1
UNIT 1 KEMAHIRAN SAINTIFIK: KEMAHIRAN PROSES SAINS DAN KEMAHIRAN MANIPULATIF HASIL PEMBELAJARAN Di akhir unit ini, anda diharap dapat: 1. Membincangkan maksud kemahiran saintifik yang merangkumi kemahiran proses sains dan kemahiran manipulatif. 2. Menghuraikan setiap satu daripada 12 kemahiran proses sains, dengan memberikan contoh-contoh aktiviti yang memupuk setiap kemahiran tersebut. 3. Menjelaskan setiap daripada 5 kemahiran manipulatif dengan memberikan contoh-contoh aktiviti yang memupuk setiap kemahiran tersebut. 4. Menerap dan mengaplikasikan kemahiran saintifik dalam proses pengajaran dan pembelajaran.
PENGENALAN Apakah itu kemahiran saintifik? Apakah itu kemahiran proses sains? Apakah itu kemahiran manipulatif? Bagaimanakah kemahiran saintifik, kemahiran proses sains, dan kemahiran manipulatif itu berkaitan di antara satu sama lain? Pada pendapat anda, kenapakah kita perlu memupuk kemahiran saintifik dalam kalangan pelajar kita mulai daripada sekolah rendah?
Pada 17 Oktober 1957, Rusia telah melancarkan Sputnik ke orbit yang mengelilingi bumi. Pelancaran Sputnik ini telah menyedarkan Amerika tentang kemunduran mereka dalam bidang sains dan teknologi relatif kepada kemajuan sains dan teknologi Rusia. Rentetan peristiwa ini seterusnya membawa kepada perubahan drastik dalam kurikulum sains dan matematik di Amerika, di mana kurikulum sebelum ini yang memberikan penekanan terhadap penguasaan isi kandungan digubal semula untuk memberikan perhatian dan penekanan kepada proses-proses sains. Perubahan dalam sistem pendidikan sains di Amerika ini telah mempengaruhi sistem pendidikan sains di kebanyakan negara, termasuk Malaysia. Di dalam dokumen-dokumen rasmi spesifikasi sukatan pelajaran sains sekolah rendah dan juga menengah, pemupukan kemahiran saintifik yang merangkumi kemahiran proses sains dan kemahiran manipulatif dalam pengajaran dan pembelajaran sains telah diberikan penekanan. Mulai tahun pertama persekolahan, pelajar-pelajar 1
2 kita telah mula didedahkan kepada perbendaharan kata kemahiran proses sains semasa mereka mengalami aspek teori dan amalan dalam pendidikan sains.
ISI KANDUNGAN Apa itu Kemahiran Saintifik? Pendidikan sains dalam abad ke 21 ini memberikan penekanan kepada proses inkuiri. Penekanan yang diberikan kepada proses inkuiri dinyatakan secara eksplisit dalam dokumen-dokumen rasmi seperti kurikulum standard sains, program pendidikan sains, mahupun projek sains negara. Ringkasnya, penekanan kepada proses inkuiri sudah menular ke merata dunia dan dijelmakan dalam kurikulum, program mahupun projek yang mengambil pelbagai bentuk dan ragam. Misalnya, Australia telah membangunkan program Primary Connection dan Negara Cina pula memulakan projek Learning by Doing, manakala Perancis pula telah mempelopori program La main a la pate (LAMAP). Begitu juga dengan pendidikan sains di Malaysia yang memberikan penekanan kepada proses inkuiri sebagaimana yang tersurat dalam Dokumen Standard Dunia Sains dan Teknologi Tahun 1, Tahun 2, dan Tahun 3, serta Dokumen Standard Sains Tahun 4 dan seterusnya. Sebenarnya, proses inkuri merupakan satu aktiviti yang melibatkan pelbagai segi dan ianya meliputi aktiviti seperti membuat pemerhatian terhadap sesuatu fenomena; menyoal; memeriksa dan meneliti buku-buku dan juga sumber-sumber maklumat yang lain untuk mengetahui apa yang diketahui tentang fenomena tersebut; mengaju dan mencadangkan jawapan, penerangan dan ramalan; membuat hipotesis; merancang penyiasatan sains untuk menguji hipotesis; menggunakan alat dan radas untuk mengumpul, menganalisis dan menginterpretasi data; mengulas apa yang diketahui berdasarkan bukti-bukti daripada hasil penyiasatan sains; dan berkomunikasi dalam menyampaikan hasil dapatan. Sehubungan itu, proses inkuiri adalah mirip kepada langkah-langkah penyiasatan yang dilaksanakan oleh para saintis. Oleh itu, untuk membolehkan para pelajar kita melaksanakan proses inkuiri, maka mereka perlu mempelajari kemahiran saintifik yang bersangkutan dengan proses inkuiri tersebut. Kemahiran saintifik ini terdiri daripada kemahiran proses sains dan kemahiran manipulatif. Kemahiran proses sains boleh dibahagikan kepada 7 kemahiran proses sains asas dan 5 kemahiran proses sains bersepadu. Tujuh kemahiran proses sains asas terdiri daripada (i) memerhati, (ii) mengelas, (iii) mengukur dan menggunakan nombor, (iv) membuat inferens, (v) meramal, (vi) berkomunikasi, dan (vii) menggunakan perhubungan ruang dan masa. Lima kemahiran proses sains bersepadu pula terdiri daripada (i) mentafsir data, (ii) mendefinisi secara operasi, (iii) mengawal pembolehubah, (iv) membuat hipotesis, dan (v) mengeksperimen. 2
3 Dalam pada itu, kemahiran manipulatif pula merupakan kemahiran psikomotor yang membolehkan para pelajar melakukan, antara lain, 5 perkara berikut: (i) mengguna dan mengendalikan peralatan dan bahan sains dengan betul; (ii) menyimpan peralatan dan bahan sains dengan betul dan selamat; (iii) membersihkan peralatan sains dengan cara yang betul; (iv) mengendalikan spesimen dengan betul dan selamat; dan (v) melakar spesimen, peralatan dan bahan sains dengan tepat. Pertalian antara kemahiran saintifik, kemahiran proses sains, dan kemahiran manipulatif diringkaskan dalam rajah di bawah.
