kerangka alternatif di kalangan pelajar aliran … filemencadangkan model pembelajaran generatif...
TRANSCRIPT
KERANGKA ALTERNATIF DI KALANGAN PELAJAR ALIRAN SAINS
TINGKATAN EMPAT DALAM MEMAHAMI KONSEP ELEKTROKIMIA
NOOR AIDA BINTI HJ. SIDEK
Laporan Projek Ini Dikemukakan
Sebagai Memenuhi Sebahagian Daripada Syarat
Penganugerahan Ijazah Sarjana Muda Sains Serta Pendidikan (Kimia)
Fakulti Pendidikan
Universiti Teknologi Malaysia
JANUARI 2012
iii
DEDIKASI
Dengan Nama Allah Yang Maha Pemurah Lagi Maha Penyayang,
Selawat Dan Salam Buat Junjungan Besar Baginda Nabi Muhammad S.A.W
Setinggi-tinggi Penghargaan Buat :
Ayahanda dan Ibunda Tercinta,
Allahyarham Sidek bin Yunus dan Sabiah binti Ahmad
Terima Kasih Atas Segala Pengorbananmu,
Mengandung, Melahirkan, Menjaga Dan Mendidikku,
Sewaktu Aku Masih Kecil Hingga Dewasa Kini,
Doa Dan Restumu,
Tetap Menjadi Sumber Inspirasi Kejayaanku,
Buat Selama-lamanya.
Buat Seluruh Kekanda-Kekandaku,
Serta Adinda-Adindaku,
Hidup Ini Penuh Dengan Ranjau Yang Berliku,
Hanya Keimanan & Ketaqwaan Sebagai Bekalan,
Untuk Kalian Menempuh Segalanya.
Buat Pensyarah Teristimewa,
Khas Ku Tujukan Kepada Dr. Johari bin Surif,
Sekalung Budi Selaut Kasih,
Jasamu Akan Ku Kenang Sepanjang Masa,
Kerana Mendidik Diri Ini Menjadi Insan Berguna,
Untuk Agama, Bangsa Dan Negara.
Buat Teman Seperjuangan,
Mohd Faizal, Noor Azlina dan Norhazwani,
Hargailah Persahabatan Yang Telah Terjalin Antara Kita,
Suka Dan Duka Akan Sentiasa Terpahat Dalam Diari Hati Ini,
Teruskan Perjuangan Kalian Sehingga Ke Akhir Hayat.
iv
PENGHARGAAN
Dengan nama Allah yang Maha Pemurah lagi Maha Mengasihani
Dengan lafaz Bismillah dan pujian bagi Tuhan Ar-Rahman semoga
dilimpahkan rahmat dan payungan keberkatan serta keredhaan yang kekal
berpanjangan. Selawat dan salam buat Nabi Muhammad S.A.W, Rasul junjungan
pembawa sinar kegemerlapan, sahabat-sahabatnya dan seluruh pewaris pembawa
kebenaran.
Ribuan terima kasih dan jutaan penghargaan tidak terhingga ditujukan kepada
Dr. Johari bin Surif selaku penyelia sekaligus guru, pembimbing dan murabbi yang
melimpahkan selautan ilmu untuk penyiapan projek sarjana muda ini, didikan,
bimbingan serta teladan ikutan. Sejuta penghargaan juga atas segala nasihat dan
tunjuk ajar yang mendewasakan dan mengenal diri selaku insan di bumi bertuah,
UTM ini. Sekalung ucapan terima kasih juga kepada para pensyarah yang menjadi
penilai atas kesediaan berkongsi ilmu dan kepakaran.
Tidak lupa penghargaan buat keseluruhan pensyarah yang mengajar dan
memberikan curahan ilmu tanpa batasan dalam semua bidang yang dicurahkan. Juga
tidak lupa buat semua pengetua, guru dan pelajar yang bersedia meluangkan masa
dalam membantu menyiapkan penyelidikan ini. Keseluruhan warga Fakulti
Pendidikan, Profesor, Profesor Madya, kakitangan akademik, tenaga pentadbiran dan
kakitangan sokongan yang banyak memberi galakan dan melibatkan diri sama ada
secara langsung atau tidak langsung.
Terima kasih tidak terhingga dan semoga segala bantuan dan pertolongan
yang diberikan akan diberikan ganjaran oleh Allah S.W.T. yang Maha Pemurah lagi
Maha Pengasihani dengan rahmat dan keberkatan di dunia dan akhirat. Akhir sekali,
kemaafan jua dipohon atas segala kesilapan dan kekhilafan yang dilakukan. Salam
hormat dan ribuan terima kasih.
v
ABSTRAK
Penyelidikan ini bertujuan untuk mengenal pasti kerangka alternatif pelajar
dalam memahami konsep elektrokimia. Kajian dilaksanakan secara kualitatif dengan
menggunakan reka bentuk deskriptif. Set ujian kefahaman dibina sebagai instrumen.
Seramai seratus empat puluh empat orang pelajar tingkatan empat telah dipilih secara
rawak mudah di beberapa buah sekolah di Daerah Rembau. Data dianalisis dengan
menggunakan kaedah analisis kandungan. Analisis statistik deskriptif dalam bentuk
kekerapan dan peratusan turut digunakan dalam tatacara analisis. Dapatan
menunjukkan wujud kerangka alternatif dalam kalangan pelajar dalam pembelajaran
konsep elektrokimia. Dapatan menunjukkan kerangka alternatif dalam elektrokimia
terbahagi kepada empat: dalam memahami konsep pengaliran arus dalam elektrod
dan elektrolit, penentuan anod dan katod, dalam mengenal pasti tindak balas yang
berlaku di anod dan katod serta konsep pengoksidaan dan penurunan. Kajian ini turut
mencadangkan Model Pembelajaran Generatif bagi membantu pelajar mengatasi
kewujudan kerangka alternatif. Penyelidikan ini diharapkan memberikan implikasi
untuk mempertingkatkan keberkesanan proses pengajaran dan pembelajaran sains
khususnya kimia dan pembentukan kurikulum yang lebih berkesan ke arah
pembangunan pendidikan sains negara.
vi
ABSTRACT
The purpose of this study is to identify the student alternative
frameworks in electrochemistry. The study was carried out by qualitative
with used descriptive design. A set of comprehension test was used as the
instrument. One-hundred-and-fourty-four (N=144) students in the district of
Rembau were randomly selected. Data were analyzed using content analysis
technique. The data were also presented in frequency and percentage.
