MAKALAH MODEL PEMBELAJARAN BERBASIS MASA
BAB VIII
MODEL PEMBELAJARAN BERBASIS
MASALAH DAN APLIKASI DALAM
PEMBELAJARAN FISIKA
Konsep Problem Based Learning (PBL)
Pembelajaran berbasis masalah (PBL) didasarkan atas teori psikologi
kognitif, terutama berlandaskan teori Piaget dan Vygotsky (konstruktivisme).
Pembelajaran berbasis masalah (PBL) dapat membuat siswa belajar melalui upaya
penyelesaian permasalahan dunia nyata (real world problem) secara terstruktur
untuk mengkontruksi pengetahuan siswa. Pembelajaran ini menuntun siswa untuk
aktif melakukan penyelidikan dalam menyelesaikan permasalahan dan guru
berperan sebagai fasilisator atau pembimbing.
Problem
Based
Learning
(PBL)
merupakan
pembelajaran
yang
penyampaiannya dilakukan dengan cara menyajikan suatu permasalahan,
mengajukan pertanyaan-pertanyaan, memfasilitasi penyelidikan, dan membuka
dialog.
Permasalahan
yang
dikaji
hendaknya
merupakan
permasalahan
kontekstual yang ditemukan oleh peserta didik dalam kehidupan sehari-hari.
Permasalahan harus dipecahkan dengan menerapkan beberapa konsep dan prinsip
yang dipelajari dan termasuk didalam kurikulum mata pelajaran.
Proses berfikir yang dapat dikembangkan dengan menerapkan metode
POBL adalah sebagai berikut :
1. Berfikir membuat perencanaan. Kemampuan membuat perencanaan untuk
menyelesaikan permasalahan ssangat dibutuhkan dan akan semakin meningkat
jika siswa dilatih memahami sebuah permasalahan kompleks dan berupaya
mencari solusi.
2. Berfikir generatif. Kemampuan berpikir generatif akan semakin berkembang
dalam upaya membuat inferensi berdasarkan fakta dan memikirkan
pengetahuan apa yang harus digunakan untuk menyelesaikan permasalahan.
3. Berfikir sistematis. Upaya mengumpulkan, mengorganisasikan, dan menelaah
data/informasi akan meningkatkan kemampuan siswa dalam berfikir sistematis.
4. Berfikir analogis. Kemampuan analogis dibutuhkan dalam mengolah data yang
telah diperoleh.
5. Berfikir
sistemik.
Kemampuan
berfikir
sistemik
dibutuhkan
untuk
menyelesaikan permasalahan dengan berfikir holistic melakukan sintesis
informasi untuk memperoleh solusi yang dibutuhkan.
Pembelajaran dengan metode PBL memungkinkan siswa untuk terlibat
dalam mempelajari hal-hal, antara lain :
1. Permasalahan dunia nyata;
2. Keterampilan berfikir tingkat tinggi;
3. Keterampilan menyelesaikan masalah;
4. Belajar antara disiplin ilmu;
5. Belajar mandiri;
6. Belajar menggali informasi;
7. Belajar bekerja sama;
8. Belajar keterampilan berkomunikasi.
Tujuan belajar dengan menggunakan PBL terkait dengan penguasaan
materoi pengetahuan, keterampilan menyelesaikan masalah, belajar multi disiplin,
dan keterampilan hidup.
Permasalahan Dalam PBL
Permasalahan yang dikaji dalam metode PBL sebaiknya diajukan oleh
siswa, namun guru juga dapat membantu mengidentifikasi permasalahan atau
mengajukan permasalahan kontekstual yang akan dikaji jika siswa kesulitan
mengidentifikasi permasalahan.
Prosedur yang dapat dilakukan untuk menentukan permasalahan yang
akan dikaji dalam sebuah topik adalah menjawab pertanyaan sebagai berikut.
Pertanyaan tahap 1
Berdasarkan apa yang
Pertanyaan tahap 2
Bagaimana menggunakan
harus dipelajari siswa?
ide tersebut dalam dunia
Pertanyaan tahap 3
nyata?
Tujuan belajar apa yang
harus dicapai oleh siswa?
Permasalahan atau
Pengetahuan jangka
situasi apa yang
panjang apa yang harus
harus dibahas
Standar apa yang harus
diketahui siswa?
dicapai oleh siswa?
Karakteristik permasalahan yang dibahas dalam PBL menurut Oon Seng
Tan (2003)adalah sebagai berikut.
1. Permasalahan dunia nyata yang tidak terstruktur atau kurang terstruktur atau
kurang terstruktur. Jika digunakan permasalahan simulasi, perlu dibuat senyata
mungkin.
2. Permasalahan yang mencakup beberapa sudut pandang (beberapa mata
pelajaran atau topik).
3. Permasalahan yang menantang siswa untuk menguasai pengetahuan baru.
Sementara itu, Marion Porath dan Elizabet Jordan (2009) menambahkan
karakteristik permasalahan yang sesuai untuk PBL, yakni:
1. Tidak terstruktur
2. Hanya tersedia sebagian informasi
3. Pertanyaan merupakan milik siswa
4. Permasalahan yang nyata dengan banyak solusi yang mungkin, dan
5. Membutuhkan kerja
Faktor
Psikologi
Konteks
menimbulkan
keterlibatan
belajar
Keingintahua
n
Memicu
inkuiri
Pencarian
untuk
Masala
h
Nyata
Aksi mental
Aktif mencari
informasi
Terlibat dalam
upaya
menyelesaikan
masalah
Termotivasi untuk
menyelesaikan
masalah
Berorientasi
tujuan
Kebutuhan untuk
berfikir generatif,
analitis, divergen,
dan sintesis.
Faktor psikologi dan tindakan mental dalam PBL(Tan,2003)
Guru dapat mengecek apakah sebuah permasalahan cocok
untuk digunakan dalam PBL dengan menggunakan pertanyaan
sebagai berikut:
No
Pertanyaan untuk menguji
permasalahan PBL
1
Apakah permasalahan
dapat digunakan untuk
mencapai tujuan
pembelajaran dan standar
kompetensi yang dimuat
dalam kurikulum ?
Respon
Ya
Tidak
2
Apakah permasalahan
dapat digunakan untuk
meningkatkan kemampuan
berpikir dan keterampilan
3
menalar?
Apakah permasalahan
terkait dengan
permasalahan masyarakat
4
atau dunia?
