My Official Site

Melanjutkan apa tang sudah saya tulis di sini dan di sini, mengenai umpan balik seperti yang diteorikan oleh Thorndike dan Skinner, perlu didiskusikan mengenai bagaimana metode umpan balik dapat berakibat efektif ketika digunakan di pembelajaran, baik pembelajaran respon, pembelajaran konsep dan pembelajaran keterampilan. Berikut ini baru penjelasan pembelajaran tersebut dan contohnya.

Response learning (pembelajaran respon)

Pembelajaran bertujuan untuk menciptakan respon baru. Hasil yang akan dicapai dalam pembelajaran ini adalah salah satu aspek dari tingkah laku pembelajar.

Contoh:

Siswa belajar menggunakan jangka

Siswa belajar menyebutkan “lima” ketika ditunjukkan kartu bertuliskan “2 + 3”

Siswa belajar mengangkat tangan ketika akan berpendapat

Concept learning (pembelajaran konsep)

Pembelajaran bertujuan untuk menguasai konsep atau aturan baru berdasarkan pengalaman melalui contoh. Hasil yang akan dicapai dalam pembelajaran ini adalah kemampuan untuk mengklasifikasikan stimuli sesuai dengan konsep atau aturannya.

Contoh:

Siswa belajar mengidentifikasi variabel, suku, faktor

Siswa belajar mengelompokkan persegi, segitiga, belah ketupat dan lingkaran sebagai bangun datar sedangkan kubus, balok, prisma dan limas sebagai bangun ruang

Skill learning (pembelajaran keterampilan)

Pembelajaran bertujuan untuk menguasai suatu prosedur atau langkah-langkah mengerjakan suatu tugas. Hasil yang akan dicapai setelah pembelajaran ini adalah kemampuan untuk menyelesaikan suatu tugas sesuai dengan prosedur yang telah ditentukan.

Contoh:

Siswa belajar mengalikan 15 dan 28

Siswa belajar melukis grafik fungsi kuadrat

Siswa belajar membuat jarring-jaring suatu bangun ruang

Implementasinya bagaimana? Suatu saat, pendapat saya akan saya post di sini!

Working on a small group is part of Indonesian culture and has been called ‘gotong royong’. Because of this, perhaps, educators or parents in Indonesia here want their students learn how to collaborate at schools. It seems that teachers often ask students to study in small groups. Perhaps, at least two students in a group. For particular moment, teachers sometime group students into four or more. Today, I talked with two primary school teacher (fifth grade) on how they usually group students. (more…)

Worked Examples adalah alat yang efektif sebagai media instruksional, terutama bagi pembelajar awam. Pembelajar awam atau novices learners adalah seseorang yang belum mempunyai pengetahuan awal yang cukup memadai di domain atau topik atau permasalahan yang sedang dihadapi.

Worked example memuat contoh penyelesaian suatu masalah atau contoh penerapan suatu prosedur. Pembelajar awam akan terbantu mempelajari suatu materi dengan adanya contoh. Bukan karena pembelajar itu yang tidak kreatif, tapi memang secara natural, sistem kognitif akan bekerja secara efektif (lebih singkat cepat dan tepat) dengan adanya contoh tersebut. Baik ketika mempelajari pengetahuan primer (bahasa, gerak tubuh, interaksi sosial) maupun pengetahuan sekunder (materi pelajaran di sekolah). Meniru adalah proses alami, terutama bagi seseorang yang awam.

Tetapi, penyusunan worked example sebaiknya (more…)

Mungkin sudah banyak yang mendengar, tau bahkan meneliti mengenai pembelajaran realistik. Pertanyaan saya, mengapa sih kita menjadi lebih mudah memahami masalah dengan pendekatan realistik?

Sudah pernah saya tulis di sini kalau pengetahuan baru yang sedang diproses memerlukan prior knowledge (pengetahuan prasyarat) untuk mengenali dan mengorganisirnya dengan baik dan tepat, serta menyimpannya di memori jangka panjang dengan bentuk jaringan atau peta pengetahuan yang baik pula. Sehingga, apabila siswa dalam mempelajari suatu permasalahan matematika tidak mempunyai prior knowledge yang cukup, maka perlu ada suatu pendekatan yang memudahkan siswa mengenali informasi yang sedang dihadapi, misalnya dengan menggunakan permasalahan realistik.