Kemahiran Saintifik
Kemahiran Proses Sains Asas
Kemahiran Manipulatif Bersepadu
Pengenalpastian kemahiran proses sains Cuba lengkapkan dengan menandakan √ pada petak yang sesuai sebagai respon atau maklum balas kepada dua persoalan: (1) sejauh manakah setiap istilah tersebut anda kenali atau biasa, dan (2) sejauh manakah setiap istilah tersebut anda minati. Bahagian 1: Kebiasaan Istilah Istilah yang tak Istilah yang Istilah yang biasa kepada biasa kepada biasa kepada saya saya tetapi saya dan saya kurang faham faham maknanya 1. Memerhati 2. Mengelas 3. Mengukur & menggunakan nombor 4. Membuat inferens 5. Meramal 6. Berkomunikasi 3
4 7.
Menggunakan perhubungan ruang dan masa 8. Mentafsir data 9. Mendefinisi secara operasi 10. Mengawal pembolehubah 11. Membuat hipotesis 12. Mengeksperimen Bahagian 2: Minat Istilah
Tidak berminat langsung untuk mempelajarinya dengan lebih mendalam
Berminat untuk mempelajarinya dengan lebih mendalam
Sangat berminat untuk mempelajarinya dengan lebih mendalam
1. 2. 3.
Memerhati Mengelas Mengukur & menggunakan nombor 4. Membuat inferens 5. Meramal 6. Berkomunikasi 7. Menggunakan perhubungan ruang dan masa 8. Mentafsir data 9. Mendefinisi secara operasi 10. Mengawal pembolehubah 11. Membuat hipotesis 12. Mengeksperimen Mendefinisi Kemahiran Proses Sains Cuba mendefinisi atau menghurai dengan menggunakan perkataan sendiri, maksud istilah berikut dalam konteks sains. 1. Memerhati:
2.
Mengelas:
3.
Mengukur & menggunakan nombor:
4.
Membuat inferens: 4
5 5.
Meramal:
6.
Berkomunikasi:
7.
Menggunakan perhubungan ruang dan masa:
8.
Mentafsir data:
9.
Mendefinisi secara operasi:
10. Mengawal pembolehubah:
11. Membuat hipotesis:
12. Mengeksperimen
KEMAHIRAN PROSES SAINS 1. Apakah itu memerhati? Kemahiran memerhati yang merupakan asas kepada semua kemahiran proses sains, melibatkan proses pengumpulan maklumat tentang sesuatu objek, peristiwa atau fenomena dengan menggunakan sebahagian atau kesemua deria (pancaindera), yakni deria lihat, deria dengar, deria sentuh, deria bau, dan deria rasa. Dengan itu, memerhati dalam konteks sains adalah jauh lebih luas dan mendalam maknanya berbanding dengan kefahaman sehari-harian di mana “memerhati” hanya dikaitkan atau terhad kepada deria lihat menggunakan mata sahaja. Lantaran itu, memerhati dalam sains bukanlah suatu perkara yang enteng. Anda perlu mempunyai soalan dalam minda anda tentang objek, peristiwa atau fenomena tersebut supaya anda dapat memerhati dengan lebih baik. Ini bermaksud apabila anda memerhati sesuatu objek, peristiwa atau fenomena dengan lebih teliti atau cermat, nescaya anda akan melihat benda-benda yang belum 5
6 pernah anda lihat. Misalnya, ramai yang pernah melihat kuda belang di zoo dan juga dalam buku ataupun internet. Memang benar kuda belang mempunyai jalur-jalur pada badannya. Namun, jikalau ingin memerhati kuda belang dengan lebih cermat dan teliti, maka persoalan-persoalan berikut dapat membantu. Misalnya, di bahagian badan manakah jalur-jalur tersebut (a) paling luas? (b) paling rapat? (c) membengkang-bengkok? (d) melintang (mengufuk)? Setiap objek atau peristiwa mempunyai ciri-ciri atau sifat-sifat tersendiri yang membezakan sesuatu objek dengan objek yang lain, atau sesuatu peristiwa dengan peristiwa yang lain. Melalui deria-deria, kita boleh memerhati sifat-sifat sesuatu objek atau peristiwa dengan melihat, mendengar, menyentuh, merasa, atau menghidu objek atau peristiwa tersebut. Lantaran itu, kemahiran memerhati melibatkan kebolehan mengenal pasti dan menghuraikan sifat-sifat sesuatu objek atau peristiwa. Seterusnya, ini membolehkan kita mengenal pasti persamaan dan perbezaan bagi objek-objek atau peristiwaperistiwa yang berlainan. Bila memerhati, kita (a) melihat (warna, saiz, bentuk, ukuran) (b) mendengar (jenis dan keamatan bunyi) (c) menyentuh (tekstur, suhu, tekanan) (d) merasa (spt. manis, pahit, masam, masin) (e) menghidu (spt. wangi, hapak, bau telur busuk) Bila kita memerhati sehelai daun secara kualitatif, antara pemerhatian yang didapati adalah daun tersebut berwarna hijau (deria lihat), berbau wangi (deria bau), permukaannya mempunyai tekstur seperti lilin (deria sentuh), mengeluarkan bunyi kosak-kosek apabila digosok (deria dengar). Namun, apabila kita memerlukan maklumat yang lebih tepat daripada apa yang dapat diperoleh daripada deria-deria, maka kita merujuk kepada unit-unit pengukuran yang tertentu. Misalnya, daun tersebut berukuran 10 cm panjang dan 5 cm lebar, manakala jisimnya adalah 5 gram. Tumbuhan tersebut akan terus membesar dengan baik pada suhu bilik 20 °C. Oleh itu, pemerhatian secara kuantitatif dibuat dengan menggunakan alat-alat standard seperti pembaris, pembaris meter, silinder penyukat, termometer dan sebagainya. Walaupun pemerhatian kuantitatif memberikan maklumat tentang kuantiti seperti sesuatu nombor atau amaun, namun penganggaran dan perbandingan seperti daun ini lebih panjang daripada daun itu, juga merupakan pemerhatian kuantitatif. Setakat ini, kita sudah membincangkan pemerhatian kualitatif yang menggunakan deria-deria kita dan pemerhatian kuantitatif yang mana kita merujuk kepada suatu unit pengukuran yang standard. Terdapat satu lagi jenis pemerhatian, yakni pemerhatian perubahan. Jenis pemerhatian ini penting memandangkan dalam sains, kita memerhati sesuatu objek atau fenomena itu mengalami perubahan fizikal atau kimia. Dalam menghuraikan suatu perubahan, adalah penting bagi kita untuk menyatakan apa yang kita perhatikan sebelum, semasa dan selepas perubahan itu berlaku. Ini juga bermakna, dalam pemerhatian perubahan bagi sesuatu fenomena, ia melibatkan pemerhatian kualitatif dan juga kuantitatif. Laksanakan aktiviti seterusnya untuk mendapatkan suatu pengalaman tentang pemerhatian perubahan. 6
7
Aktiviti Memerhati Dapatkan sebatang lilin. Huraikan pemerhatian kualitatif dan kuantitatif anda SEBELUM, SEMASA, dan SELEPAS lilin itu dibakar. Rekodkan pemerhatian anda dalam jadual yang disediakan.
