VISUALISASI DALAM P&P SAINS

Latarbelakang

Sejak akhir-akhir ini fokus Malaysia dalam aspek pembangunan negara menuju sebuah

negeri maju dan mencapai wawasan 2020 telah melihat pembangunan modal insan

sebagai suatu keutamaan. Dalam segala aspek pembangunan, penekanan terhadap perkara

ini sering menjadi isu utama yang perlu diberikan perhatian oleh semua pihak. Cita-cita

untuk menjadikan Malaysia sebagai sebuah negara maju boleh dicapai jika rakyatnya

mempunyai kecekapan teknikal, giat berusaha, berdedikasi, berdaya kreatif,

mementingkan kualiti dan dapat menyesuaikan diri kepada perubahan sains dan teknologi

secara global. Hal ini amat bergantung pada kualiti dan juga kuantiti pendidikan sains

yang dilaksanakan kepada kalangan murid-murid dari peringkat rendah hinggalah

keperingkat pengajian tinggi. Pendidikan sains seperti Fizik perlu menitikberatkan aspek

pengetahuan konsep fizik, kemahiran proses sains, bersikap saintifik dan menekankan

kemahiran penaakulan aras tinggi. Perubahan paradigma perlu dilakukan oleh semua

pihak bagi memastikan pelajar mempunyai pengetahuan tinggi dalam sains dan

teknologi.

Perubahan dan kemajuan teknologi yang berlaku dewasa ini menyebabkan negara

memerlukan lebih ramai tenaga manusia yang berpengetahuan, berkemahiran tinggi,

dinamik dan mempunyai nilai-nilai murni. Pada abad akan datang, permintaan terhadap

sumber tenaga manusia bukan sahaja dari segi kuantiti tetapi lebih menekankan kualiti.

Usaha untuk melahirkan sumber tenaga manusia yang berkualiti tidak harus dipandang

remeh. Pelbagai usaha telah dilakukan dalam mengkaji semula sistem pendidikan negara

ini supaya selari dengan perubahan dan kemajuan teknologi. Menurut Tamby Subahan

Mohd Merah (1999), walaupun banyak perubahan yang telah dilakukan dalam sistem

1

pendidikan negara, tetapi masalah kelemahan pelajar dalam mata pelajaran sains

terutamanya Fizik masih tidak dapat diatasi sepenuhnya

Sains ialah suatu ilmu pengetahuan yang teratur mengenai fenomena alam,

interaksinya dengan persekitaran termasuk manusia serta proses untuk mengenal,

mengkaji dan memahaminya (Khalijah Mohd Salleh, 1992). Proses tersebut berdasarkan

kepada prinsip keobjektifan iaitu natijah yang diperolehi adalah melalui kaedah yang

teratur. Dalam kurikulum sains pula, kemahiran yang diperlukan adalah kemahiran

memilih, mengumpul, mencerap, mentafsir dan menilai data di mana data akan ditafsir

dan diproses menjadi maklumat. Data tidak semestinya wujud dalam bentuk maklumat

berangka. Ianya boleh diperolehi dalam pelbagai bentuk seperti verbal dan video. Data

dan proses pengumpulan data yang diperolehi masing-masing akan membawa pelajar ke

arah pencapaian hasil pembelajaran yang hendak dicapai.

Maka, untuk menarik minat pelajar dalam mempelajari mata pelajaran sains

terutama Fizik, proses pengajaran dan pembelajarannya mestilah sesuatu yang menarik,

menyeronokkan dan dapat memberikan kesan yang positif. Salah satu kaedah untuk

mengajar konsep sains dengan baik adalah menggunakan teknologi maklumat seperti

komputer. Selain komputer boleh digunakan sebagai peralatan pemprosesan perkataan

dan persembahan serta sebagai saluran untuk mengoptimumkan hasil pembelajaran, ianya

amat berkeupayaan sebagai alatan bantuan penting untuk mencerap, mengukur, merakam,

memproses data-data sesuatu eksperimen (fenomena) Fizik samada di dalam atau di luar

kelas.

Secara umumnya, kebanyakan pensyarah atau guru Fizik merungut apabila

pelajar-pelajar gagal untuk menerangkan beberapa konsep asas fizik atau sains yang perlu

ada sebelum bermulanya sesuatu topik atau aktiviti tertentu. Selalunya pengetahuan sedia

ada pelajar yang ditunjukkan terhadap sesuatu konsep asas itu kurang meyakinkan,

bercelaru malah kadangkala bertentangan dengan sesuatu konsep sains. Mengikut

pandangan konstruktivisme, pelajar tidak dianggap sebagai ‘tong kosong’ yang bersedia

untuk dicurahkan dan menerima ilmu yang ingin disampaikan oleh guru-guru. Sebaliknya

2

pelajar terlibat secara aktif membina pengetahuan baru dalam minda mereka sendiri

melalui interaksi antara pengetahuan sedia ada pada mereka dengan pengalaman baru

yang didedahkan kepada mereka secara langsung atau tidak langsung.