Permasalahan realistik akan membantu siswa memahami permasalahan matematika karena konteks real yang dihadirkan sudah dikenali oleh siswa, meskipun secara informal. Konteks awal yang secara informal diperoleh dari kehidupan nyata oleh siswa ini dapat berfungsi sebagai prior knowledge, yang membantu siswa memahami what on the problem solving is.

Namun, tentu saja konteks real itu harus konteks yang benar-benar realistis untuk siswa. Misalnya permasalahan: Harga 1 kg apel adalah $2.5, berapa harga 1,5 kg apel? menggunakan konteks real yaitu jual beli, tetapi dengan mata uang dollar. Permasalahan realistik ini menjadi tidak realistis untuk siswa di Indonesia, karena meta uang di Indonesia adalah Rupiah dan representasinya sangat berbeda. Yang realistis di Indonesia 1 kg apel adalah Rp 15.000,00, dengan kata lain orang Indonesia sudah terbiasa dengan banyak nol. Kalo diberikan harga 1 kg apel hanya 2.5, mungkin siswa akan memaksakan diri dalam memahami permasalahan tersebut, karena pada masa sekarang, memang kenyataannya (dalam kehidupan sehari-hari) tidak ada jual beli dengan mata uang rupiah sebesar 2.5.

Currently, I am doing a research on instructional learning designs, based on cognitive load theory. Here is the abstract.

It is argued that a productive thinking is as a consequence of having a well defined knowledge and therefore learning process should encourage an effective knowledge acquisition. Research has shown that knowledge acquisition is assisted when learners think in forward direction from the given information to the goal of a problem solving. However, novel learners often think backward or use means ends analysis. Using means ends analysis, problem solvers try to reduce the distance between the given information and the problem goal by creating sub-sub goals and then examining them individually to find the solution. This strategy might be beneficial for solving some problems but it requires a heavy cognitive load. According to a Cognitive Load Theory, an excessive cognitive load in working memory impairs knowledge construction. The cognitive load theory has suggested the use of goal-free problems that can eliminate the use of means ends analysis. Goal free problems discourage students from creating sub-goals and separate the problem state and the problem goal because the problem goal is not given. Nevertheless, most research on goal-free effect has only been conducted in individualised learning environments, despite a large body of literature indicating that learning can be effective in small-groups.

.
A controlled experiment is proposed to engage students in a group work activity using goal-free or goal problems in Geometry learning (Determining angle measures when a pair of parallel lines is cut by a transversal) and compare the effect of two approaches (goal-free problem and goal-given problem) on numeric and reasoning abilities using both near and far transfer tests. Whether learning in a group work setting is beneficial compared with individual setting is particularly examined. One hundred and one Year 7 students are randomly allocated into four experimental groups:

(1) goal-given problems in an individual setting;

(2) goal-free problems in an individual setting;

(3) goal-given problems during group work;

(4) goal-free problems during group work.

Each group receives two consecutive instructional learning stages: group work skill induction and an acquisition stage. In the group work skill induction, students are given a set of routine problems and in the acquisition stage, students are given a set of non-routine problems. Numeric and reasoning abilities of all groups using both near and far transfer tests are measured and analysed by 2 x 2 MANOVAs. A questionnaire is distributed to obtain information on students’ interaction intensity and their impression of the learning activities. Data is still being analysed in January 2009 and will be presented in an International Conference on Thinking, Malaysia.

Einstellung is described as an occurrence of inappropriate use of a previously acquired schema because a problem is incorrectly perceived as belonging to a familiar category that requires the use of that particular schema. A research by Sweller and Cooper (1985) suggested that the more experienced students had the better cognitive representation, indicated by a superior memory of actual algebraic equations and an increased resistance to Einstellung effects in operating on equations, than the less experienced students. As consequence, providing more practice on a particular problem type as well as on analysing different problems by less experienced problem solvers can improve their ability in categorising the problem space.

Sweller, J., & Cooper, G. A. (1985). The Use of Worked Examples As A Substitute for Problem Solving in Learning Algebra. Cognition and Instruction, 2(1), 59-89.

Strategi menyelesaikan masalah dengan trial and error atau coba-coba digunakan oleh problem solvers yang tidak mempunyai prior knowledge atau pengetahuan prasyarat yang cukup untuk menyelesaikan masalah tersebut.