Apakah permasalahan
dapat memicu minat siswa
5
untuk belajar?
Apakah permasalahan
sesuai dengan jenjang
6
pendidikan siswa?
Apakah tersedia sumber
daya yang cukup bagi siswa
untuk menyelesaikan
7
permasalahan?
Apakah permasalahan
dapat digunakan untuk
membuat siswa
mengembangkan
pengetahuan dan
8
keterampilan
Apakah permasalahan
membutuhkan pemikiran
mendalam dan tidak mudah
untuk diselesaikan dengan
segera?
Pembelajaran dengan PBL seharusnya dimulai dengan menyajikan
permasalahan
kepada
siswa.penyelesaian
masalah
memerlukan
analisis
permasalahan dan identifikasi pengetahuan yang telah dimiliki,serta pengetahuan
yang belum dikuasai.Tahapan awal yang dilalui setelag siswa dihadapkan pada
permasalahan adalah:
1. Mengidentifikasi permasalahan;
2. Menganalisis permasalahan;
3. Mengembangkan ide untuk menyelesaikan permasalahan;
4. mengidentifikasi isu pembelajaran;
Tahapan
mendefinisikan
permasalahan
dapat
dilakukan
dengan
mengajukan pertanyaan lebih rinci tentang kasus yang dibahas agar dapat
diperoleh gambaran yang lebih lengkap tentang persoalan yang dihadapi.
Setelah mendefinisikan permasalahan dan memperoleh informasi yang
dibutuhkan,selanjutnya dilakukan analisis permasalahan dan penyelesaian
masalah.Secara umum,komponen PBL terdiri atas penyajianmasalah,penyelesaian
masalah dan pemaparan solusi.Komponen utama pelaksanaan PBL tersebut dapat
digambarkan sebagai berikut:
Penyajian
Permasalahan
Tahap penyelesaian masalah
1.Analisis awal
2.Mengembangkan isu
pembelajaran
3.Penyelesaian masalah
berkelompok (mandiri)
4.Perolehan pengetahuan baru
Penyajian solusi
evaluasi
Permasalahan memicu inkuiri
Pelaksanaan PBL meliputi kegiatan antara lain :
1.Merumuskan
2.Memperoleh
tujuan
informasi
baru
melalui
3.Menerapkan strategi/metode baru dalam
4.Mengajukan
pembelajaran;
pembelajaran
mandiri;
menganalisis permasalahan;
solusi
permasalahan;
5.Mengkaji dan mengevaluasi solusi yang diterapkan.
Metode ini merupakan metode pembelajaran sainstifik yang penting untuk
membentuk keterampilan sebagai seorang inovator.Tahapan proses pembelajaran
berbasis masalah (PBL) menurut Oon-Seng Tan adalah sebagai berikut :
Menghadapi
permasalahan
Belajar dengan arahan
sendiri
Analisis permasalahan dan
isu pembelajaran
Belajar dengan arahan
sendiri
Pertemuan dan pelaporan
Belajar dengan arahan
sendiri
Presentasi solusi dan
refleksi
Belajar dengan arahan
sendiri
Kaji ulang,integrasi,dan
evaluasi
Proses PBL menurut Tan(2013)
Tahapan perencanaan dalam implementasi PBL yang diadopsi dari Jordan
adalah sebagai berikut :
No
Langkah dalam PBL
Peran Guru
Contoh cara
penilaian
1.
Merancang
Mengidentifikasi
formstif
Catatan
permasalahan yang
kemampuan,minat,kebutuh
snekdot,data
sesuai dengan
an siswa,dan standar
hasil
kurikulum
kompetensi sesui tuntutan
observasi(daftar
kurikulum.
centang),serta
jurnal guru dan
2.
Melibatkan siswa
Penanya yang menantang
siswa.
Lembar
dalam
untuk meempertanyakan
observasi.
permasalahan,mendefi
pengetahuan siswa dan
nisikan hal yang harus
fasilitaor
dipelajari
dalamperencanaan untuk
menyelesaiakan masalah
Masalah
Penyajian masalah
Inkuiri
masalah,identifikasi
dan definisi
Pengalaman
belajar
Isu dan tujuan
belajar
Tujuan kognitif
dan meta
kognitif
Penemuan,analis,d
an pengembangan
solusi
Latihan sejawat
Mediasi kognitif
Solusi,refleksi,p
erbaikan,siklus
peningkatan
Proses penyelesaian
masalah
Pengembangan
solusi
Presentasi
Peningkatan
berkelanjutan Tahapan PBL menurut Trop dan Stage
3
Siswa mencari
Mentor yang menantang siswa
Rekaman audio-
informasi untuk
untuk mengembangkan
vidio,catatan
memperoleh fakta
pengetahuannya,melatih
pertemuan,buku log
yang relevan
berpikir tingkat tinggi,dan
siswa,buku log
mentor dalam menyelesaikan
guru,dan portofolio
permasalahan secara
kerja,
intelektual.
(draf,rancangan
kerja,data
observasi,dan lainlain)
4.
Siswa
Penilai yang mengevaluasi
Analisis dan
mengajukan
proses belajar dan solusi yang
interpretasi
solusi
diajukan.
portofolio siswa.
Variasi strategi pembelajarn PBL dapat dilakukan berdasarkan pemasaran
lahan yang dibahas serta hasil penelitian yang dapat digunakan.Modifikasi
aktivitas PBL yang dikembangkan oleh Oon-Seng Tang berdasarkan tahapan yang
dikembangkan
oleh
Trop
dan
Sage
adalah
sebagai
berikut
:
Variasi tahapan pelaksanaan PBL yang sering diterapkan untuk siswa yang
kurang kreatif adalah sebagai berikut.
1.
Guru menjelaskan kompetensi yang ingin dicapai dan menyebutkan sarana
atau alat pendukung yang dibutuhkan,serta memotivasi peserta didik untuk
2.
terlibat dalam aktivitas pemecahan masalah yang dipilih.
Guru menjelaskan logistik yang dibutuhkan,prosedur
yang
harus
dilakukan,dan memotivasi peserta didik supaya terlibat dalam aktivitas
3.
pemecahan masalah yang dipilih.
Guru membantu peserta didik untuk mendefinisikan dan mengorganisaikan
tugas belajar yang berhubungan dengan masalah tersebut.(menetapkan
4.
tugas,topik,jadwal dan lain-lain.
