Peranan Multiple Representasi Dalam Belajar Sains/Kimia


(Dari sebagian Kajian pustaka bab 2 DISERTASIKU yang berjudul:

“INTERKONEKSI MULTIPEL LEVEL REPRESENTASI MAHASISWA PADA KESETIMBANGAN DALAM LARUTAN MELALUI PEMBELAJARAN BERBASIS WEB” . Penulis ;

Dr. Ida Farida, M.Pd

SEKOLAH PASCASARJANA  UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA – THN 2012)

Berdasarkan kamus Australian Concise Oxford Dictionary (Hughes et al., 1995), definisi dari kata  ‘representation’ berarti sesuatu yang merepresentasikan yang lain (‘means something that represents another’). Kata menyajikan (represents) memiliki sejumlah makna termasuk : mensimbolisasikan (to symbolize); memanggil kembali pikiran melalui gambaran atau imajinasi (to call up in the mind by description or portrayal or imagination) ; memberikan suatu penggambaran ( to depict as). Makna istilah-istilah tersebut memperkuat pentingnya suatu representasi untuk membantu mendeskripsikan dan mensimbolisasikan dalam suatu eksplanasi.

Penggunaan representasi dengan berbagai cara atau mode representasi  untuk merepresentasikan suatu  fenomena  disebut multiple representasi.  Waldrip (2006) mendefinisikan multiple representasi sebagai praktik merepresentasikan kembali (re-representing) konsep yang sama melalui berbagai bentuk, yang mencakup mode-mode representasi deskriptif (verbal, grafik, tabel), experimental, matematis, figuratif (piktorial, analogi dan  metafora), kinestetik, visual dan/atau   mode aksional-operasional.

Baik Sains, maupun Ilmu Kimia termasuk mata pelajaran yang sukar dipahami, karena banyaknya konsep-konsep abstrak yang tidak akrab dengan prior knowledge ataupun model mental yang telah dimiliki pebelajar. Seringkali model mental pebelajar itu bertentangan dengan eksplanasi ilmiah.

Belajar hafalan tentang rumus-rumus kimia dan fakta-fakta memang penting untuk memori jangka panjang, namun hanya dengan cara itu tidak dapat menjamin pebelajar memahami konsep. Diperlukan belajar bermakna agar pebelajar dapat mengkonstruksi konsep-konsep sains/kimia.

Ainsworth (dalam Treagust, 2008) menyatakan multiple  representasi dapat berfungsi sebagai instrumen yang  memberikan dukungan dan memfasilitasi terjadinya belajar bermakna (meaningful learning) dan/atau belajar yang mendalam (deep learning) pada pebelajar.   Multiple representasi  juga merupakan tools yang memiliki kekuatan untuk menolong pebelajar mengembangkan pengetahuan ilmiahnya.

Oleh karena itu dengan menggunakan representasi yang berbeda dan mode pembelajaran yang berbeda akan membuat konsep-konsep menjadi lebih mudah dipahami dan menyenangkan (intelligible, plausible dan fruitful) bagi pebelajar. Hal ini, karena setiap mode representasi memiliki makna komunikasi yang berbeda.

Representasi konsep-konsep kimia, seperti halnya konsep-konsep sains umumnya secara inheren bersifat multimodal , karena melibatkan kombinasi lebih dari satu mode representasi.

Jhonstone  (dalam Chandrasegaran, Treagust & Mocerino, 2007) membedakan representasi kimia menjadi tiga level, yaitu level representasi makroskopik, representasi submikroskopik dan representasi simbolik.

Adapun deskripsi level-level representasi kimia disarikan dari  Gilbert (2008) sebagai berikut :

Representasi makroskopik

Representasi  makroskopik merupakan representasi kimia yang diperoleh melalui    pengamatan nyata (tangible) terhadap suatu fenomena yang dapat dilihat (visible) dan dipersepsi oleh panca indra  (sensory level), baik secara langsung maupun tak langsung. Perolehan pengamatan itu dapat melalui pengalaman sehari-hari, penyelidikan di laboratorium secara aktual, studi di lapangan ataupun  melalui simulasi.

Contohnya: terjadinya perubahan warna, suhu, pH larutan, pembentukan gas dan  endapan yang dapat diobservasi ketika suatu reaksi kimia berlangsung.

