Belajar dan Pembelajaran

Belajar atau pembelajaran mengacu pada satu istilah yang sama dalam bahasa Inggris, yaitu learning. Belajar dapat diartikan sebagai suatu perubahan perilaku yang bertahan lama, atau kapasitas berperilaku dengan cara tertentu, yang merupakan hasil dari kebiasaan atau pengalaman dalam bentuk yang lain (Schunk, 2008:2). Slameto (2010:2) mengartikan belajar sebagai suatu usaha yang dilakukan seseorang untuk memperoleh suatu perubahan tingkah laku yang baru secara keseluruhan, sebagai hasil pengalamannya sendiri dalam interaksi dengan lingkungan. Belajar dapat juga diartikan sebagai perubah perilaku atau potensi perilaku yang relatif permanen yang berasal dari pengalaman dan tidak dapat dinisbahkan ke keadaan temporer seperti keadaan yang disebabkan oleh sakit, keletihan atau obat-obatan (Hergenhahn dan Olson, 2009:8). Jadi belajar terjadi bila pengalaman menyebabkan perubahan pengetahuan atau perilaku seseorang.

Secara sederhana pembelajaran dapat juga diartikan sebagai produk interaksi berkelanjutan antara pengembangan dan pengalaman hidup (Trianto, 2010:17). Dalam makna yang lebih kompleks, hakekat pembelajaran adalah usaha sadar dari seorang guru untuk membelajarkan peserta didiknya (mengarahkan interaksi peserta didik dengan sumber belajar lainnya) dalam rangka mencapai tujuan yang diharapkan. Jadi, pembelajaran merupakan interaksi antara pengajar dan yang diajar yang diantara keduanya terjadi komunikasi yang intens dan terarah untuk mencapai target yang telah ditetapkan sebelumnya.

Ada enam ciri perubahan perilaku dalam pengertian belajar (Slameto, 2010:3), yaitu:

1. Perubahan terjadi secara sadar. Maksudnya, peserta didik yang belajar akan menyadari terjadinya perubahan perilakunya. Paling tidak dia merasakan telah terjadi suatu perubahan dalam dirinya.
2. Perubahan dalam belajar bersifat kontinu dan fungsional. Dalam hal ini peserta didik yang telah mendapat belajar suatu hal/konsep dapat menggunakan pengalamannya itu untuk belajar hal/konsep yang lain. Atau ia dapat meningkatkan kecakapannya dalam hal/konsep tersebut sehingga ia semakin baik atau sempurna.
3. Perubahan dalam pembelajaran bersifat positif dan aktif. Perubahan-perubahan yang terjadi selama belajar senantiasa bertambah baik dari sebelumnya. Sehingga semakin banyak usaha untuk belajar semakin baik pula perubahan yang terjadi. Perubahan tersebut juga bersifat aktif, artinya perubahan tidak terjadi dengan sendirinya melainkan karena usaha peserta didik itu sendiri.
4. Perubahan dalam belajar bersifat permanen dan bukan bersifat sementara. Perubahan yang terjadi karena proses belajar bersifat menetap atau permanen, maksudnya bahwa tingkah laku yang terjadi setelah belajar akan bersifat menetap. Perubahan yang bersifat sementara atau temporer, seperti berkeringat, menangis dan sejenisnya tidak dapat digolongkan sebagai perubahan dalam arti belajar.
5. Perubahan dalam belajar bertujuan dan terarah. Ini artinya perubahan perilaku yang terjadi karena adanya tujuan yang ingin dicapai oleh peserta didik. Dengan demikian perbuatan belajar yang dia lakukan senantiasa diarahkan pada tingkah laku yang ingin dia capai.
6. Perubahan mencakup seluruh aspek tingkah laku. Perubahan yang diperoleh peserta didik setelah melalui proses belajar meliputi perubahan keseluruhan tingkah laku peserta didik tersebut. Jika peserta didik mengalami belajar sesuatu, sebagai hasilnya ia akan mengalami perubahan tingkah laku secara menyeluruh dalam sikap, keterampilan, pengetahuan dan sebagainya. 

Kemampuan belajar peserta didik sangat menentukan keberhasilannya dalam proses belajar. Banyak faktor yang mempengaruhi kemampuan belajar peserta didik ini, diantaranya adalah motivasi, sikap, minat, kebiasaan belajar dan konsep diri (Djaali, 2009:101).

Ada dua subjek yang terlibat dalam proses pembelajaran, yaitu guru dan peserta didik. Diharapkan terjadi perubahan dalam diri peserta didik sebagai hasil dari kegiatan pembelajaran. Perubahan tersebut bersifat non-fisik seperti perubahan sikap, pengetahuan dan kecakapan peserta didik (Eko Putro Widoyoko, 2011:25).

Berbagai perubahan dalam diri peserta didik sebagai hasil proses pembelajaran dapat dikelompokan dalam dua katagori yaitu output dan outcome. Output merupakan kecakapan yang dikuasai peserta didik yang dapat segera diketahui setelah peserta didik mengikuti serangkaian proses pembelajaran. Ada juga yang mengatakan output merupakan hasil pembelajaran yang bersifat jangka pendek. Adapun yang disebut outcome merupakan hasil pembelajaran yang bersifat jangka panjang. Outcome ini menunjukkan prestasi sosial peserta didik peserta didik menguasai kecakapan-kecakapan yang diajarkan. Kecakapan akademik merupakan salah satu bentuk kecakapan yang termasuk dalam output pembelajaran. Dalam taksonomi Bloom, kecakapan akademik ini termasuk dalam ranah kognitif.

Evaluasi Sarana dan Prasarana

A. Perencanaan Sarana dan Prasarana  

Perencanaan sarana dan prasarana persekolahan dapat didefinisikan sebagai keseluruhan proses perkiraan secara matang rancangan pembelian, pengadaan, rehabilitasi, distribusi atau pembuatan peralatan dan perlengkapan yang sesuai dengan kebutuhan sekolah. 

Tujuan perencanaan sarana prasarana adalah  untuk menghindari berbagai kesalahan yang mungkin terjadi seperti pengadaan  sarana prasarana yang  belum/tidak dibutuhkan atau  spesifikasi alat / bahan yang jauh dari yang diharapkan. Perencanaan juga dapat dijadikan sebagai acuan untuk melakukan pengawasan, pengendalian dan evaluasi agar nantinya kegiatan dapat berjalan efektif dan efisien.

Secara singkat, perencanaan sarana prasarana sekolah dilakukan dengan tahap-tahap:

1. Identifikasi dan menganalisis kebutuhan sekolah

2. Inventarisasi sarana prasarana yang sudah ada

3. Mengadakan seleksi, yang  meliputi penyusunan konsep program (ada penanggung jawab, kegiatan yang konkrit, target terukur, batas waktu, pengalokasian dana) dan dan pendataan (jenis barang, jumlah barang, spesifikasi barang).

B. Pengadaan Sarana dan Prasar ana

Pengadaan sarana prasarana sekolah  merupakan segala kegiatan yang dilakukan dengancara menyediakan semua keperluan barang atau jasa berdasarkan hasil perencanaan dengan maksud untuk menunjang kegiatan pembelajaran agar berjalan secara efektif dan efisien sesuai dengan tujuan yang diinginkan.

Beberapa cara pengadaan sarana prasarana sekolah adalah sebagai berikut:

1. Pembelian

2. Pembuatan sendiri

3. Penerimaan hibah atau bantuan

4. Penyewaan

5. Pinjamana

6. Pendaurulangan

7. Penukaran

8. Perbaikan atau rekondisi

C. Pengelolaan Sarana dan Prasarana

Sarana prasarana yang telah dimiliki sekolah memerlukan pengelolaan yang baik agar penggunaannya menjadi efektif efisien serta menjamin berjalannya proses pemeliharaan dan inventarisasi yang terukur. Usaha-usaha tersebut dapat menjadikan sarana prasarana yang ada menjadi selalu dalam keadaan baik, siap digunakan, dan memiliki jangka waktu pemakaian yang panjang. 

Pada dasarnya pengelolaan sarana prasarana sekolah meliputi: pemanfaatan kegiatan pemeliharaan, inventarisasi,  dan penghapusan barang. 

D. Evaluasi Sarana dan Prasarana  

Pemaparan evaluasi sarana prasarana pada makalah ini ditekankan pada  pemenuhan standar sarana prasarana sesuai peraturan menteri pendidikan nasional nomor 24 tahun 2007 tentang standar sarana dan prasarana  untuk sekolah dasar/madrasah  ibtidaiyah  (sd/mi), sekolah menengah pertama/madrasah tsanawiyah (smp/mts), dan  sekolah  menengah  atas/madrasah aliyah (sma/ma). Pada pasal 1 ayat (1) tertera: 

Standar sarana dan prasarana untuk sekolah dasar/madrasah ibtidaiyah (SD/MI), sekolah menengah pertama/madrasah tsanawiyah (SMP/MTs), dan sekolah menengah atas/madrasah aliyah (SMA/MA) mencakup  kriteria minimum sarana dan kriteria minimum prasarana.   

Penjelasan kriteria minimum sarana dan kriteria minimum prasarana terdapat pada lampiran permendiknas no. 24 tahun 2007  tersebut. 

Pelaksanaan evaluasi sarana prasarana sekolah saat ini cukup dipermudah dengan tersedianya format evaluasi yang dikeluarkan beberapa lembaga seperti BAN-S/M (Badan Akreditasi Nasional-Sekolah/Madrasah) dan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar Dan Menengah  dalam program pengembangan Sekolah Standar Nasional. 

Pelaksana evaluasi sarana prasarana dapat dilakukan sendiri oleh pihak sekolah. Ini dikenal juga dengan istilah evaluasi diri. Dengan melakukan evalusi diri, sekolah dapat melihat secara jelas berbagai kondisi sesungguhnya dari sarana prasarana sekolah, apa kelebihan dan kekurangan yang mungkin ada. Selanjutnya sekolah dapat mengambil keputusan untuk tindak lanjut hasil evaluasi tersebut, berkenaan dengan penambahan sarana prasarana, pemeliharaan maupun pemanfaatan sarana prasarana yang telah ada. Pelaksana evaluasi juga dapat dilakukan oleh badan pemerintah yang ditunjuk seperti BAN-S/M. Evaluasi ini lebih bertujuan pada kebutuhan akreditasi sekolah dan melihat posisi sekolah dalam level kemajuan yang telah dicapai untuk memenuhi standar nasional pendidikan. Untuk sekolah yang sudah maju dimungkinkan juga memanfaatkan lembaga eksternal yang dianggap memiliki kapabilitas sebagai asesor seperti lembaga penyedia ISO. 