Pengetahuan sedia ada yang diterima oleh pelajar-pelajar adalah melalui proses

interaksi dengan fenomena yang berlaku dalam persekitaran kehidupan mereka semenjak

dilahirkan serta proses sosialisasi bersama masyarakat disekeliling mereka. Ianya

mempunyai pengaruh yang amat besar terhadap proses pengajaran dan pembelajaran

sesaorang pelajar. Kedapatan pengetahuan sedia ada yang terpahat di dalam minda

pelajar bertentangan dengan konsep saintifik yang termaktub dan dipersetujui oleh ahli-

ahli sains. Senario dan masalah ini dikenali sebagai miskonsepsi atau kerangka alternatif.

Miskonsepsi yang wujud ini akan menyukarkan proses P&P sains keperingkat seterusnya

kerana seringkali pelajar beranggapan bahawa sesuatu miskonsepsi yang telah bertapak

kukuh dalam minda sejak dari zaman kanak-kanak lagi adalah benar dan sukar dikikis.

Bermula dari permasalahan inilah, peranan sesaorang guru atau pendidik sains itu

amat diperlukan untuk memperbetulkan kembali miskonsepsi-miskonsepsi yang wujud

melalui rekabentuk kurikulum yang sedemikian rupa agar P&P memberi fokus kepada

pembangunan konsepsi sains yang sebenar. Apa yang diharapkan adalah pelajar-pelajar

yang sememangnya memahami sesuatu konsep sains sebenar yang bebas dari sebarang

miskonsepsi dan tidak hanya sekadar menghafal dan mengingat serta meluahkannya

semasa peperiksaan.

Ilmu Fizik bertujuan untuk memberi penerangan tentang perlakuan-perlakuan isi

alam semesta ini dari yang bersaiz amat kecil seperti kuark sehinggalah kepada objek

berskala besar seperti galaksi. Fenomena-fenomena alam yang berlaku dipersekitaran

manusia dapat diperjelaskan secara sistematik dan telah menarik minat ahli-ahli Fizik

untuk membuat kajian lanjut yang seterusnya menghasilkan fakta-fakta, konsep, hukum,

prinsip dan teori-teori tertentu yang diterima umum. Aplikasi dari ilmu-ilmu Fizik yang

diperolehi tersebut memang terbukti memberi manafaat kepada manusia sejagat.

3

Walau bagaimanapun, kebanyakan fenomena-fenomena yang wujud

dipersekitaran kita adalah bersifat terlalu kompleks dan abstrak serta menyukarkan ahli-

ahli fizik untuk mengkaji, memahami dan menyampaikannya kepada orang lain secara

terus. Permasalahan ini mendorong saintis-saintis fizik menggemukakan gagasan idea

untuk mengkaji fenomena-fenomena tersebut dalam bentuk yang kurang kompleks serta

persekitaran yang terkawal yang dikenali sebagai ujikaji atau eksperimen samada

dilakukan di dalam atau di luar makmal.

Peranan saintis (pendidik) fizik adalah membina ‘jambatan’ yang

menghubungkan dunia sebenar dengan teori saintifik iaitu fenomena-fenomena

persekitaran akan dipermudahkan untuk difahami bermula dengan kemahiran memerhati

iaitu visualisasi apa yang berlaku pada aras mikro. Salah satu faktor yang kurang

dititikberatkan dalam P&P Fizik adalah kemahiran menjelaskan sesuatu fenomena itu

secara visualisasi. Sehubungan dengan itu, kemahiran dan kemampuan visualisasi

pelajar-pelajar amat perlu dipertingkatkan kerana ianya penting untuk menguasai sesuatu

konsep sains Fizik itu secara lebih mendalam.

Perwakilan Visual

Perwakilan visual ditakrifkan oleh McKendree, Kecil, Stenning sebagai "suatu struktur

yang mewakili sesuatu yang lain: perkataan untuk sesuatu objek, ayat untuk penerangan

sesuatu situasi/keadaan, gambarrajah untuk susunan sesuatu benda/sistem, gambar untuk

sesuatu adegan". Bahan-bahan alat bantu mengajar seperti komponen-komponen sesuatu

video, animasi, grafik, teks, dan audio boleh dianggap sebagai suatu perwakilan.