Findings of this study shows that there was an existance of an
alternative framework among students in learning of electrochemistry
concept. Findings show that an alternative framework took place in four
areas in electrochemistry: in understanding the concept of current flow in the
electrodes and the electrolyte, in determining anode and cathode, in
identifying reaction that occurs on anode and cathode as well as in the
concept of an alternative framework of oxidation and reduction. This study
also suggested that The Generative Learning Model should be used in
assisting students to overcome their alternative frameworks. The findings of
this research were hoped to highlight the implication as to increase the
effectiveness of teaching and learning process in science and shed come
lights on the formulation of authentic curriculum towards the development
of national science education.
vii
SENARAI KANDUNGAN
BAB PERKARA MUKA SURAT
Borang pengesahan status tesis
Pengesahan penyelia
Judul i
Pengakuan ii
Dedikasi iii
Penghargaan iv
Abstrak v
Abstract vi
Kandungan vii
Senarai jadual xii
Senarai rajah xiv
Senarai lampiran xv
Senarai singkatan xvi
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Pengenalan 1
1.2 Latar Belakang Masalah 3
viii
1.2.1 Kerangka Alternatif 4
1.2.2 Ciri - Ciri Kerangka Alternatif 5
1.2.3 Faktor Yang Mempengaruhi Kerangka
Alternatif 6
1.2.3.1 Pengajaran Guru Bersifat Tradisi 7
1.2.3.2 Masalah Dari Segi Bahasa dan
Pengalaman Harian 9
1.2.4 Implikasi Kerangka Alternatif Dalam Proses
Pengajaran Dan Pembelajaran 10
1.3 Pernyataan Masalah 12
1.4 Objektif Kajian 13
1.5 Persoalan Kajian 13
1.6 Kepentingan Kajian 14
1.7 Batasan Kajian 15
1.8 Definisi Operasi 15
1.8.1 Kerangka alternatif 15
1.8.2 Elektrolisis 16
1.8.3 Elektrod 16
1.8.4 Elektrolit 16
1.8.5 Sel Elektrolisis 16
1.8.6 Kimia 16
1.8.7 Konsep 17
1.8.8 Perubahan Konsep 17
1.9 Penutup 17
BAB 2 TINJAUAN LITERATUR
2.1 Pengenalan 18
2.2 Kerangka Alternatif Dalam Kalangan Pelajar 19
ix
2.3 Kerangka Alternatif di Kalangan Pelajar dalam
Memahami Konsep Elektrokimia 20
2.3.1 Kerangka alternatif pelajar dalam konsep
pengaliran arus dalam elektrod dan dalam
elektrolit 22
2.3.2 Kerangka alternatif pelajar dalam
menentukan anod dan katod 24
2.3.3 Kerangka alternatif pelajar dalam mengenal
pasti tindak balas yang berlaku di anod
dan katod 25
2.3.4 Kerangka alternatif pelajar dalam konsep
pengoksidaan dan penurunan 25
2.3.5 Kerangka alternatif pelajar dalam konsep
elektrolit 26
2.4 Penutup 27
BAB 3 METODOLOGI
3.1 Pengenalan 28
3.2 Rekabentuk Kajian 28
3.3 Lokasi Kajian 30
3.4 Sampel dan Populasi Kajian 31
3.5 Instrumentasi Kajian 33
3.5.1 Set Ujian Kefahaman 33
3.6 Jangka Masa Kajian 35
3.7 Kajian Rintis 35
3.8 Prosedur Kajian 36
3.9 Kaedah Analisis Data 37
3.10 Penutup 38
x
BAB 4 ANALISIS DATA
4.1 Pengenalan 39
4.2 Bahagian A : Latar Belakang Responden 40
4.2.1 Latar Belakang Responden Mengikut Jantina 40
4.2.2 Latar Belakang Responden Mengikut Bangsa 41
4.2.3 Latar Belakang Responden Mengikut Agama 41
4.2.4 Latar Belakang Responden Mengikut Jenis
Sekolah 42
4.2.5 Latar Belakang Responden Mengikut
Keputusan Peperiksaan Terkini Dalam
Mata Pelajaran Kimia 43
4.3 Kerangka Alternatif Pelajar Dalam Konsep Pengaliran
Arus Dalam Elektrod dan Dalam Elektrolit 44
4.4 Kerangka Alternatif Pelajar Dalam Menentukan
Anod dan Katod 47
4.5 Kerangka Alternatif Pelajar Dalam Mengenal Pasti
Tindak Balas Yang Berlaku Di Anod dan Katod 49
4.6 Kerangka Alternatif Pelajar Dalam Konsep
Pengoksidaan dan Penurunan 51
4.7 Penutup 54
xi
BAB 5 PERBINCANGAN, RUMUSAN DAN CADANGAN
5.1 Pengenalan 55
5.2 Ringkasan Kajian 56
5.3 Perbincangan Dapatan Kajian 56
5.3.1 Latar Belakang Responden 57
5.3.2 Kerangka Alternatif Dalam Konsep
Pengaliran Arus Dalam Elektrod Dan
Dalam Elektrolit 58
5.3.3 Kerangka Alternatif Pelajar Dalam Menentukan
Anod dan Katod 59
5.3.4 Kerangka Alternatif Pelajar Dalam Mengenal Pasti
Tindak Balas Yang Berlaku Di Anod dan Katod 60
5.3.5 Kerangka Alternatif Pelajar Dalam Konsep
Pengoksidaan dan Penurunan 60
5.4 Rumusan Kajian 61
5.5 Implikasi Kajian 63
