Pengajaran Melalui Analogi
Kawan atau Lawan?
Allan G. Harrison
RINGKASAN BAB
· Analogi dan model adalah alat belajar dan pengajaran yang istimewa.
· Analogi menolong murid agar dapat membayangkan konsep abastrak seperti atom, energi dan gen.
· Ilmuwan memanfaatkan analogi untuk membangun ide baru.
· Objek yang dikenal dinamakan analog dan konsep IPA dinamakan target.
· Hubungan antara analog dan target disebut pemetaan.
· Pemetaan yang sahih disebut sifat bersama, pemetaan yang tidak sahih disebut sifat bukan bersama.
· Setiap analogi memiliki kelemahan, oleh karenanya jangan memahami analogi secara harfiah
· Penggunaan analogi paling efektif saat murid membantu merancang dan menguraikan pemetaannya.
Pengantar
Pada suatu hari, saya duduk di kelas dan mengamati guru IPA, yang saya sebut Neil, menerangkan proses penguapan dan kondensasi di dalam botol tertutup. Sebenarnya para murid setuju bahwa pakaian basah kering di udara dan uap air mengembun pada permukaan kaleng minuman dingin, namun tetap saja diantara mereka bingung dengan konsep lepas dan kembalinya molekul air dari permukaan air di dalam botol tertutup. Neil melihat wajah kebingungan mereka, dan menyadari ia butuh menjelaskan dengan cara yang lebih baik. Sehingga ia menggunakan analogi jalan raya padat untuk menjelaskan kesetimbangan wujud fisika:
Neil: Sebagian besar dari kalian sudah punya SIM, artinya kalian sudah terbiasa menggunakan kendaraan di jalan bukan?
Murid: Yah
Neil: Ok, jika tempat dimana kalian tinggal terdapat jalan menuju jalan raya [sambil menggambar peta di papan tulis], di dalamnya ada tiga jalur pada satu arah dan tiga jalur pada arah yang lain. Orang tua kalian mengajarkan untuk mengendarai kendaraan di saat yang sepi. Lalu sekarang kalian di sini, tepat berada di simpang jalan hendak menyebrang untuk masuk ke dalam arus jalan raya. Jika hal ini dilakukan pukul 2 pagi, bukankah ini adalah hal yang mudah?
Murid: Yap
Neil: Karena jalanan sepi sehingga tidak ada mobil-mobil yang menghalangi kalian. Hal yang sama terjadi pada pukul 5 pagi, hanya sedikit yang sudah berangkat kerja. Saya gambarkan ada sepasang mobil di sini, sepasang di sana dan satu di sana. Pada pukul 8 pagi, kira-kira akan seperti apa, jika ini adalah jalan raya di tengah kota?
Murid: Berhimpit-himpitan.
Neil: Berhimpit-himpitan. Hampir seluruh mobil menuju kota dan sebagian kecil ke arah sebaliknya. Ini adalah situasi sebenarnya.
Murid: Kami tidak akan bisa masuk ke jalan raya sekarang.
Neil: Sekarang pura-puranya, kalian nekad memaksakan diri mengendarai mobil masuk ke jalan raya tanpa melihat kiri dan kanan. Apa yang kira-kira akan terjadi?
Murid: Kami akan menabrak atau ditabrak hingga akhirnya terguling.
Neil: Ya benar, tertabrak dan terguling bahkan terlempar ke luar jalan raya. Kalian benar-benar membuat kekacauan di jalan raya, benarkan? Sekarang, saya menggunakan contoh untuk menunjukan apa yang terjadi jika jumlah molekul air yang menguap di atas cairan meningkat, tekanan uap juga meningkat hingga akhirnya udara tidak dapat menampungnya lagi. Inilah sebabnya kondensasi dapat terjadi, jika sudah cukup banyak uap air, maka ruang menjadi penuh. Saat kalian berada dipersimpangan jalan raya pada pukul 2 pagi kalian dapat masuk dengan mudah. Tidak ada yang akan menghalangi kalian, seperti halnya tidak banyak uap air di udara yang kering. Ada sedikit molekul di udara tetapi tidak penuh sesak. Sehingga banyak mobil dapat masuk ke jalan raya dan pergi ke mana pun mereka inginkan. Hal yang sama terjadi pada pukul 5 pagi, ada sedikit lebih banyak mobil namun tidak penuh, seperti ada tempat untuk air yang menguap. Tetapi pada pukul 8 pagi, kalian paham inilah saat di mana banyak sekali mobil, jalanan tentu penuh sekali bukan? Apakah kalian dapat masuk ke dalamnya?