Misalnya pada suatu pembelajaran berbasis masalah (problem based learning) mengenai sistem persamaan linier (SPL) pada siswa yang sebelumnya belum pernah belajar mengenai SPL, guru masuk kelas dan memberikan permasalahan realistik (menggunakan konteks nyata) seperti:

Amin dan Beni bersama-sama di suatu toko untuk membeli buku dan pensil yang sama. Amin membeli dua buku dan satu pensil seharga Rp 12.000. Sedangkan Beni membeli lima buku dan empat pensil seharga Rp 33.000. Berapakah harga sebuah buku dan sebuah pensil tersebut?

Kita ketahui bahwa prasyarat menyelesaikan SPL adalah mampu menyelesaikan persamaan linier satu atau dua variabel. Siswa yang tidak mempunyai pengetahuan prasyarat tersebut, mungkin dapat menyelesaikan permasalah tersebut dengan (1) membuat analisis permasalahan – digambar – membuat asosiasi – menemukan hasil -mengevaluasi – jika salah – coba lagi ; (2) langsung coba-coba menentukan sebarang harga buku dan harga pensil sampai memenuhi permasalahan.

Namun, siswa yang mempunyai pengetahuan tentang penyelesaian persamaan linier dua variabel (PLDV) yang baik, dapat menggunakan strategi penyelesaian yang lebih baik dari kedua cara di atas, yaitu dengan menyimbolkan buku dan pensil sebagai x dan y. Sehingga diperoleh dua persamaan linier dalam x dan y. Diketahui bahwa penyelesaian suatu PLDV adalah pasangan-pasangan berurutan x dan y yang jika diplot dalam koordinat Cartesius adalah titik-titik (x, y). Dengan kata lain, penyelesaian PLDV dapat direpresentasikan dalam suatu garis lurus. Kemudian, siswa ini mungkin akan menggambarkan kedua persamaan linier yang diperoleh dalam dua garis lurus di koordinat Cartesius dan kemungkinan besar akan berhasil menyimpulkan bahwa titik potong kedua garis adalah penyelesaian dari permasalahan SPL (Amin dan Beni) yang diberikan oleh guru. Yang menjadi masalah, konstanta dalam SPL tersebut sangat besar yaitu 12rb dan 33rb. Kira-kira, berapa alokasi yang diperlukan dengan cara ini? Efektif?

Selain itu, strategi coba-coba tidak membimbing siswa untuk mengkonstruksi pengetahuan dengan baik. Alasannya: (1) strategi coba-coba memanggil pengetahuan di memori jangka panjang secara acak, sehingga dapat mengakibatkan salah konsep atau konstruksi pengetahuan yang rapuh karena tidak disusun secara logis; (2) strategi coba-coba menghasilkan proses kognitif yang memberatkan memori pekerja, sehingga sangat mungkin memori pekerja menjadi overload dan tidak ada ruang untuk proses kognitif konstruksi pengetahuan.

Contoh lainnya, Zube mendapatkan masalah mengubah ukuran font tanggal di tampilan blognya. Prasyarat menyelesaikan masalah ini adalah pengetahuan tentang desain web, istilah-istilah terkait dan kode-kode html.

Zube mengaku awam terhadap hal ini. Dengan sedikit pengetahuan dan mengikuti instruksi dalam mendasain blog, Zube berusaha mengutak-utik blognya dengan coba klik ini dan coba klik itu. Mengapa dia coba-coba? Ya jelas karena dia tidak punya pengetahuan prasyarat untuk menyelesaikan masalahnya (problem solving). Mungkin saja berhasil… seperti halnya dia berhasil mengubah template blog-nya, setelah sekian waktu mencoba. Dengan kata lain, setelah dia men-devote-kan sebagian waktunya untuk mengubah itu. Mungkin saja setelah setelah sekian waktu lagi, dia akan berhasil mengubah font yang diingankan. Tapi, mengapa harus setelah sekian waktu? Efektif? Apakah setelah itu, Zube dapat menjelaskan dengan logis bahwa permasalahan font dapat diselesaikan dengan cara …bla…bla… Mungkin bisa, tapi kemungkinan besar, Zube menjawab: Mbuh…. yo pokoke ngono? Ini berarti, Zube tidak mengkonstruksi pengetahuan (tidak belajar) meskipun dapat menyelesaikan masalah.