Pemerhatian Kualitatif Sebelum: 1. 2. 3.
Pemerhatian Kuantitatif 1. 2. 3.
Semasa: 1. 2. 3.
1. 2. 3.
Selepas: 1. 2. 3.
1. 2. 3.
7
8
2. Apakah itu mengelas? Kemahiran mengelas ialah kebolehan untuk menyusun, mengasing dan mengumpulkan objek atau fenomena kepada kumpulan masing-masing berdasarkan sesuatu kriteria atau sifat tertentu. Misalnya, dalam kalangan pelajar, kita boleh kelaskan mereka berdasarkan jantina, yakni lelaki dan perempuan. Kita boleh kelaskan mereka berdasarkan kumpulan etnik, yakni Melayu, Cina, India, Orang Asli, Bumiputera Sarawak, dan Bumiputera Sabah. Kita boleh juga kelaskan mereka berdasarkan cermin mata, yakni pelajar-pelajar yang memakai cermin mata dan pelajar-pelajar yang tidak memakai cermin mata. Jantina, kumpulan etnik dan cermin mata dalam konteks ini merupakan kriteria atau sifat yang digunakan untuk mengasingkan sekumpulan pelajar. Secara amnya, terdapat tiga bentuk pengelasan. Bentuk pengelasan pertama ialah Pengelasan Tahap Tunggal yang melibatkan pengasingan satu set objek kepada dua atau lebih subset berdasarkan sekurang-kurangnya satu sifat yang nyata. Misalnya, benih-benih boleh dibahagikan kepada dua kumpulan, sama ada benih satu bahagian (monokotiledon) atau benih dua bahagian (dikotiledon), manakala benda hidup dibahagikan kepada tiga kumpulan, iaitu manusia, haiwan dan tumbuhan. Bentuk yang paling ringkas dalam Pengelasan Tahap Tunggal ialah pengelasan perduaan di mana satu kumpulan objek dibahagikan kepada dua kumpulan berdasarkan sama ada setiap objek tersebut mempunyai atau tidak mempunyai satu sifat tertentu. Ringkasnya, pengelasan perduaan merupakan satu sistem pengkategorian ya/tidak. Contohnya, sekumpulan pelajar dalam kelas boleh dibahagikan kepada bertudung dan tidak bertudung, di mana pelajarpelajar perempuan yang bertudung digolongkan ke dalam kumpulan bertudung manakala pelajarpelajar perempuan yang tidak bertudung dan juga pelajar-pelajar lelaki yang lain digolongkan ke dalam kumpulan tidak bertudung! Bentuk pengelasan kedua ialah Pengelasan Peringkat Tahap, di mana ianya merupakan pengelasan tahap tunggal yang berulang-ulang. Dengan erti kata yang lain, satu kumpulan objek dibahagikan secara pengelasan tahap tunggal kepada dua subset, dan kemudiannya, setiap subset tadi dibahagikan pula secara pengelasan tahap tunggal kepada dua subset lagi menjadikan empat subset kesemuanya. Contohnya, kita sudah membahagikan pelajar-pelajar kita kepada dua subset, iaitu bertudung dan tidak bertudung. Setiap subset ini kemudiannya dibahagian secara pengelasan tahap tunggal kepada berjam tangan dan tak berjam tangan sebagaimana yang diwakilkan dalam rajah di bawah. Oleh itu, pelajar 1 merupakan seorang pelajar berjam tangan dan bertudung, manakala pelajar 4 merupakan seorang pelajar yang tak berjam tangan dan tak bertudung. Apa pula sifat pelajar 2 dan pelajar 3?
Pelajar 8
9
Bertudung
Tak Bertudung
Berjam tangan
Tak Berjam tangan
Berjam tangan
1
2
3
Tak Berjam tangan 4
Bentuk pengelasan yang ketiga ialah Penyusunan Bersiri di mana objek-objek disusun berdasarkan sejauh mana ianya memaparkan sesuatu sifat tertentu. Bergantung kepada tujuan pengelasan, sekumpulan objek boleh disusun berdasarkan saiz, bentuk, berat, kekerasan dan pelbagai sifat yang lain. Misalnya, dalam sains, bahan galian disusun mengikut tahap kekerasan menggunakan skala Mohs bagi kekerasan mineral. Dalam sesebuah kelas, kita boleh menyusun para pelajar mengikut ketinggian. Untuk menggambarkan penyusunan bersiri secara grafik, satu anak panah dilukis untuk menggambarkan penambahan atau pengurangan bagi objek-objek untuk memaparkan sesuatu sifat yang tertentu. Lantaran itu, penyusunan bersiri untuk ketinggian pelajar boleh digambarkan secara berikut.
Hawa Ah Kow Aminah Ramasamy Jason Nasir Sabri Lingam
Paling Rendah
Paling Tinggi Ketinggian
Aktiviti Pengelasan
Lingkaran
Cangkerang
Siku
Tali Leher Kupu-kupu
Roda
Tiub
Set Bentuk-Bentuk Pasta (a) Dalam carta di bawah, kenal pastikan sekurang-kurangnya 3 sifat yang mana bentuk-bentuk pasta boleh dikelaskan dalam pengelasan perduaan. Dalam lajur yang berkenaan, nyatakan bentuk mana yang mempunyai dan tidak mempunyai setiap sifat tersebut. Sifat yang diperhatikan
Ya
Tidak
1. 9
10
2. 3. 4. 5.
