Konsepsi Siswa Sekolah Menengah Tentang Sifat Fisik Udara

Udara ada di sekitar kita dan merupakan bagian penting dari lingkungan keseharian kita. Anak-anak memiliki banyak pengalaman dengan udara sebelum mereka diajarkan tentang hal itu di sekolah, mereka hidup dalam udara, merasakan angin dan konsep dan mereka menghirup dan menghembuskan napas dan menggunakan perangkat yang beroperasi dengan udara, misalnya, ban-pompa, bola, kipas listrik, AC, penyedot debu, penyemprot, dll Namun, karena udara tidak terlihat, sifat-sifatnya yang diterima begitu saja atau tidak secara sadar dianggap oleh anak-anak sebelum mereka diajarkan tentang udara di sekolah. Sifat udara sangat sulit untuk dipahami oleh anak-anak karena tidak berwarna, tidak berbau dan berasa. Walaupun anak-anak sudah familiar dengan kata "udara”, udara yang diam memiliki realita kecil untuk mereka.

Keyakinan naif anak-anak tentang udara dipelajari oleh Piaget (1972) dan dijelaskan dalam bukunya The Conception Anak dari hubungan sebab dan akibat Fisik. Sejak pekerjaan Piaget, studi penelitian telah banyak dilakukan pada konsepsi anak-anak tentang sifat fisik udara, seperti apakah atau tidak ada udara, menempati ruang, memiliki berat atau tekanan diberikannya. Borghi, Ambrosis, Massara, Grossi, dan Zoppi (1988) menunjukkan bahwa pengetahuan anak-anak tentang airis kebanyakan pra-kausal, yang berarti bahwa artikel anak untuk deskriptif, elemen finalistic, atau dinamis (misalnya, udara langit, udara adalah angin, atau udara yang terlibat dengan pernapasan). Sere (1986) melaporkan ide-ide berikut bahwa anak-anak memiliki: (a) mereka dapat menghasilkan udara dengan mengepakkan, (b) maka perlu untuk memegang sebuah botol terbuka dalam aliran udara untuk mengisinya dengan udara, dan (c) mereka tidak bisa mengangkut udara (tidak percaya bahwa mereka dapat membawa udara dari satu tempat ke tempat lain). Anak-anak merujuk pada fakta bahwa udara panas naik, tetapi tidak pernah menyebut tenggelamnya udara dingin. Banyak anak yang berpikir bahwa perubahan udara terbentuk ketika dipanaskan, yaitu dengan peningkatan suhu, udara menjadigas. Sere (1982) mengindikasikan bahwa sebagian besar anak-anak hanya tahu bahwa udara bergerak dan kebanyakan dari mereka mengakui udara yang mendorong "" dan mengerahkan tenaga, tapi hanya jika dipanaskan atau selama gerakan, arah gerakan ini. Dia menyimpulkan bahwa penafsiran ini adalah hasil dari menggunakan pengalaman sehari-hari seperti hembusan angin. Pemahaman yang terbentuk hanya dari pengalaman angin membuat konsep tekanan udara sulit untuk dipahami dalam percobaan dengan pengurangan tekanan dalam wadah tertutup. Anak-anak di ruang kerjanya menggunakan kata "kekuatan hisap" atau "kekuatan menarik" untuk menafsirkan percobaan. Mereka mengalami kesulitan dalam membayangkan tekanan atmosfer tanpa gerakan sehingga mereka dikaitkan keadaan ekuilibrium tidak adanya gaya. Tytler (1998) menekankan kesulitan memahami tekanan atmosfir menggunakan presuposisi yang berbasis di fitur persepsi. Hsiao-Ching (2002) menemukan bahwa tiga perempat dari 9 siswa kelas percaya bahwa udara tidak dapat dikompresi. Dalam sebuah penelitian lintas usia, Brook dan Driver (seperti dikutip dalam Driver, 1994) menemukan bahwa penjelasan tentang konsep vakum, yang 'menyebalkan' atau 'menarik' dalam hal perbedaan tekanan udara di dalam dan di luar perangkat , digunakan secara progresif selama tahun kedua.