5.5.1 Proses Pengajaran Dan Pembelajaran 63
5.5.2 Pembentukan Kurikulum 66
5.5.3 Langkah Mengatasi Permasalahan
Kerangka Alternatif Pelajar 67
5.6 Cadangan Kajian Lanjutan 69
5.7 Penutup 71
RUJUKAN 72-81
LAMPIRAN 82-95
xii
SENARAI JADUAL
JADUAL TAJUK MUKA SURAT
2.1 Kerangka alternatif pelajar dalam elektrokimia
berdasarkan kajian Garnett dan Treagust 22
3.1 Jadual Penentuan Saiz Sampel, Krejcie, R.V.
dan Morgan, D.W. 32
3.2 Latar belakang responden yang menjawab
Set Ujian Kefahaman 32
3.3 Taburan bahagian set ujian kefahaman 33
3.4 Taburan item mengikut aspek-aspek
kerangka alternatif pelajar dalam
memahami konsep elektrokimia 34
4.1 Taburan kekerapan dan peratusan pelajar
mengikut jantina 40
4.2 Taburan kekerapan dan peratusan pelajar
mengikut bangsa 41
4.3 Taburan kekerapan dan peratusan pelajar
mengikut agama 42
xiii
4.4 Taburan kekerapan dan peratusan pelajar
mengikut jenis sekolah yang dipilih 42
4.5 Taburan kekerapan dan peratusan pelajar mengikut
keputusan peperiksaan terkini dalam mata
pelajaran kimia 43
4.6 Pengkonsepan pelajar terhadap konsep pengaliran
arus dalam elektrod dan dalam elektrolit 44
4.7 Pengkonsepan pelajar dalam menentukan anod
dan katod 47
4.8 Pengkonsepan pelajar dalam mengenal pasti
tindak balas yang berlaku di anod dan katod 49
4.9 Pengkonsepan pelajar terhadap terhadap
konsep pengoksidaan dan penurunan 52
5.1 Kerangka alternatif pelajar dalam
memahami konsep elektrokimia tentang
sel elektrolisis dan sel kimia 62
5.2 Fasa aktiviti pengajaran dan pembelajaran
Model Pembelajaran Generatif 64
xiv
SENARAI RAJAH
RAJAH TAJUK MUKA SURAT
2.1 Pemikiran Pelbagai Aras Johnstone 20
3.1 Reka Bentuk Kajian 30
xv
SENARAI LAMPIRAN
LAMPIRAN TAJUK MUKA SURAT
A Set Ujian Kefahaman 82
B Surat Pengesahan Menjalankan Kajian
Kementerian Pelajaran Malaysia 89
C Surat Pengesahan Menjalankan Kajian
Jabatan Pelajaran Negeri Sembilan 90
D Surat Pengesahan Pelajar 91
E Surat Pengesahan Menjalankan Kajian 92
F Akuan Pengesahan Penyemakan Instrumen
Kajian Daripada Pakar 94
xvi
SENARAI SINGKATAN
NAMA SINGKATAN NAMA PENUH
EPRD Bahagian Perancangan Dan Penyelidikan
Dasar Pendidikan
KBSM Kurikulum Bersepadu Sekolah Menengah
KBSR Kurikulum Bersepadu Sekolah Rendah
KPM Kementerian Pelajaran Malaysia
PPK Pusat Perkembangan Kurikulum
SPM Sijil Pelajaran Malaysia
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Pengenalan
Pendidikan di Malaysia adalah suatu usaha berterusan untuk
memperkembangkan lagi potensi individu secara menyeluruh dan bersepadu untuk
melahirkan insan yang seimbang, harmoni dan bermoral tinggi (Kementerian
Pelajaran Malaysia, 2001). Kerajaan telah mewujudkan Kurikulum Bersepadu
Sekolah Rendah (KBSR) dan Kurikulum Bersepadu Sekolah Menengah (KBSM)
untuk melahirkan warganegara yang seimbang dari aspek jasmani, emosi, rohani,
intelek dan sahsiah (JERIS) berdasarkan kepercayaan dan kepatuhan kepada Tuhan
(Pusat Perkembangan Kurikulum, 1988). Bermula dengan Kurikulum Kimia Tradisi
berubah kepada Kurikulum Kimia Moden (1972), seterusnya Kimia KBSM (1989)
dan yang terbaru Kimia KBSM baru (yang disemak semula, 2002). Perubahan ini
dilakukan untuk memenuhi inspirasi negara untuk menjadikan Malaysia negara maju
pada tahun 2020. Malaysia sebagai sebuah negara yang sedang berusaha mencapai
taraf negara maju menjelang tahun 2020, telah meletakkan bidang sains dan
teknologi sebagai salah satu pra-syarat bagi mencapai hasrat tersebut (Azizi, 2006).
Pengajaran dan pembelajaran sains amat penting untuk mewujudkan
masyarakat yang berfikiran saintifik kerana melalui cara ini pelajar dapat lebih
memahami fenomena harian dan menilai kejadian alam secara saintifik. Tetapi pada
masa kini, ramai pelajar di peringkat menengah tinggi enggan mengambil jurusan
sains tulen kerana bagi mereka mata pelajaran seperti kimia, fizik dan biologi
2
dianggap terlalu susah dipelajari dan untuk lulus dengan cemerlang (Pusat
Perkembangan Kurikulum, 1996). Penyataan ini amat membimbangkan dan boleh
memandulkan hasrat Negara untuk merealisasikan Wawasan 2020. Maka pada tahun
1999-2000, kurikulum sains KBSM disemak semula setelah lebih 10 tahun digubal.