4

Visual dalam Pembelajaran

Menciri dan menyusun secara bersistem sesuatu perwakilan ‘visual’ adalah sesuatu yang

amat mencabar kerana kepelbagaian maklumat dan pengertian atau makna khusus yang

mungkin dari visual tersebut kerana ianya bergantung kepada domain dan konteks

dimana visual itu berada. Istilah ‘visual’ kerap dirujuk kepada perkara-perkara yang

terlibat berkaitan perwakilan luaran fizikal boleh nampak seperti gambar-gambar, model-

model 3-D, video, lakaran-lakaran mudah untuk menunjukan sesuatu yang abstrak malah

lukisan-lukisan yang mewakili sesuatu pergerakan turut dikategorikan sebagai bahan-

bahan visual.

Visual dirujuk kepada perwakilan luaran yang maujud yang boleh dilihat

manakala visualisasi pula adalah perwakilan imej-imej dalam minda sesaorang. Teori dua

pengkodan Paivo (Clark & Paivio, 1991) mencadangkan terdapatnya dua sub-sistem

minda kognitif. Pertama mengkhusus untuk mewakil dan memproses bahan-bahan visual

dan kedua untuk mewakil dan memproses bahan-bahan verbal atau linguistik. Jika kedua-

duanya kerap dan saling dihubungkaitkan melalui aktiviti-aktiviti rangsangan visual dan

verbal, minda akan dapat memproses dan akan menyimpan dalam jangkamasa yang lama

dalam minda.

Visualisasi

Visualisasi bermaksud keupayaan membayangkan atau menggambarkan di dalam minda.

Ia juga dikatakan sebagai proses membina imej-imej di dalam minda untuk perkara-

perkara yang tidak boleh diperhatikan atau wujud. Tufte (2001) mendefinasikan

visualisasi sebagai kesungguhan untuk memperihalkan maklumat-maklumat yang dapat

diperolehi dari rangsangan-rangsangan visual seperti objek, gambar, carta, video, jadual,

graf dan seumpamanya secara terperinci, sistematik, berfokus dan jelas. Reisberg (1997)

pula mengutarakan visualisasi dalam konteks yang lebih luas iaitu kebolehan membina

dan mengulang imej sesuatu rangsangan visual atau fenomena di dalam minda walaupun

tanpa kehadirannya secara fizikal. Proses visualisasi ini akan membawa kepada

5

pembinaan pengetahuan yang menghubungkaitkan rangsangan visual yang dilihat dan

dicerap secara aktif dan seterusnya membentuk satu set idea untuk memahami

perwakilan-perwakilan imej yang telah dicerap.

Demonstrasi dan pengalaman melakukan eksperimen samada di dalam atau di

luar kelas telah diperakui oleh ahli-ahli fizik adalah penting untuk meningkatkan dan

mengukuhkan kefahaman konsep-konsep fizik. Visualisasi fenomena-fenomena fizik

melalui kaedah-kaedah seperti demonstrasi, simulasi, model, graf masa-nyata dan video

adalah pendekatan-pendekatan penting untuk mempelajari Fizik. Teknik-teknik ini boleh

menyumbang kepada pemahaman pelajar tentang konsep fizik dengan membayangkan

imej berkenaan dalam fikiran masing-masing tentang sesuatu konsep yang dipelajari.

Demonstrasi dan kerja-kerja mengeksperimen tidak hanya membolehkan para

pelajar untuk melihat secara langsung bagaimana sesuatu fenomena berlaku, tetapi juga

merangsang mental mereka supaya berfikir, mengolah dan menghubungkait terhadap

perwakilan visual yang telah mereka lihat. Bahan instruksional yang dirancang dengan

baik dan mengikut format yang betul akan menjadikan pendekatan visualisasi lebih

berkesan daripada pendekatan memberi penerangan sesuatu fenomena secara verbal.

Aktiviti menjalankan eksperimen menyediakan pelajar dengan pengalaman

penting tentang ciri-ciri sebenar alam sekeliling yang sebenarnya tetapi tidak dalam

bentuk yang ideal (persekitaran adalah terkawal). Mereka turut diberi peluang dan

kesempatan untuk mengembangkan kemahiran mereka dalam penyelidikan saintifik dan

kemahiran inkuiri. Pembelajaran melakukan eksperimen yang memanfaatkan teknik

"hands-on" telah dianggap sebagai salah satu kaedah yang paling berkesan untuk belajar

tentang ilmu pengetahuan dan mengembangkan kemampuan berfikir tahap yang lebih

tinggi yang amat diperlukan untuk "melakukan sains".

