1
TOPIK1
PENGAJARAN SAINS SEKOLAH RENDAH
SINOPSIS
Topik ini membincangkan tentang pengajaran sains di sekolah –sekolah
rendah. Ia memberikan penekanan kepada komponen kurikulum sekolah
rendah.
HASIL PEMBELAJARAN
Diakhir topik ini pelajar akan boleh mencapai:
1. Menerangkan matlamat pengajaran sains sekolah rendah.
2.Menyenaraikan komponen-komponen yang ditekankan dalam pengajaran
kurikulum sains sekolah-sekolah rendah.
KERANGKA TOPIK
1
2
MENGAPA SAINS PERLU DIAJAR DI SEKOLAH RENDAH?
Dua matlamat utama pendidikan sains sekolah rendah adalah;
i. Untuk memupuk literasi saintifik bagi membolehkan seseorang
membuat keputusan yang munasabah tentang isu –isu sains yang
berkaitan dengan kehidupan mereka.
ii. Untuk menghasilkan profesional yang kompeten dalam pelbagai
bidang saintifik.
Literasi saintifik adalah kapasiti atau keupayaan untuk menggunakan
pengetahuan
saintifik,
untuk
mengenalpasti
soalan-soalan
dan
menghasilkan kesimpulan berasaskan bukti bagi tujuan memahami dan
membantu membuat kesimpulan tentang alam semula jadi dan
perubahan-perubahan
yang
dilakukan
keatasnya
melalui
aktiviti
manusia.Literasi saintifik akan membantu populasi untuk;
i.
Membina penyelesaian masalah yang berkesan
ii.
Mengukuhkan kecintaan kepada alam semula jadi
iii.
Mengelakkan menjadi mangsa dogmatism atau kesaksuban
iv.
Kebolehan menggunakan teknologi-teknologi baru.
.
Terkandung dalam Wawasan
2020 adalah cabaran bagi mencapai
masyarakat yang saintifik dan progresif, satu masyarakat yang inovatif
dan berpandangan jauh. Cabaran juga adalah bagi menghasilkan
masyarakat yang bukan sahaja boleh menggunakan teknologi tetapi juga
boleh menyumbang kepada tamadun saintifik dan teknologi dimasa
hadapan.Kurikulum pendidikan sains sekolah rendah kita dibina selari
dengan visi ini.
Matlamat kurikulum sains sekolah rendah adalah bagi membina
minat pelajar dan kreativiti mereka melalui pengalaman seharian dan
penyiasatan yang menggalakkan pemerolehan kemahiran saintifik dan
2
3
kemahiran berfikir disamping memupuk sikap saintifik dan nilai-nilai
murni. Kurikulum sains sekolah rendah direka bentuk bagi merangsang
sifat ingin tahu pelajar dan membina minat disamping
membolehkan
mereka mempelajari ilmu berkaitan diri mereka serta dunia disekeliling
mereka
melalui
menyediakan
aktiviti-aktiviti
berpusatkan
pengalaman-pengalaman
pelajar.
yang
Ini
berguna
akan
bagi
meningkatkan minat dalam sains dan memberi peluang bagi pelajar
memperolehi kemahiran saintifik dan kemahiran berfikit;
”Penekanan dalam kurikulum sains sekolah rendah adalah pembelajaran
melalui
pengalaman
pelajar,membina
yang
releven
kemahiran
saintifik
kepadakehidupan
dan
kemahiran
harian
berfikir,
mengaplikasikan prinsip-prinsip saintifik serta memupuk sikap saintifik
dan nilai-nilai murni” (Yeoh P.C. & Gan C.M. 2003 ms22)
Penerokaan sains bagi kanak-kanak adalah inkuiri sains – menerokai
bahan-bahan/ peristiwa, bertanya soalan-soalan, penyiasatan, merekod/
membentangkan hasil kerja mereka, membuat refleksi tentang apa yang
telah mereka pelajari dan lakukan serta apakah maknanya . Semua ini
akan membolehkan mereka mencipta teori-teori baru atau idea-idea
tentang bagaimana dunia ini berfungsi. Kemahiran-kemahiran ini, sikap,
dan cara berfikir adalah penting dalam banyak bidang pembelajaran
seumur hidup. Di sekolah rendah, pelajar belajar kemahiran saintifik
kerana:
o Kaedah-kaedah
ini
digunakan
oleh
pasa
saintis
semasa
melakukan penyelidikan dan mencari jawapan-jawapan kepada
soalan-soalan tentang alam semula jadi. Melalui penggunaan
kemahiran proses sains, pelajar-pelajar mempelajari sains dengan
cara yang sama dengan cara seseorang saintis menjalankan
kajian.
3
4
o Pembelajaran bermakna berlaku bila pelajar menggunakan
kemahiran proses sains bagi meneroka persekitaran dan
mendapatkan maklumat dari internet , memandu mereka dalam
proses membina pengetahuan mereka sendiri.
o Pengetahuan dan kemahiran ini juga penting bukan saja dalam
pembelajaran subjek sains tetapi juga boleh digunakan merentas
disiplin dan pengalaman-pengalaman
semasa menyelesaikan
masalah personal juga bagi menyelesaikan masalah.
o Teori-teori saintifik dan prinsip-prinsip ini boleh diubahsuai atau
digantikan bila didapati tidak konsisten dengan bukti-bukti yang
baru. Tidak seperti Pengetahuan saintifik, kemahiran proses tidak
akan ketinggalan zaman.
(Wan Yoke Kum et. al, 2003 ms 33)
Pengajaran kemahiran saintifik perlu disepadukan ke dalam kandungan
sains. Kemahiran proses Sains perlu diajar secara eksplisit di peringkat
permulaan dan dikukuhkan melalui latihan lanjut. Kemahiran ini
sepatutnya diperkenalkan secara berperingkat-peringkat sesuai dengan
peringkat perkembangan kognitif pelajar. Pada tahap satu. pelajar
dikehendaki mempelajari asas kemahiran proses sains . Pada peringkat
kedua
pula,
kemahiran
proses
asas
akan
dilanjutkan
untuk
diperkukuhkan dengan memperkenalkan kemahiran proses bersepadu.
Berikan faedah literasi saintifik kepada
populasi dunia.
4
5
Tutorial 1
Dengan merujuk kepada artikel “Pemikiran Aras Tinggi
(HOTS)” bincangkan bagaimana kita mengimplemen
HOTS dalam pengajaran sains sekolah rendah.
Tutorial 2
Bincangkan bagaimana “sepuluh mitos tentang sains ”
membuka minda anda tentang salah konsep yang
mungkin ada pada anda.
Berikan satu contoh salah konsep yang dapat
menjelaskan
setiap mitos.
Find the 5-E instructional Model and prepare
a ppt. presentation.
5
6
Cari model pengajaran 5E dan sediakan satu persembahan power point.
Skamp, K. (Ed.), (2004) Teaching primary science constructively
(2nd ed.).Melbourne, Australia: Thomson Learning.
6
7
Higher order thinking
Russell Tytler, March 28, 2004
There is a lot of focus currently on the notion of higher order thinking,
particularly in relation to the Middle Years concerns, focusing on engaging
students in meaningful learning. Terms such as the ‘Thinking Curriculum’ are
used to describe a school focus on deeper level ideas. Higher order thinking is
used as a term to describe a number of related ideas, all essentially held to be
in contrast to rote learning, learning of facts, superficial thinking etc. Schemes
such Bloom’s taxonomy have been used to order knowledge forms in a
hierarchy, with information at the bottom (Bloom called it ‘knowledge’ but the
term tends to have a wider meaning these days), then comprehension, then
higher levels such as application, analysis, synthesis and evaluation. The ‘three
tiered intellect’ uses similar terms, with higher order thinking being associated
with words such as interprets, analyses, reflects, evaluates….
Also associated with higher level thinking are dimensions of creativity, or
divergent thinking. Emphasising, in science tasks, such things as creativity,
imagination, flexibility all aim at developing in students a capacity to think
through ideas and apply them to a range of contexts, to think ‘outside the
square’ and to think critically.
Higher level thinking is also associated with investigative practices in
science, and with problem solving. Such behaviours and knowledge as asking
investigable questions, designing investigations or measurement procedures,
critically evaluating evidence, thinking of ways to test ideas etc. are all part of
what we would hope an engaged and resourceful student to be doing.
The first two SIS Components of effective teaching and learning are
closely related to higher level thinking. These are given below, with links to the
science education literature.
1. Encouraging students to actively engage with ideas and evidence
Component 1 is a key characteristic of effective teaching and learning. It is
linked with a number of important ideas that appear in the science education
research literature, and in curriculum and innovation change projects.
7
8
The key idea embodied in this Component is that real learning is an active
process that involves students being challenged, and challenging each other,
rather than accepting received wisdom and practicing its application. A
predominant image projected by this Component is thus one of the active,
searching mind. The underlying logic of this Component is consistent with
constructivist insights into learning.
This does not in any way diminish, however, the role of the teacher. If
anything it makes teachers’ roles more complex and difficult, in asking them to
encourage students to express their ideas, but to maintain a high standard of
challenge and attention to evidence based on scientific traditions. The
Component combines two ideas — that learning involves activity and
engagement, and that scientific processes fundamentally involve argument
from evidence. It is hard, in a practising science classroom situation, to
separate these notions.
Related ideas in the science education literature:
Sharing intellectual control, or student centredness — The idea that students’
ideas be treated with respect is well established in research on students’
conceptions and research on learning in science. The Monash University
Extended PD materials, now embedded within the SISPD program, emphasised
this control aspect. One cannot expect students to be engaged with a prepackaged program entirely dictated by teachers’ understandings, and this
Component asks that teachers take some risks in acknowledging that students,
if they are to learn, must be given a measure of control over the ideas that are
discussed.
Inquiry based learning — This is a term much in vogue in the U.S., implying that
science teaching and learning must be based on students actively exploring and
investigating and questioning. This is different to ‘discovery learning’ which, in
its pure form, implied somehow that students could learn science simply by
undertaking appropriate practical investigations, and under-represented the
critical role of the teacher in structuring and responding to student experiences.
A related phrase often used in primary science education is ‘hands-on, mindson’ science. It is the ‘minds-on’ part that is referred to by this Component.
Student autonomy, and responsibility for learning — These ideas emphasise
both the active and intentional nature of learning and the purpose of schooling
in promoting autonomous adults. Engagement is a prior condition for both. The
Middle Years concern with student engagement with ideas and with schooling is
also linked to this Component. The Component should not be thought about,
8
9
however, simply in terms of motivation or a willingness to join in. It focuses
clearly on ideas.
Maximising student-student interaction — A video study of mathematics and
science teachers (Clark, 2001) found that the key determinant of a rich learning
environment was the amount of high quality student – student dialogue. This
could be taken as one of the critical features of engagement with ideas.
Community of learners — This idea of a class or group as a community
dedicated to particular forms of learning sits comfortably with Component 1,
since ‘engagement with ideas and evidence’ can be interpreted as a communal
enterprise. Social constructivism, or socio cultural theory, is also linked with this
idea.
Argumentation — there is growing interest in idea that the ability to frame and
respond to argument is an important focus for science education. Science as it
is practised in the community is characterized by argument based on evidence.
Science processes and concepts of evidence — The teaching of science
processes has a long history in science education. These are sometimes called
‘skills’, but in fact there is a good deal of knowledge associated with things like
experimental design, measurement principles, or analysis. Evidence is handled
in science in particular ways (eg. principles of sampling, or variable control, or
measurement procedures) and learning how this occurs in a more formal way is
a part of this first Component. The teaching and learning focus associated with
this would include being taught how to do things like sample biological data,
control variables, set up tables, deal with measurement error etc. These may be
taught explicitly, but teaching for an understanding of the way evidence is used
would imply that students need to learn to make decisions about design,
measurement and analysis. Open ended investigations form an important end
of the practical work spectrum.
2. Challenging students to develop meaningful understandings
Component 2 raises the questions ‘what does it mean to understand something
in science’, and ‘what is meaningful?’ Neither are straightforward questions. The
teachers who were originally interviewed to develop the Components talked of
deeper level understandings, or understandings that would be revisited in
different situations to enrich and challenge.
9
10
Related ideas in the science education literature:
Student conceptions — The research into student conceptions shows clearly
that students come to any science topic with prior ideas that will often contradict
the science version of understanding, that can interfere with learning. Learning,
and gaining understanding should be viewed often as a shift in perspective
rather than something implanted over nothing. The conceptual change
literature, which emphasises probes of understanding, and challenge activities,
is thus relevant to this Component. Lesson and topic structure becomes
important for the development of understanding.
Metacognition — The work of the PEEL project has important links to this
Component, focusing on student learning strategies, and control over learning.
If students are to establish deeper level understandings they need to be helped
to develop good learning habits, and to monitor the adequacy of their own
understandings. These ideas underlie the ‘thinking curriculum’ focus of some of
the Middle Years projects.
Higher order thinking — Many writers have made the distinction between
shallow and deep, or low and higher order thinking. Bloom’s taxonomy identified
higher order thinking as associated with the application and evaluation of ideas.
Ideas such as the ‘three story intellect’ attempt a similar hierarchy.
Deeper or wider? — A commitment to looking below the surface is one way of
describing this Component. Another aspect of meaningful understandings is the
insight that ideas are tools to be applied rather than concepts to be arrived at.
The ability to use an idea in interpreting the world is a critical part of
understanding.
Divergent thinking — Part of what a ‘meaningful understanding’ should be
involves the ability to use it to solve unexpected problems, or to generate a
variety of related ideas. The ability to think divergently or laterally is part of what
a ‘meaningful understanding’ is.
Pedagogical Content Knowledge (PCK) — In order to support students in
developing understandings, it is essential for teachers to be knowledgeable
themselves (content knowledge), not so they can ‘tell’, but so they can listen
and challenge. The other form of knowledge needed is that of how students
learn particular concepts – the difficulties they experience and the different
ways they may interpret the science idea. We call this PCK.
10
11
Improving Middle Years Mathematics and Science: Components relevant
to
Higher Order thinking
Recently (in early 2004) we have been engaged in developing a set of
Components of effective teaching and learning in mathematics and science,
and examples to support two components dealing with higher order thinking are
given below.
3. Students are challenged to extend their understandings
Students engage with conceptually challenging content such that they develop
higher order understandings of key ideas and processes.
3.1 Subject matter is conceptually complex and intriguing, but accessible
3.2 Tasks challenge students to explore, question and reflect on key
ideas
3.3 The teacher clearly signals high expectations for each student
This Component is demonstrated when:
• Students are challenged to reflect on their response to tasks
• Open questions are asked that call for interpretive responses
• The teacher poses questions and hypothetical situations to move
students beyond superficial approaches
• Students are asked to represent their understandings in a variety
of ways
• Including frequent open ended problems and explorations
11
12
• The teacher provides experiences and poses questions that challenge
students’ understandings, and encourages them to apply ideas to
unfamiliar situations
• Stimulus materials are provided that challenge students’ ideas and
encourage discussion and ongoing exploration
• Historical case studies are used to explore how major science ideas
developed
• Higher order tasks involving the generation, application, analysis and
synthesis of ideas, are well represented, for example, by the teacher
using Bloom’s taxonomy in planning.
• Students are provided with questions or challenges as the impetus for
learning and encouraging and supporting students to construct their own
responses to such questions
• Open-ended problems or tasks are set that require divergent responses
and provide the opportunity for solutions of differing kinds to be
developed.
• Students are encouraged to examine critically and even challenge
information provided by the teacher, a textbook, a newspaper, etc.
• The teacher sets learning challenges that require students to analyse,
evaluate and create
• The teacher uses higher order thinking tools when planning activities to
allow for multiple entry points and to develop higher order thinking skills
such as synthesis, evaluation etc.
The Component is NOT demonstrated when:
• Investigations or projects run without significant class discussion of the
underlying science.
• Class activities which are fun, with surprising outcomes, but without
follow up of ideas in subsequent lessons, or framing of the ideas behind
the activities.
• Science concepts are treated as ‘things to be learnt’, emphasising
formal definitions.
12
13
• There is a presumption that it is the teacher’s role to control what is to
be learnt, and how it is to be learnt.
• Classroom work is constrained or recipe like, without room for
discussion or debate of purpose or methods
• Lesson plans contain too much material to allow sustained discussions
in response to student questions
• Activities focus on having fun without a real focus on conceptual
understandings
5. Students are encouraged to see themselves as mathematical and
scientific thinkers
5.1 Students are explicitly supported to engage with the processes of
open-ended investigation and problem solving
This Component is demonstrated when:
• The teacher plans to strategically build opportunities for students to
develop hypotheses in practical work, and to extend and question
interpretations
• The teacher encourages students to raise questions in class, arising out
of observations, or experience.
• Students are encouraged to make decisions in practical investigations
concerning hypotheses to be explored, experimental design,
measurement and recording techniques, analysis and interpretation.
This component is NOT demonstrated when:
• Students are given a choice of investigations to carry out, but without
training in appropriate experimental techniques and with no group
commitment to the ideas being tested.
• A class experiment focuses on control of variables (fair testing) without
a clear conceptual proposition. For instance, the permeability of sand,
loam and clay soil is tested, with attention paid to controlling for water,
amount of soil, technique, but without discussing the purpose or the
reasons why they might differ.
13
14
• Practical work is recipe-like, without room for discussion and debate of
purpose, methods, analysis.
5.2 Students
argumentation
engage
in
mathematical/scientific
reasoning
and
This sub-component is demonstrated when:
• Stimulus materials are provided that challenge students’ ideas and
encouraging discussion, speculation, and ongoing exploration
• Time is allowed for discussions to arise naturally and be followed in
class, and encouraging investigations to resolve questions
• The teacher shares intellectual control with students
• The learning program includes frequent open ended investigations or
short-term open explorations\
• The teacher encourages discussion of evidence, including
disconfirming evidence such as anomalies in experimental work, in text
book explanations, in observations, or in public reports of science\
• The teacher provides students with questions or challenges as the
impetus for learning and encourages and supports students to construct
their own responses to such questions
• Students are encouraged to challenge or support or amplify others’
contributions.
The sub-component is NOT demonstrated when:
ß There is a strong focus on ensuring content coverage, as distinct from
understanding
ß Lesson plans are strictly followed, with too much material to be
covered to allow divergent discussions in response to student questions
or comments.
14
15
ß Students work mainly individually, with not much whole-class or smallgroup discussion.
ß Class discussion is dominated by the teacher’s voice.
ß Teacher questions are mainly closed, with a particular response in
mind.
