkan; (3) penularan sikap/karakter dilakukan lewat model atau contoh; (4) fenomena yang terjadi di sekitar kita adalah model atau contoh bagi orang yang mau berpikir (QS 2:190); (5) Tahapan pembelajaran seperti dimodelkan Tuhan: Bangun fisik (QS 2:30) – beri pengetahuan (QS 2: 31) – beri kesempatan magang agar memperoleh keterampilan/melihat model (QS 2: 35). Sampai disini saja ternyata manusia masih gagal–selanjutnya Tuhan membekalinya dengan norma dan sikap (QS 2: 38) –manusia yang utuh.
Inovasi pembelajaran IPA yang ditawarkan ini ditunjukkan pada Gambar 2. Inovasi ini mengintegrasikan (1) cara pembelajaran sains yang paling baik, yaitu melalui metode ilmiah dengan (2) proses pemodelan karena belajar “perilaku” sebagian besar dilakukan lewat pengamatan. Agar proses pengamatan berlangsung intensif, perlu (3) usaha menyentuh/ mengolah hati. Oleh karena itu di dalam inovasi ini proses pemodelan dilakukan dengan berbagai strategi dan media untuk “mempengaruhi” hati siswa.
Pada bagian awal pembelajaran siswa diajak merumuskan masalah atau pertanyaan yang bersumber dari fenomena yang diamati, melakukan penyelidikan lewat pengamatan atau eksperimen, mengamati fenomena alam lebih lanjut, mengumpulkan data, mengolah data sampai akhirnya menarik kesimpulan yang sekaligus merupakan jawaban terhadap masalah atau pertanyaan yang dirumuskan di awal pembelajaran.
Bagian kedua pembelajaran adalah proses pemodelan lewat strategi mengolah hati. Fenomena yang telah diamati oleh siswa dimaknai untuk dijadikan model sikap, perilaku positif yang harus dipupuk dan dibentuk atau model perilaku/sikap negatif yang harus dihindari. Strategi pemodelan dilakukan sedemikian
xviii ISBN: 978-602-14286-7-2
E-ISSN: 2654-7775
rupa seperti menggunakan musik, menggunakan teknik membaca sedemikian rupa, melakukan “provokasi” dan “dramatisasi” untuk mempengaruhi hati. Bukti penguat terhadap perlunya perilaku itu dikembangkan atau perlu untuk dihindari oleh seseorang, disajikan misalnya dalam bentuk kutipan fakta dari kearifan lokal, ayat-ayat/norma-norma di dalam kitab suci atau fakta-fakta empirik yang mendukung.
Kerangka berpikir model pemaknaan:
Gambar 2 Alur Berpikir Model Pemaknaan (Ibrahim, 2014)
Tahap pertama:
Tunjukkan fenomena Ulat dan Kupu kepada siswa, melalui berbagai media atau mengamati benda asli, motivasi siswa untuk melakukan pengamatan dengan cermat memunculkan pertanyaan berdasarkan fakta yang diamati. Beberapa contoh pertanyaan misalnya:
Bagaimana cara ulat berubah menjadi kupu-kupu? Berapa lama waktu yang diperlukan?
Tahapan perubahannya apa saja yang terjadi? dan seterusnya Tahap kedua:
Siswa diajak mengumpulkan data untuk menjawab pertanyaannya. Gunakan berbagai strategi, pertimbangkan kegiatan yang memungkinkan siswa menggunakan sebanyak mungkin inderanya. Beberapa contoh kegiatan seperti: membaca buku, mengamati perubahan bentuk dari telur sampai menjadi kupu-kupu dalam bentuk proyek (siswa membuat perencanaan, melaksanakan rancangan, pelaporan hasil pelaksanaan).
Pada tahap ini siswa belajar banyak tentang keterampilan dan pengetahuan serta beberapa sikap sosial seperti bekerjasama, saling membantu, berkomunikasi, membuat rencana, menyusun laporan, menyelesaikan masalah, menemukan jawaban dari masalah dan seterusnya.
Fenomena IPA Informasi, fakta, konsep, teori (Penjelasan), deskripsi, tentang fenomena & munculnya fenomena baru
Dilakukan melalui sintaks, 1, 2, 3, 4, dan 5 (Proses penyelesaian masalah) Berbagai perilaku positip, karakter, akhlak baik Proses pemaknaan/ Internalisasi (Sintaks 6 dan 7) Capaian hasil belajar pengetahuan dan keterampilan Capaian hasil belajar Sikap dan karakter
Domain Analog (Model)
Domain Target
ISBN: 978-602-14286-7-2
xix
E-ISSN: 2654-7775
Tahap ketiga:
Siswa diajak untuk mengkritisi sekali lagi fenomena yang mereka amati/temukan dari perspektif “sebagai model” (atau domain analogi) sikap dengan domain target adalah siswa melihat model tersebut sebagai sesuatu yang harus ditiru, dikembangkan, jadikan pedoman berperilaku atau sebalik perlu dicegah, dijauhi. Kesempatan ini digunakan oleh guru untuk menularkan sikap pada model kepada siswa melalui pengenalan pengetahuan dulu (moral knowledge), pengenalan dilakukan sedemikian rupa menyentuh hati, ditunjukkan pula baik buruknya untuk memunculkan (moral feeling) yang kemudian dengan berjalannya waktu dan pembiasaan melalui pengulangan-pengulangan dan pemberian penekanan menggunakan realita sosial, kearifan local, kutipan ayat suci, kebiasaan baik dikeseharian, pada akhirnya diharapkan sikap yang sudah dimiliki dalam bentuk pengetahuan dan perasaan berubah menjadi moral acting yang terwujud dalam perbuatan dan perilaku keseharian.