Kajian telah menunjukkan bahawa pelajar yang didedahkan dalam program

seperti ini biasanya memiliki sikap yang lebih baik terhadap pembelajaran ilmu sains,

mereka mempunyai tahap intelektual lebih tinggi seperti berkemahiran berfikir kritis dan

6

analitis, berkebolehan tinggi dalam penyelesaian masalah, kreatif, mempunyai kemahiran

proses sains yang baik, serta, lebih memahami konsep-konsep sains bila dibandingkan

dengan pelajar yang tidak menggunakan "hands-on".

Visualisasi memberi faedah yang khusus kepada pendidikan sains. Ia memberi

ruang kepada pelajar mempelajari dan menyelidik sains melalui imej-imej berbanding

melalui notasi-notasi algebra yang selalunya kabur bagi sesetengah pelajar. Mereka boleh

mencari dan menguji teori-teori tentang alam ini dengan melihat corak imej-imej visual

berkaitan sesuatu fenomena.

Visualisasi Saintifik

Matlamat utama dalam pembelajaran fizik ialah penguasaan terhadap konsep-konsep

fizik seperti dinamik, kinematik, keelektrikan, keradioaktifan dan sebagainya disamping

penerapan kemahiran-kemahiran saintifik dan proses sains. Oleh kerana ianya melibatkan

penyiasatan terhadap fenomena-fenomena kompleks, abstrak dan sukar dikaji secara

langsung, pelajar-pelajar sering melabelkan fizik sebagai subjek yang susah dan sukar

dikuasai. Disini pentingnya peranan visualisasi yang boleh membuatkan murid-murid

menghubungkaitkan model-model visual dengan konsep fizik yang dipelajari dalam

minda mereka.

Peranan model-model dalam pendidikan sains adalah luas, penting dan sukar

dinafikan. Model mental adalah perwakilan visual khusus samada dalam mental

sesaorang individu atau kumpulan. Pelajar-pelajar fizik mempunyai perwakilan visual

khusus tentang daya, medan magnet serta medan elektrik. Apabila untuk memberitahu

sesuatu konsep itu kepada masyarakat dan berhubung dengan mereka menggunakan

model tertentu, ianya dipanggil ekpressed model. Jika sesuatu model itu telah diterima

oleh sesuatu komuniti lain yang mengkaji bidang yang sama seperti dalam komuniti P&P

fizik, ianya dikenali sebagai consensus mode/scientific model seperti model atom

Rutherford. Jika sesuatu model itu kekal digunakan dari awal ianya dibina dan telah

7

menjadi asas dalam memperjelaskan sesuatu fenomena sehingga kini, model ini

diklasifikasikan sebagai historical model.

Kesemua model yang dinyatakan di atas terhasil dari penggunaan satu atau lebih

dari lima jenis perwakilan

i. konkrit (bahan) iaitu perwakilan berbentuk tiga-dimensi yang diperbuat

dari bahan yang kukuh seperti model bebola-dan-rod plastik untuk

kekisi ion.

ii. Verbal iaitu mengandungi penjelasan entiti model dan hubungkaitnya

dengan perwakilan-perwakilan dalam sesuatu model seperti ciri-ciri

sebenar untuk bebola dan rod dalam perwakilan model bebola-dan-rod.

iii. Simbolik yang menggunakan simbol-simbol dan formula, persamaan

kimia dan matematik seperti hukum gas unggul dan hukum Newton.

iv. Bahasa tuboh yang menggunakan pergerakan keselurohan atau

sebahagian tuboh badan seperti pergerakan murid-murid dalam arah

yang berlawanan untuk menunjukkan pergerakan ion-ion dalam

elektrolit.

v. Visual yang menggunakan graf, gambarajah, video dan animasi.

Gambarajah tiga-dimensi dalam teks dan paparan 3-D layar komputer

termasuk dalam kategori ini.

Visualisasi saintifik memberikan data-data saintifik berwarna-warni dalam dua

atau tiga dimensi dalam ruang yang mempaparkan atau mendedahkan corak-corak imej

yang signifikan. Visualisasi turut merupakan satu bentuk pemerhatian yang menjadi asas

kepada kemahiran saintifik inkuiri. Selain dari berkeupayaan menggandakan imej yang

dilihat, visualisasi boleh memperlihatkan kuantiti bukan visual kepada kuantiti visual

seperti perubahan suhu sesuatu objek menjadi perubahan kekuatan warna objek pada

visual yang dilihat. Kebolehan mentransformasikan ini menjadikan kaedah visualisasi

adalah sangat berguna dan menjadi tunggak utama dalam kemahiran proses sains iaitu

memerhati. Kebolehan meruang (spatial ability) adalah kebolehan mengimaginasi objek

8

yang berubah atau berputar dalam ruang menggunakan minda dalam bentuk dua atau tiga

dimensi.