Konsekuensinya, dalam pembelajaran berbasis masalah (PBL) atau yang lain, guru perlu mengidentifikasi siswanya, apakah mempunyai pengetahuan prasyarat atau tidak. Jika punya, oke… PBL langsung tanpa guidance akan bermakna bagi siswa. Tapi kalo tidak punya prasyarat yang cukup, siswa perlu explicit guidance (diberi tahu langsung, seperti kata Zube) atau schaffolding (bimbingan bertahap) untuk menghidupkan pengetahuan prasyarat.

Richard E Mayer dari University of California, Santa Barbara, USA dalam bukunya The Promise of Educational Psychology menulis berbagai strategi memori, yang telah saya tulis dalam posting sebelumnya. Namun, Mayer mengelompokkan strategi-strategi tersebut dalam tiga kategori, sehingga dapat lebih mudah dipahami. Memahami strategi memori bagi seorang guru atau calon guru bertujuan untuk meningkatkan cara siswa dalam memproses informasi (yaitu strategi siswa dalam belajar atau berfikir)

1. Strategi Nimanik (mnemonic)
2. Strategi Struktural
3. Strategi Generatif

Ketiga strategi tersebut saya diskusikan berikut ini.

Strategi nimanik secara umum adalah strategi untuk mengingat atau menghafal material. Hal ini dapat dilakukan dengan metode kata kunci, metode huruf awal, dsb. Menggunakan metode-metode ini, siswa dapat terbantu dalam mengingat fakta atau konsep yang kelihatan kurang bermakna (meaningless – low element interactivity) dengan cara yang lebih bermakna bagi siswa tersebut. Misalnya dalam menghafal definisi sinus, cosines dan tangent, siswa dapat menggunakan sindemi kosami tandesa yaitu definisi sinus kosinus dan tangen. Contoh lain -yang dihafal banyak orang- mejikuhibiniu yaitu urutan warna pelangi.

Kedua strategi struktural dan generatif sangat diperlukan dalam mengingat atau mempelajari material yang high element interactivity atau kompleks: berisi prosedur-prosedur atau pengetahuan bersyarat.

Strategi struktural adalah strategi memori dengan mengorganisasikan material. Hal ini dapat dilakukan dengan metode pemetaan yaitu dengan mengidentifikasi konsep, membuat outline konsep dan bagaimana relasinya dengan konsep yang lain. Hasilnya dapat berupa pohon konsep, peta konsep siklus, jaring laba-laba atau rantai kejadian.

Sedangkan strategi generatif membantu siswa dalam mengintegrasikan material baru dengan pengetahuan yang telah dimiliki. Metode yang dapat diikuti anatara lain meringkas, membuat catatan dengan mengelaborasikan atau mengelompokkan konsep-konsep, membuat pertanyaan berantai dengan mengaktifkan proses meta-cognitive.

Split Attention Effect atau dalam Bahasa Indonesia diterjemahkan Efek Perhatian Terpisah mengakibatkan beban kognitif ekstrinsik yang berlebih, sehingga dapat mengakibatkan memori pekerja tidak bekerja dengan efektif.

Worked example atau contoh penyelesaian masalah yang disajikan seperti pada gambar di bawah ini memberikan efek perhatian terpisah yang sebaiknya dihindari.

Click for a larger image

Mengapa? Karena ada gambar dan ilustrasi yang harus diintegrasikan untuk memahami seluruh penyelesaian masalah, namun disajikan secara terpisah. Penyajian ini mengkondisikan memori pekerja untuk secara mental mengintegrasikan informasi yang berkaitan. Hal ini mengakibatkan beban kognitif yang berlebihan, selain materi yang disajikan memuat elemen interaktifitas yang tinggi (informasi kompleks) sehingga harus diorganisir secara simultan.

Click for a larger image

Solusinya adalah mengintegrasikan informasi yang berasosiasi.

Memori pekerja (working memory) sebelumnya dikenal dengan memori jangka pendek (short term memory). Secara fungsi, memori ini bertugas untuk mengorganisasikan informasi, memberi makna informasi dan membentuk pengetahuan untuk disimpan di memori jangka panjang, sehingga disebut memori pekerja. Secara kapasitas, memori ini hanya dapat menyimpan (menahan) informasi dalam waktu pendek, sehingga disebut memori jangka pendek.

Teori beban kognitif (Paas, Renkl & Sweller, 2004; Sweller, 2004) menyebutkan bahwa beban kognitif dalam memori pekerja dapat disebabkan oleh tiga sumber yaitu: (1) beban kognitif instrinsik (intrinsic cognitive load); (2) beban kognitif ekstrinsik (extrinsic cognitive load) dan (3) beban kognitif konstruktif (german cognitive load).