3. Apakah itu mengukur dan menggunakan nombor? Kemahiran mengukur dan menggunakan nombor melibatkan pemerhatian secara kuantitatif dengan menggunakan alat-alat pengukuran standard seperi pembaris meter dan termometer yang mempunyai unit pengukuran piawaian untuk mengukur isipadu, jisim, berat, suhu, luas, panjang, dan masa. Kemahiran mengukur dan menggunakan nombor juga merangkumi kebolehan mengukur dan menganggar sama ada menggunakan unit pengukuran piawaian atau bukan unit piawaian. Pengukuran menjadikan pemerhatian kita lebih tepat dan jitu. Aktiviti Mengukur Menggunakan Silinder Penyukat Baca bacaan paras air pada setiap silinder penyukat dan tuliskan bacaan tersebut dalam kotak yang disediakan.
Aktiviti Mengukur Menggunakan Pembaris Meter Apakah bacaan-bacaan pada pembaris meter ini?
10
11
4. Apakah itu membuat inferens? Kemahiran membuat inferens merupakan kemahiran untuk menjelas, menerang atau menginterpretasikan sesuatu pemerhatian berasaskan maklumat daripada pengalaman yang lampau dan/atau data yang baru diperhatikan melalui deria kita. Inferens merupakan suatu pernyataan yang cuba untuk menginterpretasi atau menerangkan satu set pemerhatian. Lantas, setiap inferens mesti diasaskan pada satu atau lebih pemerhatian. Inferens bukanlah suatu tekaan kerana tekaan lumrahnya dibuat berdasarkan sedikit atau tiada bukti. Walaupun inferens yang dibuat mungkin benar atau mungkin tidak benar, namun inferens perlu munasabah dan logik. Misalnya, saya melihat bendera berkibaran melalui tingkap rumah saya, dan saya membuat inferens bahawa besar kemungkinan keadaan di luar adalah berangin. Juga, bila saya melihat sebiji bintang yang bersinar dengan begitu cerah berbanding dengan bintang-bintang lain, maka saya membuat inferens bahawa bintang tersebut adalah lebih dekat dengan bumi berbanding dengan bintang-bintang yang lain.
11
12 Aktiviti Membuat Inferens
Kedudukan 1
Kedudukan 2
Kedudukan 3
Perhatikan kesan tapak pada permukaan salji. Bagi membantu anda untuk berfikir dengan lebih logik mengenai gambar ini, ianya telah dibahagikan kepada tiga bingkai yang mengggambarkan kedudukan kesan tapak. Berdasarkan kesan tapak bagi setiap bingkai, nyatakan dua pemerhatian, dan untuk setiap permerhatian yang dinyatakan, tulis sekurang-kurangnya satu inferens yang boleh dibuat terhadap pemerhatian tersebut. Pemerhatian
Inferens
Kedudukan 1
Kedudukan 2
Kedudukan 3
5. Apakah itu meramal?
12
13 Meramal merupakan satu jangkaan tentang pemerhatian yang akan datang atau berlaku, dan ini dibuat berdasarkan pemerhatian yang lampau, data-data yang sedia ada, pola-pola data yang diperhatikan, atau graf yang dilukis daripada data-data awal. Terdapat dua jenis ramalan: ramalan secara interpolasi, dan ramalan secara ekstrapolasi. Suatu ramalan secara interpolasi merupakan ramalan yang dibuat dalam atau antara pemerhatian-pemerhatian yang diketahui, manakala ramalan secara ekstrapolasi pula merupakan ramalan yang dibuat melampaui pemerhatian-pemerhatian yang diketahui. Aktiviti Meramal Jadual di bawah memaparkan data tentang pemanjangan satu spring apabila objek yang mempunyai jisim yang sama digantung ke atasnya. Sila gunakan data berikut untuk menjawab soalan soalan 1-4.
Jadual di bawah memaparkan data mengenai sejauh manakah spring diregang apabila objek-objek yang sama jisim digantung kepadanya. Sila gunakan jadual di bawah untuk menjawab soalansoalan berikut. Bilangan objek yang Jarak pemanjangan sama jisim spring (cm) 0 0 2 2 3 4 6.5 5 6 12 7 20 1. Ramal jarak pemanjangan spring apabila 3, 5, 7 dan 20 objek digantung pada spring tersebut. 2. Ramalan interpolasi merupakan ramalan yang dibuat di antara poin-poin data yang diketahui. Ramalan yang mana satukah dalam Soalan 1 merupakan ramalan interpolasi? 3. Ramalan ekstrapolasi merupakan ramalan yang dibuat di luar atau melampaui pemerhatian yang diketahui. Ramalan yang mana satukah dalam Soalan 1 merupakan ramalan ekstrapolasi? 4. Antara ramalan-ramalan anda, manakah ramalan yang anda paling yakin, dan yang paling tidak yakin? Kenapa?
6. Apakah itu berkomunikasi? 13
14
Kebolehan berkomunikasi merupakan kebolehan mempersembahkan idea atau maklumat dalam pelbagai bentuk, misalnya secara lisan, secara tulisan, menggunakan graf, rajah, model, jadual, dan simbol. Kebolehan berkomunikasi juga merangkumi kebolehan untuk mendengar idea orang lain dan merespon terhadap idea tersebut. Rajah di bawah memberikan contoh-contoh berkomunikasi.
Graf Bahasa
Rajah
Model
Peta Konsep Berkomunikasi
Muzik
Jadual
Carta
Simbol
Aktiviti Berkomunikasi
14
15 1. Periksa kacang tersebut dengan lebih dekat. Di dalam kotak, surih kacang tersebut dan lukis garisan yang menunjukkan corak kacang.
2. Kupaskan kulit kacang kepada 2 belah. Lukis bahagian dalam bagi kulit kacang di dalam kotak berikut.
3. Kupaskan biji kacang kepada 2 belah. Lukis bahagian dalam bagi biji kacang di dalam kotak berikut.
4. Perhatikan dengan teliti semua bahagian kacang. Senaraikan perkara-perkara yang istimewa tentang kacang tersebut.
15
16
7. Apakah itu menggunakan perhubungan ruang dan masa? Kemahiran menggunakan perhubungan ruang dan masa merupakan kemahiran dalam memerihal dan menjelaskan perubahan-perubahan dalam parameter (seperti lokasi, arah, bentuk, saiz, isipadu, suhu dan jisim) dengan masa. Antara petunjuk prestasi kemahiran ini ialah menghuraikan kedudukan, pergerakan, arah, susunan dalam ruang, simetri dan bentuk suatu objek mengikut masa atau perbandingan dengan objek lain. Juga, kemahiran ini melibatkan kemahiran menyusun kejadian atau peristiwa mengikut kronologi.