Semasa P&P di dalam kelas, pelajar-pelajar sewajarnya didedahkan sebanyak

mungkin dengan alatan bantu belajar berbentuk rangsangan visual seperti rajah-rajah,

gambar-gambar foto, video dan seumpamanya dengan tujuan memberi ruang dan

rangsangan kepada mereka untuk memerhati dan mencerap fenomena-fenomena

berkaitan sesuatu konsep fizik atau sains dan seterusnya membentuk imej-imej di minda

masing-masing.

Berfikir dengan menghubungkait imej-imej berkaitan di dalam minda memainkan

peranan penting untuk memupok kreativiti saintifik disamping kemahiran untuk

berkomunikasi iaitu memperjelaskannya semula kepada orang lain. Pemikiran secara

visual-ruang adalah bermula melalui penggunaan mata untuk mengenalpasti serta

mencerap sesuatu objek atau fenomena termasuk diri sendiri, membentuk imej-imej

dalam minda dan seterusnya mengubah dan mengekalkan imej-imej ke dalam ‘mata-

minda’ walaupun tanpa kehadiran rangsangan visual tersebut. Sesuatu imej ruang di

dalam minda membolehkan pengekalan hubungan dengan satu set idea di dalam ingatan

otak manusia. Visual dan pengimejan dalam minda adalah proses kognitif asas yang

menggunakan laluan khusus dalam otak dan berhubungkait dengan ingatan dan

pengalaman lampau.

Pemikiran visual-ruang berkembang semenjak dari lahir bersama dengan

kemahiran berbahasa serta kebolehan-kebolehan istimewa tertentu melalui interaksi

kemahiran-kemahiran warisan dengan pengalaman-pengalaman yang didedahkan kepada

sesaorang itu. Kreativiti sains sesaorang itu boleh dianggap sebagai gabungan rapat tiga

format minda iaitu imej-imej, metafora dan penyatuan idea-idea (tema). Kombinasi imej-

imej, analogi-analogi serta tema-tema sains akan membentuk satu imej utama yang

dipanggil visualisasi.

9

Kesimpulannya visualisasi merupakan proses kognitif yang melibatkan beberapa

kemahiran khusus seperti memerhati, mencerap dan menganalisis rangsangan-rangsangan

visual menggunakan pancaindera serta membayangkan dan menggambarkannya semula

proses yang berlaku di dalam minda serta memahaminya.

Penggunaan Teknologi dalam Pembelajaran Fizik

Penggunaan peralatan elektronik seperti komputer dalam inkuiri saintifik dan

pembelajaran sains boleh menjadi alat yang berkesan dalam proses mengaktifkan sesuatu

P & P suatu kelas fizik. Sesuatu pembelajaran inkuiri saintifik yang efektif memberi

ruang kepada pelajar untuk mudah dan kerap menggunakan pelbagai peralatan

termasuklah komputer, aplikasi-aplikasinya (gajet), dan lain-lain bahan sokongan untuk

melakukan eksperimen serta penyiasatan saintifik di dalam kelas dan makmal.

Penggunaan komputer telah menjadi satu perkara biasa dalam pembelajaran fizik

baik di sekolah-sekolah mahu pun di universiti. Dalam konteks pembelajaran di makmal,

komputer amatlah efektif dalam menganalisis data-data eksperimen disamping

berkeupayaan mengumpul data-data dari peralatan-peralatan pengukuran (cth: voltmeter,

ammeter, termometer dll.) melalui litar antara muka bersama sensor khusus untuk

parameter fizik yang di ukur. Kefahaman dan pengukuhan konsep-konsep fizik boleh

berlaku sebagaimana pendekatan pengukuhan yang lain seperti latih tubi dan latihan

tutorial. Komputer juga turut berperanan untuk mendapatkan data-data dalam

persekitaran merbahaya seperti pengukuran bilangan sinaran dari sumber radioaktif di

mana pelajar dapat dilindungi dari terdedah kepada bahaya jangka pendek dan panjang

sinaran-sinaran tersebut.

Kemahiran dalam bidang perisian komputer dapat membantu membina simulasi-

simulasi penggunaan peralatan yang mahal seperti dalam eksperimen Titisan minyak

Milikan dan laser. Simulasi perlakuan elektron, proton, nukleus atau visualisasi fenomena

fizik dalam skala kecil dapat dilakukan dengan penggunaan komputer turut

memperkukuhkan kefahaman konsep-konsep fizik dalam tajuk-tajuk berkaitan.