Beban kognitif instrinsik ditentukan oleh tingkat kekompleksan informasi atau materi yang sedang dipelajari, sedangkan beban kognitif ekstrinsik ditentukan oleh teknik penyajian materi tersebut  (Sweller & Chandler, 1994). Beban kognitif intrinsik tidak dapat dimanipulasi karena sudah menjadi karakter dari interaktifitas elemen-elemen di dalam materi. Sehingga, beban kognitif intrinsik ini bersifat tetap. Namun, beban kognitif ekstrinsik dapat dimanipulasi. Teknik penyajian materi yang baik, yaitu yang tidak menyulitkan pemahaman, akan menurunkan beban kognitif ekstrinsik. Pemahaman suatu materi dapat mudah terjadi jika ada pengetahuan prasyarat yang cukup yang dapat dipanggil dari memori jangka panjang. Jika pengetahuan prasyarat ini dapat hadir di memori pekerja secara otomatis, maka beban kognitif ekstrinsik akan semakin minimum. Semakin banyak pengetahuan yang dapat digunakan secara otomatis, semakin minimum beban kognitif di memori pekerja. Dalam hal ini, kapasitas memori pekerja menjadi semakin meningkat.

Materi yang secara intrinsik mempunyai beban berat, jika disajikan dengan baik, maka proses kognitif di memori pekerja akan berjalan dengan lancar. Sebaliknya, meskipun beban kognitif intrinsik suatu materi adalah ringan, jika disajikan dengan tidak baik, seperti terlalu banyak atau acak, maka proses kognitif di memori pekerja akan berjalan dengan lambat atau berhenti.

Jika memori pekerja telah dipenuhi oleh beban kognitif intrinsik dan ekstrinsik, maka tidak ada muatan yang tersisa untuk beban kognitif konstruktif. Beban kognitif konstruktif adalah beban kognitif yang diakibatkan oleh proses kognitif yang relevan dengan pemahaman materi yang sedang dipelajari dan proses konstruksi (akuisisi skema) pengetahuan. Jika tidak ada beban kognitif konstruktif, berarti memori pekerja tidak dapat mengorganisasikan, mengkonstruksi, mengkoding, mengelaborasi atau mengintegrasikan materi yang sedang dipelajari sebagai pengetahuan yang tersimpan dengan baik di memori jangka panjang. Dengan kata lain, informasi yang disajikan tidak dipelajari dengan baik. Informasi tersebut mungkin berhasil disimpan di memori jangka panjang, tapi mungkin akan sulit dipanggil kembali atau tidak terkoneksi dengan pengetahuan yang relevan. Hal ini berakibat pada lambatnya proses pembelajaran yang terkait di masa selanjutnya.

Proses kognitif konstruktif tersebut terjadi secara otomatis jika memang ada muatan di memori pekerja yang kosong akibat dari minimalnya beban kognitif intrinsic dan ekstrinsik. Tetapi, dapat dipengaruhi oleh motivasi dan sikap siswa terhadap materi yang dipelajari. Tanpa adanya motivasi dan sikap yang baik terhadap proses pemelajaran, meskipun materi telah dimanajemen dengan baik, hasil pembelajaran mungkin tidak maksimal.

Implikasi dari fungsi memori pekerja dalam mendesain metode pembelajaran antara lain: (1) perlu memahami tingkat kekompleksan materi yang akan dipelajari atau banyaknya informasi yang akan disampaikan; (2) perlu mengetahui tingkat pengetahuan awal siswa yang akan mempelajari materi yang disampaikan; (3) meminimalkan jumlah dari beban kognitif intrinsik dan ekstrinsik; dan (4) memfasilitasi proses yang meningkatkan beban kognitif konstruktif yaitu akuisisi dan konstruksi skema pengetahuan.

Referensi

Chandler, P., & Sweller, J. (1992). The split-attention effect as a factor in the design of instruction. British Journal of Educational Psychology, 62(2), 233-246.

Paas, F, Renkl, A. & Sweller, J (2004). Cognitive Load Theory: Instructional Implications of the Interaction betweem Information Structures and Cognitive Architecture. Instructional Science, 32(1 – 2), 1 – 8.

Sweller, J. (2004). Instructional Design Consequences of an Analogy between Evolution by Natural Selection and Human Cognitive Architecture. Instructional Science, 32(1-2), 9-31.