Guru mendorong peserta didik untuk mengumpulkan informasi yang
sesuai,eksperimen
untuk
mendapatkan
penjelasan
dan
pemecahan
5.
masalah,pengumpulan data,hipotesis,pemecahan masalah.
Guru membantu peserta didik dalam merencanakan karya yang sesuai seperti
6.
laporan dan membantu mereka berbagi tugas dengan temannya.
Guru membantu peserta didik untuk melakukan refleksi atau evaluasi
terhadap eksperimen mereka dan proses-proses yang mereka gunakan.
Variasi tahapan PBL yang dikembangkan oleh Moust dan kawan-kawan
adalah :
1.
2.
3.
4.
Mengklarifikasikan permasalahan;
Mendefinisikan permasalahan;
Menganalisis permasalahan;
Diskusi;
5.
6.
7.
Merumuskan tujuan belajar
Belajar mandiri
Evaluasi
Adapun tahapan Model PBL menurut John Dewey seorang ahli pendidikan
berkebangsaan Amerika memaparkan 6 langkah dalam pembelajaran berbasis
masalah ini :
a.
Merumuskan masalah. Guru membimbing peserta didik untuk menentukan
masalah yang akan dipecahkan dalam proses pembelajaran, walaupun
b.
sebenarnya guru telah menetapkan masalah tersebut.
Menganalisis masalah. Langkah peserta didik meninjau masalah secara kritis
c.
dari berbagai sudut pandang.
Merumuskan hipotesis. Langkah peserta didik merumuskan berbagai
d.
kemungkinan pemecahan sesuai dengan pengetahuan yang dimiliki.
Mengumpulkan data. Langkah peserta didik mencari dan menggambarkan
e.
berbagai informasi yang diperlukan untuk memecahkan masalah.
Pengujian hipotesis. Langkah peserta didik dalam merumuskan dan
mengambil kesimpulan sesuai dengan penerimaan dan penolakan hipotesis
f.
yang diajukan
Merumuskan rekomendasi pemecahan masalah. Langkah peserta didik
menggambarkan rekomendasi yang dapat dilakukan sesuai rumusan hasil
pengujian hipotesis dan rumusan kesimpulan.
Sedangkan menurut David Johnson & Johnson memaparkan 5 langkah
melalui kegiatan kelompok :
a.
Mendefinisikan masalah. Merumuskan masalah dari peristiwa tertentu yang
mengandung konflik hingga peserta didik jelas dengan masalah yang dikaji.
Dalam hal ini guru meminta pendapat peserta didik tentang masalah yang
b.
c.
sedang dikaji.
Mendiagnosis masalah, yaitu menentukan sebab-sebab terjadinya masalah.
Merumuskan alternatif strategi. Menguji setiap tindakan yang telah
d.
dirumuskan melalui diskusi kelas.
Menentukan & menerapkan strategi pilihan. Pengambilan keputusan tentang
e.
strategi mana yang dilakukan.
Melakukan evaluasi. Baik evaluasi proses maupun evaluasi hasil.
Secara umum langkah-langkah model pembelajaran ini adalah :
1.
Menyadari Masalah. Dimulai dengan kesadaran akan masalah yang harus
dipecahkan. Kemampuan yang harus dicapai peserta didik adalah peserta
didik dapat menentukan atau menangkap kesenjangan yang dirasakan oleh
2.
manusia dan lingkungan sosial.
Merumuskan Masalah. Rumusan masalah berhubungan dengan kejelasan dan
kesamaan persepsi tentang masalah dan berkaitan dengan data-data yang
harus dikumpulkan. Diharapkan peserta didik dapat menentukan prioritas
3.
masalah.
Merumuskan Hipotesis. peserta didik diharapkan dapat menentukan sebab
akibat dari masalah yang ingin diselesaikan dan dapat menentukan berbagai
4.
kemungkinan penyelesaian masalah.
Mengumpulkan Data. peserta didik didorong untuk mengumpulkan data yang
relevan. Kemampuan yang diharapkan adalah peserta didik dapat
mengumpulkan data dan memetakan serta menyajikan dalam berbagai
5.
tampilan sehingga sudah dipahami.
Menguji Hipotesis. Peserta didik diharapkan memiliki kecakapan menelaah
dan membahas untuk melihat hubungan dengan masalah yang diuji.
Menetukan
Pilihan
Penyelesaian.
Kecakapan
memilih
alternatif
penyelesaian yang memungkinkan dapat dilakukan serta dapat memperhitungkan
kemungkinan yang dapat terjadi sehubungan dengan alternatif yang dipilihnya.
Sintaks Pembelajaran Berbasis Masalah.
Untuk lebih jelasnya langkah-langkah atau sintaks strategi pembelajaran
berbasis masalah adalah sebagai berikut :
Indikator
Tingkah Laku Guru
Fase
1
Orientasi siswa pada masalah Menjelasakan tujuan pembelajaran,
menjelaskan logistik yang diperlukan,
dan memotivasi siswa terlibat pada
2
Mengorganisasi siswa untuk
aktivitas pemecahan masalah
Membantu siswa mendefinisikan dan
belajar
mengorganisasikan tugas belajar yang
berhubungan dengan masalah tersebut
3
Membimbing pengalaman
Mendorong siswa untuk mengumpulkan
individual/ kelompok
informasi yang sesuai, melaksanakan
eksperimen
4
untuk
mendapatkan
Mengembangkan dan
penjelasan dan pemecahan masalah
Membantu siswa dalam merencanakan
menyajikan hasil karya
dan menyiapkan karya yang sesuai
seperti laporan dan membantu mereka
5
Menganalisis dan
untuk berbagi tugas dengan temannya
Membantu siswa untuk melakukan
mengevaluasi proses
refleksi
pemecahan masalah
penyelidikan mereka dan proses yang
atau
evaluasi
terhadap
mereka gunakan
Pembelajaran berbasis masalah (PBL) juga telah dikembangkan sebagai
sebuah model pembelajaran dengan sintaks belajar sebagai berikut.
No
1
Fase
Memberikan orientasi
Kegiatan Guru
Menyajikan
permasalahan kepada peserta
permasalahan,membahas tujuan
didik
pembelajaran,memaparkan
kebutuhan logistik untuk
pembelajaran,memotivasi peserta
2
Mengorganisasikan peserta didik
didik untuk terlibat aktif.
