III. Kurikulum dan Pembelajaran dalam Fisika

Telah banyak metode pembelajaran dan materi kurikuler yang telah dikembangkan untuk memenuhi standar pembelajaran fisika. Beberapa metode diperbaruhi dengan tujuan menggabungkan keterlibatan aktif siswa dalam pembelajaran. Perkembangan teknologi juga diperkenalkan di kelas pemilihan teknologi dalam pembelajaran, pekerjaan rumah berbasi web dan sistem tutorial, animasi komputer, simulator fenomena fisika.

Pertanyaan yang ada pada penelitian kurikulum dan pembelajaran dalam fisika dekat dengan tipe pertanyaan “apakah itu bekerja, dan pada kondisi apa?”. Tinjauan pertanyaan itu meliputi 1) metode berbasis pembelajaran, 2) metode hafalan atau diskusi, 3. Metode laboratorium, 4. perubahan struktur lingkungan kelas, dan strategi pembelajaran umum dan materi. Untuk metode berbasis pembelajaran dapat berupa dengan membuat kelas eksperimen melalui interaktif siswa dengan siswa dan siswa dengan guru, siswa berdiskusi dengan teman siswa (active learning class), demonstrasi interaktif, self reflection seperti meminta siswa untuk mencari jurnal dan melaporkannya mingguan dengan mendeskripsikan apa yang mereka telah pelajari. Pada Hafalan  memakai metode tradisional seperti tutorial dakan fisika dasar totorial berbasis aktif, open-source tutorial dan metode diskusi seperti kooperatif grup problem solving. Pada metode laboratorium melakukan pembelaran di lab, seperti RealTime Physics, designing experiment, testing hipotesis, invertigation science learning environment, pembelajaran berbasis komputer lab, dan komunitas saintifik lab. Sedangkan pada perubahan struktur lingkungan kelas adalah motode berbasis kelas seperti problem-based learning yang dimodifikasi dengan grup koperatif, physics by inquiry, workshop physics, student-centered active learning Environment tor understanding program, Tecnology-Enabled active learning. Pada strategi pembelajaran umum mengacu pada teks book seperti Understanding Physics, Metter and Interaction.

Kerangka teoritis yang diapakai kebanyakan teori modern dalam mendesain pembelarajaran untuk pembelajaran sains yang didasari pada pada kontruktivis dan teori yang lain yang sesuai dengan situasi seperti sosiokultural, ekologi, dan distribusi kognitif.

Metode penelitian yanbg dipakai adalah seperti studi keefektifan strategi pembelajaran yang dilakukan dengan konteks pembelajaran fisika. Kadang melihat performa siswa dengan pembelajaran tertentu dibandingkan dengan pembelajaran tradisional. Partisipan penelitian biasanya mahasiswa sarjana. Pengembangan dan evaluasi memperbarui kulikuler melibatkan sebau metode mix dari qualitatif dan quantitatif. Pengembangan kulikuler lebih deskriptif dan sering mengawalinya dengan identifikasi kesulitan pada umumnya siswa atau miskonsepsi, sehingga menjadikan secara sendirinya sebagai metode kualitatif seperti interviu dengan siswa. Contoh yang termasuk dalam pengembangan physics by inquiry dan tutorial in introduction Physics. Sedangkan evaluasi keefektivan pembaharuan metode membawanya ke dalam metode kuantitatif seperti performa dari ujian pembelajar, laboratorium, dan pekerjaan rumah.

Temuan dari penelitian kurikulum dan pembelajaran dalam fisika pada metode pembelajaran terjadi sistem peer diskusi dan komunikasi kelas, pembelajaran demonstrasi interaktif, penugasan sebelum perkuliahan, dan refleksi pada pembelajaran. Pada hafalan dan diskusi ditemukan tutorial dalam fisika dasar dan kooperatif learnig. Pada metode laboratorium ditemukan lab berbasis mikrokomputer , ditemukan software analisis video ,  dan keterlibatan siswa dalam proses sains. Pada perubahan struktur lingkungan kelas ditemukan problem based learning, Physics by inquiry, Workshop Physics and Eksploration, Studio Physics, SCALE-UP, TEAL. Sedangkan pada strategi pembelajaran umum dan materi ditemukan Textbook Understanding Physics, problem solving, animation simulations, dan computer programing (seperti Phet, M.U.P.P.E.T, dan VPhyton), dan pembelajaran berbasis pekerjaan rumah (preservice and in-service teacher, kurikulum SMA, kurikulum kelas yang lebih tinggi, model learning assistant (LA).

Kelebihan penelitian kurikulum dan pembelajaran dalam fisika adalah banyaknya metode-metode yang telah dikembangkan dan dievaluasi pada penelitian. Adopsi dari pembelajaran berbasis penelitian juga memperluas sebagai dampak dari pembelajaran di kampus. Sedangkan kekurangan dari penelitian ini adalah reviu dari beberapa pendekatan pembelajaran dan kurkulum yang tidak secara luas diuji  efektivitas dalam fisika, hanya sebatas Just-in-Time metode pembelajaran dan beberapa kurikulum berbasis laboratorium.

Usulan penelitian tentang kurikulum dan pembelajaran dalam fisika untuk:

  1. Mahasiswa kelas atas-bawa; memperluas pembelajaran berbasis bukti Avidence-based intructional strategi,  hal ini akan bermanfaat untuk tambahan penelitiannya
  2. SMA-universita; meskipun beberapa kurikulum fisika sesuai dengan posisi mahasiswa, tetapi mungkin kurikulum tersebut sesuai pula dengan SMA. Aplikasi dari strategi pembelajaran dan meteri menjadi alternatif untuk penelitian yang akan datang
  3. Untuk mahasiswa biologi atau mahasiswa pra kedokteran. Disana sekaran ini ada ketertarikan dalam pembaharuan seperti fisika dasar untuk biologi dan pra kedokteran. Penambahan diskusi dengan mahasiswa diperlukan untuk menentukan bagaimana pembelajaran saat ini sesuai atau tidak (seperti  menghubungkan antara arus dengan fungsi syaraf).
  4. Pengaruh modifikasi pedoman pada suksesnya pembaruan kurikuler.
  5. Pedoman Lab. Banyak penelitian yang mengintegrasikan sensor berbasis komputer, tetapi juga masih banyak institusi yang menggunakan ramuan lab, meskipun menggunakan pembaruan strategi dalam pembelajaran (seperti kuliah dan hafalan) dengan pengecualian RealTime physics dan integrasi struktup pembelajaraj  (workshop, studio, SCALE-UP, dan TEAL).
  6. Buku aja. Meskipun ada yang tidak dipublikasikan penelitian tentang keterbacaan buku fisika dasar, ada kebutuhan beberapa penelitian bagaimana siswa membaca dan berinteraksi dengan buku ajar dan komponen yang dibuat beda seoerti persamaan, diagram, teks, warna foto, dan seterusnya. Teori beban kognitif menyarankan banyak peningkatan buku ajar dapat membuat beban memori bertambah.
  7. Pembelajaran melalui teknologi, meskipun ada beberapa aspek teknologi yang diidentifikasi (teknologi polling kelas, presentasi dengan multimedia, pengumpulan data melalui komputer, dan alat analisis, dan pemprograman komputer), ada perluasan pembelajaran berbasis komputer akan berlanjut meningkat dan akan membutuhkan reset yang menugukur keefektifan penggunakan kelas teknologi.