ß There is a strong focus on ensuring content coverage, as distinct from
understanding.
ß Intellectual control is firmly maintained by the teacher.
Examples to illustrate the Component:
ß The history of science ideas is strongly represented.
Eg. A science topic on disease focuses on the history of our
understanding of the bacterial nature of infection, to emphasise the
power of science insights, and the way evidence is used to test and
verify theories in science.
ß Attention is paid to the processes of hypothesis generation and
experimental design Eg. Yvonne ran an animal behaviour unit for her
Year 1 class. They discussed, using observations of a classroom pet rat,
the difference between observation and inference. They learnt the
technique of time sampling of animal position and behaviour using birds
in a cage, and one, then two rats in an enclosure. Following discussions
about the survival implications of behaviour, they then examined crickets
and came up with a class list of questions about cricket behaviour, or
structure and function. Pairs of students designed, carried out and
reported on a chosen
question, using a template that required
presentation of data in two formats, and an evaluation of the generality of
the findings. The focus in the discussion continually referred back to the
adaptive purpose of particular behaviours. Eg. Year 10 students studying
genetics investigate recent claims there has been cross-breeding of
genetically modified soy into local crops. They look at the suggested
mechanism for cross-pollination, and study genetic techniques, to come
up with suggestions about what controls should be in place.
ß Planning is flexible enough so that student ideas and questions can be
genuinely followed up, perhaps by further investigation. Eg. Julie’s Year
15
16
4 class raised the question about how long a ballpoint pen would last.
They discussed how you would find out, then arranged a comparative
investigation with different brands, measuring the length of line with
appropriate controls. Eg. During a genetics unit, the question of
genetically modified food captures student interest and leads to a debate
informed by independent research using the web.
ß Anomalous results from experiments are discussed openly in the class.
Eg. Craig’s Year 8 class found an experiment culturing bacteria gave
anomalous results. Before handing the cultures back to groups he
displayed them, then led a discussion in which they discussed the
surprise results to come up with some possible reasons and an
evaluation of the adequacy of the controls they had put in place. Eg. A
class uses de Bono’s thinking hats technique to fully explore the
greenhouse effect. Eg. A unit is planned using the ‘interactive approach’,
whereby students’ questions are discussed and refined to form the basis
of investigations forming the core of the unit.
ß Current issues are discussed in class, which encourage students to
raise questions about evidence, or the ideas underlying such issues. Eg.
Methods of responding to a contemporary outbreak of foot and mouth
are discussed and debated, using newspaper analyses. Eg. The
nutritional value of children’s lunches is discussed, using evidence from a
resource book on dietary principles. Eg. In a unit on road safety,
evidence related to the wearing of seat belts, or of bicycle helmets, is
debated in the context of public policy.
• Open-ended tasks are set that encourage divergent, creative thinking
Eg. Students are asked to use their science understandings to design a
system, or technological device, such as an automated plant nursery, or
method of analysing the movement of a netball player. Eg. Students are
challenged using ‘what would happen if..’ questions (If gravity on earth
was stronger, if we could clone dinosaurs…), or take place in
‘hypotheticals’.
16
17
Tutorial 2
TEN MYTHS OF SCIENCE: REEXAMINING WHAT WE THINK WE KNOW...
W. McComas 1996
This article addresses and attempts to refute several of the most widespread
and enduring misconceptions held by students regarding the enterprise of
science. The ten myths discussed include the common notions that theories
become laws, that hypotheses are best characterized as educated guesses,
and that there is a commonly-applied scientific method. In addition, the article
includes discussion of other incorrect ideas such as the view that evidence
leads to sure knowledge, that science and its methods provide absolute proof,
and that science is not a creative endeavor. Finally, the myths that scientists are
objective, that experiments are the sole route to scientific knowledge and that
scientific conclusions are continually reviewed conclude this presentation. The
paper ends with a plea that instruction in and opportunities to experience the
nature of science are vital in preservice and inservice teacher education
programs to help unseat the myths of science. Myths are typically defined as
traditional views, fables, legends or stories. As such, myths can be entertaining
and even educational since they help people make sense of the world. In fact,
the explanatory role of myths most likely accounts for their development, spread
and persistence. However, when fact and fiction blur, myths lose their
entertainment value and serve only to block full understanding. Such is the case
with the myths of science. Scholar Joseph Campbell (1968) has proposed that
the similarity among many folk myths worldwide is due to a subconscious link
between all peoples, but no such link can explain the myths of science.
Misconceptions about science are most likely due to the lack of philosophy of
science content in teacher education programs, the failure of such programs to
provide and require authentic science experiences for preservice teachers and
the generally shallow treatment of the nature of science in the precollege
textbooks to which teachers might turn for guidance. As Steven Jay Gould
points out in The Case of the Creeping Fox Terrier Clone (1988), science
textbook writers are among the most egregious purveyors of myth and
inaccuracy. The fox terrier mentioned in the title refers to the classic comparison
used to express the size of the dawn horse, the tiny precursor to the modem
horse. This comparison is unfortunate for two reasons. Not only was this horse
ancestor much bigger than a fox terrier, but the fox terrier breed of dog is
17
18
virtually unknown to American students. The major criticism leveled by Gould is
that once this comparison took hold, no one bothered to check its validity or
utility. Through time, one author after another simply repeated the inept
comparison and continued a tradition that has made many science texts virtual
clones of each other on this and countless other points.
In an attempt to provide a more realistic view of science and point out
issues on which science teachers should focus, this article presents and
discusses 10 widely-held, yet incorrect ideas about the nature of science. There
is no implication that all students, or most teachers for that matter, hold all of
these views to be true, nor is the list meant to be the definitive catolog. Cole
(1986) and Rothman (1992) have suggested additional misconceptions worthy
of consideration. However, years of science teaching and the review of
countless texts has substantiated the validity of the inventory presented here.
Myth 1: Hypotheses become theories which become laws
This myth deals with the general belief that with increased evidence there is a
developmental sequence through which scientific ideas pass on their way to
final acceptance. Many believe that scientific ideas pass through the hypothesis
and theory stages and finally mature as laws. A former U.S. president showed
his misunderstanding of science by saying that he was not troubled by the idea
of evolution because it was "just a theory." The president's misstatement is the
essence of this myth; that an idea is not worthy of consideration until "lawness"
has been bestowed upon it. The problem created by the false hierarchical
nature inherent in this myth is that theories and laws are very different kinds of
knowledge. Of course there is a relationship between laws and theories, but
one simply does not become the other--no matter how much empirical evidence
is amassed. Laws are generalizations, principles or patterns in nature and
theories are the explanations of those generalizations (Rhodes & Schaible,
1989; Homer & Rubba, 1979; Campbell, 1953). For instance, Newton
described the relationship of mass and distance to gravitational attraction
between objects with such precision that we can use the law of gravity to plan
spaceflights. During the Apollo 8 mission, astronaut Bill Anders responded to
the question of who was flying the spacecraft by saying, "I think that Issac
Newton is doing most of the driving fight now." (Chaikin, 1994, p. 127). His
response was understood by all to mean that the capsule was simply following
the basic laws of physics described by Isaac Newton years centuries earlier.
The more thorny, and many would say more interesting, issue with respect to
gravity is the explanation for why the law operates as it does. At this point, there
is no well. accepted theory of gravity. Some physicists suggest that gravity
waves are the correct explanation for the law of gravity, but with clear
confirmation and consensus lacking, most feel that the theory of gravity still
18
19
eludes science. Interestingly, Newton addressed the distinction between law
and theory with respect to gravity. Although he had discovered the law of
gravity, he refrained from speculating publically about its cause. In Principial,
Newton states" . . . I have not been able to discover the cause of those
properties of gravity from phenomena, and I frame no hypothesis . . ." " . . . it is
enough that gravity does really exist, and act according to the laws which we
have explained . . ." (Newton, 1720/1946, p. 547).
Myth 2: A hypothesis is an educated guess
The definition of the term hypothesis has taken on an almost mantra- like life of
its own in science classes. If a hypothesis is always an educated guess as
students typically assert, the question remains, "an educated guess about
what?" The best answer for this question must be, that without a clear view of
the context in which the term is used, it is impossible to tell. The term
hypothesis has at least three definitions, and for that reason, should be
abandoned, or at
least used with caution. For instance, when Newton said that he framed no
hypothesis as to the cause of gravity he was saying that he had no speculation
about an explanation of why the law of gravity operates as it does. In this case,
Newton used the term hypothesis to represent an immature theory. As a
solution to the hypothesis problem, Sonleitner (1989) suggested that tentative
or trial laws be called generalizing hypotheses with provisional theories referred
to as explanatory hypotheses. Another approach would be to abandon the
word hypothesis altogether in favor of terms such as speculative law or
speculative theory. With evidence, generalizing hypotheses may become laws
and speculative theories become theories, but under no circumstances do
theories become laws. Finally, when students are asked to propose a
hypothesis during a laboratory experience, the term now means a prediction. As
for those hypotheses that are really forecasts, perhaps they should simply be
called what they are, predictions.
Myth 3: A general and universal scientific method exists
The notion that a common series of steps is followed by all research scientists
must be among the most pervasive myths of science given the appearance of
such a list in the introductory chapters of many precollege science texts. This
myth has been part of the folklore of school science ever since its proposal by
statistician Karl Pearson (1937). The steps listed for the scientific method vary
from text to text but usually include, a) define the problem, b) gather
background information, c) form a hypothesis, d) make observations, e) test the
19
20
hypothesis, and f) draw conclusions. Some texts conclude their list of the steps
of the scientific method by listing communication of results as the final
ingredient.
One of the reasons for the widespread belief in a general scientific
method may be the way in which results are presented for publication in
research journals. The standardized style makes it appear that scientists follow
a standard research plan. Medawar (1990) reacted to the common style
exhibited by research papers by calling the scientific paper a fraud since the
final journal report rarely outlines the actual way in which the problem was
investigated. Philosophers of science who have studied scientists at work have
shown that no research method is applied universally (Carey, 1994; Gibbs &
Lawson, 1992; Chalmers, 1990; Gjertsen, 1989). The notion of a single
scientific method is so pervasive it seems certain that many students must be
disappointed when they discover that scientists do not have a framed copy of
the steps of the scientific method posted high above each laboratory
workbench. Close inspection will reveal that scientists approach and solve
problems with imagination, creativity, prior knowledge and perseverance.
These, of course, are the same methods used by all problem-solvers. The
lesson to be learned is that science is no different from other human endeavors
when puzzles are investigated. Fortunately, this is one myth that may eventually
be displaced since many newer texts are abandoning or augmenting the list in
favor of discussions of methods of science.
Myth 4: Evidence accumulated carefully will result in sure knowledge
All investigators, including scientists, collect and interpret empirical evidence
through the process called induction. This is a technique by which individual
pieces of evidence are collected and examined until a law is discovered or a
theory is invented. Useful as this technique is, even a preponderance of
evidence does not guarantee the production of valid knowledge because of
what is called the problem of induction. Induction was first formalized by
Frances Bacon in the 17th century. In his book, Novum Organum (1620/ 1952),
Bacon advised that facts be assimilated without bias to reach a conclusion. The
method of induction he suggested is the principal way in which humans
traditionally have produced generalizations that permit predictions. What then is
the problem with induction?
It is both impossible to make all observations pertaining to a given
situation and illogical to secure all relevant facts for all time, past, present and
future. However, only by making all relevant observations throughout all time,
could one say that a final valid conclusion had been made. This is the problem
of induction. On a personal level, this problem is of little consequence, but in
science the problem is significant. Scientists formulate laws and theories that
20
21
are supposed to hold true in all places and for all time but the problem of
induction makes such a guarantee impossible. The proposal of a new law
begins through induction as facts are heaped upon other relevant facts.
Deduction is useful in checking the validity of a law. For example, if we
postulate that all swans are white, we can evaluate the law by predicting that
the next swan found will also be white. If it is, the law is supported, but not
proved as will be seen in the discussion of another science myth. Locating
even a single black swan will cause the law to be called into question. The
nature of induction itself is another interesting aspect associated with this myth.
If we set aside the problem of induction momentarily, there is still the issue of
how scientists make the final leap from the mass of evidence to the conclusion.
In an idealized view of induction, the accumulated evidence will simply result in
the production of a new law or theory in a procedural or mechanical fashion. In
reality, there is no such method. The issue is far more complex – and
interesting --than that. The final creative leap from evidence to scientific
knowledge is the focus of another myth of science.
Myth 5: Science and its methods provide absolute proof
The general success of the scientific endeavor suggests that its products must
be valid. However, a hallmark of scientific knowledge is that it is subject to
revision when new information is presented. Tentativeness is one of the points
that differentiates science from other forms of knowledge. Accumulated
evidence can provide support, validation and substantiation for a law or theory,
but will never prove those laws and theories to be true. This idea has been
addressed by Homer and Rubba (1978) and Lopnshinsky (1993). The problem
of induction argues against proof in science, but there is another element of this
myth worth exploring. In actuality, the only truly conclusive knowledge produced
by science results when a notion is falsified. What this means is that no matter
what scientific idea is considered, once evidence begins to accumulate, at least
we know that the notion is untrue. Consider the example of the white swans
discussed earlier. One could search the world and see only white swans, and
arrive at the generalization that "all swans are white. " However, the discovery
of one black swan has the potential to overturn, or at least result in
modifications of,
this proposed law of nature. However, whether scientists routinely try to falsify
their notions and how much contrary evidence it takes for a scientist's mind to
change are issues worth exploring.
21
22
Myth 6: Science is procedural more than creative
We accept that no single guaranteed method of science can account for the
success of science, but realize that induction, the collection and interpretation of
individual facts providing the raw materials for laws and theories, is at the
foundation of most scientific endeavors. This awareness brings with it a
paradox. If induction itself is not a guaranteed method for arriving at
conclusions, how do scientists develop useful laws and theories? Induction
makes use of individual facts that are collected, analyzed and examined. Some
observers may perceive a pattern in these data and propose a law in response,
but there is no logical or procedural method by which the pattern is suggested.
With a theory, the issue is much the same. Only the creativity of the individual
scientist permits the discovery of laws and the invention of theories. If there truly
was a single scientific method, two individuals with the same expertise could
review the same facts and reach identical conclusions. There is no guarantee of
this because the range and nature of creativity is a personal attribute.
Unfortunately, many common science teaching orientations and methods serve
to work against the creative element in science. The majority of laboratory
exercises, for instance, are verification activities. The teacher discusses what
will happen in the laboratory, the manual provides step-bystep directions, and
the student is expected to arrive at a particular answer. Not only is this
approach the antithesis of the way in which science actually operates, but such
a portrayal must seem dry, clinical and uninteresting to many students. In her
book, They're Not Dumb, They're Different (1990) Shiela Tobias argues that
many capable and clever students reject science as a career because they are
not given an opportunity to see it as an exciting and creative pursuit. The moral
in Tobias' thesis is that science itself may be impoverished when students who
feel a need for a creative outlet eliminate it as a potential career because of the
way it is taught.
Myth 7: Science and its methods can answer all questions.
Philosophers of science have found it useful to refer to the work of Karl Popper
(1968) and his principle of falsifiability to provide an operational definition of
science. Popper believed that only those ideas that are potentially falsifiable are
scientific ideas. For instance, the law of gravity states that more massive
objects exert a stronger gravitational attraction than do objects with less mass
when distance is held constant. This is a scientific law because it could be
falsified if newly-discovered objects operate differently with respect to
gravitational attraction. In contrast, the core idea among creationists is that
species were place on earth fully-formed by some supernatural entity.
Obviously, there is no scientific method by which such a belief could be shown
to be false. Since this special creation view is impossible to falsify, it is not
22
23
science at all and the term creation science is an oxymoron. Creation science is
a religious belief and as such, does not require that it be falsifiable. Hundreds of
years ago thoughtful theologians and scientists carved out their spheres of
influence and have since coexisted with little acrimony. Today, only those who
fail to understand the distinction between science and religion confuse the rules,
roles, and limitations of these two important world views. It should now be clear