Membantu peserta didik dalam
untuk penyelidikan
mendefinisikan dan
mengorganisasikan tugas
belajar/penyelidikan untuk
3.
Pelaksanaan investigasi
menyelesaikan permasalahan.
Mendorong peserta didik untuk
memperoleh informasi yang
tepa,melaksanakan penyelidikan,dan
4.
Mengembangkan dan
mencari penjelasan solusi
Membantu peserta didik
menyajikan hasil
merencanakan produk yang tepat dan
relevan,seperti laporan,rekaman
vidio,dan sebagainya untuk
5.
Menganalisis dan mengevaluasi
keperluan penyampaian hasil.
Membantu peserta didik melakukan
proses penyelidikan
refleksi terhadap penyelidikan dan
proses yang mereka lakukan.
Contoh Kasus PBL
Permasalahan
dalam
bidang
ilmu(contoh
PBL
Fisika)
Masalah
:
Suatu ketika seorang teknisi datang keuniversitas kami dan bertanya
kepadaku tentang permasalahan yang dighadapinya ketika merancang sebuah
produk
baru.Mereka
sedang
mengembangkan
instrumen
baru
untuk
radar.Instrumen tersebut membutuhkan daya microwave yang tinggi dengan daya
puncak sampai 800 kilowatt.Namun,mereka hanya mampu mencapai 200 kW.Jika
daya gelombang mikro dinaikkan lebih dari 200kW,material instrumen pecah
menjadi beberapa bagian.Seperti yang kita ketahui (dalam ilmu fisika),medan
listrik paling tinggi pada sebuah benda berada pada sekitar bagian yang paling
tajam.Para pekerja telah menghaluskan instrumen sampai licin,namun instrumen
itu tetap pecah.Dia tidak mengetahui penyebab kenapa material itu mudah
pecah.Anda diminta menganalisis permasalahan tersebut dan mengajukan
rekomendasi untuk menyelesaikan permsalahan.
Permasalahan tersebut dapat dirangkum sebagai berikut:
1.
2.
3.
Apa konsep dasar instrumen yang dibuat?
Bagaimana lingkungan dari bagian dalam peralatan ketika bekerja?
Jenis lem apa yang digunakan dalam instrumen dan bagaimana sifat lem
4.
5.
tersebut?
Faktor utama apa yang mempengaruhi pecahnya material instrumen?
Bagaimana menghilangkan udara yang terkandung dalam lem tersebut?
Teori yang digunakan untuk menyelesaiakan permasalahan tersebut
adalah:
1.
2.
3.
4.
Pengetahuan tentang gelombang mikro
Distribusi medan listrik
Bahan dielektrik
Pengetahuan dasar tentang lem
Keterkaitan antara pengetahuan tersebut dideskripsikan dalam berikut (Jian,2004).
Microwave dan
aplikasinya
Pengetahuan dasar
microwave
Aplikasi microwave
(Instrumen)
Terkait dengan
Terkait dengan
Kekuatan medan
listrik
Struktur
instrumen
Material
microwave
Dibatasi oleh
Dielektrik Khusus
Pengetahuan dasar
tentang lem
khusus gelombang mikro
Analisis keterkaitan konsep pada peralatan
Permasalahan
membutuhkan
ini
pemahaman
merupakan
konsep
contoh
dan
permasalahan
pelaksanaan
PBL
yang
penyelidikan
yang
seksama.Permasalahan yang lebih sederhana dapat dikembangkan berdasarkan
pengalaman,pengetahuan,dan kreativitas guru disemua tingkatan pendidikan.
Keunggulan dan Kelemahan Model Pembelajaran Berbasis Masalah
Sebagai suatu model pembelajaran, model pembelajaran berbasis masalah
memiliki beberapa keunggulan, diantaranya adalah:
1.
Pemecahan masalah merupakan teknik yang cukup bagus untuk lebih
2.
memahami isi pelajaran.
Pemecahan masalah dapat menantang kemampuan peserta didik serta
memberikan kepuasan untuk menentukan pengetahuan baru bagi peserta
3.
didik.
Pemecahan masalah dapat meningkatkan aktivitas pembelajaran peserta
4.
didik.
Pemecahan masalah dapat membantu peserta didik bagaimana mentrasfer
5.
pengetahuan mereka untuk memahami masalah dalam kehidupan nyata.
Pemecahan masalah dapat membantu peserta didik untuk mengembangkan
pengetahuan barunya dan bertanggungjawab dalam pembelajaran yang
6.
mereka lakukan.
Melalui pemecahan masalah dianggap lebih menyenangkan dan disukai
7.
peserta didik.
Pemecahan masalah dapat mengembangkan kemampuan peserta didik untuk
berpikir
kritis
dan
mengembangkan
kemampuan
mereka
untuk
8.
menyesuaikan dengan pengetahuan baru.
Pemecahan masalah dapat memberikan kesempatan pada peserta didik
9.
untuk mengaplikasikan pengetahuan yang mereka miliki dalam dunia nyata.
Pemecahan masalah dapat mengembangkan minat peserta didik untuk
secara terus menerus belajar.
Disamping keunggulannya, model ini juga mempunyai kelemahan, yaitu:
1.
Manakala peserta didik tidak memiliki minat atau tidak mempunyai
kepercayaan bahwa masalah yang dipelajari sulit untuk dipecahkan, maka
2.
mereka akan merasa enggan untuk mencoba.
Keberhasilan strategi pembelajaran melalui problem solving membutuhkan
3.
cukup waktu untuk persiapan.
Tanpa pemahaman mengapa mereka berusaha untuk memecahkan masalah
yang sedang dipelajari, maka mereka tidak akan belajar apa yang mereka
ingin pelajari.
Daftar Pustaka
Jordan, E., Porath,M.,& Bickerton,G.2003. “Problem-based Learning as a
Research Tool for Teachers”. Dalam A.Clarke & G.Erickson [ed.],teacher
inguiry: living ing the researchin everyday
practice.London:Routledge Falmer.
Porath.M.& Jordan.E.2009.”Problem based Learning
communities:Using the social Environment to support creativity”,
dalam Oon-seng tan [ed.] Probles based learning dan
creativity.Singapore:Cengage learning.