Murid: Ya, jika mobil-mobil yang lain melambat dan keluar dari jalan raya.
Neil: Yap. Harus ada molekul uap air yang mengembun sebelum ada molekul air yang menguap. Sebuah mobil keluar baru sebuah mobil yang lain dapat masuk.
Neil memiliki dua analogi favorit untuk kesetimbangan kimia, salah satunya adalah yang disebut Analogi Pesta Dansa dan ini dibahas oleh Richard K. Coll pada Bab 7 (untuk melihat kajian yang lebih lengkap, lihat Harrison & de Jong, 2005).
Neil secara hati-hati merencanakan ceritanya karena ia tahu ia harus menjaga perhatian murid-muridnya jika mereka mendalami konsep yang tidak terlihat. Dia bercerita, melukis gambar, menanyakan muridnya dan mendiskusikan setiap analogi yang disimpulkan. Dan di setiap akhir cerita dia mempertegas hubungan antara pengalaman yang sudah dikenal dengan konsep sains. Sebagai contoh, ia menjelaskan di dalam kesetimbangan kimia, sistem harus tertutup, dinamis dan kecepatan reaksi ke arah produk harus sama dengan kecepatan reaksi ke arah pereaksi.
Kesetimbangan adalah konsep yang sulit bagi murid di seluruh tingkatan kelas. Sebagai contoh, ahli biologi menjelaskan bagaimana setiap tumbuhan dan hewan menyeimbangkan zat dan kalor yang keluar masuk untuk menjaga kestabilan tubuhnya. Sangat penting untuk menjaga kandungan air, garam, nutrisi dan suhu tubuh agar tetap konstan. Bagi mamalia, menjaga suhu tubuh tetap konstan adalah masalah hidup dan mati, baik dalam kondisi kedinginan di musim dingin atau kepanasan di musim panas. Jika suhu tubuh berubah lebih dari 2-3oC, turun atau naik, mamalia bisa mati. Di musim panas, kesetimbangan yang baik diperlukan dengan menjaga panas yang melewati kulit tubuh, pendinginan uap di dalam sistem pernapasan, dan panas yang dihasilkan oleh otot. Berbeda dengan kesetimbangan yang terjadi di musim dingin, namun mamalia tetap menyeimbangkan panas yang dihasilkan dan dilepaskan, dan mereka mengadaptasikan fisik agar dapat bertahan di setiap musim. Kita menyebutnya dengan homeostasis, dan kesetimbangan homeostasis bersifat dinamis sama seperti kesetimbangan kimia. Pada Bab 6, Grady J. Venville menggunakan Analogi Murid Berjalan Naik di Atas Eskalator Bergerak Turun sebagai model homeostasis (cerita selengkapnya dapat dibaca Harison & Treagust, 1994b).
Buku ini memuat banyak analogi dan model yang sudah digunakan para guru untuk menyederhanakan dan memperjelas gagasan yang penting. Anda bahkan akan menemukan permainan peran untuk reaksi kimia di Bab 7. Permainan peran adalah analogi spesial yang dapat membantu murid melihat apa yang terjadi pada reaksi kimia. Dan ingatlah semakin anda melibatkan para murid di dalam elaborasi dan menjalankan analogi, semakin mereka ikut mengembangkan konsep alternatif dari gagasan yang ada dalam fikiran kita. Untuk menghindari konsep yang terlalu menyimpang, kita perlu mendiskusikan teori belajar tentang pengajaran dengan analogi dan model.