10

Komputer yang digunakan sebaik mungkin didalam kepelbagaian teknik

visualisasi (cth: simulasi, model-model, graf masa sebenar dan video) semasa

pembelajaran di makmal dapat menyediakan peluang untuk memperkukuhkan konsep

fizik yang dipelajari disamping membina kemahiran manipulatif dan penyiasatan saintifik

pelajar-pelajar. Penggunaan mikrokomputer yang boleh mengumpul data analog sesuatu

sistem fizikal, menukarkannya ke dalam bentuk digital dan seterusnya mempaparkan data

tersebut dalam bentuk graf masa sebenar telah menjadikan teknologi ini amat bermanfaat

kepada tenaga-tenaga pengajar. Program yang berfungsi sebegini dikenali sebagai MBL.

Thornton & Sokoloff (1990) mendapati pelajar-pelajar yang mengunakan graf

masa sebenar bersama MBL telah meningkat dalam aspek kemahiran melukis graf

kinematik dan kefahaman tentang gerakan sesuatu objek berbanding dengan pelajar-

pelajar yang menggunakan kaedah konvensional (melukis graf setelah selesai mencerap

pergerakan sesuatu objek).

Beichner (1990) telah membuat kajian perbandingan penggunaan MBL dalam

P&P fizik keatas pelajar sekolah tinggi dan kolej tentang kefahaman dalam tajuk

kinematik terhadap pelajar-pelajar yang di ajar secara demonstrasi dan simulasi komputer

imej-imej video dengan pelajar-pelajar yang diajar melalui pendekatan teknik MBL.

Beichner mendapati bahawa pencapaian pelajar-pelajar yang diajar melalui kaedah

demonstrasi dan simulasi komputer imej-imej video adalah tidak sebaik pelajar-pelajar

yang diajar melalui teknik MBL. Beliau turut mencadangkan bahawa kawalan secara

terus oleh pelajar terhadap komputer yang digunakan dan pengalaman menghasilkan graf

memperkukuhkan lagi penggunaan MBL.

Physics Workshop, adalah kursus pengenalan fizik yang berorientasikan aktiviti

dimana ianya tidak melibatkan kuliah formal, merupakan satu contoh terbaik penggunaan

teknologi komputer dalam menghayati pengalaman sebenar iaitu pelajar akan mencerap

sesuatu fenomena, menganalisa data serta mengembangkan kemahiran verbal dan

matematik untuk menjelaskan pemerhatian tersebut. Secara tidak langsung kemahiran-

kemahiran inkuiri pelajar diperkembangkan . (Laws, 1991). Applikasi komputer yang

11

digunakan adalah seperti alatan pengesan (sensor) untuk mengumpul dan mempaparkan

data dan graf secara masa nyata, lembaran sebaran (spreadsheet) untuk manipulasi dan

analisis data serta penyelesai masalah bernombor, program simulasi untuk menjelaskan

fenomena-fenomena yang tidak kondusif untuk dilihat secara terus dan peralatan analisis

video untuk menganalisa pergerakan objek-objek (Laws,1995).

Setelah dianalisa kesan kaedah Physics Workshop terhadap pembelajaran murid

iaitu dengan membandingkan pencapaian pelajar sebelum dan selepas kursus, Laws

mendapati pelajar mengalami peningkatan mendadak dalam penguasaan konsep-konsep

kinematik, dinamik, haba tentu, dan elektrik. Peningkatan pembelajaran pelajar ini adalah

hasil dari aktiviti-aktiviti perbincangan, pemerhatian dan jangkaan diintergrasikan ke

dalam program bengkel ini. Laws juga mendapati aspek sikap pelajar yang lebih positif

dalam menguasai applikasi-applikasi komputer berbanding aspek-aspek lain dalam

Kursus Physics Workshop.

Pernyataan Masalah

Sepanjang perjalanan sejarah kurikulum sains di negara ini, banyak bukti dan kajian

menunjukkan faktor minat dan kecenderungan pelajar untuk mengambil kursus fizik

keperingkat yang lebih tinggi adalah rendah. Kursus fizik dianggap sebagai subjek yang

sukar oleh kebanyakan guru untuk mengajar dan bagi murid pula ianya susah untuk

dipelajari. Fenomena ini bukan sahaja berlaku di Malaysia, malah di Negara-negara maju

seperti di Amerika Syarikat dan Eropah. Guru-guru yang mengajar pada peringkat

menengah selalu merasa ragu-ragu dan terancam apabila mengajar konsep-konsep fizik,

apatah lagi jika guru-guru berkenaan bukan lulusan dalam bidang fizik.

