tren riset pendidikan fisika dan pembelajaran abad...

46
Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21 Ishafit Progtam Studi Pendidikan Fisika UNIVERSITAS AHMAD DAHLAN 201 7 …….. dan di atas tiap-tiap orang yang berpengetahuan itu ada lagi Yang Maha Mengetahui (Al-Qur’an, Yusuf, 76) Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan fisika Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga, Yogyakarta, 24 Oktober 2017

Upload: ledang

Post on 14-Mar-2019

222 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Tren Riset Pendidikan Fisika dan

Pembelajaran Abad 21

IshafitProgtam Studi Pendidikan Fisika

UNIVERSITAS AHMAD DAHLAN

2017

…….. dan di atas tiap-tiap orang yang

berpengetahuan itu ada lagi Yang Maha

Mengetahui (Al-Qur’an, Yusuf, 76)

Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan fisika Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga, Yogyakarta, 24 Oktober 2017

Page 2: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Biodata

Nama : Ishafit, Drs., M.Si.

Tempat lahir : Situbondo, Jawa Timur Pendidikan : S1 Pend. Fisika

S2 FisikaStudi-S3 Pend.Fisika

Jabatan : Lektor Kepala Alamat : Pelemsari no. 23 Jl. Nyi Adisoro I

Kotagede Yogyakarta, 55172 Kantor : Laboratorium Teknologi Pembelajaran Sains (LTPS)

Prodi Pendidikan Fisika – FKIP – Kampus III - UAD Telp. : 08122786356

E-mail : [email protected] ; [email protected] Web : http://ishafit.pfis.uad.ac.id Minat Kajian : Fisika Eksperimental, Instrumentasi, dan TIK Minat Riset : Pembelajaran Fisika Berbasis Laboratorium

Page 3: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Riset Pendidikan (Education Research)?

Penelitian pendidikan adalah bidang kajian

ilmiah yang meneliti proses pendidikan dan

pembelajaran dan atribut manusia, interaksi,

organisasi, dan lembaga-lembaga yang

membentuk hasil pendidikan.

Penelitian pendidikan mencakup spektrum

metode yang luas dan ketat sesuai dengan

pertanyaan riset yang diajukan dan juga

mendorong pengembangan alat-alat dan

metode baru.

The American Educational Research Association (AERA)

Page 4: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Riset Pendidikan

Page 5: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Physics Education Research (PER)

Penelitian Pendidikan Fisika adalah bidang penelitian yang

difokuskan pada pemahaman bagaimana siswa berpikir

tentang fisika dan cara mengajar fisika lebih efektif.

Para peneliti di PER biasanya memiliki (atau sedang studi)

PhD dalam fisika atau pendidikan. PER berbeda dari

penelitian pendidikan tradisional karena peneliti di bidangini adalah pakar dalam subjek fisika, dan karena itu dapat

melihat siswa belajar dengan cara-cara yang khusus untuk

konten fisika.

Selama beberapa dekade terakhir, para peneliti di PER

telah membuat kemajuan besar dalam memahami

bagaimana siswa belajar fisika yang paling efektif dandalam mengembangkan metode pembelajaran yang

menerapkan pemahaman ini untuk mencapai

peningkatan belajar siswa.

Page 6: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Discipline-based education research

Discipline-based education research (DBER) is

an interdisciplinary research enterprise that

"investigates learning and teaching in

a discipline [normally from the STEM fields] from a

perspective that reflects the discipline's priorities,

worldview, knowledge, and practices

Page 7: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Riset Pendidikan

Page 8: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Education Research Approach

Page 9: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Topik Penelitian Pendidikan Fisika

Research questions

1. Identifying common misconceptions

1) What learning difficulties do students possess that are

conceptual in nature?

2) What are the most common misconceptions that interfere

with the learning of scientific concepts?

2. Describing the architecture of conceptual structure

1) What is the nature of scientific concepts in memory?

2) What changes when conceptual change takes place?

3. Developing and evaluating instructional strategies to address

students’ misconceptions

1) What instructional interventions are most effective for

helping students overcome stubborn misconceptions?

I. CONCEPTUAL UNDERSTANDING

Page 10: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Topik Penelitian Pendidikan Fisika

Research questions

1. Expert-novice research

1) What approaches do students use to solve physics problems?

2) How are the problem-solving procedures used by inexperienced

problem solvers similar to and different from those used by

experienced solvers?

3) How do experts and novices judge whether problems would be

solved similarly?

2. Representations

1) What representations do students construct during problem solving?

2) How are representations used by students?

3) What is the relationship between facility with representations and

problem-solving performance?

II. PROBLEM SOLVING

Page 11: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Topik Penelitian Pendidikan Fisika

Research questions

3. Mathematics in physics

1) How are the mathematical skills used in physics courses

different from the mathematical skills taught in math

courses?

2) How do students interpret and use symbols during

quantitative problem solving?

4. Evaluating the effectiveness of instructional strategies for

teaching problem solving

1) How do students interact with online computer tutorsystems?

2) What features of Web-based homework systems

successfully enhance students’ problem solving skills?

II. PROBLEM SOLVING

Page 12: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Topik Penelitian Pendidikan Fisika

1. Lecture-based methods

1) Interactive lecture demonstrations (ILDs).