Secara ringkas pelaksanaan evaluasi sarana prasarana sekolah dapat dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut:

1. Menginventarisasi keberadaan sarana dan prasarana yang ada di sekolah, baik dalam hal kondisi, jumlah, spesifikasi, maupun data lain yang diperlukan.
2. Mengumpulkan data pendukung yang diperlukan seperti tanggal pengadaan, sumber pengadaan ataupun tanggapan pengguna sarana prasarana
3. Mengisi formulir evaluasi yang tersedia sesuai dengan kondisi yang sebenarnya
4. Merakapitulasi hasil evaluasi, baik data kualitatif maupun kuantitatif
5. Menarik kesimpulan mengenai keseluruhan sarana prasarana sekolah, apakah sudah memenuhi standar minimal atau belum. 
6. Melaporkan hasil evaluasi kepada pihak-pihak yang memerlukan

Contoh Soal Kimia menurut Taksonomi Bloom yang Baru

Berikut ini adalah contoh soal untuk ranah kognitif yang ditujukan untuk assessment formatif.
1. Pengetahuan
Indikator:
Siswa dapat menyebutkan pengertian dari asam dan basa menurut Arrhenius.
Soal:
Menurut Arrhenius, suatu zat dapat dikatakan asam apabila ... dan disebut basa apabila ....

2. Pemahaman
Indikator:
Siswa dapat menunjukkan jenis larutan berdasarkan pada daya hantar listriknya.
Soal :
Berikut data hasil pengujian daya hantar listrik terhadap beberapa larutan.
Larutan       Nyala lampu      Gelembung gas
1                    Menyala terang        Ada
2                    Tidak menyala         Ada
3                    Tidak menyala         Tidak ada
4                    Tidak menyala         Tidak
5               Menyala redup         Ada
Pasangan larutan elektrolit lemah adalah...
A. 1 dan 2
B. 1 dan 5
C. 2 dan 3
D. 2 dan 5
E. 3 dan 4

3. Penerapan
Indikator :
Siswa dapat menghitung pH suatu larutan berdasarkan kemolaran dan rumus molekulnya.
Soal :
Berapakah pH dari larutan NaOH 0,1 M?

4. Analisa
Indikator :
Siswa dapat menganalisis tabel pengamatan pH larutan untuk menentukan larutan mana yang termasuk larutan penyangga.
Soal :
Seorang siswa melakukan percobaan di laboratorium tentang pH beberapa larutan. Pada percobaan tersebut, siswa itu memasukkan 10 ml larutan P kedalam 3 tabung reaksi yang berbeda dan ketiganya diukur pH larutannya. Selanjutnya pada tabung pertama ditambahkan 1 ml larutan asam, pada tabung kedua dimasukkan 1 ml larutan basa dan pada tabung ketiga dimasukkan 1 ml air. Setelah itu diukur kembali pH ketiga larutan. Prosedur yang sama dilakukan juga pada larutan Q, R, S dan T. Sehingga diperoleh data sebagai berikut:
Larutan  pH mula-mula  pH penambahan asam  pH penambahan basa  pH penambahan air
P             5,00                 2,00                                 12,00            5,00
Q         5,00                 5,00                                   5,00            5,00
R         9,00                 2,00                                 12,00            8,00
S         7,00                 5,50                                 12,50            6,00
T         6,00                 4,50                                   8,50            6,00
Berdasarkan data pengamatan di atas, larutan manakan yang merupakan larutan penyangga?
A. P
B. Q
C. R
D. S
E. T

5. Penilaian
Indikator :
Siswa dapat memprediksi zat cair yang larut dalam air atau minyak tanah berdasarkan prinsip “like dissolve like.”
Soal :
Misalkan Anda memiliki 1-oktanol dan metanol. Manakah yang akan larut dalam air dan manakah yang larut dalam minyak tanah? Jelaskan jawaban anda dari segi “like dissolve like.”

6. Sintesis
Indikator :
Siswa dapat menghubungkan konsep asam basa dengan kejadian sehari-hari.
Soal :
Berikut ini adalah bahan-bahan yang diperlukan untuk membuat kue Buttermilk Blueberry Muffins.
2,5 mangkok tepung
1,5 sendok teh baking powder
0,5 sendok teh baking soda
0,5 mangkok gula
0,5 sendok teh garam
2 buah telur dikocok
1 mangkok dadih
3 ons mentega
1,5 mangkok blueberry (penambah rasa)
Disini ada dua sumber asam dan dua sumber hidrogen karbonat yang bila direaksikan akan menghasilkan gas CO2 yang akan membuat muffin mengembang. Manakah dari kedua sumber tersebut?


7. Imajinasi
Indikator :
Siswa dapat meramalkan bentuk molekul berdasarkan rumus molekulnya.
Soal :
Senyawa amonia memiliki rumus molekul NH3. Bagaimanakah bentuk molekul amonia tersebut?

8. Kreasi
Indikator :
Siswa dapat memrancang percobaan dengan menggunakan bahan-bahan yang terdapat di alam sebagai indikatornya.
Soal :
Beberapa tumbuhan di alam dapat digunakan sebagai indikator asam-basa, seperti kembang sepatu, kunyit, dan kol. Rancanglah sebuah percobaan penentuan asam basa dengan menggunakan bahan-bahan yang terdapat di alam sebagai indikatornya.

Pengembangan Taksonomi Bloom

Pada dekade 50an, Bloom memperkenalkan taksonomi dalam dunia pendidikan. Menurut Bloom tujuan pendidikan dibagi atas tiga daerah, yaitu daerah kognitif, afektif dan psikomotor. Ranah kognitif berisikan perilaku-perilaku yang menekankan pada segi intelektual seperti pengetahuan, penerapan, analisis, sintesis dan evaluasi. Ranah afektif berisikan perilaku-perilaku yang menekankan pada sisi perasaan dan emosi seperti penerimaan, tanggapan, penghargaan, pengorganisasian dan karakter nilai-nilai. Ranah psikomotor berisikan perilaku-perilaku yang menekankan pada aspek keterampilan motorik seperti persepsi, kesiapan, respon, mekanisme, penyesuaian dan penciptaan.

Dalam perkembangan tahun-tahun berikutnya taksonomi Bloom ini mengalami perkembangan baik dalam jumlah fase ataupun jumlah ranah. Salah satunya yang dikembangkan oleh Peggy Dettmer pada tahun 2006. Dettmer menyatakan ada 5 domain dalam tujuan pendidikan, yaitu kognitif (cognitive), affective (afektif), sensormotorik (sensorimotor), sosial (social) dan kesatuan (unified). Domain kesatuan merupakan hasil penggabungan dari keempat domain sebelumnya. Proses yang terjadi pada masing-masing domain adalah berpikir (kognitif), rasa (afektif), perasaan dan gerak (sensormotorik), interaksi (sosial) dan melakukan (kesatuan). Konten tiap domain meliputi intelektual (kognitif), emosi (afektif), fisik (sensormotorik), sosiokultural (sosial) dan holistik (kesatuan). Fungsi tiap domain adalah memperluas pikiran (kognitif), meningkatkan perasaan (afektif), mengolah indra dan gerak (sensomotorik), memperkaya hubungan (sosial) dan optimalisasi potensi (kesatuan). Adapun tujuan tiap domain, yaitu untuk meningkatkan pengetahuan (kognitif), untuk mengembangkan pemahaman diri (afektif), untuk memelihara ekspresi diri, untuk menumbuhkan sosialiasi (sosial) dan kesemuanya bertujuan untuk mewujudkan pemenuhan diri (kesatuan). 

Setiap domain dibagi atas 6 fase dimana keenam fase tersebut dikelompokkan dalam 3 kelompok besar. Ketiga kelompok itu adalah Pembelajaran dasar (basic learning) dengan ciri realisme (apa yang harus peserta didik ketahui), penerapan pembelajaran (applied learning) yang dicirikan pragmatisme (apa yang peserta didik lakukan), dan penggambaran pembelajaran (ideational learning) yang berkarakteristik idealisme (apa yang dicita-citakan peserta didik). 

Fase-fase dalam domain kognitif adalah mengetahui (know), memahami (comprehend), penerapan (apply), analisis (analyze), evaluasi (evaluate), sintesis (synthesize), imajinasi (imagine) dan penciptaan (create). Pada domain afektif, fase-fasenya menerima (receive), menanggapi (respond), nilai (value), mengatur (organize) menginternalisasi (internalize), karakterisasi (characterize), keajaiban (wonder) dan cita-cita (aspire). Fase-fase dalam domain sensormotorik adalah mengamati (observe), meraih (react), bertindak (act), menyesuaikan (adapt), membuktikan (authenticate), menyelaraskan (harmonize(, berimprovisasi (improvise) dan berinovasi (innovate). Dalam domain sosial fasenya meliputi menghubungkan (relate), berkomunikasi (communicate), berpartisipasi (participate), berunding (negotiate), mengadili (adjudicate), berkolaborasi (collaborate), memprakarsai (initiate) dan mengubah (convert). Semua fase tersebut digabungkan dalam domain kesatuan menjadi mempersepsi (perceive), memahami (understand), menggunakan (use), membedakan (differentiate), mengesahkan (validate), mengintegrasikan (integrate), usaha (venture) dan berasal (originate).

Sumber: Dettmer, Peggy. (2006). New Blooms in Established Fields: Four Domains of Learning and Doing. Roeper Review vol 28 no.2.

Kartun Unik Kimia

Berikut ini adalah kartun jenaka yang bertemakan kimia. Silahkan dinikmati dan mari ketawa bersama kimia.

- "Sembilan huruf untuk bioteknologi?"

- "kimia"

LAB J: Konversi produk makanan menjadi minyak

LAB K: konversi minyak menjadi makanan

"Jangan panik - jaga potasium klorida dalam tabung"

Pamplet dibelakang mobil pengangkut material berbahaya:

"Jika terjadi kecelakaan, jangan datang ke daerah ini untuk waktu 25 tahun yang akan datang"

(Percakapan di sebuah toko obat di Amerika Serikat)

"Ini obat yang baru ditemukan di hutan tropis. Sialnya, kamu harus pergi ke sana"

"Kita memulai dari titik dimana biologi mulai meninggalkannya dan kimia baru memulai

Pamplet di dinding "Sertifikasi untuk keakuratan 98,4%"

"Jangan tambahkan potasium nitrat ke apapun pada tahun ini"

"Maafkan saya Prof Minskov, tapi artikel tentang teori Minskov... mereka ingin orang lain yang menulisnya"

Juli 1872: Louis Pasteur minum sedikit susu tak terpasteurisasi.

"Saya lupa"

"Ilmu pengetahuan hanyalah akal sehat yang dilatih dan terorganisir" Thomas Hoxley, 1825-1875

"Omong kosong, Ilmu adalah pengetahuan yang terorganisir" Herberi Spencer, 1820-1903

"Jadi inikah yang mereka sebut kimia organik!"

Tulisan di mobil "BERBAHAYA LIMBAH BERACUN"

"Mereka tidak memberitahu saya apa yang harus dilakukan dengan itu"

"Meskipun mereka bilang apa yang kamu harus dilakukan dengan itu."