Penyemakan ini dilaksanakan bagi memastikan kurikulum yang digunakan dapat
memenuhi keperluan negara yang memerlukan tenaga kerja yang berpengalaman
serta mahir. Kurikulum sains bertujuan melahirkan pelajar yang mempunyai
pengetahuan dan kemahiran dalam bidang sains dan teknologi serta mampu
mengaplikasikan pengetahuan dan kemahiran secara saintifik dalam kehidupan
harian (PPK 1996).
Dalam proses pengajaran dan pembelajaran sains, konsep merupakan asas
yang perlu difahami, dibina dan dikuasai oleh pelajar. Konsep sains terbentuk dalam
diri pelajar secara beransur-ansur melalui pengalaman mereka sebagai pelajar dan
melalui interaksi terhadap alam persekitarannya. Tanpa pembinaan konsep yang
sebenar, perbincangan guru dan pelajar hanya terhad kepada perolehan fakta dan
penjelasan kejadian secara tersendiri tanpa menyedari kewujudan kerangka alternatif
dalam kalangan pelajar (Sharifah Alwiah, 1987). Pembinaan konsep merupakan
pendekatan yang semakin diterima oleh penyelidik dan pendidik sains bagi
menjelaskan bagaimana pelajar mempelajari sains. Satu kajian telah membuktikan
bahawa minda pelajar tidak seperti tin kosong sehinggakan ilmu pengetahuan sains
dapat dipindahkan secara langsung oleh guru kepada pelajar tetapi pembinaan
konsep tersendiri ini adalah hasil daripada pelbagai interaksi pelajar dengan
persekitaran, rakan sebaya, media begitu juga dengan budaya dan bahasa setempat
yang kesemua faktor ini boleh mewujudkan kerangka alternatif (Mohd Yusof,
1998). Kerangka alternatif diberikan pelbagai istilah seperti prakonsepsi, idea,
tanggapan, kepercayaan, intuisi, intuitif, teori mini, sains kanak-kanak, salah
konsepsi, kerangka alternatif, konsep alternatif dan sebagainya (Abimbola, 1996).
Walau bagaimanapun, dalam kajian ini, istilah kerangka alternatif akan digunakan.
3
1.2 Latar Belakang Masalah
Secara umumnya kaedah sains merangkumi beberapa proses yang kompleks,
iaitu, mengenal pasti masalah, mengkaji dan mengenali faktor-faktor yang terlibat
dengan permasalahan, membuat jangkaan (hipotesis), memilih hipotesis, merangka
kaedah untuk mengumpul maklumat, menguji hipotesis, mengumpul data,
menganalisis data dan membuat keputusan serta kesimpulan. Hasil kajian telah
dijalankan mendapati masalah yang dihadapi oleh pelajar berpunca daripada
kesukaran memahami konsep, kurang kecekapan dalam penulisan persamaan, kurang
kemahiran penyelesaian masalah dan melukis gambarajah untuk mewakili sesuatu
radas dan konsep. Pendapat sedemikian disokong oleh kajian yang telah dibuat oleh
Sutton (1977) yang menyatakan bahawa Kimia merupakan salah satu matapelajaran
yang susah dikuasai oleh pelajar kerana kurang pengetahuan asas dan lemah dalam
penguasaan konsep yang terlibat dalam sesuatu topik Kimia. Kaedah tradisi yang
mengutamakan guru bertindak sebagai penyampai pengetahuan tidak berkesan bagi
mengubah konsepsi pelajar dari idea yang salah kepada konsep yang diterima oleh
ahli sains.
Kaedah pengajaran sains di Malaysia masih bersifat tradisi yang
mengutamakan pengajaran berpusatkan guru. Kegiatan pembelajaran pula biasanya
menekan pengetahuan fakta untuk lulus peperiksaan dan menggalakkan penerimaan
maklumat secara pasif. Guru dan pelajar jarang soal-menyoal tentang apa yang
sedang dipelajari. Nilai tradisi timur menyebabkan pelajar berpegang kepada apa
yang dicurah oleh guru tanpa menyoal dan mereka menganggap guru mengetahui
semua perkara. Telah ditegaskan di atas bahawa kaedah mengajar yang hanya
memberitahu pelajar tentang fakta atau konsep yang betul tidak mampu untuk
melenyapkan salah konsepsi di kalangan pelajar atau membetulkan konsepsi awal.
Perubahan konsep akan berlaku dengan pendekatan khusus terhadap sasaran salah
konsepsi tertentu. Untuk mencapai matlamat, kurikulum perlu pertimbangkan idea
yang dibawa oleh pelajar ke dalam situasi pembelajaran. Guru pula perlu dilengkapi
dengan idea dan strategi mengatasinya. Kurikulum perlu diubah suai supaya guru
mempunyai masa melaksanakan strategi tersebut atau memilih pembelajaran konsep.
4
Pendekatan mengajar dan pembelajaran telah disemadikan dalam dua bentuk iaitu
pengajaran berorientasi penyampaian ilmu dan pembelajaran berorientasi hafalan dan
peperiksaan. Budaya ini harus digunakan sebagai latar belakang bagi membentuk
sesuatu inovasi. Begitu juga untuk penyelesaian perlaksanaan sesuatu inovasi. Pelajar
perlu berusaha untuk membina konsep sains dengan tepat dalam mempelajari
matapelajaran sains. Ia melibatkan usaha menyelesaikan masalah, membina
keputusan, berfikir secara kritis dan kreatif. Melalui usaha tersebut, pelajar berharap
dapat menguasai dan memahami kimia dengan berkesan. Malangnya wujud pelbagai
kerangka alternatif yang menghalang penguasaan pelajar.