Sani, Ridwan Abdullah.2014. Pembelajaran intifik Untuk
Implementasi Kurikulum 2013.Jakarta:Bumi Aksara.
http://www.idsejarah.net/2014/11/strategi-pembelajaran-berbasis-masalah.html
MODEL PEMBELAJARAN BERBASIS
MASALAH DAN APLIKASI DALAM
PEMBELAJARAN FISIKA
Konsep Problem Based Learning (PBL)
Pembelajaran berbasis masalah (PBL) didasarkan atas teori psikologi
kognitif, terutama berlandaskan teori Piaget dan Vygotsky (konstruktivisme).
Pembelajaran berbasis masalah (PBL) dapat membuat siswa belajar melalui upaya
penyelesaian permasalahan dunia nyata (real world problem) secara terstruktur
untuk mengkontruksi pengetahuan siswa. Pembelajaran ini menuntun siswa untuk
aktif melakukan penyelidikan dalam menyelesaikan permasalahan dan guru
berperan sebagai fasilisator atau pembimbing.
Problem
Based
Learning
(PBL)
merupakan
pembelajaran
yang
penyampaiannya dilakukan dengan cara menyajikan suatu permasalahan,
mengajukan pertanyaan-pertanyaan, memfasilitasi penyelidikan, dan membuka
dialog.
Permasalahan
yang
dikaji
hendaknya
merupakan
permasalahan
kontekstual yang ditemukan oleh peserta didik dalam kehidupan sehari-hari.
Permasalahan harus dipecahkan dengan menerapkan beberapa konsep dan prinsip
yang dipelajari dan termasuk didalam kurikulum mata pelajaran.
Proses berfikir yang dapat dikembangkan dengan menerapkan metode
POBL adalah sebagai berikut :
1. Berfikir membuat perencanaan. Kemampuan membuat perencanaan untuk
menyelesaikan permasalahan ssangat dibutuhkan dan akan semakin meningkat
jika siswa dilatih memahami sebuah permasalahan kompleks dan berupaya
mencari solusi.
2. Berfikir generatif. Kemampuan berpikir generatif akan semakin berkembang
dalam upaya membuat inferensi berdasarkan fakta dan memikirkan
pengetahuan apa yang harus digunakan untuk menyelesaikan permasalahan.
3. Berfikir sistematis. Upaya mengumpulkan, mengorganisasikan, dan menelaah
data/informasi akan meningkatkan kemampuan siswa dalam berfikir sistematis.
4. Berfikir analogis. Kemampuan analogis dibutuhkan dalam mengolah data yang
telah diperoleh.
5. Berfikir
sistemik.
Kemampuan
berfikir
sistemik
dibutuhkan
untuk
menyelesaikan permasalahan dengan berfikir holistic melakukan sintesis
informasi untuk memperoleh solusi yang dibutuhkan.
Pembelajaran dengan metode PBL memungkinkan siswa untuk terlibat
dalam mempelajari hal-hal, antara lain :
1. Permasalahan dunia nyata;
2. Keterampilan berfikir tingkat tinggi;
3. Keterampilan menyelesaikan masalah;
4. Belajar antara disiplin ilmu;
5. Belajar mandiri;
6. Belajar menggali informasi;
7. Belajar bekerja sama;
8. Belajar keterampilan berkomunikasi.
Tujuan belajar dengan menggunakan PBL terkait dengan penguasaan
materoi pengetahuan, keterampilan menyelesaikan masalah, belajar multi disiplin,
dan keterampilan hidup.
Permasalahan Dalam PBL
Permasalahan yang dikaji dalam metode PBL sebaiknya diajukan oleh
siswa, namun guru juga dapat membantu mengidentifikasi permasalahan atau
mengajukan permasalahan kontekstual yang akan dikaji jika siswa kesulitan
mengidentifikasi permasalahan.
Prosedur yang dapat dilakukan untuk menentukan permasalahan yang
akan dikaji dalam sebuah topik adalah menjawab pertanyaan sebagai berikut.
Pertanyaan tahap 1
Berdasarkan apa yang
Pertanyaan tahap 2
Bagaimana menggunakan
harus dipelajari siswa?
ide tersebut dalam dunia
Pertanyaan tahap 3
nyata?
Tujuan belajar apa yang
harus dicapai oleh siswa?
Permasalahan atau
Pengetahuan jangka
situasi apa yang
panjang apa yang harus
harus dibahas
Standar apa yang harus
diketahui siswa?
dicapai oleh siswa?
Karakteristik permasalahan yang dibahas dalam PBL menurut Oon Seng
Tan (2003)adalah sebagai berikut.
1. Permasalahan dunia nyata yang tidak terstruktur atau kurang terstruktur atau
kurang terstruktur. Jika digunakan permasalahan simulasi, perlu dibuat senyata
mungkin.
2. Permasalahan yang mencakup beberapa sudut pandang (beberapa mata
pelajaran atau topik).
3. Permasalahan yang menantang siswa untuk menguasai pengetahuan baru.
Sementara itu, Marion Porath dan Elizabet Jordan (2009) menambahkan
karakteristik permasalahan yang sesuai untuk PBL, yakni:
1. Tidak terstruktur
2. Hanya tersedia sebagian informasi
3. Pertanyaan merupakan milik siswa
4. Permasalahan yang nyata dengan banyak solusi yang mungkin, dan
5. Membutuhkan kerja
Faktor
Psikologi
Konteks
menimbulkan
keterlibatan
belajar
Keingintahua
n
Memicu
inkuiri
Pencarian
untuk
Masala
h
Nyata
Aksi mental
Aktif mencari
informasi
Terlibat dalam
upaya
menyelesaikan
masalah
Termotivasi untuk
menyelesaikan
masalah
Berorientasi
tujuan
Kebutuhan untuk
berfikir generatif,
analitis, divergen,
dan sintesis.
Faktor psikologi dan tindakan mental dalam PBL(Tan,2003)
Guru dapat mengecek apakah sebuah permasalahan cocok
untuk digunakan dalam PBL dengan menggunakan pertanyaan
sebagai berikut:
No
Pertanyaan untuk menguji
permasalahan PBL
1
Apakah permasalahan
dapat digunakan untuk
mencapai tujuan
pembelajaran dan standar
kompetensi yang dimuat
dalam kurikulum ?
Respon
Ya
Tidak
2
Apakah permasalahan
dapat digunakan untuk
meningkatkan kemampuan
berpikir dan keterampilan
3
menalar?
Apakah permasalahan
terkait dengan
permasalahan masyarakat
4
atau dunia?