Suhu Air (°C)
Aktiviti Menggunakan Perhubungan Ruang dan Masa
Masa (minit) Suatu penyiasatan dilakukan untuk menentukan bagaimana jangkamasa seketul ais dalam air mempengaruhi suhu air. Dalam melaksanakan eksperimen, seketul ais diletakkan dalam segelas air dan suhu air diukur pada setiap 5 minit Satu tanda telah dilukis pada graf tersebut untuk menunjukkan tempat di mana graf mula membengkok. 1. Dengan menggunakan satu ayat sahaja, terangkan apa yang berlaku dari permulaan graf sehingga tanda tersebut.
2. Sekarang, terangkan apa yang berlaku pada graf di atas tanda tersebut.
16
17
8. Apakah itu mentafsir data? Kemahiran mentafsir data merupakan kemahiran dalam memberikan penerangan yang rasional tentang suatu objek, peristiwa, pola daripada maklumat yang dikumpul. Maklumat-maklumat yang dikumpul ini terdiri daripada bentuk-bentuk yang berlainan. Aktiviti Mentafsir Data
Purata Panjang (dalam meter) Perhatikan graf di atas yang memberikan maklumat tentang jenis-jenis ular di dunia. Anda boleh menggunakan kalkulator untuk menjawab soalan-soalan di bawah. 1. Berapakah panjang ular yang paling pendek? 2. Berapakah panjang ular yang paling panjang? 3. Apakah perbezaan panjang di antara ular paling panjang dengan ular paling pendek? 4. Apakah perbezaan panjang di antara anaconda dengan king cobra? 5. Apakah perbezaan panjang di antara python denagn boa constrictor? 6. Apakah perbezaan panjang di antara king cobra dengan mamba? 17
18 7. Senaraikan ular mengikut kepanjangan dalam tertib menurun.
18
19
9. Apakah itu mendefinisi secara operasi? Kemahiran mendefinisi secara operasi merupakan kemahiran mendefinisi sesuatu konsep atau pembolehubah dengan menyatakan secara spesifik apa yang mesti dicerap dan bagaimana pembolehubah tersebut dapat diukur. Misalnya, anda melaksanakan suatu program khas untuk melihat kesannya ke atas “keseronokan membaca”. Namun, bagaimana pembolehubah “keseronokan membaca” ini dapat dicerap dan diukur? Lantas, “keseronokan membaca” boleh didefinisi dalam salah satu daripada cara-cara berikut: (a) Jumlah masa yang dihabiskan secara sukarela di meja pembacaan; (b) Bilangan bahan bacaan yang dipinjam untuk dibawa balik ke rumah; atau (c) Bilangan sinopsis buku yang dicatat dalam buku Nilam pelajar. Bolehkan anda memberikan dua lagi definisi secara operasi untuk “keseronokan membaca? Aktiviti Mendefinisi Secara Operasi
Sekiranya anda ingin mendefinisi secara operasi untuk pembolehubah saiz seseorang. Nyatakan sekurang-kurangnya tiga cara bagaimana pembolehubah ini boleh didefinisikan secara operasi. 0.
Jumlah air yang disesarkan apabila seseorang itu memasuki tab mandi yang penuh dengan air.
1. 2. 3. 4.
Suatu penyiasatan dilakukan untuk mengetahui bagaimana suhu awal suatu cecair mempengaruhi jumlah penyejatan. Nyatakan sekurang-kurangnya tiga cara bagaimana jumlah penyejatan dapat didefinisikan secara operasi. 0.
Tentukan perbezaan di antara jisim awal cecair tersebut dengan jisimnya selepas 24 jam.
1. 2. 3. 19
20 4.
20
21
10. Apakah itu mengawal pembolehubah? Kemahiran mengawal prmbolehubah merupakan kemahiran mengenal pasti pembolehubahpembolehubah yang dimalarkan, pembolehubah yang dimanipulasikan, dan pembolehubah bergerak balas dalam sesuatu penyiasatan sains. Pembolehubah yang dimanipulasikan diubah untuk melihat hubungannya dengan pembolehubah bergerakbalas, dan pada masa yang sama, semua pembolehubah yang dimalarkan itu diangkatapkan Aktiviti Mengawal Pembolehubah
1. Sediakan satu tanjakan (ramp) dengan meletakkan hujung sebatang pembaris di atas sebuah buku 2. Golekkan sebiji guli daripada bahagian atas tanjakan dan ukur jarak yang dilalui daripada hujung tanjakan. 3. Rekodkan jarak yang dilalui dalam jadual yang diberikan di bawah. 4. Ulangi 1, 2, dan 3 dengan menggunakan 2, 3, 4, 5 dan 6 buah buku.
Tinggi Tanjakan Jarak yang dilalui dari hujung (bilangan buah buku) tanjakan (dalam cm) 1 2 3 4 5 6 5. Apakah pembolehubah yang dimanipulasikan? 6. Apakah pembolehubah yang bergerak balas? 7. Apakah pembolehubah-pembolehubah yang dimalarkan?
21
22
22
23
11. Apakah itu membuat hipotesis? Kemahiran membuat hipotesis merupakan kemahiran untuk meramal bagaimana satu pembolehubah boleh memberikan kesan kepada pembolehubah kedua. Hipotesis adalah penting kepada seseorang penyiasat kerana ia menetapkan satu fokus yang tepat untuk penyiasatan sains dilaksanakan. Kadang-kadang, hipotesis juga dikenali sebagai “inferens yang boleh diuji” kerana ia merupakan satu penerangan yang munasah yang dinyatakan dalam bentuk satu “ujian” (misalnya, ujikaji yang boleh dilaksanakan). Aktiviti Membuat Hipotesis
Masalah: Apakah faktor-faktor yang menentukan kadar sesuatu objek jatuh melalui udara?