"Baiklah, baiklah... ini akan membuat sedikit gelombang kepanikan dan histeria"

Tipe Belajar Kognitif

a. Tipe hasil belajar: Pengetahuan 

Istilah pengetahuan dimaksudkan sebagai terjemahan dari kata knowledge dalam taksonomi Bloom. Sekalipun demikian, maknanya tidak sepenuh-nya tepat sebab dalam istilah tersebut termasuk pula pengetahuan faktual di samping pengetahuan hafalan atau untuk diingat seperti rumus, batasan, definisi, istilah, pasal dalam undang-undang, nama-nama tokoh, nama-nama kota. Dilihat dari segi proses belajar, istilah-istilah tersebut memang perlu dihafal dan diingat agar dapat dikuasainya sebagai dasar bagi pengetahuan atau pemahaman konsep-konsep lainnya. 

Ada beberapa cara untuk dapat mengingat dan menyimpannya dalam ingatan seperti teknik memo, jembatan keledai, mengurutkan kejadian, membuat singkatan yang bermakna. Tipe hasil belajar pengetahuan termasuk kognitif tingkat rendah yang paling rendah. Namun, tipe hasil belajar ini menjadi prasarat bagi tipe hasil belajar berikutnya. Hafal menjadi prasyarat bagi pemahaman. Hal ini berlaku bagi semua bidang studi, baik bidang matematika, pengetahuan alam, ilmu sosial, maupun bahasa. Misalnya hafal suatu rumus akan menyebabkan paham bagaimana menggunakan rumus tersebut; hafal kata-kata akan memudahkan membuat kalimat. 

Menyusun item tes pengetahuan hafalan 

Tidaklah terlalu sukar untuk menyusun item tipe ini. Malahan para penyusun tes hasil belajar, secara tidak sengaja banyak tergelincir atau terperosok masuk ke dalam kawasan ini. Dilihat dari segi bentuknya, tes yang paling banyak dipakai untuk mengungkapkan aspek pengetahuan adalah tipe melengkapi, tipe isian, dan tipe benar-salah. Karena lebih mudah menyusunnya, orang banyak memilih tipe benar-salah, 

Karena kurang dipersiapkan dengan baik, banyak item tes yang ditulis secara tergesa-gesa sehingga terperosok ke dalam pengungkapan pengetahuan hafalan saja. Aspek yang ditanyakan biasanya fakta- fakta seperti nama orang, tempat, teori, rumus, istilah batasan, atau hukum. Siswa hanya dituntut kesanggupan mengingatnya sehingga jawabannya mudah ditebak. 

b. Tipe hasil belajar: Pemahaman 

Tipe hasil belajar yang lebih tinggi daripada pengetahuan adalah pemahaman. Misalnya menjelaskan dengan susunan kalimatnya sendiri sesuatu yang dibaca atau didengarnya, memberi contoh lain dari yang telah dicontohkan, atau rnenggunakan petunjuk penerapan pada kasus lain. Dalam taksonomi Bloom, kesanggupan memahami setingkat lebih tinggi daripada pengetahuan. Namun, tidaklah berarti bahwa pengetahuan tidak perlu ditanyakan sebab, untuk dapat memahami, perlu terlebih dahulu mengetahui atau mengenal. 

Pemahaman dapat dibedakan ke dalam tiga kategori. 

1. Tingkat terendah adalah pemahaman terjemahan, mulai dari terjemahan dalam arti yang sebenarnya, misalnya dari bahasa Inggris ke dalam bahasa Indonesia, mengartikan Bhineka Tunggal Ika, mengartikan Merah Putih, menerapkan prinsip-prinsip listrik dalam memasang sakelar.
2. Tingkat kedua adalah pemahaman penafsiran, yakni menghubungkan bagian-bagian terdahulu dengan yang diketahui berikutnya, atau menghubungkan beberapa bagian dari grafik dengan kejadian, mernbedakan yang pokok dan yang bukan pokok. Menghubungkan pengetahuan tentang konjugasi kata kerja, subjek, dan possesive pronoun sehingga tahu menyusun kalimat "My friend is studying," bukan "My friend studying," merupakan contoh pemahaman penafsiran. 
3. Pemahaman tingkat ketiga atau tingkat tertinggi adalah pemahaman ekstrapolasi. Dengan ekstrapolasi diharapkan seseorang mampu melihat di balik yang tertulis, dapat membuat ramalan tentang konsekuensi atau dapat memperluas presepsi dalam arti waktu, dimensi, kasus, ataupun masalahnya. 

Meskipun pemahaman dapat dipilahkan menjadi tiga tingkatan di atas, perlu disadari bahwa menarik garis yang tegas antara ketiganya tidaklah mudah. Penyusun tes dapat membedakan item yang susunannya termasuk sub-kategori tsb., tetapi tidak perlu berlarut-larut mernpermasalahkan ketiga perbedaan itu. Sejauh dengan mudah dapat dibedakan antara pemahaman terjemahan, penafsiran, dan ekstrapolasi, bedakanlah untuk kepentingan penyusunan soal tes hasil belajar. 

Menyusun item tes pemahaman 

Karakteristik soal-soal pemahaman sangat mudah dikenal. Misalnya mengungkapkan tema, topik, atau masalah yang sama dengan yang pernah dipelajari atau diajarkan, tetapi materinya, berbeda. Mengungkapkan tentang sesuatu dengan bahasa sendiri dengan simbol tertentu termasuk ke dalam pemahaman terjemahan. Dapat menghubungkan hubungan antar- 

unsur dari keseluruhan pesan suatu karangan termasuk ke dalam pemahaman penafsiran. Item ekstrapolasi mengungkapkan kemampuan di balik pesan yang tertulis dalam suatu keterangan atau tulisan. 

Membuatkan contoh item pemahaman tidaklah mudah. Cukup banyak contoh item pemahaman yang harus diberi catatan atau perbaikan sebab terjebak ke dalam item pengetahuan. Sebagian item pemahaman dapat disajikan dalam gambar, denah, diagram, atau grafik. Dalam tes objektif, tipe pilihan ganda dan tipe benar-salah banyak mengungkapkan aspek pemahaman. 

c. Tipe hasil belajar: Aplikasi 

Aplikasi adalah penggunaan abstraksi pada situasi kongkret atau situasi khusus. Abstraksi tersebut mungkin berupa ide, teori, atau petunjuk teknis. Menerapkan abstraksi ke dalam situasi .baru disebut aplikasi. Mengulang-ulang menerapkannya pada situasi lama akan beralih menjadi pengetahuan hafalan atau keterampilan. Suatu situasi akan tetap dilihat sebagai situasi baru bila tetap terjadi proses pemecahan masalah. Kecuali itu, ada satu unsur lagi yang perlu masuk, yaitu abstraksi tersebut perlu berupa prinsip atau generalisasi, yakni sesuatu yang urn urn sifatnya untuk diterapkan pada situasi khusus. 

Karena situasi itu lokal sifatnya dan mungkin pula subjektif, maka tidak mustahil bahwa isi suatu item itu baru bagi banyak orang, tetapi sesuatu yang sudah dikenal bagi beberapa orang tertentu. Mengetengahkan problem baru hendaknya lebih didasarkan atas realitas yang ada di masyarakat atau realitas yang ada dalam teks bacaan. Problem baru yang diciptakan sendiri oleh penyusun tes tidak mustahil naif karena dimensi yang dicakup terlalu sederhana. 

Prinsip merupakan abstraksi suatu proses atau suatu hubungan mengenai kebenaran dasar atau hukum umum yang berlaku di bidang ilmu tertentu. Prinsip mungkin merupakan suatu pernyataan yang berlaku pada sejumlah besar keadaan, dan mungkin pula merupakan suatu deduksi dari suatu teori atau asumsi. 

Generalisasi merupakan rangkuman sejumlah informasi atau rangkuman sejumlah hal khusus yang dapat dikenakan pada hal khusus yang baru. Membedakan prinsip dengan generalisasi tidak selalu mudah, dan akan lebih mudah dijelaskan dalam konteks cabang ilmu masing-masing. 

Mengetes aplikasi 

Bloom membedakan delapan tipe aplikasi yang akan dibahas satu per satu dalam rangka menyusun item tes tentang aplikasi. 

1. Dapat menetapkan prinsip atau generalisasi yang sesuai untuk situasi baru yang dihadapi. Dalam hal ini yang bersangkutan belum diharapkan dapat memecahkan seluruh problem, tetapi sekadar dapat menetapkan prinsip yang sesuai. 
2. Dapat menyusun kembali problemnya sehingga dapat menetapkan  prinsip atau generalisasi mana yang sesuai. 
3. Dapat memberikan spesifikasi batas-batas relevansi suatu prinsip atau generalisasi. 
4. Dapat mengenali hal-hal khusus yang terpampang dari prinsip dan  generalisasi. 
5. Dapat menjelaskan suatu gejala baru berdasarkan prinsip dan generalisasi tertentu. Bentuk yangbanyak dipakai adalah melihat hubungan sebab-akibat. Bentuk lain ialah dapat menanyakan tentang proses terjadinya atau kondisi yang mungkin berperan bagi terjadinya gejala. 
6. Dapat meramalkan sesuatu yang akan terjadi berdasarkan prinsip dan generalisasi tertentu. Dasar untuk membuat ramalan diharapkan dapat ditunjukkan berdasarkan perubahan kualitatif, mungkin pula berdasarkan perubahan kuantitatif. 
7. Dapat menentukan tindakan atau keputusan tertentu dalam menghadapi situasi baru dengan menggunakan prinsip dan generalisasi yang relevan. Kemampuan aplikasi tipe ini lebih banyak diperlukan oleh ahli-ahli ilmu sosial dan para pembuat keputusan. 
8. Dapat menjelaskan alasan menggunakan prinsip dan generalisasi bagi situasi baru yang dihadapi. 

d. Tipe hasil belajar: Analisis 

Analisis adalah usaha memilah suatu integritas menjadi unsur-unsur atau bagian-bagian sehingga jelas hierarkinya dan atau susunannya. Analisis merupakan kecakapan yang kompleks, yang memanfaatkan kecakapan dari ketiga tipe sebelumnya. Dengan analisis diharapkan seseorang mernpunyai pemahaman yang komprehensif dan dapat memilahkan integritas menjadi bagian-bagian yang tetap terpadu, untuk beberapa hal memahami prosesnya, untuk hal lain memahami cara bekerjanya, untuk hal lain lagi memahami sisternatikanya. 

Bila kecakapan analisis telah dapat berkembang pada seseorang, maka ia akan dapat mengaplikasikannya pada situasi baru secara kreatif. 

Mengetes kecakapan analisis 

Untuk membuat item tes kecakapan analisis perlu mengenal berbagai kecakapan yang termasuk klasifikasi analisis, yakni: 

1. Dapat mengklasifikasikan kata-kata, frase-frase, atau pertanyaan-pertanyaan dengan menggunakan kriteria analitik tertentu. 
2. Dapat meramalkan sifat-sifat khusus tertentu yang tidak disebutkan secara jelas. 
3. Dapat meramalkan kualitas, asumsi, atau kondisi yang implisit atau yang perlu ada berdasarkan kriteria dan hubungan materinya. 
4. Dapat mengetengahkan pola, tata, atau pengaturan materi dengan menggunakan kriteria seperti relevansi, sebab-akibat, dan peruntutan. 
5. Dapat mengenal organisasi, prinsip-prisip organisasi, dan pola-pola materi yang dihadapinya. 
6. Dapat meramalkan sudut pandangan, kerangka acuan, dan tujuan materia yang dihadapinya. 

e. Tipe hasil belajar: Sintesis 

Penyatuan unsur-unsur atau bagian-bagian ke dalam bentuk menyeluruh disebut sintesis. 