1.2.1 Kerangka Alternatif
Kerangka alternatif ditakrifkan sebagai suatu keadaan yang melibatkan
pengetahuan dan konsep pelajar tidak setara atau tidak sama dengan fakta dan
konsep saintifik yang biasa diterima dan tidak berupaya untuk menerangkan
fenomena saintifik (Cho, Kahle dan Nordland, 1985; Bodner, 1986). Fisher dan
Lipson (1986) pula menerangkan bahawa kerangka alternatif ini boleh
diklasifikasikan kepada beberapa dimensi seperti (1) mempunyai hubungan yang
salah antara konsep, (2) kekurangan hubungan penting antara konsep, (3)
mempunyai pemahaman yang salah terhadap sesuatu konsep, (4) kekurangan konsep
yang penting dan sebagainya. Kerangka alternatif dalam kajian ini ditakrifkan
sebagai suatu keadaan yang menyebabkan pelajar memegang pengetahuan dan
konsep yang dipengaruhi oleh pengalaman kehidupan seharian yang mengakibatkan
konsep dan pengetahuan ini adalah tidak setara atau tidak sama dengan fakta dan
konsep saintifik dalam menerangkan fenomena saintifik.
Istilah prakonsepsi digunakan untuk menamakan kerangka alternatif yang
dipunyai oleh kanak-kanak sebelum mengikut pengajaran formal. Selain daripada
istilah prakonsepsi, istilah lain juga digunakan seperti konsepsi alternatif, salah
konsep, miskonsepsi, kerangka alternatif dan sains kanak-kanak untuk menamakan
tanggapan salah pelajar itu. Pelajar sejak kecil lagi telah berinteraksi dengan alam
5
keliling dan melalui interaksi itu mereka telah membentuk kerangka alternatif
mengenai fenomena alam, walaupun belum lagi menerima pendidikan atau diajar
secara formal. Kanak-kanak sudah mula membentuk idea-idea atau kerangka
alternatif tentang konsep sains melalui interaksi mereka dengan alam kehidupan
seharian. Mereka telah memperolehi secara tidak formal konsepsi sains, yang disebut
sebagai prakonsep, bagi menerangkan fenomena sekeliling dunia mereka. Ini
bermakna kanak-kanak, apabila memasuki sekolah akan membawa masuk bersama
mereka kerangka alternatif tersebut. Yang menjadi masalah adalah penerangan yang
diberi itu biasanya berbeza daripada apa yang diterima oleh saintis. Kebanyakan idea
mereka adalah kerangka alternatif, berbeza dengan konsep saintifik. Bilangan
penyelidikan mengenai kerangka alternatif dan kerangka kerja konseptual dalam
sains telah meningkat dengan mendadak kebelakangan ini dan subjek ini merupakan
satu bidang inkuiri yang masih berkembang. Dalam kebanyakan kajian, isu utama
adalah untuk mengenal pasti kewujudan kerangka alternatif (Griffith et. al 1988).
1.2.2 Ciri - Ciri Kerangka Alternatif
Menurut Gunstone (1995) kerangka alternatif yang dimiliki oleh pelajar
merupakan idea dan kepercayaan yang berbeza dengan pandangan ahli sains,
dipegang dengan kukuh dan menjadi batu penghalang dalam proses pembelajaran
dan pengajaran. Kebiasaannya, pelajar seringkali telah mempunyai pemahaman yang
tersendiri mengenai sesuatu konsep sains walaupun belum mengikuti sesuatu
pembelajaran formal. Kesannya, bukan sahaja akan menyukarkan penerimaan
pengajaran semasa pembelajaran, bahkan amat sukar untuk mengubahnya secara
pengajaran sains. Osborne dan Freyberg (1985) meringkaskan sifat-sifat kerangka
alternatif pelajar dalam sains seperti berikut:
i. Sebelum sebarang pengajaran dan pembelajaran sains formal, pelajar
telah membentuk makna-makna tersendiri terhadap kebanyakan konsep
sains yang berbeza daripada pandangan ahli sains.
6
ii. Pandangan pelajar mengenai fenomena alam akan dipegang teguh oleh
mereka.
iii. Kerangka alternatif bersifat kukuh dan amat sukar untuk diubahsuai atau
dibuang daripada pemikiran pelajar. Penggunaannya yang berterusan dan
berulang-ulang, akan menyebabkan tanggapan awal yang dibina dalam
minda pelajar semakin kukuh serta berlawanan dengan konsep sains
sebenar.
iv. Akhirnya, ia akan membentuk suatu benteng atau tembok penghalang
proses kognitif dalam pembelajaran pelajar. Kajian yang dilakukan turut
mengesahkan keupayaan kerangka alternatif sebagai penghalang
penerimaan pelajar terhadap sesuatu penerangan saintifik yang
disampaikan dalam kuliah apabila konsep sebenar tersebut berlawanan
dengan konsep alternatif yang ditanggapi pelajar sebelum itu.
1.2.3 Faktor Yang Mempengaruhi Kerangka Alternatif
Kerangka alternatif yang wujud dalam kalangan pelajar merupakan konsep
yang bertentangan dengan ahli sains. Perbezaan pandangan antara pelajar-pelajar
dengan ahli sains mengenai sesuatu fenomena alam telah menimbulkan pelbagai
masalah dan kesulitan dalam pengajaran dan pembelajaran sains. Menurut Johnstone
(1991, 1993), antara faktor-faktor yang menyebabkan kerangka alternatif berlaku
adalah kaedah pengajaran guru, penggunaan bahasa dan pengalaman harian. Maka, ia
akan membantutkan proses pengajaran dan pembelajaran. Osborne, Bell dan Gillbert
(1983) telah meringkaskan faktor-faktor yang menyebabkan perbezaan pandangan
antara pelajar dengan ahli sains. Ini disebabkan oleh:
i. Pandangan berpusatkan diri dan insan. Pelajar-pelajar menganggapkan
benda atau situasi sebagai pengalaman manusia dan nilai-nilai yang
berkaitan. Persepsi berpusatkan insan agak berbeza sedikit daripada
7
pandangan sains yang dianggapkan lebih bersifat analitis dan jarang
dipengaruhi sebarang perasaan.
ii. Menyifatkan sesuatu benda dengan ciri manusia atau haiwan. Pelajar
menyifatkan sesuatu benda itu sebagai objek yang mempunyai
perasaan, daya dan tujuan.
iii. Benda yang tidak terlihat maka ia tidak wujud. Pelajar tidak
menganggapkan sesuatu kuantiti fizikal wujud dalam sesuatu
keadaaan sekiranya kesan kuantiti tersebut tidak boleh dilihat. Sebagai
contoh apabila tidak lagi terlihat cecair (air) bertukar kepada gas
(stim), pelajar selalunya akan menjelaskan bahawa gas (wap air) yang
terhasil mengandungi bahan yang tidak kelihatan juga seperti gas
hidrogen dan gas oksigen.