Mengajar dengan Analogi
Daya tarik analogi dalam IPA, matematika, ilmu sosial, teknologi, dan sastra terletak pada kemampuannya dalam menjelaskan gagasan abstrak dengan istilah-istilah yang akrab. Para guru terkadang menjelaskan pembuluh nadi atau vena seperti selang, bumi bundar seperti bola, mata bekerja seperti kamera; dan tumbuhan, hewan dan mikroorganisme dapat diklasifikasi menjadi golongan-golongan fungsional, seperti pembagian tempat makanan segar, makanan kaleng, peralatan tulis kantor, dan peralatan kebersihan di supermarket (Grady J. venville menggunakan analogi ini pada Bab 6). Adalah mudah untuk melihat mengapa analogi dan model adalah cara yang penting untuk menggambarkan dan menjelaskan objek dan proses, khususnya yang tidak dapat dilihat, seperti atom dan molekul.
Kita mulai dengan memperkenalkan beberapa istilah untuk mempermudah pembahasan: dalam suatu analogi, objek keseharian, kejadian atau cerita yang cukup dipahami disebut analog, sedangkan konsep sains yang sedang dibandingkan disebut target. Istilah ini sendiri sebenarnya adalah metafora, seperti analogi, karena kita semua memiliki tujuan untuk mencapai target, jika lemparan kita mengenai target, kita berhasil. Setiap penjelasan memiliki tujuan, sehingga saat kita dapat memahami target (konsep sains), artinya kita mencapai tujuan.
Hubungan antara analog dengan target disebut pemetaan. Pemetaan dapat menjadi
Positif : Memiliki sifat bersama dimana terdapat kesamaan antara target dengan analog.
Negatif : Memiliki sifat bukan bersama dimana terdapat ketidaksamaan antara target dan analog.
Setiap guru hendaknya yakin semua sifat bersama dan bukan bersama untuk setiap analogi yang akan direncanakan akan digunakan bersama murid mereka. Tentu setiap murid dapat menyarankan analogi mereka sendiri, dan jika hal ini terjadi maka pemetaan menjadi netral, hingga muncul tantangan untuk mencari sifat-sifat bersama atau yang bukan bersama, atau bahkan yang tidak berhubungan sama sekali. Banyak guru melewatkan tahapan ini dengan alasan waktu yang terbatas, namun sebenarnya sangat penting untuk membantu murid dalam mempertimbangkan gagasan orisinil mereka. Inilah saat dimana para murid berfikir kreatif dan momen ini sangat berharga dalam proses pembelajaran mereka.
Beberapa guru mengungkapkan kekhawatiran terhadap penggunaan analogi karena mereka tidak dapat memperkirakan bagaimana para murid menafsirkannnya. Ini adalah masalah nyata dan Shawn Glynn (1991) menyebut analogi sebagai pedang bermata dua karena analogi dapat mempercepat pembentukan pemahaman ilmiah yang tepat namun juga dapat memuncul pemahaman yang keliru. Sementara para guru khawatir terhadap analogi, mereka juga memiliki kesulitan saat menggunakan model untuk menggambarkan dan menjelaskan gagasan. Tampaknya sering kali model diperlakukan sebagai objek yang sebenarnya mengingat setiap upaya penjelasan terbuka untuk ditafsirkan.
Model dan analogi keduanya adalah penemuan manusia dan seharusnya diajarkan dengan hati-hati. Model bola-batang dan struktur-ruang untuk menerangkan bentuk molekul sudah sering digunakan di dunia sains dan kimia, namun perbedaan antara sifat bersama dan sifat bukan bersama menjadi samar-samar, sama seperti analogi verbal. Apakah ikatan pada batang dan kisi-kisi ion dapat dianggap bentuk yang sebenarnya dari objek submikroskopik? Tentu tidak; namun banyak murid menganggap iya. Penelitian di kelas menunjukan bahwa menerangkan dengan model menimbulkan permasalahan penafsiran, sebagaimana menerangkan analogi secara verbal; contohnya, model bola pantul pada teori kinetik zat padat, cair dan gas menyebabkan para murid mengira wujud partikel molekul adalah padat.