Berpikir .berdasar pengetahuan hafalan, berpikir pemahaman, berpikir aplikasi, dan berpikir analisis dapat dipandang sebagai berpikir konvergen yang satu tingkat lebih rendah daripada berpikir devergen. Dalam berpikir konvergen, pemecahan atau jawabannya akan sudah diketahui berdasarkan yang sudah dikenalnya. 

Berpikir sintesis adalah berpikir divergen. Dalam berpikir divergen pemecahan atau jawabannya belum dapat dipastikan. Mensintesiskan unit-unit tersebar tidak sama dengan mengumpulkannya ke dalam satu kelompok besar. Mengartikan analisis sebagai memecah integritas menjadi bagian-bagian dan sintesis sebagai menyatukan unsur-unsur menjadi integritas perlu secara hati-hati dan penuh telaah. 

Berpikirsintesis merupakan salah satu terminal untuk menjadikan orang lebih kreatif. Berpikir kreatif merupakan salah satu hasil yang hendak dicapai dalam pendidikan. Seseorang yang kreatif sering menemukan atau menciptakan sesuatu. Kreativitas juga beroperasi dengan cara berpikir divergen. Dengan kemampuan sintesis, orang mungkin menernukan hubungan kausal atau urutan tertentu, atau menemukan abstraksinya atau operasionalnya. 

Mengetes kecakapan sintesis 

Kecakapan sintesis dapat diklasifikasikan ke dalam beberapa tipe. 

1. Kecakapan sintesis yang pertama adalah kemampuan menemukan hubungan yang unik. Artinya, menemukan hubungan antara unit-unit yang tak berarti dengan menambahkan satu unsur tertentu, unit-unit tak berharga menjadi sangat berharga. Termasuk ke dalam kecakapan ini adalah kemampuan mengomunikasikan gagasan, perasaan, dan pengalaman dalam bentuk tulisan, gambar, simbol ilmiah, dan yang lainnya. 
2. Kecakapan sintesis yang kedua ialah kemampuan menyusun rencana atau langkah-langkah operasi dari suatu tugas atau problem yang diketengahkan. Dalam rapat berrnunculan berbagai hal. Seorang anggota rapat mengusulkan langkah-langkah urutan atau tahap-tahap pembahasan dan penyelesaiannya. Hal itu merupakan usaha sintesis tipe kedua. 
3. Kecakapan sintesis yang ketiga ialah kemampuan mengabstraksikan sejumlah besar gejala, data, dan hasil observasi menjadi terarah, proporsional, hipotesis, skema, model, atau bentuk-bentuk lain. 

f. Tipe hasil belajar: Evaluasi 

Evaluasi adalah pemberian keputusan tentang nilai sesuatu yang mungkin dilihat dari segi tujuan, gagasan, cara bekerja, pemecahan, metode, materil, dll. Dilihat dari segi tersebut maka dalam evaluasi perlu adanya suatu kriteria atau standar tertentu. Dalam tes esai, standar atau kriteria tersebut muncul dalam bentuk frase "menurut pendapat Saudara" atau  "menurut teori tertentu". Frase yang pertama sukar diuji mutunya, setidak-tidaknya sukar diperbandingkan atau lingkupan variasi kriterianya sangat luas. Frase yang kedua lebih jelas standarnya. Untuk mempermudah mengetahui tingkat kemampuan evaluasi seseorang, item tesnya hendaklah menyebutkan kriterianya secara eksplisit. 

Mengembangkan kemampuan evaluasi penting bagi kehidupan bermasyarakat dan bernegara. Mampu memberikan evaluasi tentang kebijakan mengenai kesempatan belajar, kesempatan kerja, dapat mengembangkan partisipasi serta tanggung jawabnya sebagai warga negara. Mengembangkan kemampuan evaluasi yang dilandasi pemahaman, aplikasi, analisis, 

dan sintesis akan mempertinggi mutu evaluasinya. 

Mengetes kecakapan evaluasi . 

Kecakapan evaluasi seseorang setidak-tidaknya dapat dikategorikan ke dalam enam tipe: 

1. Dapat memberikan evaluasi tentang ketepatan suatu karya atau dokumen. 
2. Dapat memberikan evaluasi satu sama lain antara asumsi, evidensi, dan kesimpulan, juga keajegan logika dan organisasinya. Dengan kecakapan ini diharapkan seseorang mampu mengenal bagian-bagian serta keterpaduannya. 
3. Dapat memahami nilai serta sudut pandang yang dipakai orang dalam mengambil suatu keputusan. 
4. Dapat mengevaluasi suatu karya dengan memperbandingkannya dengan karya lain yang relevan. 
5. Dapat mengevaluasi suatu karya dengan menggunakan kriteria yang  telah ditetapkan. 
6. Dapat memberikan evaluasi tentang suatu karya dengan menggunakan sejumlah kriteria yang eksplisit. 

Penilaian

Pertanyaan pokok sebelum melakukan penilaian ialah apa yang harus dinilai itu. Terhadap pertanyaan ini kita kembali kepada unsur-unsur yang terdapat dalam proses belajar-rnengajar. Ada empat unsur utama proses belajar-mengajar, yakni tujuan-bahan-rnetode dan alat serta penilaian. Tujuan sebagai arah dari proses belajar-rnengajar pada hakikatnya adalah rumusan tingkah laku yang diharapkan dapat dikuasai oleh siswa setelah menerima atau menempuh pengalaman belajarnya. Bahan adalah seperangkat pengetahuan ilmiah yang dijabarkan dari kurikulum untuk disampaikan atau dibahas dalam proses belajar mengajar agar sampai kepada tujuan yang telah ditetapkan. Metode dan alat adalah cara atau teknik yang digunakan dalam mencapai tujuan. Sedangkan penilaian adalah upaya atau tindakan untuk mengetahui sejauh mana tujuan yang telah ditetapkan itu tercapai atau tidak. Dengan kata lain, penilaian berfungsi sebagai alat untuk mengetahui keberhasilan proses dan hasil belajar siswa. 

Proses adalah kegiatan yang dilakukan oleh siswa dalam mencapai tujuan pengajaran, sedangkan hasil belajar adalah kemampuan-kernampuan yang dimiliki siswa setelah ia menerima pengalaman belajarnya. Horward Kingsley membagi tiga macam hasil belajar, yakni (a) keterampilan dan kebiasaan, (b) pengetahuan dan- pengertian, (c) sikap dan cita-cita. Masing-rnasing jenis hasil belajar dapat diisi dengan bahan yang telah ditetapkan dalam kurikulum. Sedangkan Gagne membagi lima kategori hasil belajar, yakni (a) informasi verbal, (b) keterampilan intelektual, (c) strategi kognitif, (d) sikap, dan (e) keterampilan motoris. Dalam sistem pendidikan nasional rumusan tujuan pendidikan, baik tujuan kurikuler maupun tujuan instruksional, menggunakan klasifikasi hasil belajar dari Benyarnin Bloom yang secara garis besar membaginya menjadi tiga ranah, yakni ranah kognitif, ranah afektif, dan ranah psikomotoris. 

Ranah kognitif berkenaan dengan hasil belajar intelektual yang terdiri dari enam aspek, yakni pengetahuan atau ingatan, pemahaman, aplikasi, analisis, sintesis, dan evaluasi. Kedua aspek pertama disebut kognitif tingkat rendah dan keempat aspek berikutnya termasuk kognitif tingkat tinggi. 

Ranah afektif berkenaan dengan sikap yang terdiri dari lima aspek, yakni penerimaan, jawaban atau reaksi, penilaian, organisasi, dan internalisasi. 

Ranah psikomotoris berkenaan dengan hasil belajar keterampilan dan kemampuan bertindak. Ada enam aspek ranah psikomotoris, yakni (a) gerakan refleks, (b) keterampilan gerakan dasar, (c) kemampuan perseptual, (d) keharmonisan atau ketepatan, (e) gerakan keterampilan kompleks, dan (f) gerakan ekspresif dan interpretatif. 

Ketiga ranah tersebut menjadi objek penilaian hasil belajar. Di antara ketiga ranah itu, ranah kognitiflah yang paling banyak dinilai oleh para guru di sekolah karena berkaitan dengan kemampuan para siswa dalam menguasai isi bahan pengajaran. 

Apa Lesson Study

     Lesson Study diartikan sebagai suatu model pembinaan profesi pendidik melalui kajian pembelajaran secara kolaboratif dan berkelanjutan, berlandaskan prinsip-prinsip kolegialitas dan mutual learning untuk membangun komunitas belajar. Lesson Study  adalah suatu pendekatan peningkatan kualitas pembelajaran yang awal mulanya berasal dari Jepang. Kata atau istilah Jepang untuk ini adalah "Jugyokenkyu" (Yosida, 1999 dalam Lewis, 2002). Lesson Study ini mulai dipelajari di Amerika sejak dilaporkannya hasil Third International Mathematics and Science Study (TIMSS) pada tahun 1996. Dalam laporan TIMMS itu siswa Jepang, punya rangking tinggi dalam matematika dan diduga salah satu faktor pendukungnya adalah Jugyokenkyu tersebut (Wang-Iverson, 2002). Orang Amerika menyebutnya sebagai Lesson Study, karena itu saya juga menyebutnya dalam bahasa Indonesia sebagai "Kaji Pembelajaran", sementara pak Istamar Syamsuri (Dekan FMIPA UM tahun 2008-2012) lebih senang memakai istilah "Studi Pembelajaran". Sampai saat ini istilah Indonesianya belum lazim dipakai karena sudah terlanjur lebih disukai penyebutan dengan istilah bahasa Inggrisnya.

     Lesson Study adalah suatu bentuk utama peningkatan kualitas pembelajaran dan pengembangan keprofesionalan guru yang dipilih oleh guru-guru Jepang. Dalam melaksanakan Lesson Study, guru-guru secara kolaboratif: 1) mempelajari kurikulum, dan merumuskan tujuan pembelajaran dan tujuan pengembangan siswanya (pengembangan kecakapan hidup); 2) merancang pembelajaran untuk mencapai tujuan tersebut; 3) melaksanakan dan mengamati suatu research lesson ("pembelajaran yang dikaji") untuk kemudian 4) melakukan refleksi untuk mendiskusikan pembelajaran yang dikaji dan menyempurnakannya, dan merencanakan pembelajaran berikutnya.