Pada peringkat kolej dan universiti pula, kebanyakan pensyarah lebih memfokus

kepada kaedah pengajaran tradisional (kuliah dan cara memanipulasi formula). Banyak

kajian telah membuktikan pendekatan yang tersebut adalah kurang efektif dan perlu

dilakukan penambahbaikkan. Impaknya yang jelas dari isu tersebut adalah dasar 60:40

12

bagi pelajar sains-sastera pada tahun 2010 di peringkat universiti masih belum tercapai

walaupun selepas lebih empat dekad pelaksanaan pendidikan sains di Negara ini.

Memandangkan bermula di peringkat sekolah, enrolmen pelajar ke aliran sains

berkurangan dan seterusnya mengeluarkan guna tenaga yang kurang dalam bidang sains

dan teknologi., maka akhirnya kita melahirkan sebahagian besar bakal ibu bapa yang

kurang berminat dalam sains. Ini akan menyebabkan kegagalan untuk membudayakan

sains dalam kehidupan seharian di kalangan masyarakat kita. Kegagalan ini akan

mempengaruhi generasi seterusnya untuk meminati bidang sains dan teknologi. Hasrat

untuk mewujudkan masyarakat yang saintifik dan progresif yang mempunyai daya

perubahan tinggi dan memandang ke hadapan, bukan sahaja sebagai pengguna teknologi

tetapi juga sebagai penyumbang kepada tamadun saintifik dan teknologi masa hadapan

mungkin tidak kesampaian.

Senario pembelajaran sains khasnya fizik dewasa ini cenderung mengabaikan

penerapan kemahiran proses sains iaitu hasil pembelajaran utama yang perlu dicapai

dalam P&P sains selain menguasai kandungan ilmu sains itu sendiri. Sistem yang

mengutamakan hasil pencapaian cemerlang dalam peperiksaan mendorong kepada

pendekatan pembelajaran latih tubi untuk mencapai hasrat tersebut mengakibatkan

peranan mengeksperimen semakin dipinggirkan. Dalam kajian yang dilakukan oleh Alyas

2000 medapati bahawa secara purata pelajar aliran sains tulen melakukan kerja amali

hanya selama 25% daripada masa yang diperuntukan. Pelajar yang kerap melakukan

amali boleh mencapai penguasaan proses sains yang lebih tinggi secara signifikan (Alyas

2000, Zainon 2005 dan M.Atan 2008).

Lilia 2002 juga menyatakan bahawa kaedah pembelajaran secara kontekstual

lebih sesuai untuk fizik kerana adanya aktiviti hands-on. Kajian yang dilakukan oleh Idris

(2010) mendapati kurang daripada 25% daripada 62 amali fizik dilakukan oleh pelajar

sendiri. Faktor-faktor seperti peruntukan masa yang diberi untuk P&P tidak mencukupi,

terdapatnya eksperimen-eksperimen yang memerlukan masa yang panjang untuk

dilaksanakan, peralatan makmal tidak mencukupi serta tidak berfungsi dengan baik seta

13

bilangan pelajar yang ramai turut mendorong kepada pengabaian melakukan eksperimen.

Daripada penemuan-penemuan kajian di atas, memperihalkan betapa perlunya

pendekatan baru diketengahkan dalam membantu P&P fizik di sekolah-sekolah, kolej-

kolej dan universiti.

Dalam usaha untuk melahirkan guru-guru Fizik menjadi lebih kreatif, mereka

memerlukan bantuan dalam aspek ini. Selain daripada menghadiri kursus dalam

perkhidmatan, keperluan guru Fizik dalam usaha untuk mempertingkatkan pengajaran

dan pembelajaran Fizik adalah lebih berkaitan dengan aspek infrastruktur. Kajian

mendapati guru Fizik menghadapi masalah kekurangan kemudahan asas seperti radas di

dalam makmal, kurang bahan bacaan yang sesuai, kesuntukan masa membuat persediaan

serta bilangan murid yang ramai.

Dapatan ini disokong oleh kajian keperluan guru Sains sekolah di United

Kingdom (Dillon et al. 2000) di mana kekangan yang dihadapi oleh guru Sains sekolah

untuk mengajar dengan efektif adalah disebabkan oleh kekurangan radas dan ruang untuk

aktiviti amali, serta mendapatkan bantuan orang dewasa semasa menjalankan aktiviti

amali. Seperti yang diutarakan oleh Baird dan Rowsey (1989), sesetengah keperluan guru

tidak dapat diatasi hanya melalui peningkatan program kursus dalam perkhidmatan tetapi

dengan cara mengatasi masalah infrastruktur serta mendapatkan bantuan.