Seterusnya, beberapa penulisan yang berkaitan telah mencadangkan faktor-
faktor yang menyebabkan wujudnya kerangka alternatif adalah seperti berikut:
1.2.3.1 Pengajaran Guru Bersifat Tradisi
Menurut Helm (1980), menyatakan bahawa guru menjadi faktor utama yang
menyebabkan kerangka alternatif yang berlaku di kalangan pelajar di samping
kandungan buku teks dan kertas peperiksaan sebagai penyumbang yang memberi
kesan yang sama. Sehubungan itu, ia juga disebabkan oleh perkembangan intelek
pelajar yang tidak sepadan dengan isi kandungan kursus yang diikuti. Ivowi (1984)
menegaskan bahawa kerangka alternatif di kalangan pelajar adalah disebabkan oleh
kaedah pengajaran guru dan kandungan buku teks. Pelajar juga akan kehilangan
minat dan akhirnya merasakan bahawa pembelajaran sains amat membosankan
(Hudson, 1990; Screen, 1986 dan Tobin, 1986).
Hal ini bukanlah disebabkan oleh jenis sekolah yang pelajar-pelajar hadir.
Sikap peribadi guru memberi ke atas kesukaran pelajar menyelesaikan masalah
kimia. Biasanya kerangka alternatif kerangka alternatif berlaku apabila dipindahkan
8
daripada seseorang kepada seseorang yang lain. Ini menunjukkan jika kerangka
alternatif dipegang oleh guru, ia akan disampaikan kepada tanpa disedari. Guru
sebagai penyampai maklumat utama konsep sains di sekolah maka pemahaman
konsep sains oleh guru sangat penting supaya tidak menyampaikan pengajaran yang
salah kepada pelajar. Selain itu, guru perlu bersedia merancang aktiviti pengajaran
dan pembelajaran yang sesuai supaya pengajaran lebih berkesan dengan mengadakan
pelbagai strategi dan pendekatan. Guru juga perlu memilih isi pengajaran dengan
mengadakan aktiviti yang bersesuaian (Abu Hassan, 2003). Keadaan ini diperlukan
kerana terdapat segelintir guru tidak bersedia untuk mengajar contohnya sikap malas
guru untuk membuat rujukan yang lebih lanjut dan cara pengajaran yang kurang
efektif akan membuat pelajar tidak minat untuk belajar. Ini secara tidak langsung
menyebabkan kekurangan penumpuan pelajar terhadap pengajaran guru seterusnya
akan menjejaskan pencapaian seseorang pelajar.
Di samping itu, pengajaran guru yang berkesan adalah bergantung kepada
bagaimana seseorang guru menggunakan kaedah dan teknik pengaran. Ini kerana
teknik pengajaran merupakan salah satu punca pelajar lemah dalam menyelesaikan
masalah kimia. Guru perlu memenuhi sekurang-kurangnya tiga bidang pengetahuan.
Pertama, guru perlu memiliki pengetahuan asas yang kompeten mengenai mata
pelajaran yang diajar serta kefahaman yang baik mengenai struktur subjek, konsep,
fakta dan kesimpulan umum yang saling berkaitan. Kedua, guru perlu memberi
perhatian kepada pertumbuhan intelektual pelajar dan tahap kefahaman serta
pengetahuan mereka dalam aktiviti pengajaran dan pembelajaran. Ketiga, guru
mestilah memahami pelbagai prinsip psikologi. Oleh itu, tindakan yang sesuai yang
diambil oleh guru adalah untuk membantu dan mengukuhkan lagi kefahaman pelajar.
Pengajaran kimia yang berkesan diperlukan dan ia bergantung kepada bagaimana
sesuatu konsep disampaikan oleh guru supaya menjadi kekal sebagai konsep yang
tersusun dalam minda pelajar (Mohd. Noor, 1993). Ini disebabkan apabila guru
memperkenalkan sesuatu konsep sains yang berbeza dengan kerangka alternatif
pelajar, masalah kekeliruan dan sukar menerima maklumat tersebut akan timbul.
Maka, menjadi cabaran utama dan tanggungjawab kepada guru untuk mengenal pasti
kerangka alternatif yang terbentuk dan mencari jalan penyelesaiannya.
9
1.2.3.2 Masalah Dari Segi Bahasa dan Pengalaman Harian
Proses penyampaian yang sangat luas dalam kehidupan manusia ialah melalui
komunikasi. Bahasa ialah alat komunikasi yang penting dalam pembelajaran.
Komunikasi yang berkesan ialah ransangan yang diusahakan dan disasarkan oleh
pengirim atau penerima. Guru kimia di sekolah menengah haruslah menggunakan
bahasa sains yang mudah dan tepat agar sesuatu konsep yang hendak disampaikan
oleh pengajarannya mudah diterima dan dicapai oleh pelajar. Ini secara tidak
langsung dapat meningkatkan tahap pemahaman pelajar terhadap sesuatu konsep
sains. Dalam pembelajaran di sekolah, pelajar yang mempelajari subjek sains seperti
kimia, konsep dan idea sains adalah dinyatakan dalam bahasa saintifik. Bahasa
saintifik ini mempunyai istilah yang akan membawa maksud tertentu yang tepat.