     Lesson Study telah dilaksanakan di Indonesia sejak tahun 2006 melalui Program SISTTEMS (Strangthening In-Service Teacher Training of Mathematics and Science Education at Secondary Level) yang didukung Direktorat PMPTK, DIKTI dan JICA. Lesson Study awalnya dilakukan terutama di tiga kota yaitu Sumedang, di dalam kolaborasi dengan Universitas Pendidikan Indonesia (UPI) Bandung; Bantul, kolaborasi dengan Universitas Negeri Yogyakarta (UNY); dan Pasuruan, kolaborasi dengan Universitas Negeri Malang (UM). Menurut Ibrohim (2010), saat ini lesson study telah diadopsi oleh tiga direktorat, yaitu Direktorat Ketenagaan - DIKTI, Direktorat Pembinaan Diklat (Bindiklat) dan Direktorat Tenaga Pendidik (Tendik) - PMPTK. DIKTI melalui Ditnaga melaksanakan suatu program perluasan lesson study untuk LPTK di Indonesia (direncanakan 2008-2014). Dalam program ini UM, UNY dan UPI ditunjuk sebagai universitas pendamping bagi LPTK lain. Mulai tahun 2011, Program Perluasan dan Penguatan Lesson Study untuk LPTK yang dalam bahasa Inggrisnya disebut LEDIPSTI (Lesson Study Dissemination Program for Strengthening Teacher Education in Indonesia) tidak lagi di bawah Ditnaga, tetapi dialihkan di bawah pembinaan Belmawa (Direktorat Pembelajaran dan Kemahasiswaan). Sementara PMPTK sedang mengembangkan program BERMUTU (Better Education through Reformed Management and Universal Teacher Upgrading) bekerjasama dengan Bank Dunia dan Pemerintah Belanda (2008-2013) yang diterapkan di 75 kota/kabupaten dalam 16 provinsi. Selain itu program SISTTEMS yang telah berakhir pada bulan Oktober 2008, kini telah dikembangkan menjadi program baru yang diberi nama program PELITA (Program for Enchancing Quality of Junior Secondary Education) atau Program Peningkatan Kualitas Pendidikan SMP dan MTs. Program yang dilaksanakan tahun 2009-2012 memperluas daerah binaannya, yaitu selain tiga kabupaten lama di Jawa juga meliputi Kota Padang, Kabupaten Minahasa Utara, Kabupaten Banjarbaru dan Provinsi Banten. Khusus Banten mengembangkan program PSBM (Participatory School-Based Managemant).

     Menurut Styler dan Hiebert (dalam Sparks, 1999) Lesson Study adalah suatu proses kolaboratif di mana sekelompok guru mengidentifikasi suatu masalah pembelajaran, merancang suatu skenario pembelajaran (yang meliputi kegiatan mencari buku dan artikel mengenai topik yang akan dibelajarkan); membelajarkan siswa sesuai skenario (salah seorang guru melaksanakan pembelajaran sementara yang lain mengamati), mengevaluasi dan merevisi skenario pembelajaran, membelajarkan lagi skenario yang telah direvisi, mengevaluasi lagi pembelajaran dan membagikan hasilnya dengan guru-guru lain (mendiseminasikannya).

Sumber:
Materi ini merupakan bagian dari makalah yang berjudul "Reposisi dan Karakterisasi Pembelajaran Sains Melalui Lesson Study" yang disampaikan oleh Prof. Dra. Herawati Susilo, M.Sc, Ph.D dalam seminar Pendidikan Sains dengan tema "Reposisi dan Karakterisasi Pembelajaran Sains" pada tanggal 8 Oktober 2011 di Universitas Negeri Yogyakarta.

Asal Mula Dimasukkannya Pendidikan Sains di Sekolah

     Menurut George E. DeBoer (1991) sampai abad ke 18, pendidikan di sekolah di Eropa mengikuti pola klasik yand diwarisi dari zaman pertengahan. Di sekolah dasar hanya diajarkan baca, tulis dan berhitung. Di tingkat lanjut diajarkan Filsafat, Theologia, Bahasa Latin, Bahasa Yunani dan kesusasteraan klasik. Metode mengajarnya hanya membaca dan menghafal. Otoritas guru dan buku sangat tinggi. Hasil pendidikan dirasakan manfaatnya hanya untuk meningkatkan "status sosial" dan untuk bekerja di gereja. Peserta didik tidak diberi bekal untuk hidup setelah menyelesaikan pendidikannya. Pemikiran-pemikiran tentang pendidikan di Amerika Serikat pada saat itu dipengaruhi oleh pemikiran-pemikiran di Eropa.

     Sementara itu, sains dan teknologi berkembang dengan pesat. Banyak penemuan-penemuan baru seperti penemuan radioaktif, penemuan mesin-mesin yang banyak berguna bagi industri. Oleh karena itu para ilmuwan sains mengkritik dan mendesak agas sekolah mengajarkan ilmu-ilmu yang bermanfaat bagi kehidupan siswa setelah meninggalkan sekolah. Menurut ilmuwan sains ada sejumlah masalah yang akan dihadapi manusia dalam abad 19, diantaranya masalah kemiskinan, sanitasi dan kesehatan masyarakat, pendidikan universal (unversal education), dan penanganan kriminal. Menurut mereka (para saintist) "the true purpose of education was to prepare people to deal with these socially relevant questions - to equip them for the age in which they lived. .... the world had changed in ways that required the development of independent judgement."

     Sementara itu, orang-orang yang mempertahankan model lama mengatakan bahwa: "the true purposes education were the development of one's intellectual faculties through the study of ancient classics and mathematics and the growth of personal pleasure that result of this study." Mereka melanjutkan bahwa "learning science was considered as narrowly utilitarian and debased, and aimed at the making of money through vocational and professional preparation." Motif mereka: "humanizing and would lead to feelings that were refined and generous, whereas the scientists' motive could be viewed as cross and mateialistic."

      Dari kalangan ilmuawan sains, Youmans mengatakan bahwa mempelajari sains lebih unggul dalam mengembangkan kemampuan mental (mental discipline) dibandingkan dengan mempelajari bahasa dan matematika, karena sains menyangkut lebih banyak kemampuan mental. Youmans menganjurkan agar peserta didik diberi pelajaran sains sedini mungkin. Pada taraf permulaan pelajaran hendaknya ditekankan pada pengamatan benda-benda dan hubungan sederhana antar benda-benda. Hendaknya dimulai dengan physical sciences, sedangkan biologi pada taraf berikutnya karena lebih kompleks.

     Masih dalam abad 18, Thomas Huxley (dalam DeBoer; 1991) mengatakan bahwa "the great peculiarity of scientific training, that in virtue of which it cannot be replaced by any other discipline whatsoever, is this bringing of the mind directly into contact with facts, and practicing the intellect in the completes form of induction; that is to say, in drawing conclusions from particular facts made known by immediate observation of nature. You must be careful that what he learns he knows of his own knowledge. Don't be satisfied with telling him that a magnet attracts iron. Let him see that it does; let him feel the pull of the one upon the other for himself. And, especially, tell him that his duty to doubt until he is compelled, by the absolute authority of nature, to believe that which is written is books."

     karena itu dia menganjurkan agar sekolah harus mengajarkan sains, yang pada hakekatnya adalah mempelajari dunia modern. Banyak pekerjaan yang memerlukan pengetahuan sains seperti kedokteran, rekayasa (engineering), dan juga kalau mau menjadi pejabat gereja.

      Heerbert Spencer, juga dari kalangan ilmuwan sains, mengatakan bahwa belajar sains berguna untuk pengembangan kemampuan intelektual seseorang. Belajar sains juga dapat mengembangkan moral seperti pemgembangan kemampuan berpikir mandiri, ketekunan, ketulusan dan kesdeiaan meninggalkan pendapatnya yang kemudian ternyata salah. Dalam tulisannya "What Knowledge Is of Most Worth", Spencer membahas nilai relatif tiap bidang pendidikan. Sebagai ukurannya adalah dampak suatu ilmu pada kesejahteraan hidup seseorang. Ia mengelompokkan kegiatan manusia dalam beberapa kategori diantaranya:

kegiatan memelihara diri (menjaga kesehatan); mengaus dan mendisiplinkan anak; memelihara hubungan sosial dan politik; dan kegiatan dalam waktu senggang untuk mendapatkan kepuasan. Peserta didik tidak pernah dibekali pengetahuan untuk melakukan kegiatan tersebut.

Sumber:

Materi ini merupakan sebagian dari makalah yang berjudul "Untuk Apa Kita Menyelenggarakan Pendidikan Sains di Sekolah?" yang disampaikan oleh Achmad A. Hinduan dalam Seminar Nasional Pendidikan Sains dengan tema "Reposisi dan Karakterisasi Pembelajaran Sains" pada tanggal 8 Oktober 2011 di Universitas Negeri Yogyakarta.

1. Pendahuluan (Sebuah novel tentang kimia)

Paman Paul adalah orang yang mempelajari cara menyiram tanaman seladanya dan gulma kubis dan lobak dalam keheningan sebuah desa kecil yang sederhana. Tinggal bersama dengan dia adalah keponakannya, Emile dan Jules, sarjana muda sudah bergulat dengan seluk-beluk aturan tiga dan perangkap dari past participle, dan kedua dia sangat bersemangat untuk belajar. Jules, yang lebih tua bahkan sekarang mulai curiga sekolah yang tidak akan mengajarkan kepadanya segala sesuatu saat ia telah menguasai tata bahasa dan aritmatika. Paman mereka melakukan yang terbaik untuk mendorong keinginan kemenakannya akan pengetahuan, karena ia yakin adalah bahwa dalam pertempuran hidup yang tegas senjata terbaik kami adalah kecerdasan yang terlatih.

Untuk beberapa masa lalu keluarganya telah melihat dalam dirinya suatu keasyikan yang tidak biasa. Ada pematangan dalam benaknya sebuah rencana untuk mengajar keponakannya dasar-dasar kimia, ilmu pengetahuan yang akan berbuah dalam aplikasi praktis.

"Akan menjadi apa anak-anakku suatu hari nanti?" ia bertanya pada dirinya sendiri. "Apakah mereka akan menjadi produsen, pengrajin, montir, buruh tani, atau apa? Siapa yang tahu, Bagaimanapun juga, yang pasti, dan itu adalah, apa pun arah aktivitas mereka akan mengambil keuntungan untuk mereka yang dapat memberikan harga pada hal-hal yang telah mereka capai Sebuah ilmu kecil yang harus mereka memiliki. Aku ingin keponakan saya tahu apa udara dan air; mengapa kita bernapas, dan mengapa kayu terbakar; unsur-unsur nutrisi penting untuk kehidupan tanaman, dan . unsur tanah dan ada pengetahuan yang tidak jelas dan tidak sempurna dari desas-desus. saya akan mengarahkan mereka untuk mendapatkan kebenaran mendasar ini, yang tergantung pada pertanian dan seni industri dan kesehatan kita sendiri; saya akan minta mereka mengetahui hal-hal secara menyeluruh dari observasi mereka sendiri dan pengalaman. Di sini buku tidak cukup, dan hanya berfungsi sebagai bantuan untuk eksperimen ilmiah. Tetapi bagaimana kita mengelolanya? "

Dalam hal ini tidak bijaksana paman Paul merenungkan proyek, sebuah proyek yang melibatkan kesulitan besar, seperti yang menginginkan laboratorium dan semua perangkat yang canggih, tanpa itu tampak mustahil untuk melakukan percobaan apa pun yang serius dalam bidang kimia, alat-alat yang ada ditangan yang paling umum alat-alat rumah tangga, - botol dan piala-piala, guci dan kendi, piring dan cangkir dan mangkuk tanah liat, minum-gelas dan pot moster tua. Memang benar jarak ke kota tidak jauh. Untuk acara-acara khusus, tetapi dalam batas-batas yang sangat sederhana yang berdasarkan pertimbangan ekonomi, beberapa obat dan peralatan kaca mungkin dibeli. Sepuluh franc harus diambil untuk menutupi pembelian yang cukup luar biasa. Bagaimana, kemudian, untuk memberikan beberapa pengetahuan yang bermanfaat dalam kimia dengan bantuan sedikit lebih dari peralatan sederhana seperti desa dapat memberikan - itulah masalahnya.