Apakah permasalahan
dapat memicu minat siswa
5
untuk belajar?
Apakah permasalahan
sesuai dengan jenjang
6
pendidikan siswa?
Apakah tersedia sumber
daya yang cukup bagi siswa
untuk menyelesaikan
7
permasalahan?
Apakah permasalahan
dapat digunakan untuk
membuat siswa
mengembangkan
pengetahuan dan
8
keterampilan
Apakah permasalahan
membutuhkan pemikiran
mendalam dan tidak mudah
untuk diselesaikan dengan
segera?
Pembelajaran dengan PBL seharusnya dimulai dengan menyajikan
permasalahan
kepada
siswa.penyelesaian
masalah
memerlukan
analisis
permasalahan dan identifikasi pengetahuan yang telah dimiliki,serta pengetahuan
yang belum dikuasai.Tahapan awal yang dilalui setelag siswa dihadapkan pada
permasalahan adalah:
1. Mengidentifikasi permasalahan;
2. Menganalisis permasalahan;
3. Mengembangkan ide untuk menyelesaikan permasalahan;
4. mengidentifikasi isu pembelajaran;
Tahapan
mendefinisikan
permasalahan
dapat
dilakukan
dengan
mengajukan pertanyaan lebih rinci tentang kasus yang dibahas agar dapat
diperoleh gambaran yang lebih lengkap tentang persoalan yang dihadapi.
Setelah mendefinisikan permasalahan dan memperoleh informasi yang
dibutuhkan,selanjutnya dilakukan analisis permasalahan dan penyelesaian
masalah.Secara umum,komponen PBL terdiri atas penyajianmasalah,penyelesaian
masalah dan pemaparan solusi.Komponen utama pelaksanaan PBL tersebut dapat
digambarkan sebagai berikut:
Penyajian
Permasalahan
Tahap penyelesaian masalah
1.Analisis awal
2.Mengembangkan isu
pembelajaran
3.Penyelesaian masalah
berkelompok (mandiri)
4.Perolehan pengetahuan baru
Penyajian solusi
evaluasi
Permasalahan memicu inkuiri
Pelaksanaan PBL meliputi kegiatan antara lain :
1.Merumuskan
2.Memperoleh
tujuan
informasi
baru
melalui
3.Menerapkan strategi/metode baru dalam
4.Mengajukan
pembelajaran;
pembelajaran
mandiri;
menganalisis permasalahan;
solusi
permasalahan;
5.Mengkaji dan mengevaluasi solusi yang diterapkan.
Metode ini merupakan metode pembelajaran sainstifik yang penting untuk
membentuk keterampilan sebagai seorang inovator.Tahapan proses pembelajaran
berbasis masalah (PBL) menurut Oon-Seng Tan adalah sebagai berikut :
Menghadapi
permasalahan
Belajar dengan arahan
sendiri
Analisis permasalahan dan
isu pembelajaran
Belajar dengan arahan
sendiri
Pertemuan dan pelaporan
Belajar dengan arahan
sendiri
Presentasi solusi dan
refleksi
Belajar dengan arahan
sendiri
Kaji ulang,integrasi,dan
evaluasi
Proses PBL menurut Tan(2013)
Tahapan perencanaan dalam implementasi PBL yang diadopsi dari Jordan
adalah sebagai berikut :
No
Langkah dalam PBL
Peran Guru
Contoh cara
penilaian
1.
Merancang
Mengidentifikasi
formstif
Catatan
permasalahan yang
kemampuan,minat,kebutuh
snekdot,data
sesuai dengan
an siswa,dan standar
hasil
kurikulum
kompetensi sesui tuntutan
observasi(daftar
kurikulum.
centang),serta
jurnal guru dan
2.
Melibatkan siswa
Penanya yang menantang
siswa.
Lembar
dalam
untuk meempertanyakan
observasi.
permasalahan,mendefi
pengetahuan siswa dan
nisikan hal yang harus
fasilitaor
dipelajari
dalamperencanaan untuk
menyelesaiakan masalah
Masalah
Penyajian masalah
Inkuiri
masalah,identifikasi
dan definisi
Pengalaman
belajar
Isu dan tujuan
belajar
Tujuan kognitif
dan meta
kognitif
Penemuan,analis,d
an pengembangan
solusi
Latihan sejawat
Mediasi kognitif
Solusi,refleksi,p
erbaikan,siklus
peningkatan
Proses penyelesaian
masalah
Pengembangan
solusi
Presentasi
Peningkatan
berkelanjutan Tahapan PBL menurut Trop dan Stage
3
Siswa mencari
Mentor yang menantang siswa
Rekaman audio-
informasi untuk
untuk mengembangkan
vidio,catatan
memperoleh fakta
pengetahuannya,melatih
pertemuan,buku log
yang relevan
berpikir tingkat tinggi,dan
siswa,buku log
mentor dalam menyelesaikan
guru,dan portofolio
permasalahan secara
kerja,
intelektual.
(draf,rancangan
kerja,data
observasi,dan lainlain)
4.
Siswa
Penilai yang mengevaluasi
Analisis dan
mengajukan
proses belajar dan solusi yang
interpretasi
solusi
diajukan.
portofolio siswa.
Variasi strategi pembelajarn PBL dapat dilakukan berdasarkan pemasaran
lahan yang dibahas serta hasil penelitian yang dapat digunakan.Modifikasi
aktivitas PBL yang dikembangkan oleh Oon-Seng Tang berdasarkan tahapan yang
dikembangkan
oleh
Trop
dan
Sage
adalah
sebagai
berikut
:
Variasi tahapan pelaksanaan PBL yang sering diterapkan untuk siswa yang
kurang kreatif adalah sebagai berikut.
1.
Guru menjelaskan kompetensi yang ingin dicapai dan menyebutkan sarana
atau alat pendukung yang dibutuhkan,serta memotivasi peserta didik untuk
2.
terlibat dalam aktivitas pemecahan masalah yang dipilih.
Guru menjelaskan logistik yang dibutuhkan,prosedur
yang
harus
dilakukan,dan memotivasi peserta didik supaya terlibat dalam aktivitas
3.
pemecahan masalah yang dipilih.
Guru membantu peserta didik untuk mendefinisikan dan mengorganisaikan
tugas belajar yang berhubungan dengan masalah tersebut.(menetapkan
4.
tugas,topik,jadwal dan lain-lain.