Menurut Bergquist dan Heikkinen (1990), suatu perkataan akan digunakan dalam
setiap bahasa, tetapi mempunyai maksud yang berlainan. Oleh itu, masalah yang
selalu dihadapi oleh pelajar dalam menguasai mata pelajaran kimia ialah kesukaran
untuk memahami istilah kimia yang berbeza dengan bahasa harian pelajar. Maka,
pada masa yang singkat untuk mendedahkan terlalu banyak istilah saintifik yang baru
kepada pelajar akan mengakibatkan pelajar tidak dapat memahami tentang konsep
yang dibawa oleh istilah tersebut semasa pengajaran guru.
Di samping itu, bahasa adalah sesuatu yang abstrak. Menurut Ayas dan
Demirbas (1997), menyatakan bahawa terdapat konsep dalam kimia yang berbeza
daripada maksud dalam kehidupan harian dan abstrak dan ini membawa kesukaran
kepada pelajar memahami bahasa dalam kimia. Dengan kebanyakan konsep yang
dipelajari dalam kimia tidak mempunyai contoh–contoh yang boleh dilihat maka ia
akan dipelajari melalui definisi sahaja. Oleh itu, maka tidak hairanlah bahawa pelajar
tidak dapat menguasai konsep dengan baik dan tepat. Pemahaman terhadap sesuatu
konsep adalah di peringkat luaran sahaja dan tidak melibatkan pengertian yang
sebenar. Seterusnya, Head (1986) pula menyatakan bahawa kerangka alternatif
wujud di kalangan pelajar berpunca daripada pengalaman dan pemerhatian,
pengeliruan tentang analogi, penggunaan metafora, kebudayaan, rakan sebaya dan
sumber idea asal.
10
Bahasa harian yang merupakan medium komunikasi adalah salah satu faktor
yang membentuk kerangka alternatif. Contohnya, perkataan zarah dalam sains
selalunya dirujuk kepada satu atom, molekul atau ion, tetapi dalam sebutan biasa, ia
merujuk kepada bahan seni yang tidak kelihatan. Istilah sains seperti kerja, daya,
zarah, tenaga, binatang dan lain-lain lagi seringkali mempunyai makna dalam bahasa
harian. Mohammad Yusof (1998), Mohammad Yusof, et al. (2002) turut
menerangkan bahawa faktor bahasa dan budaya turut memainkan peranan yang
utama dalam membentuk kerangka alternatif pelajar seperti kaedah fizik diterangkan
sebagai kaedah untuk memisahkan sesuatu campuran di United Kingdom tetapi di
Malaysia ianya dianggap oleh pelajar sebagai kaedah yang mudah. Memandangkan
kebanyakan istilah sains dipinjam daripada Bahasa Inggeris, kerangka alternatif
berkaitan faktor bahasa dan budaya menjadi sesuatu yang penting.
1.2.4 Implikasi Kerangka Alternatif Dalam Proses Pengajaran Dan
Pembelajaran
Sesetengah pelajar didapati mempunyai pengetahuan sedia ada dalam konsep
yang telah diajar tetapi kebanyakan idea itu tidak selaras dengan pendapat saintis.
Beberapa kerangka alternatif itu telah diperolehi sebelum mereka menerima
pendidikan formal di sekolah. Mereka sudah membentuk idea tentang konsep sains
hasil daripada pengalaman kehidupan seharian. Pembelajaran hasil interaksi mereka
dengan alam sekeliling telah menghasilkan tanggapan konsep yang berbeza daripada
penerangan konsep yang dipegang oleh saintis atau pandangan saintifik yang
diterima. Beberapa kajian telah menunjukkan sebahagian besar konsep awal atau
kerangka alternatif itu disimpan kekal dalam kognitif pelajar dan tidak mudah
dinyahkan walaupun mereka didedahkan konsepsi atau penerangan konsep yang
betul dalam pendidikan secara formal. Pelajar masih menggunakan kerangka
alternatif sebagai alternatif untuk menerangkan fenomena sains.
11
Hasil kajian menunjukkan bahawa kerangka alternatif yang ada pada murid-
murid dan pelajar menjadi penghalang kepada pembelajaran konsep sains yang
diterima pakai oleh saintis seperti yang diajar oleh guru di sekolah dan universiti.
Mereka secara sedar atau tidak lebih cenderung menggunakan kerangka alternatif
yang telah lama wujud dalam kerangka kognitif mereka. Adakala mereka mengekal
konsep baru yang diajar oleh guru bersama dengan kerangka alternatif. Mereka
saling menggunakan kedua-dua konsep. Mereka mungkin dapat menjawab soalan
peperiksaan akhir tahun, yang tidak mencabar dengan menggunakan konsep baru
yang betul dan menukar semua kepada kerangka alternatif dalam keadaan lain. Oleh
sebab kerangka alternatif lebih kukuh, konsep baru mungkin mudah padam dari
ingatan. Kerangka alternatif akan terus kekal, jika tidak diperbetulkan walaupun
pelajar telah menamatkan pelajaran mereka di peringkat tinggi.
Sejak awal 1980-an hingga tahun 1990-an, banyak penyelidikan
menunjukkan fenomena itu menjadi penghalang kepada pembelajaran konsep sains
yang diajar di sekolah dan peringkat tinggi. Pelajar sekolah tidak mudah melepaskan
kerangka alternatif, walaupun guru telah mengajar konsep yang diguna oleh saintis.
Pelajar lebih cenderung menggunakan kerangka alternatif walaupun mereka telah
didedahkan kepada konsep saintifik seperti diajar oleh guru. Pelajar tidak selesa
dengan konsep saintifik sebab lebih selesa dengan kerangka alternatif yang telah
dibentuk lama dengan lebih kukuh dalam kognitif. Kerangka alternatif tidak mudah
dinyahkan dan didapati akan terus kekal walaupun hingga ke peringkat pendidikan
tinggi.