Tapi akhirnya terjadi juga, suatu hari Paman Paul mengumumkan kepada keponakannya bahwa ia mengusulkan sedikit pengalihan perhatian dari belajar mereka yang monoton. Tanpa menggunakan kata "kimia", yang tidak berarti apa-apa bagi mereka, dia berbicara tentang hal yang menarik tertentu ia harus menunjukkan kepada mereka, berbagai eksperimen yang indah yang akan dilakukan. Hidup dan penasaran, seperti juga semua anak, dan Jules Emile pengumuman ini disambut dengan antusias.

"Kapan kita mulai?" tanya mereka. "Besok atau hari ini?"

"Hari ini, segera. Beri aku lima menit untuk mempersiapkannya."

Bersambung.

-----<(0)>-----

Uncle Paul is a man of some learning who waters his lettuce-plants and weeds his cabbages and turnips in the quiet of a humble little village. Staying with him are his nephews, Emile and Jules, young scholars already grappling with the intricacies of the rule of three and the pitfalls of the past participle, and both of him very eager to learn. Jules, the elder, is even now beginning to suspect that school will not have taught him everything when he has mastered his grammar and arithmetic. Their uncle does his best to encourage the boys' desire for knowledge, convinced as he is that in the stern battle of life our best weapon is a trained intellect.

For some time past his family had noticed in him an unusual preoccupation. There was ripening in his mind a plan for teaching his nephews the rudiments of chemistry, that science so fruitful in its practical applications.

"What are these dear children going to be, some day?" he asked himself. "Will they be manufacturers, artisans, mechanics, farm laborers, or what? who knows? One thing, at any rate, is certain, and that is, whatever direction their activity takes it will be to their advantage to be able to give an account of the things they have accomplished. A little science is something that they must have. I should like my nephews to know what air is, and water; why we breathe, and why wood burns; the nutritive elements essential to plant life, and the constituents of the soil. And it is no vague and imperfect knowledge from hearsay i would have them gain of these fundamental truths, on which depend agriculture and the industrial arts and our health itself; I would have them know these things thoroughly from their own observation and experience. Books here are insufficient, and can serve merely as aid to scientific experiment. But how shall we manage it?"

In this wise did uncle Paul ponder over his project, a project involving grave difficulties, such as the want of a laboratory and of all those ingenious devices without which it would at first seem impossible to undertake any serious experiments in chemistry, the only appliances at hand being the commonest of household utensils, - bottles and phials, jars and pitchers, plates and cups and earthen bowls, drinking-glasses and old mustard pots. It is true the distance to town was not great. For special occasions, but within the very modest limits set by an imperative economy, a few drugs and glass implements might be bought. Ten francs must be made to cover these extraodinary purchases. How, then, to impart some useful knowledge of chemistry with the help of little more than such simple appliances as the village could furnish - that was the problem.

But in the end it came about that one day Uncle Paul announced to his nephews that he proposed to enliven the monotony of their regular studies by introducing a little diversion. Without using the word "chemistry", which would have meant nothing to them, he spoke of certain interesting things he had to show them, of various wonderful experiments to be performed. Lively and curious, as are all children, Emile and Jules greeted this announcement with enthusiasm.

"When shall we begin?" they asked. "Tomorrow or today?"

"Today, very soon. Give me five minutes for my preparations."

To be continuous

Integrated Science

ilmu pengetahuan saat ini adalah setara apa yang dulu disebut filsafat alam. Filsafat alam adalah studi tentang pertanyaan yang tak terjawab tentang alam. Sebagai jawaban itu ditemukan, mereka menjadi bagian dari apa yang sekarang disebut sains. Studi sains dibagi menjadi studi tentang makhluk hidup dan tak hidup: ilmu kehidupan dan ilmu fisik. Ilmu kehidupan dibagi ke area seperti biologi molekuler, mikrobiologi dan ekologi. Cabang ilmu fisika ke wilayah seperti fisika, kimia, ilmu bumi dan astronomi. Kita menangani ilmu kehidupan dan ilmu fisik dan cara-cara di mana mereka tumpang tindih - atau mengintegrasikan. Ini memberi Anda landasan untuk studi lebih khusus di masa depan dan kerangka kerja untuk memahami ilmu pengetahuan dalam kehidupan sehari-hari dan dalam berita, dari efek rumah kaca sampai tsunami dan rekayasa genetika.

Beberapa kata penjelasan tentang masing-masing divisi utama ilmu pengetahuan: Fisika adalah studi tentang konsep seperti gerak, gaya, energi, materi, panas, cahaya suara, dan komponen atom. Kimia didasarkan pada fisika yang mengatakan kepada kita bagaimana materi disatukan, bagaimana atom berkombinasi untuk membentuk molekul, dan bagaimana molekul menggabungkan untuk membuat bahan di sekitar kita. Fisika dan kimia, diterapkan ke bumi dan proses-prosesnya, membentuk ilmu bumi - geologi, meteorologi, dan oseanografi. Ketika kita menerapkan fisika, kimia dan geologi ke planet lain dan bintang-bintang, kita berbicara tentang astronomi. Biologi adalah lebih kompleks dari ilmu fisik, karena melibatkan hal yang hidup. Yang mendasari biologi adalah kimia, dan kimia didasarkan pada fisika. Jadi fisika adalah dasar untuk kedua ilmu fisik dan ilmu kehidupan.

Seperti halnya Anda tidak bisa menikmati permainan bola, permainan komputer, atau permainan kelompok sampai Anda tahu aturannya, demikian pula dengan alam. Karena ilmu pengetahuan membantu kita mempelajari aturan-aturan alam, itu juga membantu kita menghargai alam. Anda dapat melihat keindahan di pohon, tapi Anda akan melihat lebih banyak keindahan di pohon itu ketika Anda memahami bagaimana pohon-pohon dan tanaman lainnya energi perangkap matahari dan mengubahnya menjadi energi kimia yang menopang hampir semua kehidupan di bumi. Demikian pula, ketika Anda melihat bintang-bintang, Anda rasa keindahan mereka ditingkatkan jika Anda tahu bagaimana bintang yang menyala dari awan hanya gas dan debu - dengan sedikit bantuan dari hukum-hukum fisika, tentu saja. Dan berapa banyak yang lebih d itu, ketika Anda melihat berbagai benda-benda di lingkungan Anda, untuk mengetahui bahwa mereka semua terdiri dari atom - yang menakjubkan, kuno, sistem partikel tak kasat mata yang diatur oleh seperangkat hukum nyata yang diketahui.

Memahami dunia fisik - untuk menghargai lebih dalam atau memiliki kekuatan untuk mengubah itu - membutuhkan konsep-konsep dari berbagai cabang ilmu pengetahuan. Sebagai contoh, proses dimana pohon mengubah energi matahari menjadi energi kimia - fotosintesis - melibatkan ide-ide dari energi radiasi (fisika), ikatan dalam molekul (kimia), gas di atmosfer (ilmu bumi), matahari (astronomi), dan hakikat kehidupan (biologi). Jadi, untuk pemahaman lengkap tentang fotosintesis dan arti pentingnya, konsep di luar biologi yang diperlukan. Dan sehingga untuk sebagian besar fenomena dunia nyata kita tertarik Dengan kata lain, dunia fisik mengintegrasikan ilmu pengetahuan, sehingga untuk memahami dunia kita perlu melihat pada ilmu pengetahuan dalam cara yang terintegrasi.

science is the present-day equivalent of what used to be called natural philosophy. Natural philosophy was the study of unanswered questions about nature. As the answers were found, they became part of what is now called science. The study of science today branches onto the study of living thing and nonliving things: the life sciences and the physical sciences. The life sciences branch into such areas as molecular biology, microbiology and ecology. The physical sciences branch into such areas as physics, chemistry, the earth sciences and astronomy. We address the life sciences and physical sciences and the ways in which they overlap - or integrate. This gives you a foundation for more specialized study in the future and a framework for understanding science in everyday life and in the news, from the greenhouse effect to tsunamis to genetic engineering.

A few words of explanation about each of the major divisions of science: Physics is the study of such concept as motion, force, energy, matter, heat, sound, light and the components of atoms. Chemistry builds on physics by telling us how matter is put together, how atoms combine to form molecules, and how the molecules combine to make the materials around us. Physics and chemistry, applied to earth and its processes, make up earth science - geology, meteorology, and oceanography. When we apply physics, chemistry and geology to other planets and to the stars, we are speaking about astronomy. Biology is more complex than physical science, for it involves matter that is alive. Underlying biology is chemistry, and underlying chemistry is physics. So physics is basic to both physical science and life science.

Just as you can't enjoy a ball game, computer game, or party game until you know its rules, so it is with nature. Because science helps us learn the rules of nature, it also helps us appreciate nature. You may see beauty in a tree,, but you'll see more beauty in that tree when you understand how trees and other plants trap solar energy and convert it to the chemical energy that sustains nearly all life on earth. Similarly, when you look at the stars, you sense of their beauty is enhanced if you know how stars are burn from mere clouds of gas and dust - with a little help from the laws of physics, of course. And how much richer it is, when you look at the myriad objects in your environment, to know that they are all composed of atoms - amazing, ancient, invisible systems of particles regulated by an eminently knowable set of laws.

Understanding the physical world - to appreciate it more deeply or to have the power to alter it - requires concepts from different branches of science. For example, the process by which a tree transforms solar energy to chemical energy - photosynthesis - involves the ideas of radiant energy (physics), bonds in molecules (chemistry), gases in atmosphere (earth science), the sun (astronomy), and the nature of life (biology). Thus, for a complete understanding of photosynthesis and its importance, concepts beyond biology are required. And so it is for most of the real world phenomena we are interested in. Put another way, the physical world integrates science, so to understand the world we need to look at science in an integrated way.

Pseudosains

Untuk tuntutan memenuhi syarat sebagai "ilmu" harus memenuhi standar tertentu. Misalnya, tuntutan harus dapat direproduksi oleh orang lain yang tidak memiliki kepentingan apakah hal itu benar atau salah. Data dan penafsiran yang berikutnya terbuka untuk pengamatan dalam lingkungan sosial di mana tidak salah telah membuat kekeliruan​​, tetapi tidak dibolehkan tidak jujur ​​atau menipu. Klaim yang disajikan sebagai ilmiah tapi tidak memenuhi standar ini adalah yang kita sebut pseudosains, yang secara harfiah berarti "ilmu palsu." Dalam dunia pseudosains, keraguan dan tes terhadap salahnya yang mungkin dikurangi atau dengan tegas diabaikan.