Menurut Sere (1982), untuk menafsirkan percobaan mengenai sifat fisik udara, anak-anak umumnya menggunakan kerangka kerja yang berkaitan gaya, gerakan, dan keseimbangan dan dimensi mekanis. Dia menyarankan bahwa untuk memahami dan menafsirkan percobaan sederhana bahkan di udara, anak-anak harus menggunakan dimensi fisik dasar seperti jumlah, volume, massa, tekanan dan suhu, untuk menggambarkan udara. Dia juga mencatat bahwa anak-anak mengenali tekanan udara dengan gerakannya. Oleh karena itu, gerakan yang dapat diamati Perlu dibentuk untuk meyakinkan anak bahwa tekanan udara ada bahkan ketika stasioner.

Siswa datang ke sekolah dengan ide-ide tentang alam yang mungkin atau mungkin tidak benar. Pengetahuan awal individu mungkin benar, sebagian benar, atau salah dengan miskonsepsi. Banyak peneliti menyatakan bahwa kesalahpahaman memainkan peran penting dalam belajar dengan mengganggu pemahaman ilmiah (Hewson, 1992; Trundle, 1999). Diperkirakan bahwa individu dengan kesalahpahaman mengalami kesulitan dalam mempelajari konsep-konsep baru karena efek negatif atau memblokir pengetahuan tidak benar mereka. Ini mungkin sangat sulit bagi anak untuk memahami konsep-konsep ilmiah yang sulit untuk memvisualisasikan (Callison & Wright, 1993).

Kerangka teoritis untuk studi ini didasarkan pada teori konstruktivis Piaget dan Vygotsky. Teori-teori ini, dalam menjelaskan bagaimana konsep-konsep yang dikembangkan, juga mengusulkan cara-cara di mana konsep mungkin diubah. Menurut Piaget (1970), seorang individu membangun pengetahuan dengan menggunakan ide-ide dan teori-teori saat ini ketika berinteraksi dengan lingkungan fisik. Interaksi antara individu dan material akan membantu peserta didik dalam membangun dan belajar berbagai konsep tentang fenomena alam. Dalam pembentukan konsep, Piaget menjelaskan dua proses yang saling berhubungan: organisasi, dan adaptasi (Piaget, 1970). Orang mengatur ide-ide mereka untuk membuat hubungan logis antara mereka. Piaget mendefinisikan istilah adaptasi dengan menggunakan dua istilah lain: asimilasi dan akomodasi (Piaget, 1970). Dalam proses "asimilasi," seseorang harus bertindak pada objek atau bahan di lingkungan. Karena tindakan ini, individu menggabungkan konsep baru ke yang sudah ada. Jika cara berpikir yang baru tidak sesuai cara berpikir yang sekarang, individu mengalami keadaan "disekuilibrium” Orang mungkin mengalami ketidakseimbangan ketika hal tak terduga terjadi dalam hidup. Pada saat itu, dua hal bisa terjadi: orang lain dapat membantu kita untuk mengklarifikasi konflik tersebut dengan memberikan informasi lebih lanjut, atau kita akan bertindak lebih lanjut tentang bahan yang sama untuk mengatasi situasi tak terduga diri kita sendiri. Piaget menyebutnya "akomodasi;" yaitu, penyesuaian ide-ide yang ada untuk pengalaman baru. Setelah akomodasi, seorang individu diperkirakan akan mencapai keadaan "keseimbangan," adalah bahwa tahap akhir dari penyesuaian konsep (Piaget, 1970).

Seperti Piaget, Vygotsky (1978) berpendapat bahwa anak-anak mulai membentuk konsep lama sebelum mereka bersekolah. Melalui bermain, sebagian besar anak-anak pertama kali mulai menyusun, mengklasifikasi, dan menghitung sebelum prasekolah atau pra-TK, membentuk ilmu awal dan konsep matematika. Salah satu konstruksi yang paling penting dalam teori Vygotsky adalah Zona Pengembangan proksimal. Dia mendefinisikan konsep ini sebagai jarak antara tugas yang paling sulit anak bisa melakukannya sendiri dan tugas yang paling sulit anak dapat melakukan dengan bantuan orang lain. Vygotsky menggunakan "perancah" untuk menggambarkan bantuan seorang guru atau rekan memberikan kepada seorang anak (Vygotsky, 1978). Seperti halnya perancah yang digunakan oleh tukang cat yang bekerja pada sebuah rumah, guru atau rekan-rekan dapat membantu anak untuk belajar konsep-konsep baru dan membentuk pemahaman dengan memberikan informasi pendukung. Tapi, jika bantuan yang tidak sesuai dengan tingkat mental yang sebenarnya pada anak tersebut, pembelajaran tidak terlaksana.