Seorang pebelajar dapat merepresentasikan hasil pengamatan atau kegiatan labnya dalam berbagai mode representasi, misalnya dalam bentuk laporan tertulis, diskusi, presentasi oral, diagram vee, grafik dan sebagainya.  Representasi level makroskopik bersifat deskriptif, namun  demikian pengembangan kemampuan pebelajar merepresentasikan level makroskopik memerlukan bimbingan agar mereka dapat fokus terhadap aspek-aspek apa saja yang paling penting untuk diamati dan direpresentasikan berdasarkan  fenomena yang diamatinya.

Representasi  submikroskopik 

Representasi  submikroskopik merupakan representasi kimia yang  menjelaskan dan mengeksplanasi mengenai struktur dan proses pada level partikel (atom/molekular) terhadap fenomena makroskopik yang diamati. Penggunaan istilah submikroskopik merujuk pada level ukurannya yang direpresentaikan yang berukuran lebih kecil dari level nanoskopik. Level representasi submikoskopik yang dilandasi teori partikulat materi digunakan untuk mengeksplanasi fenomena makroskopik dalam term gerakan partikel-partikel, seperti gerakan elektron-elektron, molekul-molekul dan atom-atom. Entitas submikroskopik tersebut nyata (real), namun terlalu kecil untuk diamati.

Operasi pada level submikroskopik memerlukan kemampuan berimajinasi dan memvisualisasikan. Mode representasi pada level ini dapat diekspresikan mulai dari yang sederhana hingga menggunakan teknologi komputer, yaitu menggunakan kata-kata (verbal), diagram/gambar,  model dua dimensi, model tiga dimensi baik diam maupun bergerak (berupa animasi)

Representasi  simbolik 

Representasi simbolik yaitu representasi kimia secara kualitatif   dan kuantitatif, yaitu  rumus kimia,  diagram, gambar, persamaan reaksi, stoikiometri  dan  perhitungan matematik. Taber (2009) menyatakan bahwa representasi simbolik bertindak sebagai  bahasa persamaan kimia (the language of chemical equation), sehingga terdapat aturan-aturan (grammatical rules) yang harus diikuti.

Level representasi simbolik mencakup semua abstraksi kualitatif yang digunakan untuk menyajikan setiap item pada level submikroskopik. Abstraksi-abstraksi itu digunakan sebagai singkatan (shorthand) dari entitas pada level submikroskopik dan juga digunakan untuk menunjukkan secara kuantitatif  seberapa banyak setiap jenis item yang disajikan pada tiap level.

Berdasarkan penelitian Treagust (2008) pebelajar yang bukan berlatar belakang kimia cenderung hanya menggunakan level representasi makroskopik dan simbolik.  Hasil penelitian ini sesuai dengan berbagai penelitian lainnya bahwa level submikroskopik paling sukar dipahami diantara ketiga level representasi. Penggunaan model-model kimia juga tidak selalu diapresiasi dengan menghubungkannya dengan dua target real, yaitu level submikroskopik dan level makroskopik.  Seringkali model-model hanya dipandang sebagai simbolisasi yang dimaknai dalam konteks matematik atau perhitungan (Chittleborough & Treagust, 2007)

Level submikroskopik ini menjadi kekuatan dan sekaligus kelemahan untuk belajar kimia. Kekuatannya, karena level submikroskopik merupakan basis intelektual yang penting untuk eksplanasi kimia. Kelemahan terjadi ketika pebelajar mulai mencoba belajar dan memahaminya. Lemahnya model mental pebelajar pemula nampaknya akibat diabaikan atau termarjinalisasinya level representasi  submikroskopik dibandingkan dengan  level representasi makroskopik dan simbolik. (Wright dalam Davidowiz & Chittleborough, 2009).

Level representasi submikroskopik tak dapat dilihat secara langsung, sedangkan prinsip-prinsip dan komponen-komponenya yang kini diakui sebagai kebenaran dan nyata tergantung pada model teroritik yaitu teori atom. Definisi ilmiah dari teori diperkuat oleh gambaran atom (model) yang mengalami berulang kali perbaikan. Sebagaimana yang dinyatakan Silberberg (2009) ilmuwan masa kini meyakini adanya distribusi elektron dalam atom, namun interaksi antara proton dan neutron di dalam inti atom masih memerlukan penyelidikan lebih lanjut.