Guru mendorong peserta didik untuk mengumpulkan informasi yang
sesuai,eksperimen
untuk
mendapatkan
penjelasan
dan
pemecahan
5.
masalah,pengumpulan data,hipotesis,pemecahan masalah.
Guru membantu peserta didik dalam merencanakan karya yang sesuai seperti
6.
laporan dan membantu mereka berbagi tugas dengan temannya.
Guru membantu peserta didik untuk melakukan refleksi atau evaluasi
terhadap eksperimen mereka dan proses-proses yang mereka gunakan.
Variasi tahapan PBL yang dikembangkan oleh Moust dan kawan-kawan
adalah :
1.
2.
3.
4.
Mengklarifikasikan permasalahan;
Mendefinisikan permasalahan;
Menganalisis permasalahan;
Diskusi;
5.
6.
7.
Merumuskan tujuan belajar
Belajar mandiri
Evaluasi
Adapun tahapan Model PBL menurut John Dewey seorang ahli pendidikan
berkebangsaan Amerika memaparkan 6 langkah dalam pembelajaran berbasis
masalah ini :
a.
Merumuskan masalah. Guru membimbing peserta didik untuk menentukan
masalah yang akan dipecahkan dalam proses pembelajaran, walaupun
b.
sebenarnya guru telah menetapkan masalah tersebut.
Menganalisis masalah. Langkah peserta didik meninjau masalah secara kritis
c.
dari berbagai sudut pandang.
Merumuskan hipotesis. Langkah peserta didik merumuskan berbagai
d.
kemungkinan pemecahan sesuai dengan pengetahuan yang dimiliki.
Mengumpulkan data. Langkah peserta didik mencari dan menggambarkan
e.
berbagai informasi yang diperlukan untuk memecahkan masalah.
Pengujian hipotesis. Langkah peserta didik dalam merumuskan dan
mengambil kesimpulan sesuai dengan penerimaan dan penolakan hipotesis
f.
yang diajukan
Merumuskan rekomendasi pemecahan masalah. Langkah peserta didik
menggambarkan rekomendasi yang dapat dilakukan sesuai rumusan hasil
pengujian hipotesis dan rumusan kesimpulan.
Sedangkan menurut David Johnson & Johnson memaparkan 5 langkah
melalui kegiatan kelompok :
a.
Mendefinisikan masalah. Merumuskan masalah dari peristiwa tertentu yang
mengandung konflik hingga peserta didik jelas dengan masalah yang dikaji.
Dalam hal ini guru meminta pendapat peserta didik tentang masalah yang
b.
c.
sedang dikaji.
Mendiagnosis masalah, yaitu menentukan sebab-sebab terjadinya masalah.
Merumuskan alternatif strategi. Menguji setiap tindakan yang telah
d.
dirumuskan melalui diskusi kelas.
Menentukan & menerapkan strategi pilihan. Pengambilan keputusan tentang
e.
strategi mana yang dilakukan.
Melakukan evaluasi. Baik evaluasi proses maupun evaluasi hasil.
Secara umum langkah-langkah model pembelajaran ini adalah :
1.
Menyadari Masalah. Dimulai dengan kesadaran akan masalah yang harus
dipecahkan. Kemampuan yang harus dicapai peserta didik adalah peserta
didik dapat menentukan atau menangkap kesenjangan yang dirasakan oleh
2.
manusia dan lingkungan sosial.
Merumuskan Masalah. Rumusan masalah berhubungan dengan kejelasan dan
kesamaan persepsi tentang masalah dan berkaitan dengan data-data yang
harus dikumpulkan. Diharapkan peserta didik dapat menentukan prioritas
3.
masalah.
Merumuskan Hipotesis. peserta didik diharapkan dapat menentukan sebab
akibat dari masalah yang ingin diselesaikan dan dapat menentukan berbagai
4.
kemungkinan penyelesaian masalah.
Mengumpulkan Data. peserta didik didorong untuk mengumpulkan data yang
relevan. Kemampuan yang diharapkan adalah peserta didik dapat
mengumpulkan data dan memetakan serta menyajikan dalam berbagai
5.
tampilan sehingga sudah dipahami.
Menguji Hipotesis. Peserta didik diharapkan memiliki kecakapan menelaah
dan membahas untuk melihat hubungan dengan masalah yang diuji.
Menetukan
Pilihan
Penyelesaian.
Kecakapan
memilih
alternatif
penyelesaian yang memungkinkan dapat dilakukan serta dapat memperhitungkan
kemungkinan yang dapat terjadi sehubungan dengan alternatif yang dipilihnya.
Sintaks Pembelajaran Berbasis Masalah.
Untuk lebih jelasnya langkah-langkah atau sintaks strategi pembelajaran
berbasis masalah adalah sebagai berikut :
Indikator
Tingkah Laku Guru
Fase
1
Orientasi siswa pada masalah Menjelasakan tujuan pembelajaran,
menjelaskan logistik yang diperlukan,
dan memotivasi siswa terlibat pada
2
Mengorganisasi siswa untuk
aktivitas pemecahan masalah
Membantu siswa mendefinisikan dan
belajar
mengorganisasikan tugas belajar yang
berhubungan dengan masalah tersebut
3
Membimbing pengalaman
Mendorong siswa untuk mengumpulkan
individual/ kelompok
informasi yang sesuai, melaksanakan
eksperimen
4
untuk
mendapatkan
Mengembangkan dan
penjelasan dan pemecahan masalah
Membantu siswa dalam merencanakan
menyajikan hasil karya
dan menyiapkan karya yang sesuai
seperti laporan dan membantu mereka
5
Menganalisis dan
untuk berbagi tugas dengan temannya
Membantu siswa untuk melakukan
mengevaluasi proses
refleksi
pemecahan masalah
penyelidikan mereka dan proses yang
atau
evaluasi
terhadap
mereka gunakan
Pembelajaran berbasis masalah (PBL) juga telah dikembangkan sebagai
sebuah model pembelajaran dengan sintaks belajar sebagai berikut.
No
1
Fase
Memberikan orientasi
Kegiatan Guru
Menyajikan
permasalahan kepada peserta
permasalahan,membahas tujuan
didik
pembelajaran,memaparkan
kebutuhan logistik untuk
pembelajaran,memotivasi peserta
2
Mengorganisasikan peserta didik
didik untuk terlibat aktif.