Nyatakan empat faktor (pembolehubah) yang mungkin 1. Isipadu objek
2. 3. 4. Bagi setiap faktor di atas, bina satu hipotesis yang bersesuaian. 1. Semakin bertambah isipadu bagi objek tersebut, kadar objek jatuh melalui udara semakin berkurangan
2. 3. 4. |
23
24
12. Apakah itu mengeksperimen? Mengeksperimen merupakan penyiasatan untuk menguji sesuatu hipotesis. Proses mengeksperimen melibatkan penggunaan semua atau gabungan kemahiran-kemahiran proses sains yang lain. Semasa mengeksperimen, kebiasaannya langkah-langkah saintifik berikut diikuti:Masalah:
Apa yang mempengaruhi kadar garam melarut dalam air?
Hipotesis:
Lebih banyak kuantiti garam, lebih lama garam melarut.
Tatacara:
Jumlah garam yang berlainan (misalnya, 6, 12, 19, 24, dan 30 grams) akan diukur dan diletakkan ke dalam 250 ml air. Air akan dikacau sehingga tiada hablur garam diperhatikan, dan jumlah masa yang diambil oleh garam untuk melarut direkodkan. Prosedur di atas diulangi dua kali lagi dan purata masa untuk garam melarut dihitungkan. Pembolehubah yang dimalarkan adalah suhu air, jenis garam yang digunakan, dan cara mengacau.
Keputusan: Jumlah garam (gram)
6 12 19 24 30
Masa untuk melarut (saat)
1 35 53 60 75 86
Cubaan 2 34 51 60 77 87
3 35 53 61 73 87
Purata masa untuk melarut (saat) 35 52 52 60 75
Berdasarkan jadual di atas, sila plotkan satu graf yang sesuai.
Kesimpulan:
Semakin banyak jumlah garam yang ditambah ke dalam air, semakin lama 24
25 masa untuk melarut.
25
26 Aktiviti Mengeksperimen
Masalah: Antara magnet-magnet ini, yang mana satukah adalah paling kuat? Huraikan apa yang anda akan lakukan untuk menentukan magnet yang mana satu adalah paling kuat.
Bina satu jadual untuk menunjukkan hasil penyiasatan anda.
Jenis Magnet
Cubaan 1
Jumlah klip kertas yang ditarik Cubaan 2 Cubaan 3
Purata
Lukiskan satu graf berdasarkan data dalam jadual anda.
Apakah kesimpulan anda?
26
27 Apakah yang anda pelajari dalam proses mengeksperimen ini?
Bagi menunjukkan kefahaman anda tentang setiap kemahiran proses sains, rancang dan sediakan aktiviti (atau aktiviti-aktiviti) yang sesuai untuk pelajar-pelajar anda dalam bentuk Lembaran Kerja untuk setiap kemahiran proses sains. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.
Lembaran Kerja: Memerhati Lembaran Kerja: Mengelas Lembaran Kerja: Mengukur & Menggunakan Nombor Lembaran Kerja: Membuat Inferns Lembaran Kerja: Meramal Lembaran Kerja: Berkomunikasi Lembaran Kerja: Menggunakan Perhubungan Ruang dan Masa Lembaran Kerja: Mentafsir Data Lembaran Kerja: Mendefinisi Secara Operasi Lembaran Kerja: Mengawal Pembolehubah Lembaran Kerja: Membuat Hipotesis Lembaran Kerja: Mengeksperimen
27
28
KEMAHIRAN MANIPULATIF 1.
Mengguna dan mengendalikan peralatan dan bahan sains dengan betul Untuk memerhati dengan lebih jitu, tepat dan teliti, maka kita gunakan alat-alat pengukuran untuk membantu kita dalam mengutip data dan membuat pemerhatian. Oleh itu, penggunaan alat-alat saintifik dengan betul adalah penting, dan sehubungan ini, pelajar perlu diajar untuk mengguna dan mengendalikan alat-alat pengukuran tersebut dengan tepat dan selamat. Termometer Celsius
Termometer yang digunakan untuk mengukur suhu adalah mudah pecah dan perlu digunakan dengan cermat dan selamat. Sila baca panduan penggunaan termometer di bawah. 1. 2. 3. 4.
Jangan "mengoncang ke bawah" satu termometer untuk set semula. Jangan menggunakan termometer untuk mengacau cecair. Jangan membenarkan termometer menyentuh dasar bekas yang sedang dipanaskan. Bila menggunakan termometer, (a) Letak hujung bebuli termometer ke dalam objek yang suhunya tidak diketahui (b) Tunggu beberapa minit untuk termometer melaras kepada suhu objek (c) Tanpa mengambil keluar termometer daripada objek tersebut, catat nombor pada hujung lajur cecair dalam termometer.
Lengkungan meniskus Bacaan yang tepat
Silinder Penyukat 1. 2. 3. 4.
Letakkan silinder penyukat pada satu permukaan yang rata. Lihat silider dari bahagian tepi pada paras mata. Bahagian atas cecair mesti berada pada paras mata. Bahagian atas cecair akan kelihatan melengkung, dan lengkungan ini dipanggil “meniskus” Baca silinder penyukat itu pada bahagian bawah meniscus.
28
29
Penunu Bunsen
1. 2. 3.
Sambung hos penunu ke sumber gas. Jikalau menggunakan penunu Bunsen mudah alih, sumber bahanapi sudah dimasukkan dalam “tong” tersebut. Pegang nyalaan api pada mancis atau pemetik api pada hujung penunu dengan sebelah tangan, manakala sebelah tangan pula membuka gas dengan perlahan. Laraskan nyalaan api dengan mengawal ijab bekalan udara.
1.
Apabila nyalaan sudah selamat dan tetap, anda membuka injab bekalan air dengan lebih besar lagi. Apakah kesan ini ke atas nyalaan?
2.
Huraikan apa itu nyalaan sempurna?
3.
Sebelum anda menyalakan penunu, apakah langkah-langkah keselamatan yang perlu anda ikuti?
4
Di manakah bahagian yang paling panas pada nyalaan di penunu?
29
30
2.
Menyimpan peralatan dan bahan sains dengan betul dan selamat
1. Apakah peralatan-peralatan sains yang ada di makmal sekolah saya? 2. Apakah bahan-bahan sains yang ada di makmal sekolah saya? 3. Antara bahan-bahan sains itu, apakah bahan-bahan sains yang bukan isian semula (non-consumables) dan bahan-bahan yang isian semula (consumables)?