that some questions simply must not be asked of scientists. During a recent
creation science trial for instance, Nobel laureates were asked to sign a
statement about the nature of science to provide some guidance to the court.
These famous scientists responded resoundingly to support such a statement;
after all they were experts in the realm of science (Klayman, Slocombe,
Lehman, & Kaufman, 1986). Later, those interested in citing expert opinion in
the abortion debate asked scientists to issue a statement regarding their
feelings on this issue. Wisely, few participated. Science cannot answer the
moral and ethical questions engendered by the matter of abortion. Of course,
scientists as individuals have personal opinions about many issues, but as a
group, they must remain silent if those issues are outside the realm of scientific
inquiry. Science simply cannot address moral, ethical, aesthetic, social and
metaphysical questions.
Myth 8. Scientists are particularly objective
Scientists are no different in their level of objectivity than are other
professionals. They are careful in the analysis of evidence and in the
procedures applied to arrive at conclusions. With this admission, it may seem
that this myth is valid, but contributions from both the philosophy of science and
psychology reveal that there are at least three major reasons that make
complete objectivity impossible.
Many philosophers of science support Popper's (1963) view that science can
advance only through a string of what he called conjectures and refutations. In
other words, scientists should propose laws and theories as conjectures and
then actively work to disprove or refute those ideas. Popper suggests that the
absence of contrary evidence, demonstrated through an active program of
refutation, will provide the best support available. It may seem like a strange
way of thinking about verification, but the absence of disproof is considered
support. There is one major problem with the idea of conjecture and refutation.
Popper seems to have proposed it as a recommendation for scientists, not as a
description of what scientists do. From a philosophical perspective the idea is
sound, but there are no indications that scientists actively practice programs to
search for disconfirming evidence. Another aspect of the inability of scientists
to be objective is found in theory-laden observation, a psychological notion
(Hodson, 1986). Scientists, like all observers, hold a myriad of preconceptions
23
24
and biases about the way the world operates. These notions, held in the
subconscious, affect everyone's ability to make observations. It is impossible to
collect and interpret facts without any bias. There have been countless cases in
the history of science in which scientists have failed to include particular
observations in their final analyses of phenomena. This occurs, not because of
fraud or deceit, but because of the prior knowledge possessed by the individual.
Certain facts either were not seen at all or were deemed unimportant based on
the scientists's prior knowledge. In earlier discussions of induction, we
postulated that two individuals reviewing the same data would not be expected
to reach the same conclusions. Not only does individual creativity play a role,
but the issue of personal theory-laden observation further complicates the
situation. This lesson has clear implications for science teaching. Teachers
typically provide learning experiences for students without considering their
prior knowledge. In the laboratory, for instance, students are asked to perform
activities, make observations and then form conclusions.
There is an
expectation that the conclusions formed will be both self-evident and uniform. In
other words, teachers anticipate that the data will lead all pupils to the same
conclusion.
This could only happen if each student had the same exact prior
conceptions and made and evaluate observations using identical schemes. This
does not happen in science nor does it occur in the science classroom. Related
to the issue of theory-based observations is the allegiance to the paradigm.
Thomas Kuhn (1970), in his ground-breaking analysis of the history of science,
shows that scientists work within a research tradition called a paradigm. This
research tradition, shared by those working in a given discipline, provides clues
to the questions worth investigating, dictates what evidence is admissible and
prescribes the tests and techniques that are reasonable.
Although the paradigm provides direction to the research it may also
stifle or limit investigation. Anything that confines the research endeavor
necessarily limits objectivity. While there is no conscious desire on the part of
scientists to limit discussion, it is likely that some new ideas in science are
rejected because of the paradigm issue. When research reports are submitted
for publication they are reviewed by other members of the discipline. Ideas from
outside the paradigm are liable to be eliminated from consideration as crackpot
or poor science and thus do not appear in print. Examples of scientific ideas
that were originally rejected because they fell outside the accepted paradigm
include the sun-centered solar system, warm-bloodedness in dinosaurs, the
germ-theory of disease, and continental drift.
24
25
When first proposed early in this century by Alfred Wegener, the idea
of moving continents, for example, was vigorously rejected. Scientists were not
ready to embrace a notion so contrary to the traditional teachings of their
discipline. Continental drift was finally accepted in the 1960s with the proposal
of a mechanism or theory to explain how continental plates move (Hallam, 1975
and Menard, 1986). This fundamental change in the earth sciences, called a
revolution by Kuhn, might have occurred decades earlier had it not been for the
strength of the paradigm. It would be unwise to conclude a discussion of
scientific paradigms on a negative note. Although the examples provided do
show the contrary aspects associated with paradigm-fixity, Kuhn would argue
that the blinders created by allegiance to the paradigm help keep scientists on
track. His review of the history of science demonstrates that paradigms are
responsible for far more successes in science than delays.
Myth 9: Experiments are the principle route to scientific knowledge
Throughout their school science careers, students are encouraged to associate
science with experimentation. Virtually all hands-on experiences that students
have in science class is called experiments even if it would be more accurate to
refer to these exercises as technical procedures, explorations or activities. True
experiments involve carefully orchestrated procedures along with control and
test groups usually with the goal of establishing a cause and effect relationship.
Of course, true experimentation is a useful tool in science, but is not the sole
route to knowledge. Many note-worthy scientists have used non-experimental
techniques to advance knowledge. In fact, in a number of science disciplines,
true experimentation is not possible because of the inability to control variables.
Many fundamental discoveries in astronomy are based on extensive
observations rather than experiments. Copernicus and Kepler changed our view
of the solar system using observational evidence derived from lengthy and
detailed observations frequently contributed by other scientists, but neither
performed experiments. Charles Darwin punctuated his career with an
investigatory regime more similar to qualitative techniques used in the social
sciences than the experimental techniques commonly associated with the
natural sciences.
For his most revolutionary discoveries, Darwin recorded his extensive
observations in notebooks annotated by speculations and thoughts about those
observations. Although Darwin supported the inductive method proposed by
Bacon, he was aware that observation without speculation or prior
understanding was both ineffective and impossible. The techniques advanced
by Darwin have been widely used by scientists Goodall and Nossey in their
primate studies. Scientific knowledge is gained in a variety of ways including
observation, analysis, speculation, library investigation and experimentation.
25
26
Myth 10: All work in science is reviewed to keep the process honest.
Frequently, the final step in the traditional scientific method is that researchers
communicate their results so that others may learn from and evaluate their
research. When completing laboratory reports, students are frequently told to
present their methods section so clearly that others could repeat the activity.
The conclusion that students will likely draw from this request is that
professional scientists are also constantly reviewing each other's experiments to
check up on each other. Unfortunately, while such a check and balance system
would be useful, the number of findings from one scientist checked by others is
vanishingly small. In reality, most scientists are simply too busy and research
funds too limited for this type of review. The result of the lack of oversight has
recently put science itself under suspicion. With the pressures of academic
tenure, personal competition and funding, it is not surprising that instances of
outright scientific fraud do occur. However, even without fraud, the enormous
amount of original scientific research published, and the pressure to produce
new information rather than reproduce others' work dramatically increases the
chance that errors will go unnoticed. An interesting corollary to this myth is that
scientists rarely report valid, but negative results. While this is understandable
given the space limitations in scientific journals, the failure to report what did not
work is a problem. Only when those working in a particular scientific discipline
have access to all of the information regarding a phenomenon -- both positive
and negative – can the discipline progress.
Conclusions
If, in fact, students and many of their teachers hold these myths to be true, we
have strong support for a renewed focus on science itself rather than just its
facts and principles in science teaching and science teacher education. This is
one of the central messages in both of the new science education projects.
Benchmarks for Science Literacy (AAAS, 1993) and the National Science
Education Standards (National Research Council, 1994) project both strongly
suggest that school science must give students an opportunity to experience
science authentically, free of the legends, misconceptions and idealizations
inherent in the myths about the nature of the scientific enterprise. There must
be increased opportunity for both preservice and inservice teachers to learn
about and apply the real rules of the game of science accompanied by careful
review of textbooks to remove the "creeping fox terriers" that have helped
provide an inaccurate view of the nature of science. Only by clearing away the
mist of half-truths and revealing science in its full light, with knowledge of both
its strengths and limitations, will learners become enamored of the true pageant
of science and be able fairly to judge its processes and products. Note: William
McComas' address is School of Education-WPH 1001E, University of Southern
California, Los Angeles, CA 90089-0031.
26
27
TOPIK 2
PEMEROLEHAN KEMAHIRAN MANUPULATIF
SINOPSIS
Topik ini membolehkan pelajar untuk menguasai kemahiran manipulatif dalam
penyiasatan saintifik. Kemahiran psikomotor ini membolehkan pelajar untuk
menguasai:
1. Jenis dan unit pengukuran
2. Mengguna dan mengendali alatan sains
3. Melukis gambarajah dan alatan dengan tepat
4. Pengendalian specimen dengan cara yang betul dan cermat
5. Membersihkan peralatan sains dengan betul
6. Menyimpan alatan sains dan bahan kimia dengan betul dan selamat
Hasil pembelajaran
Pada akhir topik ini pelajar dapat:
1. Menerangkan kemahiran manipulaif sebagai proses psikomotor yang
perlu dikembangkan melalui penyiasatan saintifik
2. Menerangkan kemahiran manipulatif dalam penyiasatan saintifik
termasuk:
a)
Jenis dan unit pengukuran
b)
Pengguanaan dan pengendalian alatan sains
c)
Melukis gambarajah dan alatan dengan tepat
d)
Pengendalian spesimen dengan cara yang betul
dan cermat
e)
Membersihkan peralatan sains dengan betul
27
28
f)
Penyimpanan alatan sains dan bahan makmal
dengan betul dan selamat
KERANGKA TOPIK
Rajah 2 : Ringkasan Isi pelajaran
28
29
2.0
KEMAHIRAN MANIPULATIF
Sains menekankan inkuiri dan penyelesaian masalah. Dalam proses inkuiri dan
penyelesaian masalah kemahiran saintifik dan kemahiran berfikir di gunakan.
Kemahiran saintifik adalah penting dalam sebarang penyiasatan saintifik saperti
menjalankan
eksperimen
dan
projek.
Kemahiran
saintifik
merangkumi
kemahiran proses sains dan kemahiran manipulatif.
Apakah dia kemahiran manipulative? Manipulatif bermaksud mengawal atau
kebolehan menggunakan
sesuatu
dengan
mahir.
Oleh
itu kemahiran
manupulatif adalah kemahiran psikomotor yang membolehkan kita untuk
melaksanakan kerja-kerja amali yang melibatkan perkembangan koordinasi
mata-tangan dan kebolehan mengendalikan projek. Sebagai contoh seorang
pelajar menggunakan sepasang tweezer. .dan kanta pembesar untuk
mengamati organ dalaman tumbuhan berbunga.
Kemahiran manipulatif di dalam penyiasatan saintifik adalah kemahiran
psikomotor yang membolehkan pelajar menguasai :
a)
Jenis dan unit pengukuran
b)
Pengguanaan dan pengendalian alatan sains
c)
Melukis gambarajah dan alatan dengan tepat
d)
Pengendalian specimen dengan cara yang betul dan
cermat
e)
Pembersihkan peralatan sains dengan betul
f)
Penyimpanan alatan sains dan bahan makmak dengan
betul dan selamat
Dengan menguasai kemahiran manipulatif para saintis mampu mendapatkan
keputusan yang sah. Ia juga akan menghindarkan kemalangan dan
1. Lukis dan namakan peralatan yang pernah anda gunakan untuk
pengajaran sains sekolah rendah
2. Terangkan bagaimana anda menggunakan peralatan tersebut
dengan betul.
29
30
Bila menggunakan kemahiran manipulatif pelajar perlu mengambil kira
keselamatan diri dan rakan-rakan.Langkah-langkah yang perlu diambil
termasuk semasa menggunakkan alatan yang pecah ,tidak mencucuk bahan
yang tajam dan panas kepada rakan-rakan , mengelakkan specimen yang
tajam,serangga yang berbisa dan memakan bahan yang beracun secara tidak
sengaja. Melatih sikap tanggungjawab terhadap keselamatan diri dan orang lain
adalah sikap yang baik dan murni.
Dengan menggunakan pengurusan grafik yang sesuai,bina satu peta
konsep tentang kepentingan menguasai kemahiran manipulatif bagi
pelajar.
2.1
JENIS DAN UNIT PENGUKURAN
2.1.1 PENGUKURAN PANJANG
Untuk mengukur panjang, kita boleh menggunakan pembaris atau pita ukur.
Ukuran terkecil pada pembaris meter adalah 0.1 cm. Pembaris meter hanya
boleh mengukur panjang dengan tepat sehingga 0.1 cm.
1. Huraikan cara yang betul bagaimana untuk membaca skala
pada pembaris untuk mengelakkan ralat parallak
.
2. Huraikan bagaimana diameter sebiji bola ping pong boleh
diukur dengan menggunakan pembaris meter dan sepasang
set square
Angkup vernier dan micrometer screw gauge adalah alat yang biasa digunakan
didalam makmal dan industry. Angkup vernier sesuai untuk mengukur panjang
objek, diameter luar (OD) objek berbentuk sfera atau silinder, diameter dalam
(ID) paip dan kedalaman lubang.
30
31
Kumpul maklumat daripada pelbagai sumber mengenai angkup
vernier dan micrometer screw gauge.
.
2.1.2 MENGUKUR MASA
Masa boleh diukur dengan menggunakkan alat seperti jam, atau sebarang alat
yang mengalami gerakan secara berkala.
Jam randik analog
Jam randik digital
JAM RANDIK
Jam randik digunakan untuk mengukur julat masa yang pendek. Terdapat dua
jenis jam randik iaitu jam randik digital dan analog. Jam randik digital lebih tepat
dari jam randik analog kerana ia boleh mengukur masa dalam julat 0.01saat
manakala jam randik analog hanya boleh mengukur masa dalam julat 0.1 saat..
Oleh kerana jam randik adalah alat yang sensitif dua atau tiga bacaan perlu
diambil dan masa purata dirakamkan. Ini disebabkan masa bermula dan
berakhir tidak sama diantara individu.
Masa reaksi yang biasa diambil oleh individu adalah diantara 0.2
hingga 0.3 saat. Fikirkan satu eksperimen untuk mengaggarkan masa
reaksi untuk seseorang individu.
31
32
2.1.3 MENGUKUR ISIPADU
Isipadu adalah jumlah ruang yang di isi biasanya diukur dengan menggunakan
bikar, flask konikal, flask volumetrik, silinder bersenggat, picagari, buret dan
pipet. Ahli kimia menggunakan unit liter(l) dan milliliter(ml). Senggatan pada
bikar dan flask konikal adalah anggaran dan tidak boleh digunakan
mendapatkan
ketepatan
pengukuran.
Pipet,buret
dan
flask
untuk
volumetrik
digunakan bagi tujuan tersebut.
Huraikan bagaimana menggunakan pipet dalam penitratan asid-bes
dengan betul.
Adakah asid atau bes yang dimasukkan kedalam pipet? Kenapa?
2.1.4 MENGUKUR SUHU
2.1.5 TERMOMETER
Termometer raksa adalah termometer yang selalu di gunakan dalam makmal
sains.
Merkuri
didalam
bulb
akan
mengembang
apabila
dipanaskan.
Pengembangan ini akan menolak keatas benang merkuri dalam tiub kapilari.
Bulb ini diperbuat daripada kaca yang nipis supaya haba dapat dikonduksikan
dengan cepat kepada merkuri .Batang kaca yang berbentuk silinder bertindak
sebagai kanta pembesar supaya suhu boleh dibaca dengan mudah.
32
33
1. Bincangkan cara yang betul bagaimana menggunakan
termometer merkuri.
2. Apakah persamaan dan perbezaan di antara termometer
merkuri dan termometer klinikal?
2.1.5 MENGUKUR JISIM
Jisim adalah kandungan jirim sesuatu objek. Kita selalunya menggunakan
neraca tiga palang untuk mengukur jisim. Ianya mendapat nama neraca tiga
palang kerana ia mempunyai tiga palang yang menunjukkan jisim yang berada
pada setiap beam
Ini adalah gambarfoto neraca tiga
palang.
Anda
mungkin
telah
menggunakan
nya
di
sekolah.terdapat
pelbagai
jenis
penimbang. Saintis memerlukan
penimbang untuk mengukur jisim
yang kecil.
Neraca tiga palang membandingkan jisim yang diketahui dengan jisim yang
tidak diketahui dan ianya tidak dipengaruhi oleh gravity, tidak saperti
penimbang spring yang mengukur berat. palang yang pertama mengukur jisim
dari 0 hingga 10 grams. palang yang tengah mengukur dalam julat 100 grams
33
34
dan beam yang akhir dalam julat 10 grams. Dengan menggunakan ketiga-tiga
palang anda boleh mengukur jisim objek yang anda kehendaki.
2.1.6 MENGUKUR ARUS ELEKTRIK/VOLTAN
AMMETER
Untuk mengukur jumlah arus elektrik ammeter boleh digunakan. Ammeter
disambungkan secara siri dengan litar elektrik. . Bacaan skala maksikum
adalah pesongan penuh skala.
Kebanyakan ammeter mempunyai skala berkembar. Ammeter adalah alat yang
sensitif. Untuk mengelakan kerosakan ammeter langkah-langkah berjaga-jaga
berikut perlu diperhatikan;
1.
ammeter mempunyai julat yang sesuai untuk mengukur arus.
2.
jika arus yang diukur adalah besar daripada pesongan maksimun skala
,arus berlebihan akan mengalir melalui ammeter dan merosakkanya.
3.
adalah penting untuk dimulakan dengan julat yang tertinggi bila
menggunakan ammeter.
4.
ianya adalah penting untuk menyambungkan ammeter dengan cara yang
betul untuk mengelakkan kerosakan bila jarum penunjuk bergerak dalam
arah yang salah. Terminal positif ammeter perlu disambungkan kepada
terminal positif bateri atau punca kuasa. Begitu juga dengan terminal
negatif ammeter.
34
35
5.
sebelum menggunakan ammeter pastikan jarum ammeter berada pada
kedudukan sifar. Ini boleh dilakukan dengan melaraskan pelaras sifar
dibawah jarum tersebut.
VOLTMETER
Beza keupayaan merentasi 2 titik dalam sesuatu litar boleh diukur dengan
menggunakan
voltmeter.
Voltmeter
perlu
disambungkan
secara
selari
merentasi komponen yang di ukur. Langkah-langkah berjaga-jaga sama saperti
penggunaan ammeter.
multimeter
adalah
meter
elektrik
pelbagai fungsi.
Bincangkan apa yang boleh diukur
dan bagaimana menggunakannya
2.2. PENGGUNAAN DAN PENGENDALIAN ALATAN SAINS
2.2.1 Mikroskop
Mikroskop cahaya
– kebanyakan modul yang digunakan di sekolah
menggunakan kanta dan cahaya untuk membesarkan objek. Kanta yang
digunakan membiaskan cahaya untuk membuatkan objek nampak lebih dekat.
35
36
Stereoskop – mikroskop ini membenarkan penglihatan binocular untuk melihat
objek yang lebih besar.
Bincangkan prosedur umum
mengendalikan mikroskop.
bagaimana
menggunakan
dan
1.2.2 PENGGUNAAN DAN PENGENDALIAN BAHAN KIMIA
 Jangan memanaskan pelarut yang mudah terbakar dengan api
 Pelarut yang tidak di gunakan perlu disimpan semula didalam stor
pelarut atau di lupuskan tanpa penangguhan.
 Elakkan tumpahan dan basuh tangan segera dengan sabun dan air jika
berlaku sentuhan..
 Campurkan bahan kimia kedalam air dan tidak sebaliknya Gunakan
spatula yang berlainan untuk bahan kimia yang berbeza
 Hadkan penggunaan jumlah bahan kimia yang digunakan dalam
makmal.
PENGGUNAAN DAN PENGENDALIAN ALATAN ELEKTRIK
 Pastikan semua kable elektrik dalam keaadaan yang baik.
 Pastikan litar tidak melampaui beban. Penyambungan yang dibuat perlu
betul.
 Jangan sentuh peralatan elektrik yang disambungkan pada punca
dengan tangan yang basah.
 Jangan gunakan bahan-bahan logam atau barangan kemas bila bekerja
dengan alatan elektrik.