Membantu peserta didik dalam
untuk penyelidikan
mendefinisikan dan
mengorganisasikan tugas
belajar/penyelidikan untuk
3.
Pelaksanaan investigasi
menyelesaikan permasalahan.
Mendorong peserta didik untuk
memperoleh informasi yang
tepa,melaksanakan penyelidikan,dan
4.
Mengembangkan dan
mencari penjelasan solusi
Membantu peserta didik
menyajikan hasil
merencanakan produk yang tepat dan
relevan,seperti laporan,rekaman
vidio,dan sebagainya untuk
5.
Menganalisis dan mengevaluasi
keperluan penyampaian hasil.
Membantu peserta didik melakukan
proses penyelidikan
refleksi terhadap penyelidikan dan
proses yang mereka lakukan.
Contoh Kasus PBL
Permasalahan
dalam
bidang
ilmu(contoh
PBL
Fisika)
Masalah
:
Suatu ketika seorang teknisi datang keuniversitas kami dan bertanya
kepadaku tentang permasalahan yang dighadapinya ketika merancang sebuah
produk
baru.Mereka
sedang
mengembangkan
instrumen
baru
untuk
radar.Instrumen tersebut membutuhkan daya microwave yang tinggi dengan daya
puncak sampai 800 kilowatt.Namun,mereka hanya mampu mencapai 200 kW.Jika
daya gelombang mikro dinaikkan lebih dari 200kW,material instrumen pecah
menjadi beberapa bagian.Seperti yang kita ketahui (dalam ilmu fisika),medan
listrik paling tinggi pada sebuah benda berada pada sekitar bagian yang paling
tajam.Para pekerja telah menghaluskan instrumen sampai licin,namun instrumen
itu tetap pecah.Dia tidak mengetahui penyebab kenapa material itu mudah
pecah.Anda diminta menganalisis permasalahan tersebut dan mengajukan
rekomendasi untuk menyelesaikan permsalahan.
Permasalahan tersebut dapat dirangkum sebagai berikut:
1.
2.
3.
Apa konsep dasar instrumen yang dibuat?
Bagaimana lingkungan dari bagian dalam peralatan ketika bekerja?
Jenis lem apa yang digunakan dalam instrumen dan bagaimana sifat lem
4.
5.
tersebut?
Faktor utama apa yang mempengaruhi pecahnya material instrumen?
Bagaimana menghilangkan udara yang terkandung dalam lem tersebut?
Teori yang digunakan untuk menyelesaiakan permasalahan tersebut
adalah:
1.
2.
3.
4.
Pengetahuan tentang gelombang mikro
Distribusi medan listrik
Bahan dielektrik
Pengetahuan dasar tentang lem
Keterkaitan antara pengetahuan tersebut dideskripsikan dalam berikut (Jian,2004).
Microwave dan
aplikasinya
Pengetahuan dasar
microwave
Aplikasi microwave
(Instrumen)
Terkait dengan
Terkait dengan
Kekuatan medan
listrik
Struktur
instrumen
Material
microwave
Dibatasi oleh
Dielektrik Khusus
Pengetahuan dasar
tentang lem
khusus gelombang mikro
Analisis keterkaitan konsep pada peralatan
Permasalahan
membutuhkan
ini
pemahaman
merupakan
konsep
contoh
dan
permasalahan
pelaksanaan
PBL
yang
penyelidikan
yang
seksama.Permasalahan yang lebih sederhana dapat dikembangkan berdasarkan
pengalaman,pengetahuan,dan kreativitas guru disemua tingkatan pendidikan.
Keunggulan dan Kelemahan Model Pembelajaran Berbasis Masalah
Sebagai suatu model pembelajaran, model pembelajaran berbasis masalah
memiliki beberapa keunggulan, diantaranya adalah:
1.
Pemecahan masalah merupakan teknik yang cukup bagus untuk lebih
2.
memahami isi pelajaran.
Pemecahan masalah dapat menantang kemampuan peserta didik serta
memberikan kepuasan untuk menentukan pengetahuan baru bagi peserta
3.
didik.
Pemecahan masalah dapat meningkatkan aktivitas pembelajaran peserta
4.
didik.
Pemecahan masalah dapat membantu peserta didik bagaimana mentrasfer
5.
pengetahuan mereka untuk memahami masalah dalam kehidupan nyata.
Pemecahan masalah dapat membantu peserta didik untuk mengembangkan
pengetahuan barunya dan bertanggungjawab dalam pembelajaran yang
6.
mereka lakukan.
Melalui pemecahan masalah dianggap lebih menyenangkan dan disukai
7.
peserta didik.
Pemecahan masalah dapat mengembangkan kemampuan peserta didik untuk
berpikir
kritis
dan
mengembangkan
kemampuan
mereka
untuk
8.
menyesuaikan dengan pengetahuan baru.
Pemecahan masalah dapat memberikan kesempatan pada peserta didik
9.
untuk mengaplikasikan pengetahuan yang mereka miliki dalam dunia nyata.
Pemecahan masalah dapat mengembangkan minat peserta didik untuk
secara terus menerus belajar.
Disamping keunggulannya, model ini juga mempunyai kelemahan, yaitu:
1.
Manakala peserta didik tidak memiliki minat atau tidak mempunyai
kepercayaan bahwa masalah yang dipelajari sulit untuk dipecahkan, maka
2.
mereka akan merasa enggan untuk mencoba.
Keberhasilan strategi pembelajaran melalui problem solving membutuhkan
3.
cukup waktu untuk persiapan.
Tanpa pemahaman mengapa mereka berusaha untuk memecahkan masalah
yang sedang dipelajari, maka mereka tidak akan belajar apa yang mereka
ingin pelajari.
Daftar Pustaka
Jordan, E., Porath,M.,& Bickerton,G.2003. “Problem-based Learning as a
Research Tool for Teachers”. Dalam A.Clarke & G.Erickson [ed.],teacher
inguiry: living ing the researchin everyday
practice.London:Routledge Falmer.
Porath.M.& Jordan.E.2009.”Problem based Learning
communities:Using the social Environment to support creativity”,
dalam Oon-seng tan [ed.] Probles based learning dan
creativity.Singapore:Cengage learning.
Sani, Ridwan Abdullah.2014. Pembelajaran intifik Untuk
Implementasi Kurikulum 2013.Jakarta:Bumi Aksara.
http://www.idsejarah.net/2014/11/strategi-pembelajaran-berbasis-masalah.html