Penyimpanan Magenet
Betul
Salah
“Penjaga”
Terdapat cara-cara yang betul untuk menyimpan peralatan sains. Misalnya, dalam menyimpan magnet, ianya harus disimpan dalam bekas yang tertutup supaya ianya tidak menarik habuk-habuk logam. Jikalau beberapa magnet disimpan bersama, ianya harus disimpan dalam posisi bertentangan, maksudnya, kutub selatan bersama dengan kutub utara. Di samping itu, magnet mudah menjadi nyah-magnet. Bagi menghindarkan keadaan ini daripada berlaku, magnet-magnet disimpan dengan “penjaga” (kepingan besi atau keluli bermagnetik yang menghubungkan kutub-kutub magnet). Cuba senaraikan peralatan sains di makmal anda, dan dapatkan cara penyimpanannya dengan betul.
Peralatan sains
Cara penyimpanan yang betul
30
31 Tabung uji
Termometer
31
32 3.
Membersihkan peralatan sains dengan cara yang betul Pembersihan peralatan sains yang diperbuat daripada kaca, misalnya tabung uji.
1. Bersihkan dengan segera selepas penggunaan. Lagi lama peralatan kaca dibiarkan, lagi susah untuk membersihkannya. 2. Gunakan bahan pencuci khas untuk makmal bagi membersihkan peralatan kaca. Asid kromik (campuran dikromat dan asid sulfurik) tidak boleh digunakan untuk membersihkan peralatan kaca. 3. Pastikan peralatan kaca dibilas dengan baik. 4. Bila menggunakan berus, pastikan bahagian logam berus tersebut tidak mencalar peralatan kaca. Cuba senaraikan peralatan sains di makmal anda, dan dapatkan cara pembersihannya yang betul. Peralatan sains
Cara pembersihan yang betul
32
33 4.
Mengendalikan specimen dengan betul dan selamat
Apakah specimen yang digunakan di dalam pengajaran dan pembelajaran sains? Adakah anda menggunakan binatang yang hidup atau yang diawetkan? Dalam mengawetkan binatang ataupun bahagian-bahagian binatang, bahan kimia digunakan. Bahan-bahan kimia tersebut mungkin toksik, mudah terbakar, dan berbahaya jikalau digunakan secara tidak betul atau dalam keadaan yang tidak selamat. Etanol, formaldehid, dan fenol merupakan bahan-bahan kimia yang lumrah digunakan dalam pengawetan. Tidak kira apa jenis bahan kimia, berikut merupakan langkah-langkah keselamatan apabila berhadapan dengan specimen yang diawet:1. 2. 3. 3. 4. 5.
6.
Pakai gogal pada setiap masa untuk melindingi mata kita. Pakai alat pelindung yang sesuai seperti sarung tangan dan kot makmal. Hanya menjalankan kerja makmal di kawasan yang mempunyai pengudaraan yang baik. Sekiranya tersentuh atau terdedah kepada bahan kimia, cuci kulit dengan sabun dan air; untuk mata, bersihkan dengan menggunakan aliran air. Sekirannya terdedah kepada bahan kimia pada kadar yang tinggi, jumpa doktor dengan segera. Spesimen yang diawet dengan formalin perlu dikaji dalam kawasan makmal yang berpengudaraan baik untuk menghindar kerengsaan atau kegatalan pada mata, kulit atau saluran respirasi. Penggunaan gogal boleh mengurangkan kerengsaan daripada wap formaldehid. Bila berhadapan dengan spesimen yang diawet, berhati-hati dengan bahagian yang tajam seperti gigi.
Apakah pula langkah-langkah yang harus diambil dalam mengendalikan spesimen hidup, misalnya tikus dalam makmal?
33
34 5.
Melakar spesimen, peralatan dan bahan sains dengan tepat. Lakaran-lakaran saintifik adalah penting kerana ia bukan sahaja merekod imej tentang spesimen yang anda perhatikan, malah ia juga membantu anda mengingat spesimen tersebut dan juga sifat-sifat penting tentang spesimen tersebut. Lakaran spesimen memerlukan perhatian terperinci supaya anda boleh membina semula spesimen itu dalam helaian kertas. Dengan hanya melihat gambar dalam buku atau pada skrin computer adalah kurang efektif berbanding dengan apa yang anda lihat, ingat dan faham melalui pemerhatian sebenar pada spesimen. Semua lakaran perlu bersandar kepada beberapa peraturan ilustrasi saintifik. Antara peraturan tersebut adalah: 1 2 3 4 5 6
Lihat spesimen dengan teliti dan periksa sifat-sifat signifikan yang akan dimasukkan dalam lakaran. Lukis hanya apa yang anda lihat. Jangan memasukkan apa yang anda fikir anda patut lihat. Semua lakaran mesti dibuat HANYA dengan menggunakan pensil. Lakaran mesti besar dan jelas supaya sifat-sifat boleh dibezakan. Pada sesuatu muka surat, tidak boleh ada lebih daripada dua lakaran. Sentiasa melukis dengan menggunakan satu garis yang jelas.
SALAH 7
Untuk menunjukkan kawasan yang lebih gelap pada spesimen, gunakan titik-titik atau percikan.
SALAH 8
BETUL
BETUL
Semua lakaran perlu ada perkara-perkara berikut:(a) Tajuk (b) Pembesaran (nyatakan kuasa pembesaran pada mikroskop melalui mana spesimen itu diperhatikan) (c) Pelabelan (labelkan sifat-sifat penting spesimen. Setiap garis label perlu lurus dan tidak boleh bertindih dengan garisan-garisan label yang lain. Semua garis label perlu menuju ke satu bahagian sahaja, misalnya kiri atau kanan lakaran) 34
35
9
(d) Anotasi (Ini boleh ditulis di tepi atau di bawah label. Anotasi memberikan maklumat tentang spesimen yang tidak dapat dilihat pada lakaran, misalnya mukleus dicela dengan warna biru, atau terdapat 2 flagela yang tidak dapat dilihat pada spesimen dan oleh itu tidak dimasukkan dalam lakaran. (e) Skala (masukkan bar skala untuk menunjukkan panjang atau lebar spesimen yang dilukis). Pastikan nama-nama saintifik digariskan. Semua nama saintifik perlu ditulis seperti berikut: Genus (bermula dengan huruf besar) spesis (bermula dengan huruf kecil), misalnya Amoeba proteus.