Pandangan tersebut menunjukkan sifat ilmu kimia yang dinamis dan senantiasa menarik untuk diselidiki. Bagaimana gagasan-gagasan ilmiah seperti itu berkembang perlu diapresiasi pebelajar agar dapat membantu mengembangkan epistimologi ilmiahnya. Kemajuan teknologi masa kini meningkatkan gambaran level submikroskopik melalui nanoteknologi, sehingga berpotensi menyediakan bantuan visualisasi yang lebih memadai untuk mengajarkan level ini, meskipun proyeksi yang dihasilkannya  tetap suatu representasi.

Chittleborough & Treagust (2007) menyatakan pebelajar  tidak dapat menggunakan representasi kimia, jika  kurang mengapresiasi karakteristik pemodelan.  Istilah  pemodelan seringkali digunakan secara luas mencakup representasi ide, obyek, kejadian, proses atau sistem.  Namun yang dimaksud dengan pemodelan dalam kimia adalah representasi fisik atau komputasional dari komposisi dan struktur suatu molekul atau partikel (level submikroskopik). Representasi struktur suatu molekul atau model partikel (submikroskopik) tersebut dapat berupa model fisik,  animasi atau simulasi.

Kemampuan pemodelan tersebut sangat penting untuk mencapai keberhasilan menggunakan representasi kimia. Contohnya : ketika pebelajar memikirkan suatu model kimia, terbentuklah  hubungan antara suatu analogi dan target yang dianalogikan sebagai representasi simbolik (yang dapat berbeda-beda jenisnya)  dengan  dua target real yaitu  level submikroskopik  (target 1) dan  level  makroskopik (target 2). Dalam hal ini representasi simbolik merupakan analogi dari level  makro dan  sub-mikroskopik yang menjadi target (Treagust, 2008).

Berkaitan dengan ketiga representasi kimia,  Gilbert dan  Treagust  (2009) merangkum dari berbagai hasil penelitian mengenai masalah yang dihadapi pebelajar, yaitu :

1) Lemahnya pengalaman pebelajar pada level makroskopik, karena tidak tersedianya pengalaman praktik yang tepat atau tidak terdapatnya  kejelasan apa yang harus mereka pelajari melalui kerja lab (praktikum) ;

2)  Terjadinya miskonsepsi pada  level submikroskopik, karena kebingungan pada sifat-sifat partikel materi dan ketidak-mampuan untuk memvisualisasikan entitas dan proses  pada level submikroskopik;

3) Lemahnya pemahaman terhadap kompleksitas konvensi yang digunakan untuk merepresentasikan level simbolik;

4) Ketidak-mampuan untuk ‘bergerak’ antara ketiga level representasi.

Oleh karena itu, perlu didesain kurikulum pendidikan kimia yang dapat memfasilitasi pebelajar agar mereka lebih efektif belajar dalam ketiga domain.

Referens :

Chiu, M.H & Wu, H.K. (2009). The roles of multimedia in the teaching and  learning of the triplet relationship in chemistry. In: J.K. Gilbert & D. Treagust (Eds.). Multiple Representations in Chemical Education: Models and Modeling in Science Education. Dordrecht: Springer. pp. 251-283

Cheng, M. & Gilbert, J.K. (2009). Towards a better utilization of diagrams in research into the use of representative levels in chemical education.  in: J.K. Gilbert & D. Treagust (Eds.). Multiple Representations in Chemical Education: Models and Modeling in Science Education. Dordrecht: Springer.pp. 55-73.

Davidowitz  B. &  Chittleborough, G. D. (2009). Linking the macroscopic and  sub-microscopic levels : Diagram.  In: J. Gilbert &  D. Treagust (Eds.). Multiple Representation in Chemical Education: Models and Modeling in Science Education. Dordrecht: Springer. 169-191.

Devetak, Iztok, et al. (2004).  Submicroscopic representations as a tool for evaluating students’ chemical conceptions. Acta Chim. Slov., 51, (4), 799:814.

Donovan,W. &  Nakhleh, M. (2007). Student use of web-based tutorial materials and understanding chemistry concepts. Journal Comp. Math. and  Sci.Tech.  26,(4), 291-327

Gilbert, J.K. &  Treagust, D.F. (2009). Introduction: Macro, sub-micro and symbolic representations and the relationship between them: Key models in chemical education. In: J. K. Gilbert &  D. Treagust (Eds.). Multiple Representations in Chemical Education: Models and Modeling in Science Education. Dordrecht: Springer.1-8

Gilbert, John K. (2005). Visualization: a metacognitive skill in science and  science education. In Gilbert, J.K. (Ed.), Visualization in Science Education. Dordrecht: Springer.