Ambil langkah-langkah pencegahan untuk mengelakkan tumpahan
keatas alatan elektrik.
MELUKIS RAJAH DAN ALATAN DENGAN TEPAT
Disini terdapat beberapa tip untuk melukis specimen.
36
37
1. gunakan kertas kosong yang mempunyai banyak ruang .
2. gunakan pensil yang tajam..
3. lukis apa yang anda Nampak sahaja.
4. lakar rajah yang besar dan mudah.
5. lukis dengan menggunakan skala yang betul dan sesuai.
6. jangan melorek atau mewarnakan rajah. . Use stippling to indicate a
darker area
7. gunakan pembaris untuk melukis garisan.jangan merintangi garis
yang berlabel.
8. labelkan bahagian-bahagian objek.
9. berikan tajuk untuk lukisan anda.
Lukis dan namakan alatan yang biasa digunakan dalam pengajaran
sains sekolah rendah.
Akses internet untuk mengumpul maklumat tentang makmal maya.
Bagaimanakah ianya berbeza dengan bilik makmal sains biasa?
37
38
TOPIK 3
PEMEROLEHAN KEMAHIRAN MANUPULATIF
3.1. PENGENDALIAN SPESIMEN DENGAN BETUL DAN BERHATI-HATI
Benda hidup yang dibawa ke bilik darjah perlu di jaga untuk tempoh masa yang
pendek atau panjang. Oleh yang demikian ianya memerlukan kediaman yang khusus
dan penjagaan yang berkala. Jika boleh bina suatu kawasan lapangan di luar bilik
darjah .anda perlu mengambil langkah-langkah keselamatan apabila mengendalikan
specimen.
Kebersihan dan keselamatan apabila mengendalikan specimen perlu diberikan
perhatian yang lebih.pastikan pelajar membasuh tangan mereka denga sabun dan air
selepas mengendalikan specimen hidup. Penjagaan yang lebih perlu diberikan apabila
specimen itu mempunyaui cirri-ciri yang boleh membahayakan pelajar( e.g kaktus yang
mempunyai duri yang tajam,serangga yang mungkin menyengat atau menggigit
atauyang boleh menyebabkan irritasi) . ingatkan pelajar supaya tidak merasa atau
memasukkan apa jua kedalam mulut mereka.
Aktiviti1 : Biji Kacang Hijau
1. Sediakan tiga lembaran lapisan kapas diatas kepingan tail yang berbeza.
2. Letakkan lima biji kacang hijau ke atas setiap satu lapisan kapas.
3. Tinggalkan kering lapisan kapas yang pertama.basahkan lapisan kapas yang
kedua dengan lima sudu air dan lapisan ketiga dengan 20 sudu air.
4. Siram lapisan kedua dan ketiga dengan isipadu air yang sama selama lima
hari.
5. Perhatikan tumbesaran anak benih dan rekodkan ketinggian dan bilangan daun
setiap hari.
38
39
Aktiviti 2 : Ikan dan Cicak
1. Sediakan satu akuarium dengan ikan dan cicak. Perhatikan haiwan tersebut.
2. Kenalpasti dan bandingkan cirri-ciri kedua haiwan tersebut.
a) Apakan ciri yang biasa haiwan tersebut?
b) Apakah ciri yang berbeza?
3.2. PENGENDALIAN BAHAN-BAHAN BIOLOGI
 Semua aktiviti yang melibatkan tangan ke mulut perlu dielakkan
 Serangga dan haiwan kecil harus diletakkan di dalam sangkar atau
akuarium.
 Kecederaan yang disebabkan oleh haiwan yang dikaji hendaklah di
rawat dengan menggunakan antiseptic dan rawatan selanjut perlu
diberikan.
 Luka perlu sembuh sepenuhnya sebelum mula bekerja. Pertimbangkan
penggunaan filem,videos dan computer untuk aktiviti dissection..
 Alatan kaca dan slaid mikroskop perlu di basmi kuman dan digunakan
semula.
 Sebarang tumpahan atau kemalangan perlu direkodkan walaupun tiada
kecederaan.
Tumbuhan