35
36
RUMUSAN 1. Kemahiran saintifik boleh dibahagikan kepada kemahiran proses sains dan kemahiran manipulatif. 2. Kemahiran proses sains, mengikut spesifikasi kurikulum sains keluaran Bahagian Pembangunan Kurikulum, Kementerian Pendidikan, terdiri daripada 12 kemahiran, yakni (i) memerhati, (ii) mengelas, (iii) mengukur dan menggunakan nombor, (iv) membuat inferens, (v) meramal, (vi) berkomunikasi, (vii) menggunakan perhubungan ruang dan masa. (viii) mentafsir data, (ix) mendefinisi secara operasi, (x) mengawal pembolehubah, (xi) membuat hipotesis, dan (xii) mengeksperimen. 3. 12 Kemahiran proses sains tersebut boleh dibahagikan kepada kemahiran proses sains asas dan kemahiran proses sains bersepadu. (i) – (vii) dalam 2 adalah kemahiran proses sains asas, manakala (viii) – (xii) adalah kemahiran proses sains bersepadu. 4. Kemahiran manipulatif pula terdiri daripada 5 kemahiran, yakni (i) (ii) (iii) (iv) (v)
mengguna dan mengendalikan peralatan dan bahan sains dengan betul; menyimpan peralatan dan bahan sains dengan betul dan selamat; membersihkan peralatan sains dengan cara yang betul; mengendalikan spesimen dengan betul dan selamat; dan melakar spesimen, peralatan dan bahan sains dengan tepat.
36
37
PETA KONSEP A
Isikan tempat kosong dengan istilah atau frasa yang sesuai bagi melengkapkan Peta Konsep di bawah.
KEMAHIRAN SAINTIFIK terdiri daripada
___ Kemahiran Utama iaitu
terdiri daripada
contoh
contoh
contoh
37
38
PENILAIAN KENDIRI 1. Berikut merupakan satu senarai12 kemahiran proses sains:(i) memerhati, (ii) mengelas, (iii) mengukur dan menggunakan nombor, (iv) membuat inferens, (v) meramal, (vi) berkomunikasi, (vii) menggunakan perhubungan ruang dan masa. (viii) mentafsir data, (ix) mendefinisi secara operasi, (x) mengawal pembolehubah, (xi) membuat hipotesis, dan (xii) mengeksperimen. Bagi setiap kemahiran proses sains tersebut, (a) huraikan maksudnya dengan menggunakan perkataaan sendiri. (b) berikan contoh aktiviti yang boleh digunakan untuk memupuknya dalam kalangan pelajar anda. 2. Senaraikan 5 (lima) kemahiran manipulatif. 3. Bagi setiap kemahiran manipulatif yang disenaraikan dalam 2 tadi, huraikan aktiviti yang boleh digunakan untuk memupuk kemahiran tersebut.
38
39
RUJUKAN Ong Eng Tek & Johairi Abd. Rahim. (2011). Tahap Penguasaan Kemahiran Proses Sains Bersepadu (KPSB) dalam Kalangan Pelajar Tingkatan 2 di Daerah Temerloh. Jurnal Pengajian Pendidikan, 1, 120. Ong, E.T., & Ruthven, K. (2005). Acquisition of science process skills amongst Form 3 students in Malaysian smart and mainstream schools. Journal of Science and Mathematics Education in Southeast Asia, 28(1), 103-124. Ong Eng Tek, Wong Yew Tuang, Sopia Md Yassin, Sadiah Baharom, & Asmayati Yahaya. (2011). The Development and Validation of an Encompassing Malaysian-Based Science Process Skills Test for Secondary Schools. Journal of Science and Mathematics Education in Southeast Asia, 34(2), 203236. Ong Eng Tek, Wong Yew Tuang, Sopia Md Yassin, Sadiah Baharom, Asmayati Yahaya, & Zahid Md Said. (2011). The Development and Validation of Malaysian-Based Basic and Integrated Science Process Skills (MB-BISP). Tanjung Malim: Penerbit UPSI. Ong Eng Tek, Wong Yew Tuang, Sopia Md Yassin, Sadiah Baharom, Asmayati Yahaya, & Zahid Md Said. (2011). Inventori Kemahiran Proses Sains Asas dan Bersepadu Berkonsepkan Malaysia: Edisi Guru. Tanjung Malim: Penerbit UPSI. Ong Eng Tek, Wong Yew Tuang, Sopia Md Yassin, Sadiah Baharom, Asmayati Yahaya, & Zahid Md Said. (2011). Inventori Kemahiran Proses Sains Asas dan Bersepadu Berkonsepkan Malaysia: Edisi Pelajar. Tanjung Malim: Penerbit UPSI. Ostlund. K. L. (1995). Science process skills: Assessing hands on student performance. Menlo Park. CA: Addison Wesley. Rezba, R. J., Sprague, C., & Fiel, R. L. (2003). Learning and assessing science process skills (4th ed.). Dubuque, Ioqa: Kendall Hunt.
39
40
JAWAPAN SERTA MAKLUM BALAS
PETA KONSEP A
Isikan tempat kosong dengan istilah atau frasa yang sesuai bagi melengkapkan Peta Konsep di bawah.
KEMAHIRAN SAINTIFIK terdiri daripada
DUA Kemahiran Utama iaitu
Kemahiran Proses Sains
Kemahiran Manipulatif
contoh
Asas
Bersepadu contoh
contoh
1. 2. 3. 4.
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
memerhati, mengelas, mengukur dan menggunakan nombor, membuat inferens, meramal, berkomunikasi, menggunakan perhubungan ruang dan masa
1. 2. 3. 4. 5.
mentafsir data, mendefinisi secara operasi, mengawal pembolehubah, membuat hipotesis, dan mengeksperimen.
5.
mengguna dan mengendalikan peralatan dan bahan sains dengan betul; menyimpan peralatan dan bahan sains dengan betul dan selamat; membersihkan peralatan sains dengan cara yang betul; mengendalikan specimen dengan betul dan selamat; dan melakar specimen, peralatan dan bahan sains dengan tepat.
40