12
1.3 Pernyataan Masalah
Proses pembelajaran dan pengajaran sains seringkali dihalang oleh pelbagai
punca yang menjejaskan usaha-usaha untuk menguasainya. Kerangka alternatif
dikenalpasti oleh kebanyakan pengkaji sebagai punca yang menghalang proses
pembelajaran dan pengajaran sains (Gilbert, et al., 1982; Driver, et al., 1985;
Anderson, 1990; Jones, 1984; Mohammad Yusof, 1995, 1998, 2000, 2001; Johari,
2003, 2004). Idea awal yang dipegang oleh pelajar adalah kukuh dan sukar diubah
walaupun telah dikemukakan dengan konsep saintifik. Menurut Gunstone (1995),
kerangka alternatif yang dipegang pelajar adalah kukuh dan akan menghambat
proses pengajaran dan pembelajaran. Jika kerangka alternatif pelajar diabaikan atau
tidak ditangani dengan baik, kerangka alternatif ini akan tetap kekal walaupun dalam
peperiksaan mereka mungkin memberi jawapan seperti yang dikehendaki oleh guru.
Oleh itu, sebelum pembelajaran formal diadakan, para guru seharusnya mengenal
pasti kerangka alternatif yang mungkin wujud di kalangan pelajar supaya kerangka
alternatif ini dapat diubah kepada konsep saintifik selepas proses pengajaran dan
pembelajaran dijalankan.
Hasil kajian lepas telah menunjukkan bahawa pelajar sering membina teori
mereka tentang fenomena alam semula jadi sebelum pembelajaran formal
didedahkan. Konsep yang dibina oleh pelajar yang tidak selari dengan konsep yang
dimaksudkan oleh ahli sains ini diberikan pelbagai istilah antaranya adalah
prakonsepsi (Novak, 1977), miskonsepsi (Helm, 1980), konsepsi alternatif (Gilbert
dan Swift, 1985; Abimbola, 1988), kerangka alternatif (Driver, 1981; Palmer, 1993),
sains kanak-kanak (Gilbert et al., 1982) dan sebagainya. Kajian ini dijalankan bagi
mengenal pasti kerangka alternatif pelajar dalam memahami topik elektrokimia.
Pelajar didapati sukar memahami dan mempelajari konsep sains di semua peringkat
persekolahan. Masalah ini telah menjadi serius dan pada tahap yang amat
membimbangkan (Hillar Saus dan Eve Kikas, 2003). Masalah ini disebabkan oleh
kewujudan kerangka alternatif dalam pengkonsepan pelajar. Kerangka alternatif
tersebut menyebabkan para pelajar sukar menguasai ketiga-tiga aras pengkonsepan
kimia iaitu aras makroskopik, mikroskopik dan simbolik bagi memahami dan
13
menguasai konsep elektrokimia. Berasaskan kepada keadaan inilah pengkaji telah
membuat penyelidikan yang bertujuan untuk mengenal pasti kerangka alternatif
pelajar dalam memahami konsep elektrokimia. Melalui kajian ini, kewujudan
kerangka alternatif yang dialami oleh pelajar dapat diketahui dengan lebih
mendalam.
1.4 Objektif Kajian
Kajian ini dijalankan bertujuan untuk mengenal pasti kerangka alternatif
pelajar dalam memahami konsep elektrokimia. Secara khusus kajian ini bertujuan
untuk mengkaji:-
i. Kerangka alternatif pelajar dalam konsep pengaliran arus dalam
elektrod dan dalam elektrolit
ii. Kerangka alternatif pelajar dalam menentukan anod dan katod
iii. Kerangka alternatif pelajar dalam mengenal pasti tindak balas yang
berlaku di anod dan katod
iv. Kerangka alternatif pelajar dalam konsep pengoksidaan dan
penurunan
1.5 Persoalan Kajian
Persoalan kajian dalam penyelidikan ini ialah:
i. Apakah kerangka alternatif pelajar dalam konsep pengaliran arus dalam
elektrod dan dalam elektrolit?
ii. Apakah kerangka alternatif pelajar dalam menentukan anod dan katod?
14
iii. Apakah kerangka alternatif pelajar dalam mengenal pasti tindak balas yang
berlaku di anod dan katod?
iv. Apakah kerangka alternatif pelajar dalam konsep pengoksidaan dan
penurunan?
1.6 Kepentingan Kajian
Kajian ini bertujuan untuk mengenal pasti kerangka alternatif yang sering
dilakukan oleh pelajar dalam topik elektrokimia. Dalam kajian ini, konsep
elektrokimia dipilih memandangkan terdapat kajian yang menyatakan wujud
kerangka alternatif di kalangan pelajar yang mempelajari topik elektrokimia. Kajian
yang dijalankan oleh Garnet dan Treagust (1992) di salah sebuah sekolah tinggi di
Australia mendapati bahawa pelajar menghadapi kerangka alternatif dalam meramal
hasil elektrolisis dan menentukan elektrod lengai atau elektrod tidak lengai. Selain
itu, hasil pemerhatian ke atas pelajar yang telah menduduki peperiksaan SPM di
Malaysia, mendapati bahawa wujud kerangka alternatif di kalangan pelajar apabila
ingin menentukan nyahcas di elektrod sebagai ion H+ dan OH
-.
Dapatan kajian ini boleh digunakan sebagai panduan kepada para guru kimia
dalam mengenal pasti kerangka alternatif yang mungkin wujud dan mengatasi
masalah kerangka alternatif dalam kalangan pelajar. Berdasarkan hasil yang
diperolehi, ia dapat mencetuskan suatu pendekatan yang mantap dan berkesan bagi
menangani permasalahan pelajar dalam memahami konsep elektrokimia. Di samping
itu, guru-guru kimia diharap agar dapat mencari satu kaedah atau pendekatan terbaik
serta merancang strategi pembelajaran yang berkesan agar dapat mengelakkan
kerangka alternatif terus kekal dalam pemikiran pelajar. Selain itu, pengajaran guru
yang bersesuaian secara tidak langsung dapat mengubah konsep yang sedia ada pada
pelajar kepada konsep yang lebih saintifik supaya tidak timbul lagi percanggahan
idea yang membawa kesan negatif terhadap pembelajaran kimia di sekolah.