Lakukan pemerhatian di lapangan

Pulangkan semula specimen di lapangan

Jangan buang specimen kedalam tong sampah

Jangan kendalikan tumbuhan yang beracun
Binatang

Perhatikanserangga yang hidup didalam piring petri yang tertutup.

Lepaskan serangga selepas aktiviti.

Untuk pastikan keselamatan sebelum memulakan kerja balut semua
luka.
39
40

Tangan perlu dibasuh dengan sabun.

Jika digigit rawat luka dengan antiseptic.
3.3. MEMBERSIH ALATAN SAINS DENGAN BETUL
 Bersihkan alatan kaca dengan menggunakan bahan cuci,bilas dengan
air dan keringkan.
 Untuk pengeringan biarkan alatan kaca berdiri,digantung atau dibiarkan
kering diatas rak atau papan pengering.
 Selepas menggunakan sebarang alat pastikan ianya bersih sebelum
disimpan.
3.4.
MENYIMPAN ALATAN SAINS DAN BAHAN DENGAN BETUL DAN
SELAMAT
 Alatan yang besar dan bekas bahan kimia yang besar seharusnya
disimpan pada rak yang bawah.
 Bahan perlu disimpan pada suhu yang sesuai.
 Jangan letakkan bahan yang bahaya dalam bekas yang tidak stabil.
 Racun perlu dikunci dalam cabinet.
 Simpan semua bahan kimia yang aktif dalam bekas yang gelap
 Asid dan bahan yang mengkakis perlu disimpan dalam cabinet bukan
logam dan berlubang.

Tuliskan nota ringkas
simpanan alatan sains.
tentang
.
40
cara
pengendalian,pembersihan
dan
41
www.biologycorner.com
www.ehow.com
www.wikihow.com
www.sciencekit.com
41
42
TOPIK4
KEMAHIRAN PROSES SAINS ASAS
MEMERHATI
SINOPSIS
Dalam topik ini anda akan didedahkan kepada tujuh kemahiran proses sains asas.
Anda juga akan diberi dengan aktiviti-aktiviti yang boleh anda mencuba sendiri dengan
murid-murid untuk meningkatkan semua kemahiran ini. Latihan dan soalan-soalan
tutorial yang diberikan bukan sahaja akan membantu anda menilai diri anda sendiri
dalam kemahiran proses sains asas ini tetapi juga boleh meningkatkan pemahaman
anda.
HASIL PEMBELAJARAN
Di akhir topik ini diharapkan guru-guru boleh :
1.
Membentuk penghayatan secara kritis kemahiran proses sains asas dan
amalannya di dalam pengajaran sains di sekolah rendah.
2.
Menunjukkan kefasihan dalam mereka bentuk pendekatan bagi
menyokong murid-murid dalam mengembangkan kemahiran prosedur dan
pemahamansains
42
43
KERANGKA TOPIK
Rajah 3 : Kerangka Isi Kandungan
43
44
MEMERHATI
Apa itu memerhati?
Tahukah anda apa itu memerhati? Kebanyakan daripada kita memahami bahawa
memerhati itu melibatkan deria mata untuk melihat dan memahami benda-benda di
sekitar. Sebenarnya ia adalah lebih daripada itu.Memerhati adalah asas kemahiran
proses sains yang melibatkan semua lima deria untuk mencirikan objek-objek,
mengenalpasti perubahan-perubahan, persamaan dan perbezaan untuk memahami
dunia di sekitar kita. Di sebalik itu juga kita boleh mengatakan bahawa memerhati juga
melibatkan proses mengumpul maklumat berkaitan dengan objek-objek atau peristiwaperistiwa dengan menggunakan kelima-lima pancaindera, lihat, dengar, sentuh, rasa
dan bau.Memerhati dalam sains, memerlukan murid-murid memberi perhatian secara
menghalusi.Memandang,
melihat
dan memerhati
hendaklah
difahami
dengan
jelas.Memandang dan melihat dianggap sebagai pendekatan pasif manakala
memerhati pula dilihat sebagai pendekatan aktif.
Apabila kita hendak mengenali sesuatu buah, kita akan mengguna mata untuk melihat
bentuk dan warna buah itu.Anda juga akan menyentuh dan menghidu buah tersebut
untuk mengetahui samada buah itu masak atau tidak. Kadangkala anda mencuba rasa
mengguna lidah untuk memastikan samada buah itu manis atau tidak. Ada kalanya kita
menggoncang dan mendengar bunyi untuk menguji isi terkandung.Disini kita
mengguna
kesemua
pancaindera
untuk
mengenali
dan
memahami
buah
tersebut.Pemerhatian jenis ini disebut sebagai pemerhatian kualitatif.Jika kita hendak
mengetahui dengan lebih lanjut, tentang berat dan panjang buah tersebut misalnya
200 g dan 30 cm, pemerhatian itu disebut pemerhatian kuantitatif sebab ia melibatkan
nombor atau kuantiti. .
Pemerhatian kuantitatif memberi maklumat dengan lebih tepat berbanding dengan
pancaindera kita.Maka pelajar, lebih-lebih lagi kanak-kanak, memerlukan bantuan
untuk membuat pemerhatian yang baik. Jika seseorang pelajar itu sedang
menerangkan apa yang dia lihat, dia akan menerangkan tentang warna objek itu
sahaja tetapi tidak berkenaan dengan saiz atau bentuk objek itu. Pemerhatian yang
bagus dan produktif adalah berbentuk penjelasan yang ditulis atau dilukis secara
44
45
menyeluruh dan tepat dan pelajar perlu dilatih untuk menghasilkan penerangan yang
menyeluruh.Penerangan yang panjang dan lengkap oleh pelajar, maka barulah boleh
meningkatkan pemahaman tentang konsep yang sedang dikaji.
Bagaimanakah kita membimbing pelajar-pelajar kita memberi penerangan yang baik
dan menyeluruh.?

Beri arahan kepada pelajar supaya focus kepada objek atau peristiwa yang
sedang dikaji dan kenalpasti ciri-cirinya.

Berikan mereka peluang untuk menyatakan pemerhatian kualitatif awal.
Kemudian minta mereka memberi huraian secara menyoal atau memberi
mereka alatan yang boleh membantu mereka menjalankan pemerhatian
kualitatif atau kuantitatif yang selanjutnya.

Jika
berlaku
sebarang
perubahan
dalam
pemerhatian,
pelajar
perlu
menyatakan apa yang mereka lihat sebelum, semasa dan selepas kejadian
berlaku dalam pemerhatian. Jika boleh pelajar perlu digalakkan menamakan
apa yang mereka perhati.
 Gunakan rujukan, merujuk kepada benda yang telah menjadi biasa kepada
semua orang untuk menerangkan dengan lebih jelas sesuatu pemerhatian.
Contohnya, kita menerangkan warna dengan rujukan, seperti langit biru,
rumput hijau kuning emas untuk menerangkan warna biri, hijau atau kuning.
 Apabila kita membuat ukuran, kita membandingkan sifat dengan rujukan unit.
Sesuatu kenyataan ukuran mengandungi dua bahagian, nombor memberitahu
berapa bilangan, dan nama unit untuk memberitahu berapa banyak
kandungan isinya. Penggunaan nombor menunjukkan ukuran itu pemerhatian
kuantitatif. Contoh, helaian daun diikat dalam bilangan lima, atau ukuran berat
daun ialah lima gram.
Sebagai rumusannya boleh kita katakana bahawa pemerhatian itu dibuat apabila;
 Mengguna semua pancaindera untuk mendapatkan maklumat.
 Menggunakan perkakas atau alat untuk membuat pemerhatian tepat
 Mengenalpasti persamaan dan perbezaan untuk membuat perbandingan
 Mengenalpasti ciri-ciri khas pada objek dan persekitaran
 Sedar akan perubahan pada persekitaran
 Mengenalpasti susunan objek atau peristiwa
45
46
Keupayaan untuk membuat pemerhatian yang baik adalah juga penting untuk
perkembangan kemahiran proses sains yang lain, berkomunikasi, mengkelas,
mengukur, membuat inferen dan meramal.
Cuba buat aktiviti berikut untuk membentuk kemahiran memerhati
Aktiviti 1
Bahan :
1. Kacang
Prosedur:
1. Buat pemerhatian kepada kacang.
2. Tulis pemerhatian dalam jadual di bawah.
Keputusan :
Pemerhatian
Mengguna
Mengguna
Mengguna
Mengguna
Mengguna
indera lihat
indera rasa
indera bau
indera sentuh
indera dengar
Yang manakah pemerhatian kuantitatif?
sesuatu
Jika tiada, fikir semula dan cuba carikan
________________________________________________________
_______________________________________________________
________________________________________________________
46
47
Aktiviti2:
Bahan
1. Biskut Cream Crackers
2. Air suling
Prosedur:
1. Perhatikan sekeping biskut cream crackers.
2. Rendam biskut ke dalam air suling.
3. Tulis pemerhatian anda di dalam jadual di bawah.
Keputusan
Pemerhatian
Mengguna
Mengguna
Mengguna
Mengguna
Mengguna
indera lihat
indera
indera bau
indera sentuh
indera
rasa
dengar
Sebelum
direndam
Semasa
direndam
Selepas
direndam
Yang manakah pemerhatian kuantitatif?
sesuatu
Jika tiada, fikir semula dan cuba carikan
________________________________________________________
________________________________________________________
________________________________________________________
47
48
1.
Kenapa kita perlu membuat pemerhatian?
2.
Apakah kepentingan kita membuat pemerhatian?
3.
Rancang tiga aktiviti kemahiran proses sains, pemerhatian dibuat berdasarkan
spesifikasi sains sekolah rendah.
Tutorial 1
1. Secara berkumpulan, laksanakan ‘the candle activity. Bincang dan bentangkan
dapatan anda
Tutorial 2
2. Baca artikel “Elephant Observations” dan jawab soalan yang diberi.
Baca artikel “Working Scientifically” dan sediakan peta konsep.
Tahniah !
Anda telah bekerja dan berusaha bersungguh-sungguh.Berehatlah sebentar.
Kemudian sambung dan teruskan ke kemahiran proses asas yang lain.
48
49
Tutorial 1
CANDLE ACTIVITY
Bahan :