Tahap keempat
Siswa diajak untuk melakukan berbagai aktivitas untuk memperkuat retensi, misalnya membuat rangkuman melalui proses menjawab pertanyaan, mendiskusikan contoh penerapan dalam kehidupoan sehari-hari konsep-konsep yang sudah dipelajari dan ditemukan, mengjarkan atau mengkomunikasikan hasil temuan kepada orang lain dan berbagai bentuk kegiatan lain yang relevan.
Melalui scientific approach siswa belajar (Pengajaran)
Melalui pemaknaan siswa dididik (Pendidikan):
(3) Keterampilan sosial: bekerjasama, saling membantu, komunikasi (menyampaikan ide, argumentasi)
(2) Keterampilan proses: melakukan pengamatan, mengumpulkan data, menarik simpulan, membuat laporan (1) Konsep metamorphosis:
nama, definisi, tahapan, lama waktu, karakteristik tiap tahap, contoh
(3) Memaknan perilaku kupu-kupu yang indah, makanan terpilih, menyenangkan, model perilaku yang perlu dikembangkan (2) Memaknai perilaku
kepompong melakukan pengendalian diri, makan tidak makan (Puasa)
(1) Memaknai perilaku ulat yang rakus, makanan tidak terpilih, merugikan banyak pihak---perilaku buruk perlu dihindari
xx ISBN: 978-602-14286-7-2 E-ISSN: 2654-7775 Pemantapan Bagaimana Mencapainya Penutup
Demikianlah satu inovasi yang coba dikenalkan, yaitu berupa model pemaknaan yang mengintegrasikan scientific approach dengan proses pemodelan sikap melalui strategi analogi: fenomen Biologi yang ditemukan lewat scientific approach dijadikan model (domain analog) untuk mendidik sikap positip (domain target). Melalui strategi ini siswa belajar secara komprehensif, selain konten (isi) pelajaran, mereka juga belajar metode, sekaligus sikap yasng dapat menjadi pengendali dan filter.
Siswa belajar Biologi berdasar fenomen dan inovasi ini menggunakan fenomea alam sebagai model, sehingga tidak akan habis. Semua fenomen alam dapat dijadikan model perilaku baik positif maupun negatif . Tuhan sendiri pencipta alam mengatakan: sesungguhnya di dalam penciptaan langit dan bumi serta silih bergantinya malam dan siang adalah ayat-ayat bagi orang yang mau berpikir.
Terimakasih
Hai orang yang beriman diwajibkan kepadamu berpuasa sebagaimana yang telah diwajibkan kepada orang-orang sebelum kamu agar kamu menjadi orang yang bertakwa
ISBN: 978-602-14286-7-2
xxi
E-ISSN: 2654-7775
Daftar Pustaka
Andreotti. (2012). Global Education, Social Change and Teacher Education in Jasskelained, L.
Bourn, Douglas. (2014). The Theory and Practice of Global Learning.Research Paper No. 11, London: The Development Education Research Centre Institute of Education
Brown, E. (2013) Transformative Learning through Development Education NGOs. Unpublished PhD Thesis, Nottingham: University of Nottingham.
GLEN. (2009). Global Education Guide. Global Education Network.
Hunt, F. (2012) Global Learning in Primary Schools: Practices and Impacts. DERC Research Paper no. 9, London: IOE.
Ibrahim, Muslimin. “Dimensi Pendidikan dan Budi Pekerti di dalam Model-model Biologi (Pidato Pengukuhan dalam rangka penerimaan Jabatan Guru Besar 1 Juli 2001), Sang Profesor Kumpulan Pidato Pengukuhan Guru Besar. Surabaya: University Press, 2011 ISBN 978-979-028-459-3
Ibrahim, Muslimin, dkk (2008). Pengembangan Model Pembelajaran Inovatif untuk Mengembangkan sikap positif, kemampuan berpikir, dan hasil belajar kognitif melalui Pelajaran IPA. Penelitian Inovatif Nasional yang dibiayai oleh Puslitjaknov Balitbang Depdiknas. Jakarta: Badan Penelitian dan Pengembangan Depdiknas- Pusat Penelitian Kebijakan dan Inovasi.
Ibrahim, Muslimin, Suhartono, Suyono, (2009). Pengembangan Perangkat Pembelajaran Inovatif Melalui Pemaknaan dalam Mapel IPA dan Bahasa. Penelitian Strategis Nasional dibiayai oleh Direktorat Jenderal Pendidikan tinggi.
Ibrahim, Muslimin, Wahyu Sukartiningsih. (2012, 2013, dan 2014). Pemberdayaan Siswa Sekolah Dasar Untuk Berperilaku Positif Dan Berkemampuan Berpikir Melalui Pengembangan Perangkat Dan Diseminasi Pembelajaran Berorientasi Pemaknaan. Penelitian Hibah Bersaing Pascasarjana Dibiayai oleh Dir. Litabmas Depdikbud.
Kaivola, T., O’Loughlin, E., Wegimont, L., (eds.) Proceedings of the International Symposium on Competencies of Global Citizens, Amsterdam, GENE.pp.16-30.
Kevin, Hovland. (2014). Global Learning: Defining, Designing, and Demonstrating. A joint publication of NAFSA: Association of International Educators and the Association of American Colleges and Universities,
McIntyre, S., & Watson, K. (2007, 12 July 2007). Preparing Students for the Global Workplace: An
Examination of Collaborative Online Learning Approaches. Paper presented at the ConnectED: International Conference on Design Education 2007, Sydney, Australia.
xxii ISBN: 978-602-14286-7-2