Faktor beban tugas guru-guru sekolah khasnya guru Sains sebagaimana dalam

Laporan awal Jawatankuasa Menangani Beban Tugas Guru telah mendapati guru-guru di

Selangor, Johor, Melaka dan Kuala Lumpur sebagai `guru terbeban' memandangkan

mereka terpaksa mengambil masa 74 jam seminggu untuk menjalankan tugas keguruan

seperti 50.4 jam atau 68 peratus berkaitan kurikulum. Dapatan dari laporan awal itu juga

mendapati masa guru di negara ini kerap dihabiskan untuk menghadiri mesyuarat, kursus-

kursus, aktiviti ko-kurikulum, pengurusan hal ehwal murid serta pengurusan asrama

samada di dalam atau di luar sekolah. Akibat dari kekerapan meninggalkan kelas,

walaupun ada mekanisma ‘guru ganti’ di sekolah, proses P&P turut menerima tempias

khasnya P&P dalam disiplin Sains. Guru terpaksa menyampaikan pengajaran secara

14

tergesa-gesa untuk menamatkan silibus dan meninggalkan aspek pembelajaran Sains

yang menekan proses dan kemahiran Sains dan bukan pengetahuan semata-mata.

Strategi pengajaran dan pembelajaran memainkan peranan yang penting dalam

meningkatkan minat murid terhadap subjek Fizik serta mengukuhkan mutu pendidikan

Sains dan Fizik negara. Subjek Sains yang tidak menarik khususnya Fizik akan

membosankan murid dan seterusnya mempengaruhi pencapaian murid dalam subjek

berkenaan. Pelbagai strategi pengajaran dan pembelajaran perlu digunakan untuk murid

yang mempunyai pelbagai kebolehan dan kecerdasan serta untuk pengajaran konsep yang

berlainan. Pelbagai strategi pengajaran dan pembelajaran juga mengurangkan monotoni

dalam pengajaran dan pembelajaran. Penggunaan teknologi seperti kamera, video

termasuk antara muka berkomputer juga mampu meningkatkan minat dan keberkesanan

pengajaran dan pembelajaran.

Kajian ini bertujuan untuk membangunkan satu sistem pendekatan visualisasi

dalam pengajaran Fizik menggunakan kamera video litar tertutup multi-frames serta

menghasilkan beberapa bahan pengajaran untuk beberapa topik berasaskan sistem

tersebut.

Objektif Kajian

Objektif kajian ini ialah untuk membina satu sistem yang menghasilkan paparan visual

multi-frames sebagai alat bantu mengajar berasaskan kamera litar tertutup. Secara

khususnya objektif kajian ini ialah untuk:

1. Membangunkan sistem kamera multi-frames sebagai alat bantu mengajar.

2. Membangunkan modul berasaskan video multi-frames untuk beberapa sub

topik mata pelajaran fizik pra-universiti dan menengah.

3. Menguji kebolehfungsian sistem dan modul.

15

Kepentingan Kajian

Sistem yang dibangunkan memberi alternatif kepada pensyarah, guru dan instruktor

subjek fizik malah sesiapa yang terlibat dalam P&P sains untuk menggunakannya sebagai

pendekatan baru dalam P&P. Sistem ini boleh diguna sebagai peralatan demonstrasi

untuk bilangan pelajar yang ramai (Just in Time Teaching & Lecture Demonstration).

Sistem membantu dalam proses pelaksanaan eksperimen fizik semasa pengajaran

memandangkan masa yang diperuntukkan untuk sesuatu pengajaran fizik adalah tidak

mencukupi manakala masa yang diperlukan oleh kebanyakan eksperimen pula adalah

panjang. Modul VATA yang dihasilkan dari sistem ini merupakan salah satu pendekatan

yang digunakan dalam mempelbagaikan kaedah pengajaran Fizik di sekolah. Kebanyakan

pengajar tidak dapat menjalankan esperimen dalam topik-topik tertentu seperti Elektronik

atas kekangan kemahiran penggunaan alat dan kemahiran pemasangan litar lantas

mengambil jalan untuk menggunakan simulasi animasi daripada CD-ROM edaran KPM.

Sehubungan dengan itu, diharapkan dengan wujudnya kajian ini dapat

mempertengahkan satu kaedah alternatif kepada simulasi animasi yang ada untuk guru

dalam menunjukkan simulasi sebenar dari rakaman video multi-frames untuk topik-topik

berkenaan agar dapat menarik minat pelajar untuk mendalami ilmu Fizik hingga ke

peringkat yang lebih tinggi. Di samping itu, kemahiran proses sains pelajar seperti

membuat pemerhatian, mengambil bacaan, menganalisis dan membuat rumusan juga

dapat ditingkatkan.

16