Lilin
Lighter
Buat ukuran kualitatif dan kuantitatif kepada sebatang lilin sebelum dan selepas
dibakar selama dua minit.Tanam lilin tersebut pada seketul modeling clay.
Pemerhatian Kualitatif
Sebelum pembakaran
________________________________________________________
________________________________________________________
Semasa pembakaran
________________________________________________________
________________________________________________________
49
50
Selepas pembakaran
________________________________________________________
_______________________________________________________
Pemerhatian Kuantitatif
Pemerhatian
Sebelum pembakaran
Selepas pembakaran
Bagaimanakah kedua-dua pemerhatian di atas berbeza?
________________________________________________________
________________________________________________________
Yang manakah lebih sesuai digunakan dengan pemerhatian saintifik? Kenapa?
________________________________________________________
________________________________________________________
50
51
Tutorial 2
ELEPHANT OBSERVATIONS
Long time ago in a distant land, six blind men lived together. All of them had
heard of elephants, but they had never “seen” one. When they heard that an
elephant and his trainer would be visiting their village, they all wanted an
encounter with this beast. They made their way to the site where the elephant
was being kept. Each blind man touched the elephant and made his
observations. The observations are listed below.
One man touched the elephant’s side and said.
“ An elephant is like a wall.”
Another man touched the trunk and said,
“An elephant is like a snake.”
Another man touched a tusk and said,
“An elephant is like a spear.”
Another man touched a leg and said,
“An elephant is like a fan.”
The last man touched the tail and said,
51
52
“An elephant is like a rope.”

Did the blind men make appropriate inferences? Explain.
_______________________________________________________________

How might the blind men improve their inferences?
_______________________________________________________________

One of the characteristics of science is that scientists communicate their ideas,
observation, results, and inferences with each other. Why is this a good idea?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
In the space below, write a sentence or two explaining what you have learned.
Qualitative Observations
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
Quantitative Observations
_______________________________________________________________
52
53
Did the activities above help you to make better observations? Explain.
_____________________________________________________________________
_________________________________________________________
How does telling stories can make teaching more fun to primary students?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
Working scientifically
Introduction
‘Working scientifically’ involves the processes of science,
includingunderstanding the sorts of questions that are the province of science;
the designof experiments; reasoning and arguing with scientific evidence; and
analysing and interpreting data.
Detailed discussion of working scientifically in primary schools can be found in
Keith Skamp’s Teaching primary science constructively (Thomson
Learning2004). An example of the forms of knowledge associated with
workingscientifically can be found in the Victorian Curriculum and
StandardsFramework (CSF) for science, which can be found on the Victorian
Curriculum and Assessment Authority website
<http://www.vcaa.vic.edu.au/index.html>.
53
54
Key concepts of working scientifically
The activities in this topic are designed to explore the following key concepts:
• ‘Working scientifically’ involves particular forms of reasoning withevidence
that is different in detail from reasoning in other areas.
• There is no one ‘scientific method’, but many ways in which scientists planto
establish ideas and generate evidence to explore and support these ideas.
• An oft-cited example of scientific method is the controlled experiment,where
the relationship between an effect and a variable is explored, withother
potentially confounding variables controlled (i.e. kept the same). Anexample
would be the exploration of the effect of the length of a pendulum on its
period of swing, keeping the weight and swing size the same butvarying the
length and timing of the swing. However, for many branches ofscience, this
type of control is not possible. For instance, in studyingecological systems, in
many cases theories must be established by lookingat existing ecosystems
with many variables. In geology and astronomy theidea of controlling and
repeating observations is very different. What iscommon to all these areas,
however, is the collection of evidence to supportor argue against claims, and
reasoning with evidence that attempts to isolateclear causes for phenomena.
• Working scientifically involves a number of ‘concepts of evidence’,including
the purpose and techniques of focused observation, therecognition of a
scientific question that can be investigated, the need forrepeat
measurements and skills in devising measurement processes, ways
ofrecording data (these can vary considerably) and representing data
foranalysis, different experimental designs and associated principles (e.g.
understanding ‘sample size’ in making observations in the field),
andreporting.
Students’ alternative conceptions of working scientifically
Research into students’ ideas about this topic has identified the following nonscientific conceptions:
• Students will not immediately see the task of an investigation as
exploringideas or looking for patterns, but will treat an investigation simply
as‘establishing what is’ without thought for considering
alternativeinterpretations.
• Students have problems recognising what is an investigable question andwill
54
55
propose questions such as ‘What is electricity?’ as the basis forinvestigation.
Their questions need to be worked with and clarified tobecome amenable to
scientific investigation.
• Students will not understand many of the concepts relating tomeasurement—
for instance, the reading of a scale, the recording ofcomparison
measurements using consistent processes, the calibration ofinstruments, the
need for repeat measurements and the concept ofuncertainty in
measurement. They need to be supported in makingdefensible
measurements.
• Students can understand the need to control variables in simple situations(to
make the test ‘fair’), such as the need to use the same amount of eachtype of
sugar when comparing the solubility of sugars. However, they havedifficulty
in cases of interacting variables (e.g. finding out the separateeffects of weight
and length on a pendulum swing, or the separate effect oflight and moisture
in determining where slaters prefer to live).
• Students will not understand the power of laying out data in tables
andgraphs, and the use of a table as a design organiser to help plan a series
ofmeasurements.
• Depending on their knowledge and experience, students may have
troublearguing clearly from evidence.
It has been amply demonstrated that, with appropriate support, even very young
children are capable of distinguishing between observations and inferences, of
asking investigable questions, planning experiments and arguing from
evidence.
Consumer science
‘Consumer science’ refers to activities in the classroom whereby students use
scientific processes to make judgments about consumer products. Although
consumer science does not fall easily into any major curriculum topic
categories, it is an important and fun vehicle for teaching students about some
of the science processes such as fair testing, measuring and recording. It
55
56
provides a vehicle for learning about the nature of scientific investigation.
It should be noted, however, that these investigations, because they mostly
involve comparisons on the basis of criteria, do not illustrate the more difficult
nature of working scientifically that deals with the exploration of conceptual
ideas.
Skills and understandings of consumer science
The activities in this topic are designed to develop the following skills and
understandings of this topic:
• how to formulate useful, investigable questions
• the importance of measuring accurately
• why it is necessary to ensure that all tests are fair and repeatable
• the purpose of planning and designing investigations
• how to design valid experiments with appropriate variable control
• how to design measurement procedures
• how to represent data for analysis and reporting.
Things to consider when completing activities
The activities in this topic give examples of some types of products suitable
forearly and middle years consumer science testing. In judging different
products,the things that need to be considered (summarising the discussion
above) are:
• what criteria are relevant for the evaluation
• what weighting should be given to the various criteria
• whether the test is fair
• whether the results are reproducible
56
57
• whether the method of comparison (scale, addition of scores, etc.)
isappropriate.
Development of students’ testing capabilities
The following descriptions of students’ capabilities at different year levels,
andthe type of activity appropriate for each, are based on reports of
DeakinUniversity students teaching consumer science activities to groups of
studentsin schools.
Prep/Year 1
It is most appropriate to structure tests and scaffold children’s
experimenting.Criteria and procedures need to be decided by the teacher, using
simple testsand comparisons, rather than measurements. Ensure there is a low
demand formanipulation skills.
Examples of appropriate tests include comparing the sweetness of cereals,
theamount of salt or oil in chips or the amount of bubble in detergents.
Year 2
Students can define criteria, but have little understanding of a fair test, e.g.
sothey may cheat to make sure their chosen sample ‘wins’.
Year 3
Students are beginning to appreciate the notion of a fair test. They can
definecriteria and conduct given tests with fairness and appreciate how
differences inresults can arise.
Year 4
Depending on the content area, students should now be able to
designexperiments and plan measurements with minimal input from the
teacher.
57
58
Years 5 and above
The comparison of products by discussion of weighting of criteria isincreasingly
possible. Students are able to set out tables and deal with differentorders on
different criteria. They can hold a reasoned discussion on the factorsaffecting
the performance of different products, and ways of exploring thesefurther.
Activities
Exploring consumer science
Key ideas: Articulating and refining questions. Designing experiments and
controlling variables. Developing measurement procedures. Constructing and
interpreting data representations.
58
59
A C T I V I T Teaching note: This activity can be used for all levels but will need to
Y:
beadapted accordingly. Have the students work in groups. Each group
P O TAT O should have a scoresheet and a recorder, a reporter, a timekeeper and
someone to hand outeach item. Make sure all the students take it in turns
CHIPS
to taste the items. Youmight want to collect the information and collate it
on the board. Somediscussion of the problems with testing, especially the
problems associated inkeeping things ‘fair’, should be encouraged.
You will need:
•
a variety of brands of potato chips
•
brown paper squares
•
brown paper bags
•
rollingpins
•
breadboards
•
jars of water.
a) Test for salt content
Taste directly—have ONE student taste each brand of chip to
determine and give their opinion of which is the saltiest. It might be a
good idea to blindfold thestudent so they do not see the brand they
are tasting and select their favourite (or least favourite, accordingly)
59
60
Dissolve in water and taste (what will you control?)—crush a chip of
each brand(making sure you keep the samples the same size) and
put the crumbs of each chipinto separate containers with about 40
mL of water. Add a pinch of salt to another40 mL of water. Have a
clean glass of water on hand. Alternatively taste the saltedwater
and each chip water, taking a sip of fresh water in between tastes.
Which issaltier?
b) Test for oil content by rubbing between sheets of brown paper
Place a chip between two sheets of brown paper on the
breadboard, and thencrush it by rolling over it with the rolling pin.
How much oil appears on the brownpaper? Measure the spot using
a ruler.
Alternatively, place a chip on top of a pile of brown paper pieces.
Roll over it usingthe rolling pin. How many thicknesses of paper did
the oil penetrate? Hold the oilpatch over some print or up to the
light. How translucent is the patch?
Repeat the experiment for the other brands of chips.
c) Taste test
Place a sample of each brand of chip into a paper bag. Have one
student act as thetaste-tester (only one student at a time should test
the chips!). Get the student to taste each brand of chip from the
unmarked bags. It might be a good idea to getthem to have a sip of
clean water between each taste. What could they test for (e.g.
crunch, flavour, texture)?
d) Testing the packaging
Examine the packaging that the chips come in. How is the
manufacturer trying tosell the chips? What colours are used in the
packaging? What is the salt or fatcontent according to the nutrition
label? Is there a trinket included in the pack? Is this important to the
60
61
group? How easy are the bags to open? Rate what the students
think of each and keep score. Which brand of chips is considered to
bebest according to its packaging? Why?
Rank the criteria in order of importance. Which chips would you
recommend
A C T I V I T Y:
CEREAL
Teaching note:
This activity is similar to the chip experiment above and so thesame
guidance should be offered. The experiments outlined above for
potatochips can be carried out for cereals, although you should test
for sugar contentinstead of salt!
You will need:
•
a variety of cereal packages.
Look at the packet nutrition guide. Compare cereals for sugar,
fat, carbohydrate content.
A C T I V I T Y:
TESTING
BALLS
Teaching note:
This activity is suitable for all levels depending on thecomparisons
made.
You will need:
•
a range of types of balls, e.g. tennis, squash, ping-pong,
golf, rubber, plastic
•
a range of different surfaces, e.g. carpet, concrete, grass
•
a metre rule
61
62
TOPIK5
KEMAHIRAN PROSES SAINS ASAS
MENGKELAS
MENGKELAS
Apa itu mengkelas?
Sama ada disedari atau tidak, kita selalu mengkelaskan barang-barang dalam
kehidupan seharian kita.Kita mengkelaskan buku-buku di perpustakaan
mengikut subjek dan menyimpan perkakasan sains di dalam stor mengikut jenis
perkakasan.Para majikan mengkelas pekerja mengikut jenis pekerjaan
pekerjanya dan kerajaan mengkelas kita mengikut jantina, umur, pendapatan
dan sebagainya. Mengkelas boleh ditakrif sebagai proses mengumpul objek
mengikut ciri-ciri tertentu untuk sesuatu tujuan. Kita perlu mengenalpasti
persamaan dan perbezaan semasa mengenalpasti ciri-cirinya. Oleh itu, kita
boleh katakan bahawa mengkelas ialah proses mengumpul objek atau
peristiwa mengikut persamaan atau perbezaannya. Ini adalah satu langkah
penting ke arah kefahaman yang lebih baik bagi objek atau peristiwa yang
berbeza di dalam dunia ini.
Bilakah kita perlu mengkelas?Kita mengkelas apabila ada banyak item atau
maklumat yang tidak tersusun. Untuk mengkelas item-item kita boleh ikuti
langkah-langkah berikut :
1.
Kenalpasti ciri-ciri umum item-item tersebut
2.
Isihkan item yang sama ciri mengikut kumpulan masing-masing
3.
Kenalpasti ciri-ciri lain
4.
Ulangi langkah 1 – 3 sehingga tinggal hanya satu item dalam setiap
kumpulan.
62
63
Indicator Untuk Pengkelasan yang dibina oleh Pusat Perkembangan
Kurikulum (PPK, 1994) boleh digunakan sebagai panduan untuk mengkelas
item atau maklumat dengan cara betul, iaitu,