Contoh pseudosains berlimpah. Astrologi adalah sebuah sistem kepercayaan kuno yang beranggapan masa depan seseorang ditentukan oleh posisi dan pergerakan planet-planet dan benda langit lainnya. Astrologi meniru ilmu pengetahuan dalam memprediksi dimana astrologi didasarkan pada pengamatan astronomi yang hati-hati. Namun perbintangan bukan ilmu pengetahuan karena tidak ada validitas untuk mengklaim bahwa posisi benda-benda langit mempengaruhi peristiwa-peristiwa kehidupan seseorang. Seperti kita ketahui, gaya gravitasi yang diberikan oleh benda angkasa pada seseorang lebih kecil daripada gaya gravitasi yang diberikan oleh benda-benda yang membentuk lingkungan duniawi: pohon, kursi, orang lain, batang sabun, dan sebagainya. Selanjutnya, prediksi astrologi tidak terbukti karena tidak ada bukti bahwa astrologi bekerja.

Untuk lebih banyak contoh pseudosains, menyalakan televisi. Anda dapat menemukan iklan untuk sejumlah produk pseudoilmiah. Perhatikan obat untuk kebotakan sampai penyakit ringan, obesitas hingga kanker, mekanisme pemurnian udara, dan khususnya produk pembersih  "melawan kuman". Sementara banyak produk beroperasi pada ilmu pengetahuan yang solid, yang lain pseudosains murni. Pembeli berhati-hatilah!

Manusia sangat baik dalam penyangkalan, yang mungkin menjelaskan mengapa pseudosains adalah suatu bisnis yang berkembang. Banyak pseudosaintiawan sendiri tidak mengenali upaya mereka sebagai pseudosains. Seorang praktisi dari "penyembuhan" misalnya, benar-benar dapat percaya pada kemampuan dirinya untuk menyembuhkan orang-orang yang tidak akan pernah bertemu kecuali melalui email dan pertukaran kartu kredit. Dia bahkan dapat menemukan bukti anekdot untuk mendukung perselisihan yang terjadi dirinya. Efek plasebo dapat menutupi ketidakefektifan berbagai model penyembuhan. Dalam hal tubuh manusia, apa yang orang percaya akan sering terjadi bisa terjadi, karena adanya koneksi fisik antara pikiran dan tubuh.

Konon, dianggap kelemahan sangat besar praktek pseudoilmiah. Saat ini ada lebih dari 20.000 astrolog praktek di Amerika Serikat. Apakah orang mendengarkan astrolog ini hanya untuk bersenang-senang? Atau apakah mereka mendasarkan keputusan-keputusan penting atas astrologi? Anda mungkin kehilangan uang dengan mendengarkan wirausahawan pseudoilmiah, atau lebih buruk lagi, Anda bisa menjadi sakit. Berpikir khayalan, secara umum, membawa risiko.

Sementara itu, hasil tes melek sains yang diberikan kepada masyarakat umum menunjukkan bahwa kebanyakan orang Amerika tidak memiliki pemahaman dasar tentang konsep dasar ilmu pengetahuan. Ada 63 persen orang dewasa Amerika tidak menyadari bahwa masa kepunahan dinosaurus terjadi jauh sebelum itu manusia pertama berevolusi; 75 persen tidak tahu bahwa antibiotik membunuh bakteri tapi tidak virus; 57 persen tidak mengetahui bahwa elektron lebih kecil dari atom. Apa yang kita temukan adalah keretakan antara mereka yang memiliki rasa realistis dalam kemampuan ilmu pengetahuan dan mereka yang tidak memahami sifat ilmu pengetahuan dan konsep inti atau, lebih buruk lagi, merasa bahwa pengetahuan ilmiah yang terlalu rumit untuk mereka mengerti. Sains adalah metode yang kuat untuk memahami dunia fisik, dan banyak lebih dapat diandalkan daripada pseudosains sebagai sarana untuk memperbaiki kondisi manusia.

Metode ilmiah - sebuah alat klasik

Praktek ilmu biasanya meliputi pengamatan tajam, analisis rasional, dan eksperimen. Pada abad keenam belas, Galileo dan filsuf Inggris, Francis Bacon adalah yang pertama untuk merumuskan sebuah metode tertentu untuk mendapat ilmu. Apa yang mereka diuraikan di masa yang akan datang dikenal sebagai metode ilmiah klasik. Metode ini pada dasarnya adalah sebagai berikut:

1. Mengamati yang erat mengamati dunia fisik di sekitar Anda
2. Pertanyaan mengenali pertanyaan atau masalah.
3. Hipotesa membuat dugaan  - hipotesis - untuk menjawab pertanyaan.
4. Memprediksi. Memprediksi akibat yang dapat diamati jika hipotesis tersebut benar. Konsekuensinya harus hilang jika hipotesis tidak benar.
5. Melakukan percobaan. Melakukan percobaan untuk melihat apakah konsekuensi yang Anda diperkirakan hadir.
6. Menarik kesimpulan. Merumuskan aturan umum sederhana yang mengatur hipotesis, prediksi efek, dan temuan eksperimental.

Walaupun metode ilmiah sangat kuat, ilmu yang baik yang sering dilakukan berbeda, dalam cara yang kurang sistematis. Namun, kemajuan ilmiah yang melibatkan trial and error, bereksperimen tanpa menebak, atau hanya berencana penemuan yang kebetulan. Lebih penting daripada metode tertentu, keberhasilan ilmu pengetahuan harus dilakukan dengan sikap umum para ilmuwan. Sikap ini adalah salah satu penyelidikan, eksperimen, dan kerendahan hati di hadapan fakta-fakta.

Penguapan Mendinginkan Kamu dan Pengembunan Menghangatkan Kamu

Penguapan merupakan proses pendinginan. Artinya, setiap kali menguapkan cairan dari permukaan bahan, berarti bahan didinginkan. Kelenjar keringat kita mengambil keuntungan dari hal ini dengan memproduksi keringat untuk mendinginkan kita ketika kita mulai kepanasan. Molekul air dalam keringat menguap dari permukaan kulit kita, mereka membawa pergi energi tidak diinginkan dan dengan demikian kita menjadi dingin.

Pikirkan tentang bagaimana ini bekerja pada tingkat submikroskopik. Molekul cair seperti bola bilyar kecil, bergerak kacau, terus-menerus bertabrakan satu sama lain. Selama mereka bertabrakan, sebagian energi kinetik bertambah sementara sebagian kehilangan energi kinetik. Molekul pada permukaan cairan energi kinetik akan bertambah karena tumbukan dari bawah, jadi inilah yang dapat membebaskan diri dari cairan. Mereka meninggalkan permukaan dan lepas ke ruang di atas cairan menjadi gas. Ketika molekul bergerak cepat meninggalkan cairan, molekul yang tertinggal adalah yang bergerak lambat. Dengan cara ini, lapisan keringat pada kulit anda terus menerus akan memindahkan molekul suhu tinggi dari badan Anda. Bagaimanapun, banyak hewan tidak memiliki kelenjar keringat dan harus mendinginkan diri dengan cara lain.

Kondensasi hanya bekerja dalam cara yang berlawanan. Ketika molekul gas dekat dengan permukaan cairan ia akan tertarik ke cair, mereka menabrak permukaan dengan energi kinetik meningkat dan menjadi bagian dari cairan. Energi kinetik mereka diserap oleh cairan. Hasilnya adalah peningkatan suhu. Kondensasi adalah proses pemanasan. Sebuah contoh dramatis pemanasan oleh kondensasi adalah energi yang dilepaskan oleh uap ketika mengembun pada kulit Anda. Uap ini memberikan banyak energi ketika mengembun menjadi cairan dan membasahi kulit. Itu sebabnya luka bakar dari uap bersuhu 100 C jauh lebih merusak daripada air mendidih bersuhu 100 C.

Saat mandi, anda mungkin telah memperhatikan bahwa anda merasa jauh lebih hangat di wilayah kamar mandi yang lembab daripada saat anda melangkah keluar. Perbedaan ini cepat dirasakan ketika anda keluar. Menjauh dari kelembaban, menyebabkan tingkat penguapan jauh lebih tinggi daripada tingkat kondensasi, dan anda merasa kedinginan. Bila anda tetap berada di pancuran di mana kelembaban lebih tinggi, tingkat kondensasi meningkat, sehingga Anda merasa lebih hangat. Jadi sekarang anda tahu mengapa anda bisa mengeringkan diri dengan handuk yang lebih nyaman jika anda tetap di pancuran. Jika Anda terburu-buru dan tidak keberatan kedinginan, kering sendiri saat berada di lorong.

Tahap Perubahan

Peleburan terjadi ketika perubahan zat dari padat menjadi cairan. Untuk membayangkan apa yang terjadi selama pelelehan, bayangkan Anda memegang tangan dengan sekelompok orang dan setiap anda mulai melompat-lompat secara acak. Semakin keras Anda melompat, semakin sulit untuk berpegang pada satu sama lain. Jika semua orang melompat cukup keras, menjaga pegangan adalah mustahil. Sesuatu seperti ini terjadi pada partikel submikroskopik dari padatan ketika dipanaskan. Saat panas ditambahkan ke padatan, partikel bergetar lebih dan lebih keras. Jika panas cukup ditambahkan, kekuatan tarik menarik antara partikel tidak lagi mampu menahan mereka bersama-sama. Benda padat mencair.

Saat perubahan cair menjadi padat terjadi ketika panas dihilangkan. Proses ini disebut membeku, dan merupakan kebalikan dari pelelehan. Saat panas yang ditarik dari cairan, gerak rata-rata partikel berkurang hingga partikel bergerak perlahan-lahan sehingga gaya tarik menarik antara mereka bertahan secara permanen. Kemudian gerak partikel hanya mampu getaran di sekitar posisi tetap, yang berarti cair ini telah memadat, dibekukan.

Suatu cairan dapat dipanaskan sehingga menjadi gas ‒ penguapan. Saat panas ditambahkan, partikel cairan memperoleh lebih banyak energi kinetik dan bergerak lebih cepat. Partikel pada permukaan cairan akhirnya mendapatkan energi yang cukup untuk melompat keluar dari cair dan masuk ke udara. Dengan kata lain, mereka memasuki fase gas. Bahkan air yang dibekukan "menguap." Dalam bentuk penguapan, disebut sublimasi, molekul melompat langsung dari padatan ke fase gas. Kapur barus terkenal atas sublimasi mereka. Es juga menyublim. Karena molekul air sangat kuat dalam padatan air yang dibekukan menyublim jauh lebih lambat dari air cair yang menguap. Banyaknya sublimasi atas hilangnya banyak salju dan es, terutama pada puncak gunung yang tinggi. Sublimasi juga menjelaskan mengapa es batu yang tersisa di lemari es dalam waktu yang lama semakin kecil, dan bagaimana es kering berubah dari padatan langsung menjadi gas.