Kozma, R., &  Joel Russell. (2005). Modeling students becoming chemists: developing representational competence. In J. Gilbert (Ed.), Visualization in Science Education. Dordrecht: Springer. pp. 121-145

Mammino L. (2008). Teaching chemistry with and  without external representations in professional environments with limited resources. In : J.K Gilbert, Reiner &  Nakhleh (Eds.). Visualization : Theory and  Practice in Science Education. Dordrecht: Springer. pp. 155−185.

Rosengrant, D., Van Heuleven, A., &  Etkina, E. (2006).  Students’  use of multiple representations in problem solving. In P. Heron, L. McCullough &  J. Marx, Physics Education Research Conference (AIP Conference Proceedings) Melville. New York : American Institute of Physics. pp. 49-52.

Taber, K. S.  (2009). Learning at the symbolic level. In: Gilbert, J.K &  D. Treagust (Eds.). Multiple Representation in Chemical Education: Models &  Modeling in Science Education . Dordrecht: Springer. pp. 75-105

Treagust, David F., Chittleborough &  Mamiala (2003). The role of submicroscopic and symbolic representations in chemical explanations. International Journal of Science Education, 25, (11): 1353–1368

Treagust, David F. (2008). The role of multiple representations in learning science: enhancing students’ conceptual understanding and motivation. In Yew-Jin &  Aik-Ling (Eds.). Science Education at The Nexus of Theory &  Practice.  Rotterdam – Taipei: Sense Publishers. pp:7-23

Treagust, David F.  &  Chandrasegaran, (2009). The efficacy of an alternative instructional programme designed to enhance secondary students’ competence in the triplet relationship. In: Gilbert, J.K &  D. Treagust (Eds.). Multiple Representation in Chemical Education: Models &  Modeling in Science Education . Dordrecht: Springer. pp:151-164

Waldrip, B., Prain, V. & Carolan, J. (2006). Learning junior secondary sience through multi-modal representation. E-Journal of Science Education,11,(1),87-107.

Wu, H-K. &  Shah, P. (2004). Exploring Visuospatial Thinking in Chemistry Learning. Science Education, 88, 465-92

10 pemikiran pada “Peranan Multiple Representasi Dalam Belajar Sains/Kimia

  1. Tantangan yang berat buat pendidikan kimia di Indonesia, untuk mengawinkan 3 hal itu. Komitmen pengambil kebijakan dalam merealisasikan semua itu, sarana dan kemampuan guru yang banyak loyonya (seperti saya)

  2. Selama ini, pembelajaran kimia lebih banyak bergerak di kedua level — makroskopik ke simbolik, atau hanya simbolik saja.
    Untuk pak Urip terlihat sudah beranjak ke level submikroskopik dan menekankan pentingnya level tersebut (jadi potensinya sudah ada..pak ..!)
    Memang kalau benar-benar harus di’kawinkan’ .. istilahku Interkoneksi multiple level representasi memang perlu perencanaan matang … tapi Alhamdulillah,..akhirnya ide tersebut sudah jadi disertasi yang bisa terimplementasikan, walaupun hanya untuk satu materi saja : kesetimbangan dalam larutan dan implementasi skala terbatas.

    Kita banyak tertinggal oleh pakar kimia pendidikan di LN yg implementasinya sdh jd bgn keseharian pengajaran mereka …

  3. Bahasan disertasinya cukup menarik. Salah satu kelemahan kita dalam mengajar kimia itu, karena kita jarang mengawali pembelajaran dengan level makro (fenomena) yang melatrbelakangi munculnya teori atau konsep yang akan di pelajari. Selamat berjkarya buat bu Ida, mari kita bangun pendidikan kimia di Indonesia dengan banyak menciptakan pendidikan kimia “made in Indonesia”..

  4. assalamu alaikum bu ida, bahasan tesisnya sangat menarik. terima kasih sudah memberi referensi bagi kami yang sulit menyampaikan materi abstrak menjadi nyata. terus berkarya semoga berkah selalu.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout /  Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout /  Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout /  Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout /  Ubah )

w

Connecting to %s