2) Pre-lecture assignments. : Just-in-Time teaching (JiTT),

2. Recitation or discussion methods

1) Tutorials in Introductory Physics developed at the University of

Washington

2) Activity-Based Tutorials and Open-Source Tutorials at the University of

Maryland

3) Cooperative Group Problem Solving at the University of Minnesota

3. Laboratory methods

1. Real Time Physics

2. Investigative Science Learning Environments

3. Computer based Problem-Solving Labs

4. Scientific Community Labs

III. CURRICULUM AND INSTRUCTION IN PHYSICS

Page 13: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Topik Penelitian Pendidikan Fisika

4. Structural changes to classroom environment

1) Physics by Inquiry

2) Workshop Physics

3) Studio Physics

4) Student-Centered Active Learning Environment for Undergraduate Programs(SCALE-UP)

5) Technology-Enabled Active Learning (TEAL)

5. General instructional strategies and materials

III. CURRICULUM AND INSTRUCTION IN PHYSICS

Page 14: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Topik Penelitian Pendidikan Fisika

1. Development and validation of concept inventories

2. Comparing scores across multiple measures

3. Comparing scores across multiple populations (culture

and gender)

4. Course exams and homework

5. Rubrics for process assessment

IV. ASSESSMENT

Page 15: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

ASSESSMENT

http://www.flaguide.org/index.php

Page 16: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

ASSESSMENT

http://www.flaguide.org/index.php

Page 17: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Curriculum Development

Physics Education Research Group (PERG)

Page 18: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Physics Education Research Group (PERG)

Page 19: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Physics Education Research Group (PERG)

Page 20: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

PER Journals and Conferences Physical Review Special Topics: Physics Education Research

http://prst-per.aps.org/

American Journal of Physics

http://scitation.aip.org/ajp/

The Physics Teacher

http://scitation.aip.org/content/aapt/journal/tp

JRST

http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/jtoc/31817/

Physics Education

http://iopscience.iop.org/journal/0031-9120

Page 21: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

International Conference on Physics Education

Page 22: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

21st Century Learning

Page 23: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

21st Century Learning

Page 24: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

21st Century LearningKnowledge Domains

Page 25: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Technology Solutions for Teaching/Learning Problems

Teaching/Learning Problems

Technology Solutions

Potential for High Relative Advantage

Page 26: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Learning Problems Technology Solution with Potential

for High Relative Advantage

Problem: The topic is difficult

because concepts are new and

foreign to their experience

Technologies: Simulation software,

video-based problem solving

Relative Advantage: Visual

examples make it easier to grasp

the nature of systems, problems,

and applications.

Problem: The topic is difficult for

student to learn because the

concepts involved are abstract

and complex (e.g, physics, biology,

mathematics)

Technologies: Simulation software,

spreadsheet examples, graphing

calculator uses, math tools (e.g.,

Geometer’s Sketchpad)

Relative Advantage: More visual,

graphic displays make abstract

concept more concrete, makes it

easier to manipulate and see

relationships between variables

involved in system.

Teaching/Learning Problem and Technology Solutions

Page 27: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Learning Problems Technology Solution with Potential

for High Relative Advantage

Problem: Learning objectives are

high level, but time consuming

manual skills (e.g., handwriting,

calculations, data collection)

interfere with acquiring higher level

skills.

Technologies: Tools software (e.g.,

word processing, spreadsheets,

probeware)

Relative Advantage: Takes low-

level labor out of doing complex

tasks, allows student to focus on

higher level skills.

Problem: Student need practice,

but find it uninteresting and/or

tedious on paper.

Technologies: Drills and practice

software or instructional game

software functions.

Relative Advantage: Combination

of on-screen displays, interaction,

and immediate feedbackcan

combine to create motivating

practice

Teaching/Learning Problem and Technology Solution

Page 28: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Domain Pembelajaran Fisika

Content

• Fisika

Pedagogy

• Inquiry-based Learning (IBL)

• Project-based Learing (PBL)

Technology

•Data Sharing Technology

•Remote Laborarory

•Virtual Laboratory

•Mobile Laboratory

Page 29: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

AAPT Recommendations for Physics

Laboratory Curriculum

Page 30: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Tujuan Pembelajaran di Laboratorium

(Zwickl, Finkelstein, Lewandowski, 2012)

Page 31: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Data Logging Technology

Konvensional Data Logging

Page 32: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

The Internet of Things (IoT) is the

network of physical devices

connected to the internet.

Online connections enable users

to remotely monitor the devices

and their surroundings or to

actively control them through

sensors and actuators.

Internet technologies are helping

physics teachers provide their

students with more lab time and

expose them to a wider variety

of experiments.

Internet of Things

Page 33: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Laboratorium dalam sistem e-Learning

Page 34: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Data Sharing Technology untuk

Eksperimen Fisika

Page 35: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Vernier LoggerPro Software

Page 36: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Vernier LoggerPro Software

Page 37: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Vernier Graphical Analysis App

Page 38: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Vernier Graphical Analysis App

Page 39: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Vernier Graphical Analysis App

Page 40: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Remote Laboratory untuk

Eksperimen Fisika

Page 41: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Remote Physics Laboratory (R-Phylab-UAD)

“If You Can’t Come to the Lab… the Lab Will Come to You!”

Page 42: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Remote Physics Laboratory

Page 43: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Remote Physics Laboratory

Page 44: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Remote Physics Laboratory

Page 45: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Remote Physics Laboratory

Page 46: Tren Riset Pendidikan Fisika dan Pembelajaran Abad 21ishafit.pfis.uad.ac.id/wp-content/uploads/2018/05/Ishafit-PER-UIN... · Materi kuliah umum mahasiswa program studi pendidikan

Internet of Everything in Education