Kecepatan cairan menguap meningkat dengan suhu. Misalnya, genangan air menguap di aspal panas lebih cepat daripada di lantai dapur dingin Anda. Bila suhu cukup panas, penguapan terjadi di bawah permukaan cairan. Akibatnya, gelembung terbentuk dan melambung ke permukaan. Ketika terbentuk gelembung, kita mengatakan bahwa cairan mendidih. Suatu zat sering ditandai dengan titik didih, yang merupakan suhu di mana cairan mendidih. Di permukaan laut, titik didih air murni adalah 100 C.

Perubahan dari gas ke cair ‒ kebalikan dari penguapan ‒ adalah kondensasi. Proses ini dapat terjadi ketika suhu gas menurun. Misalnya, uap air yang diadakan di udara siang hari hangat dapat mengembun membentuk embun basah di malam dingin.

Perhatikan bahwa penyebab perubahan fasa selalu adalah transfer energi. Energi harus ditambahkan untuk melelehkan es menjadi air atau menguapkan air menjadi uap. Energi harus dibuang agar uap mengembun kembali menjadi air atau air membeku menjadi es. Kita sebut energi yang dilepaskan atau diserap dalam perubahan fase panas laten. Kata laten berarti "tersembunyi." Energi panas yang terlibat dalam mengubah fase dari suatu material tersembunyi dalam arti bahwa bahan tersebut tidak mengubah suhu saat menyerap atau melepaskan panas ini. Misalnya, air mendidih dalam panci di atas kompor akan tetap pada suhu 100 C selama fase mengubah menjadi uap air. Panas dialirkan ke dalam panci air dan mengganggu gaya tarik menarik antara molekul dalam keadaan cair, bukan mengubah suhu air. Sebuah Termometer akan menunjukkan 100 C sampai semua air tersebut menguap.

Lebih khusus, jumlah energi yang dibutuhkan untuk mengubah zat apapun dari padat ke cair (dan sebaliknya) disebut panas peleburan untuk zat tersebut. Untuk air, adalah 334 joule per gram. Dan jumlah energi yang dibutuhkan untuk mengubah zat apapun dari cair ke gas (dan sebaliknya) disebut panas penguapan untuk zat tersebut. Untuk air, memerlukan 2256 joule per gram.

Panas tinggi dari penguapan air memungkinkan Anda untuk menyentuhkan sebentar jari Anda yang basah ke wajan panas di atas kompor panas tanpa membahayakan. Anda bahkan bisa menyentuhnya beberapa kali berturut-turut selama jari Anda tetap basah. Energi yang biasanya akan membakar jari Anda akan hilang, bukan ke perubahan fase air di jari Anda. Demikian pula, Anda dapat menilai panasnya baju besi dengan jari dibasahi. Lebih baik bekerja cepat meskipun ‒ ketika air menguap dijari Anda, panas dari besi itu, permukaan logam yang sangat konduktif akan mengalihkan banyak energi panas ke jari Anda, dengan cepat, dalam upayanya untuk mencapai kesetimbangan termal dengan kulit Anda ‒ aduh!

Sejarah Kimia

Mesir kuno memelopori seni sintetik kimia "basah" sampai 4.000 tahun yang lalu. Dari 1000 SM peradaban kuno menggunakan teknologi yang membentuk dasar dari berbagai cabang kimia seperti; mengekstraksi logam dari bijihnya, membuat tembikar dan glasir, fermentasi bir dan anggur, membuat pigmen untuk kosmetik dan melukis, penggalian bahan kimia dari tanaman untuk obat dan parfum, pembuatan keju, pencucian kain, penyamakan kulit, mengubah lemak menjadi sabun, membuat kaca, dan membuat paduan seperti perunggu.

Asal-usul kimia dapat ditelusuri dari fenomena luas yang diamati dari pembakaran yang menimbulkan seni metalurgi dan ilmu pengolahan bijih untuk mendapatkan logam (misalnya metalurgi di India kuno). Keserakahan untuk emas menyebabkan penemuan proses pemurnian, walaupun prinsip-prinsip yang mendasarinya tidak dipahami itu dianggap transformasi daripada pemurnian. Banyak sarjana pada masa itu mengira masuk akal untuk percaya bahwa terdapat sarana untuk mengubah logam yang lebih murah (dasar)  menjadi emas. Hal ini memberikan cara bagi alkimia dan mencari Batu Bertuah yang diyakini mengubah sesuatu dengan sentuhan belaka.

Teori atom Yunani berawal dari 440 SM, seperti apa yang mungkin diindikasikan oleh Rerum Natura buku De Rerum Natura (The Nature of Things) ditulis oleh Lucretius Romawi pada 50 SM. Banyak perkembangan awal metode pemurnian dijelaskan oleh Pliny the Elder dalam bukunya Historia Naturalis.

Sebuah garis bersifat sementara adalah sebagai berikut:

1. Alkimia Mesir [3.000 SM - 400 SM], merumuskan teori "unsur" awal seperti pada Ogdoad.
2. Alkimia Yunani [332 SM - 642 M], saat raja Macedonia Alexander Agung menaklukkan Mesir dan mendirikan Alexandria, ia memiliki perpustakaan terbesar di dunia, di mana sarjana dan orang bijak berkumpul untuk belajar.
3. Alkimia Islam [642 CE - 1200], penaklukan Muslim ke Mesir, pengembangan alkimia oleh Jabir bin Hayyan, al-Razi dan lain-lain; Jabir memodifikasi teori Aristoteles; kemajuan dalam proses dan peralatan.
4. Alkimia Eropa [1300 - sekarang], Pseudo-Geber dibangun dari kimia Arab. Dari abad ke-12, kemajuan besar dalam seni kimia bergeser dari tanah Arab ke Eropa Barat.
5. Kimia [1661], Boyle menulis kimia klasik Teks The Sceptical Chemist.
6. Kimia [1787], Lavoisier menulis Element of Chemistry.
7. Kimia [1803], Dalton menerbitkan Atomic Theory.
8. Kimia [1869], Dmitri Mendeleev menyajikan Tabel Periodik yang keberadaannya menjadi kerangka kimia modern.

Para pionir awal Kimia, dan penemu metode ilmiah modern, para cendekiawan Arab dan Persia abad pertengahan. Mereka memperkenalkan observasi yang tepat dan eksperimen terkontrol ke lapangan dan menemukan banyak zat kimia.

"Kimia sebagai ilmu hampir diciptakan oleh umat Islam, karena di bidang ini, di mana Yunani (sejauh kita tahu) itu terbatas pada pengalaman industri dan hipotesis yang samar-samar, orang-orang Saracen memperkenalkan observasi yang tepat, percobaan dikontrol, dan catatan cermat Mereka. ditemukan dan bernama alembic (al-anbiq), zat kimia yang tak terhitung dianalisis, terdiri lapidaries, alkali dan asam dibedakan, diselidiki afinitas mereka, mempelajari dan diproduksi ratusan obat Alkimia,. yang diwarisi umat Islam dari Mesir, memberikan kontribusi terhadap kimia dengan seribu penemuan insidental, dan dengan metode, yang adalah paling ilmiah dari semua operasi abad pertengahan. "

Para ahli kimia Muslim paling berpengaruh adalah Jabir bin Hayyan (Geber, wafat 815), al-Kindi (wafat 873), al-Razi (wafat 925), al-Biruni (wafat 1048) dan Alhazen (wafat 1039) . Karya-karya Jabir menjadi lebih dikenal secara luas di Eropa melalui terjemahan Latin oleh pseudo-Geber di Spanyol abad ke-14, yang juga menulis beberapa buku sendiri di bawah nama pena "Geber". Kontribusi alkemis India dan ahli metalurgi dalam pengembangan kimia juga cukup signifikan.

Munculnya kimia di Eropa terutama karena berulangnya kejadian wabah dan blights di sana selama Abad Kegelapan. Hal ini melahirkan kebutuhan untuk obat-obatan. Mereka berpikir bahwa ada obat yang universal yang disebut Elixir of Life yang dapat menyembuhkan semua penyakit, tetapi seperti Batu Bertuah, tidak pernah ditemukan.

Untuk beberapa praktisi, dari waktu ke waktu alkimia dalam pencarian intelektual, mereka menjadi lebih baik. Paracelsus (1493-1541), misalnya, menolak teori 4 unsur dan dengan hanya pemahaman yang samar-samar bahan kimia dan obat-obatan, membentuk campuran alkimia dan ilmu pengetahuan dalam apa yang disebut iatrochemistry. Demikian pula, pengaruh filsuf seperti Sir Francis Bacon (1561-1626) dan René Descartes (1596-1650), yang menuntut ketelitian yang lebih dalam matematika dan dalam menghilangkan bias dari pengamatan ilmiah, menyebabkan revolusi ilmiah. Dalam kimia, ini dimulai dengan Robert Boyle (1627-1691), yang datang dengan sebuah persamaan yang dikenal sebagai Hukum Boyle tentang karakteristik keadaan gas.

Kimia memang datang dari zaman Antoine Lavoisier (1743-1794), mengembangkan teori Konservasi massa pada tahun 1783, dan pengembangan dari Teori Atom oleh John Dalton sekitar 1800. Hukum Konservasi Misa mengakibatkan reformulasi kimia berdasarkan hukum dan teori oksigen pembakaran, yang sebagian besar didasarkan pada karya Lavoisier. Kontribusi fundamental Lavoisier untuk kimia adalah hasil dari upaya sadar untuk cocok untuk semua percobaan ke dalam kerangka sebuah teori tunggal. Ia mendirikan penggunaan konsisten dari keseimbangan kimia, digunakan oksigen untuk menggulingkan teori phlogiston, dan mengembangkan sistem baru kimia tata nama dan kontribusi yang dibuat untuk sistem metrik modern. Lavoisier juga bekerja untuk menerjemahkan bahasa kuno dan teknis kimia menjadi sesuatu yang dapat dengan mudah dipahami oleh massa yang sebagian besar tidak berpendidikan, yang menyebabkan minat publik meningkat dalam kimia. Semua kemajuan dalam kimia menyebabkan apa yang biasanya disebut revolusi kimia. Kontribusi dari Lavoisier menyebabkan apa yang sekarang disebut kimia-kimia modern yang belajar di lembaga pendidikan di seluruh dunia. Hal ini karena kontribusi ini dan lainnya yang Antoine Lavoisier sering dirayakan sebagai "Bapak Kimia modern". Penemuan kemudian Friedrich Wöhler bahwa zat-zat alam, senyawa organik, memang dapat disintesis di laboratorium kimia juga membantu kimia modern untuk matang dari masa pertumbuhan.

Penemuan unsur kimia memiliki sejarah yang panjang dari hari-hari alkimia dan memuncak dalam penemuan tabel periodik unsur kimia oleh Dmitri Mendeleev (1834-1907) dan penemuan kemudian beberapa unsur sintetis.

Sumber: Wikipedia.