Berbagai kajian telah mencatat bahwa metode tradisional yang melibatkan kuliah utamanya tidak berhasil dalam mengubah miskonsepsi (Marinopoulos & Stavridou, 2002; Weaver, 1998). Menggunakan kegiatan langsung untuk perubahan konseptual dalam ilmu pengetahuan telah menjadi sangat populer dalam empat dekade terakhir. Untuk mengklarifikasi pemahaman konseptual siswa, peneliti telah mengeksplorasi efek dari kegiatan langsung dan percobaan sains untuk kelompok usia yang berbeda, termasuk siswa sekolah dasar (Baser & Cataoglu, 2005; Dalton & Maroko, 1997; Marinopoulos & Stavridou, 2002; Pyle & Akins-Moffatt, 1999; Thomson & Logue, 2006; Weaver, 1998), siswa sekolah menengah (Alexopoulou & Driver, 1996; Ertepinar & Geban, 1996), dan siswa SMA (Ben-Zvi-Assarf & Orion, 2005; Nakiboglu & Tekin, 2006). Costa (2003) melaporkan bahwa kegiatan langsung adalah cara paling efektif untuk memperoleh pengetahuan ilmiah bagi kebanyakan anak dan remaja. Dalam lintas usia studinya, Weaver (1998) meneliti keberhasilan kegiatan langsung dan percobaan dengan siswa kelas empat, delapan dan sepuluh, melaporkan bahwa siswa berpendapat bahwa kegiatan langsung yang sangat berharga. Namun, Weaver juga menyimpulkan bahwa hanya menyajikan kegiatan langsung atau demonstrasi tidak cukup untuk perubahan konseptual. Dia menyatakan bahwa kegiatan langsung dan demonstrasi bisa mempromosikan perubahan konseptual bila dikombinasikan dengan diskusi dan refleksi.

Manfaat dari materi yang sederhana dan acara discrepant dalam pemahaman siswa yang penuh tantangan 'cocok dengan ide-ide Piaget dari equilibrium (Piaget, 1964/1993). Keakraban, yang dapat mempromosikan asimilasi, ditambah dengan keanehan, mempromosikan disekuilibrium, bisa menjadi kombinasi yang kuat. Brandwein (1968) menyatakan bahwa penggunaan bahan-bahan sederhana dalam percobaan meningkatkan pengenalan anak-anak tentang konsep-konsep yang terlibat. Selain itu, penelitian telah menunjukkan bahwa siswa menemukan topik ilmu yang lebih menarik ketika mereka relevan dengan kehidupan sehari-hari atau pengalaman (Weaver, 1998). Selain itu, kegiatan langsung peserta didik membuat siswa lebih aktif di dalam kelas sains (Cetin, 2003).

Tujuan dari penelitian ini ada dua: (a) untuk mengeksplorasi pemahaman konseptual siswa sekolah menengah 'tentang sifat fisik udara dan efek praktis dari udara dan tekanannya dan (b) untuk mengetahui pengaruh demonstrasi acara discrepant dan tangan-kegiatan pada pemahaman tersebut. Aplikasi praktis dari tekanan udara dan udara untuk dipelajari meliputi: Prinsip Bernoulli dan penerapannya pada penyemprot dan pesawat terbang, hubungan antara ketinggian dan tekanan atmosfer, efek dari tekanan atmosfer pada titik didih cairan, hampa udara dan tekanan dalam luar ruang dan pengaruhnya terhadap perjalanan ruang angkasa. Penelitian ini melibatkan dua studi terpisah, perbandingan antara siswa sekolah swasta dan umum pada pemahaman konsep udara dan analisis pra-pasca pemahaman konsep sifat individual udara di kalangan siswa sekolah swasta.

sumber terjemahan dari Introduction Journal of Turkish Science Education, "Middle School Students' Conceptions on Physical Properties of Air"