Kenalpasti persamaan dan perbezaan

Kumpulkan objek mengikut ciri-ciri umum

Perjelaskan kaedah pengkelasan dalam bahasa mudah

Ciri-ciri lain boleh digunakan untuk mengumpul objek

Objek boleh dikumpulkan dalam pelbagai cara
Ada 3 jenis pengkelasan

Sistem Siri :
Ini adalah pengkelasan yang paling mudah.Objek disusun mengikut sifat
tertentu.Contoh, pelajar disusun bersiri mengikut tinggi, atau bijirin
sarapan berbeza boleh disusun secara bersiri mengikut bilangan calori
per hidangan.
Contoh :

Sistem Binari:
Dalam sistem ini, suatu set objek dibahagi kepada dua subset. Ini
dilakukan berasaskan sama ada objek-objek mempunyai atau tidak sifatsifat tertentu. Contoh, haiwan boleh dikelaskan kepada dua kumpulan :
yang mempunyai tulang belakang atau yang tidak mempunyai tulang
belakang. Pengkelasan secara sistem binari juga boleh dilakukan secara
63
64
mempunyai sifat lebih daripada satu.Objek dalam kumpulan itu memiliki
semua sifat yang telah ditetapkan.
Contoh :
MANUSIA
LELAKI
PEREMPUAN
ATAU
MANUSIA
MELAYU

CINA
INDIA
ORANG ASLI
Sistem Pelbagai Lapisan (Multilevel):
Pengkelasan pelbagai lapisan boleh dibangunkan dengan membentuk
beberapa peringkat pengkelasan binari kepada satu set objek dan
kemudian dilaksanakan kepada subset seterusnya. Hasilnya ialah sistem
pengkelasan yang mengandungi pelbagai peringkat atau lapisan.
Pengkelasan pelbagai lapisan adalah sempurna apabila setiap objek
dalam set asal tadi telah dipisahkan ke dalam kategorinya sendiri.
Pengkelasanyang biasaterhadap alam haiwan dan tumbuhan adalah
contoh pengkelasan pelbagai lapisan.Satu aktiviti yang berguna untuk
kanak-kanak yang boleh dibuat ialah pengkelasan pelbagai lapisan untuk
haiwan di persekitaran mereka mengikut sifat fizikal dan atas persamaan
atau perbezaan kelakuan haiwan tersebut.
64
65
Contoh :
BENTUK
2 DIMENSI
BULATAN
SEGI TIGA
KUBOID
3 DIMENSI
SEGI EMPAT
KON
KIUB
SFERA
SILINDER
Jika mungkin, anda boleh tambah lagi bentuk-bentuk mengikut ciri-ciri
mereka dan anda boleh panjangkan pengkelasan ini untuk menjadikan
lebih banyak lapisan lagi.
Cuba aktiviti-aktiviti ini untuk meningkatkan kemahiran pengkelasan anda.
Aktiviti 1.
Bahan-bahan:
1.
Satu uncang duit syiling dengan nilai berbeza
Prosedur :
1.
Perhatikan syiling dan sebutkan sifat-sifat mereka.
65
66
2.
Kelaskan syiling tersebut mengikut sistem siri, sistem binari dan sistem
pelbagai lapisan.
Rumusan :
1.
Sistem siri
2.
Sistem Binari
3.
Sistem Pelbagai Lapisan
66
67
Aktiviti 2
Bahan-bahan :
1.
Satu set pelbagai jenis kekacang dengan warna, saiz dan bentuk yang
berbeza.
Prosedur :
1.
Perhatikan kekacang dan nyatakan sifat-sifat mereka.
2.
Kelaskan kekacang tersebut menggunakan sistem siri, sistem binari dan
sistem pelbagai lapisan.
Rumusan :
1.
Sistem siri
2.
Sistem Binari
3.
Sistem Pelbagai Lapisan
67
68
1
Apakah kepentingan mengkelas?
2.
Rancangkan tiga aktiviti mengkelas berdasarkan Spesifikasi Sains
Sekolah Rendah.
Jalankan aktiviti “Mengkelas Butang”.
Daripada pengalaman anda, bincangkan apakah benda-benda lain dalam
kehidupan kita seharian yang memerlukan pengkelasan?
Tahniah ! Anda telah menyiapkan tugas anda.
Tutorial
MENGKELAS BUTANG
Bahan-bahan :

8 jenis butang yang berbeza
Kaedah :
68
69
1.
Letakkan semua lapan butang ke dalam petak di atas jadual pada muka
surat seterusnya.
2.
Lukis/ tekapkan butang dan warnakan.
3.
Bahagikan butang kepada dua kumpulan di dalam petak di bawah petak
besar di bahagian atas.
4.
Lukis/ tekapkan butang dan warnakan. Di dalam petak tersebut, tuliskan
sifat yang digunakan untuk mengasingkan butang-butang tersebut.
5.
Kumpulkan butang-butang tersebut daripada petak itu ke dalam petak
yang terdapat di bawah.
6.
Lukis/ tekapkan butang dan warnakan. Di dalam petak tersebut, tuliskan
sifat yang digunakan untuk mengasingkan butang-butang tersebut.
7.
Letakkan satu butang di dalam setiap petak pada helaian kertas.
8.
Lukis/ tekapkan butang dan warnakan. Di dalam petak tersebut, tuliskan
sifat yang digunakan untuk mengasingkan butang-butang tersebut.
Jawab soalan-soalan berikut :

Dengan menyemak Spesifikasi Kurikulum Sains Sekolah Rendah,
senaraikan tajuk-tajuk yang anda fikirkan penting dibuat pengkelasan.
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________

Apakah kaedah lain benda-benda boleh dikelaskan?
_______________________________________________________________
______________________________________________________________
69
70
TOPIK6
KEMAHIRAN PROSES SAINS ASAS
BERKOMUNIKASI
BERKOMUNIKASI
Berkomunikasi ialah kemahiran menyampaikan maklumat atau idea kepada
orang lain sama ada secara lisan atau berbentuk tulisan. Pelajar-pelajar harus
berkomunikasi untuk berkongsi pemerhatian mereka dengan orang lain.
Komunikasi mestilah jelas dan berkesan jika seseorang itu hendak difahami
maklumat yang disampaikan.Komunikasi berkesan semestinya jelas, tepat dan
tidak kabur dan seterusnya mengguna kemahiran yang perlu dikembang dan
diamalkan.
Apa itu berkomunikasi? Berkomunikasi ialah satu proses penerimaan,
penyebaran, dan perkongsian maklumat dan idea. Anda sedang berkomunikasi
apabila anda :
1.
Bercakap, mendengar atau menulis untuk menyatakan idea atau maksud.
2.
Mencatat maklumat daripada penyiasatan atau kajian.
3.
Melakar atau mangambil nota.
4.
Mengguna atau menjelaskan makna symbol
5.
Mengguna carta, graf, dan jadual bagi menyampaikan maklumat.
6.
Menyoal dengan jelas.
7.
Mengguna rujukan
8.
Menulis laporan eksperimen bagi membolehkan orang lain mengulangi
eksperimen tersebut.
Idea berkomunikasi mengguna perkataan deskriptif dimana dua orang
mempunyai
atau
berkongsi
persefahaman.
menunjukkananda sedang berkomunikasi apabila :
70
Ada
tiga
langkah
yang
71
1.
Mencatat maklumat yang diperolehi daripada pelbagai sumber.
2.
Menterjemah maklumat kepada bentuk lain seperti carta, graf, dan jadual.
3.
Menyebarkan maklumat melalui pelbagai bentuk dan cara.
Kita boleh berkomunikasi dengan berkesan jika kita :
1.
Menerangkan hanya apa yang kita perhati (lihat, dengar, bau dan rasa)
bukannya apa yang kita buat inferen atau andaian berkenaan sesuatu
objek atau peristiwa.
2.
Menjelaskan secara ringkas mengguna bahasa dan istilah yang tepat.
3.
Menyampaikan maklumat dengan betul mengguna banyak pemerhatian
kualitatif seperti yang dikehendaki oleh keadaan.
4.
Mengambil kira pandangan dan pengalaman lampau orang yang kita
sedang berkomunikasi.
5.
Membuka ruang untuk mendapat maklum balas dari orang yang kita
sedang
berkomunikasi
supaya
dapat
menentukan
keberkesanan
komunikasi kita.
6.
Membina penyampaian alternatif jika keadaan memerlukan.
Bercakap dan berbual semasa menjalankan aktiviti sains, membuat catatan
dalam buku jurnal, menyusun data, membanding keputusan dan berkongsi
dapatan
adalah
aktiviti-aktiviti
yang
boleh
membantu
kanak-kanak
mengembangkan cara berkesan untuk berkomunikasi. Mempelajari mengguna
alat komunikasi boleh membantu kanak-kanak membuat cara yang terbaik
bagaimana berkomunikasibagi menyampaikan pemerhatian dan idea.
71
72
ALAT BERKOMUNIKASI
Bahasa Badan
Simbol
Bahasa Lisan
Graf
Muzik
BERKOMUNIKASI
Model
Peta
Lakaran
Carta
Peta Konsep
Jadual
Penulisan
Penomboran
Para pendidik sains bersetuju bahawa mempelajari kemahiran proses sains
bermaksud ‘mempelajari cara belajar’. Kanak-kanak belajar melalui pemikiran
kritikal
dan
mengguna
maklumat
secara
kreatif.Kenapa
kita
harus
berkomunikasi? Kemahiran berkomunikasi akan membantu kita :
1.
Menyebarluaskan idea atau maklumat.
2.
Berkongsi idea atau maklumat.
Semasa kemahiran proses sains diperkenalkan dalam sains sekolah rendah,
Pusat Perkembangan Kurikulum (PPK), Kementerian Pelajaran Malaysia,
mencadangkan garis panduan bagaimana guru-guru boleh mengesan sama
ada
murid-murid
telah
menguasai
kemahiran
tersebut.
PPK
telah
mencadangkan dan memberi indicator bagi setiap kemahiran. Indicator bagi
kemahiran komunikasi adalah :
1.
Bertutur, mendengar atau menulis untuk menerangkan sesuatu idea atau
maksud kepada kawan-kawan.
2.
Mencatat maklumat daripada kajian.
3.
Melakar dan mencatat nota.
72
73
4.
Mengguna simbol dan menjelaskan makna di sebaliknya.
5.
Menyoal dengan jelas
6.
Mengguna bahan-bahan rujukan
7.
Menulis laporan eksperimen supaya orang lain juga dapat mengulangi
eksperimen yang serupa.
(PPK, 1994)
AKTIVITI 1
Pelajar-pelajar Tahun Lima dari SK Sri Rusa sedang menjalankan satu kajian di
atas kandungan kalium di dalam beberapa jenis air minuman. Di bawah adalah
dapatan kajian mereka :
Jenama X ada 25 mmol , Jenama W ada 23 mmol, Jenama K ada 46 mmol,
Jenama T ada 53 mmol, Jenama Y ada 15 mmol dan Jenama G ada 20mmol
Bantulah pelajar ini untuk membentangkan dapatan mereka.Gunalah manamana alat komunikasi yang sesuai.
AKTIVITI 2
Raudhah menjalankan kajian keatas beberapa ketul ais yang mempunyai saiz
yang berbeza dan melihat masa untuk ais itu cair. Beliau telah mencatatkan
pemerhatian ke dalam jadual seperti di bawah :
73
74
Jisim
ais(gram)
45
57
63
77
85
Masa cair
(min)
2
3
5
8
10
Lakarkan graf berasaskan data daripada jadual di atas.
Jawab soalan di bawah.Bincangkan jawapan dengan pensyarah semasa
interaksi bersemuka.
1.
Siti telah mengguna peta konsep sebagai alat untuk membentang
pemahamannya tentang bekerja secara saintifik.
Yang manakah kemahiran proses sains berikut yang digunakan oleh
beliau?
(A)
Pemerhatian
(B)
Ramalam
(C)
Pengkelasan
(D)
Berkomunikasi
74
75
2.
Syamil hendak mengetahui adakah warna makanan memberi
pengaruh kepada murid sekolah rendah dalam pemilihan makanan
untuk sarapan. Beliau telah mewarnakan kentang lecek (mashed
potatoes) dan meletakkan kedalam empat mangkuk berasingan.
Warna yang beliau gunakan ialah merah, hijau, biru dan kuning.
Setiap murid akan menceduk satu senduk setiap seorang mengikut
warna kesukaan mereka. Syamil telah menjalankan kajian ini
kepada 50 orang murid.
(a)
Berikan satu penyataan masalah (research question) yang sesuai
untuk eksperimen ini.
(b)
Nyatakan pembolehubah yang terlibat di dalam eksperimen ini.
(i)
Pembolehubah malar.
(ii)
Pembolehubah yang dimanipulasi
(iii)
Pembolehubah gerakbalas.
(c)
Cadangkan satu hipotesis yang boleh diuji dalam eksperimen ini.
(d)
Cadangkan satucara mempamerkan keputusan eksperimen secara
kuantitatif.
(e)
Nyatakan satu cara penambahbaikan untuk eksperimen ini.
75
76
Tutorial 1
Pilih satu ‘alat komunikasi’ dan tunjukcara bagaimana kepada rakan-rakan
anda.
Tutorial 2
1. Pilih satu tajuk/ topik daripada kursus ini dan sediakan peta konsep.
2. Bincangkan bagaimana peta konsep anda boleh memudahkan
pembelajaran.
3. Bentangkan peta konsep anda kepada rakan-raka.
Kumpulkan maklumat untuk membuat perbandingan bagaimana manusia zaman
dahulu berkomunikasi berbanding manusia zaman sekarang mengikut susunan
kronologi
76
77
TOPIK7
KEMAHIRAN PROSES SAINS ASAS
MERAMAL
MEMBUAT RAMALAN
Kemahiran yang penting adalah membuat ramalan. Membuat ramalan adalah proses
yang menggunakan pemerhatian yang lampau atau data bersama pengetahuan sains
untuk meramal peristiwa atau hubungan. Ianya adalah membentuk idea mengenai
jangkaan hasil apa yang akan berlaku berdasarkan pengetahuan kini dan kefahaman
,pemerhatian dan inferen. Suatu kenyataan yang tidak berdasarkan pemerhatian adalah
bukan ramalan. Ia hanyalah tekaan. Ia boleh di klassifikasikan kepada : a) Interpolasi –
adalah ramalan data yang baru berdasarkan kepada tren atau corak yang diperhatikan
dari data lampau yang diperhatikan. b) Extrapolasi – adalah ramalan data baru diluar
atau menjangkau julat data yang diperolehi sebelum ini.
Membuat ramalan adalah tekaan yang bijak terhadap apa yang akan berlaku. Ia perlu
diikuti dengan menulis atau penerangan secara lisan untuk mengkelaskan idea dan
mendedahkan sebarang miskonsepsi atau maklumat yang hilang. Anda mungkin boleh
bertanya ‘apa yang akan berlaku?’,” kenapa anda berfikir itu berlaku?” ,” adakah cara
anda boleh mencari penyelesaian?” Membuat ramalan
mempunyai hubungan yang
rapat dengan pemerhatian,membuat inferen dan pengkelasan. Membuat ramalan
adalah berdasarkan kepada pemerhatian yang teliti dan inferen yang dibuat terhadap
hubungan diantara peristiwa yang diperhatikan. Inferen adalah penerangan atau
interpretasi yang dibuat daripada pemerhatian. Pengkelasan digunakan apabila kita
hendak mengenalpasti persamaan atau perbezaan terhadap objek atau peristiwa.
77
78
Kita memahami persekitaran disekiling kita dengan cara pemerhatian perkara
yang berlaku dan kemudian membuat interpretasi dan membuat penjelasan. Kita
selalunya boleh mengesan corak dari apa yang diperhatikan.
Kerapkali kita boleh membuat ramalan apa yang akan berlaku pada masa akan
dating. Contoh-contoh membuat ramalan adalah:

Saya melihat hari hujan dan matahari muncul. Mungkin akan ada pelangi.

Jika saya melepaskan kedua-dua bola pada masa yang sama, mungkin ia
akan jatuh ketanah pada waktu yang sama.
Setiap pernyataan ramalan adalah berdasarkan pemerhatian dan corak yang
diperkembangkan
daripada pemerhatian yang lampau. Bagaimana kita
menerangkan dan membuat interpretasi apa yang kita perhatikan memberkan
kesan kepada bagaimana kita membuat ramalan. Menguji ramalan kita akan
menjurskan kita untuk melakukan lebih banyak pemerhatian yang akan
menyokong atau tidak menyokong ramalan yang asal. Apabila pemerhatian yang
baru konsisten dengan corak pemerhatian yang diramal maka kita mempunyai
keyakinan dalam ramalan kita. Walaubagaimanapun jika pemerhatian yang baru
tidak menyokong ramalan awal kita,maka kita mungkin akan menolak atau
menilai semula pemerhatian kita. Pemerhatian yang baru akan mengarahkan
kepada inferen dan ramalan yang baru. Dibawah menunjukkan peta bagi
kemahiran membuat ramalan:
MERAMAL
MEMERHATI
ERVING
INFEREN
78
79
Selagi data yang baru (pemerhatian) dikumpul,teori (inferen) dicadangkan untuk
menerangkan apa yang telah diperhatikan dan meramal tentang perkara yang
belum diperhatikan. Sesuatu teori hanya dapat diterima dalam sains ianya perlu
memenuhi tiga lapisan ujian.
 Boleh menerangkan apa yang telah diperhatikan
 Boleh meramal apa yang belum diperhatikan
 Boleh diuji dengan melakukan pemerhatian selanjutnya dan diubahsuai
mengikut keperluan data yang baru
Anda membuat ramalan jika ….
1.
Menggunakan bukti yang lampau atau sekarang untuk menyatakan
peristiwa yang akan datang.
2.
Boleh membezakan antara membuat ramalan dengan membuat tekaan.
3.
Boleh untuk menentukan natijah daripada tindakan yang di ambil.
4.
Menggunakan corak data secara eksplisit untuk membuat unjuran.
5.
yakin dengan ketepatan ramalan.
6.
boleh untuk mengesahkan pernyataan yang berkaitan dengan peristiwa
masa depan mempunyai perkaitan dengan bukti atau pengalaman
lampau.
7.
berhati-hati dalam membuat andaian mengenai corak atau data yang
menjangkau dari data yang sedia ada.
8.
Extrapolasi dan menggunakan data sebagai alat untuk meramal.
(CDC, 1994)
79
80
Aktiviti 1
Belajar meramal – Titisan Air
Bahan
 Duit siling – 5 sen, 10 sen, 50 sen,

RM 1
 penitis
 bikar yang berisi air
Kaedah:
1. Gunakan penitis untuk menitiskan air keatas duit siling 20 sen.lakukan
dengan cermat sehingga air melimpah keluar dari permukaan duit siling.
Bilang titisan air.
2. Duit siling 20 sen coin boleh memegang
*titis air.
3. Rekodkan bilangan titisan air dalam ruang yang bertanda * di dalam
jadual dibawah.
4. Bandingkan duit siling 20 sen denagn duit siling yang lain dari segi bentuk
dan saiz. Ramalkan bilangan titian air yang boleh dipegang oleh duit sling
yang lain.
80
81
5 sen
10 sen
20 sen
50 sen
RM 1
Bilangan
titisan
drops
Duit siling
ramalan
sebenar
*
5. Apakah faktor yang anda pertimbangkan apabila membuat ramalan?
__________________________________________________________
__________________________________________________________
___________________________________________
6. Uji ramalan anda dengan menitiskan air keatas setiap duit siling.
7. Jika bilangan titisan air yang anda ramalkan berbeza dengan data
sebenar,pada pendapat anda apa yang menyebabkan perbezaan ini?
__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________
81
82
Aktiviti 2
Latihan merama – Hari yang terpendek\
Bahan
 Lampiran data (dibawah) berkenaan masa matahari terbit dan terbenam.
 Kertas graf
Keadah
1. Lampiran data menunjukkan masa matahari terbit dan terbenam setiap
hari keenam bagi suatu daerah di hemisfera utara (30(N).
Tarikh
Matahari
Matahari
terbit
terbenam
a.m.
p.m.
11-13
6:23
5:05
11-19
6:28
5:02
11-25
6:33
5:00
12-01
6:38
5:00
12-07
6:42
5:00
12-13
6:47
5:01
12-19
6:51
5:03
12-25
6:54
5:06
12-31
6:56
5:10
1-06
6:57
5:15
1-12
6:57
5:20
1-18
6:56
5:25
Bulan-Hari
Siang
82
*Only a few calculations are necessary
(jam, minit)
83
2. Lukis dan labelkan graf bagi setiap masa untuk matahari terbit dan
terbenam. Daripada graf dapatkan tarikh bila matahari terbenam yang
terawal dan terbit yang terlambat.
__________________________________________________________
__________________________________________________________
3. Daripada dua graf,ramalkan tarikh bagi hari yang paling pendek. Ingat
,anda boleh meletakkan salah satu graf ini diatas yang sau lagi.
Terangkan bagaimana anda membuat ramalan.
__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________
4. Kira Calculate the lengths of the shortest day by taking into account the
length of the day several days before and several days after the date of
the shortest day, and record your findings in the column marked * in the
table given.
__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________
83
84
Dapatkan uku teks. Cuba dan buat laihan semua cadangan yang
telah dibincangkan diatas.adakah ia membatu anda untuk
mengingat dengan lebih baik?
1) Pernyataan yang manakah pemerhatian,inferen atau ramalan?
a) “saya boleh merasai bumi bergegar.”
“gegaran ini disebabkab oleh gunung berapi.”
“ia akan meletus!”
b) “kedua perempuan itu memakai jubah dan mortarboard.”
“mereka baru sahaja menghadiri hari graduasi.”
“mereka akan mendapat kerja dengan pendapatan yan baik.”
c) “sebelah kiri jongkang- jongkit adalah lebih rendah dari sebelah kanannya.”
“jika seseorang disebelah kiri turun maka hujung yang kanan akan jatuh.”
“ seseorang lebih berat dari yang lain.”
84
85
2) Harith menjatuhkan bola dari dua ketinggian yang berbeza,dan mengikur ketinggian
bola setiap kali ia melantun semula. Dia merekodkan keputusan ke dalam graf
palang.
70
tinggi
lantunan
60
(cm)
50
40
50
100
30
Tinggi jatuhan (cm)
20
10
a) Ramalkan ketinggian lantunan bola jika
ia dijatuhkan dari 75 cm pada permukaan
0
yang sama?
b) Ramalkan ketinggian lantunan jika dijatuhkan pada ketinggian 200 cm
Akses internet untuk mengumpul maklumat mengenai perbeaan antara
inferen dan ramalan. Senaraikan perbezaannya.
85
86
TOPIK9
KEMAHIRAN PROSES SAINS ASAS
PERKAITAN RUANG DAN MASA
MENGGUNAKAN HUBUNGAN RUANG DAN MASA
Ruang dan masa adalah dua konsep asas dalam sains fizikal.Pengguanaan
hubungan
ruang
dan
masa
melibatkan
kebolehan
untuk
menjelaskan
arah,susunan dalam ruang,gerakan dan laju,simetri dan kadar perubahan.
Kemahiran ini boleh menjelaskan perubahan dalam parameter terhadap masa. Ia
melibatkan pengenalpastian bentuk dan gerakan terhadap masa. Parameter
yang lain adalah lokasi,arah,saiz,isipadu,berat dan jisim.kemahiran ini boleh
dikembangkan dengan memberi perhatian terhadap urutan dan kedudukan
dimana
peristiwa
itu
berlaku.Sebagai
contoh
melihat
fasa-fasa
bulan,memerhatikan perubahan fizikal kiub ais dll.
Kenapa anda perlu menguasai kemahiran ini?
 Ia menyedarkan kita tentang perubahan berlaku ada hubungan dengan
masa.
 Ia membantu kita menyusun peristiwa dalam urutan yang sesuai.
Anda telah menguasai kemahiran ini apabila anda boleh:
 Menghuraikan kedudukan lokasi terhadap masa
 Menghuraikan perubahan arah terhadap masa
 Menghuraikan perubahan bentuk terhadap masa
 Menghuraikan perubahan saiz terhadap masa
 Menyusun peristiwa secara kronologi
 Menentusahkan perubahan dengan merujuk kepada kadar perubahan
86
87
 Menentusahkan kedudukan sesuatu objek dan menghuraikan kedudukan
dalam ruang.
 Menghuraikan perubahan sesuatu objek yang dilihat daripada kedudukan
yang berbeza
 Menghuraikan hubungan diantara jarak sesuatu objek yang bergerak dan
masa . (CDC, 1994)
Aktiviti 1
Golekkan sebiji bola diatas lantai ke arah dinding. Berapa lajukah anda boleh
menggolek bola tersebut? Berapa perlahankah anda boleh menggolekkan bola
tersebut?
Aktiviti 2
Berapakah masa yang diambil untuk anda menghitung dari 1hingga 25,
seberapa cepat yang boleh?
1. Suhu harian tertinggi yang direkodkan dalam seminggu ditunjukkan dalam jadual
data.
Ahad
Isnin
Selasa
Rabu
Khamis
Jumaat Sabtu
8°C
7°C
0°C
15°C
23°C
21°C
87
19°C
88
Yang manakah pernyataan berikut adalah benar?
A. Isnin menunjukkan bacaan suhu yang paling rendah.
B. Ia bersalji sepanjang hari Jumaat.
C. Suhu tertinggi dicatatkan pada hari khamis
D. Suhu pada hari Rabu lebih tinggi daripada hari Sabtu.
2. Anas menjalankan satu penyiasatan menggunakan suatu pendulum P. Dia
mencatatkan masa yang diambil untuk 20 ayunan untuk panjang benang yang
berbeza.
benang
P
Dibawah adalah masa yang diambil.
10 cm = 18 saat,
20 cm = 36 saat,
30 cm = 55 saat,
40 cm = 73 saat
a) Cadangkan alat yang sesuai untuk mengukur masa untuk 20 ayunan.
88
89
b) Namakan kemahiran proses sains yang terlibat apabila Anas merekodkan
masa semasa penyiasatan.
1. senaraikan topic-topik daripad spesifikasi kurikulum yang mewakili
hubungan ruang dan masa
2. Rancang satu aktiviti yang sesuai dari senarai tersebut.
3. Laksanakan aktiviti tersebut.
Rancang dan laksanakan “ aktiviti jam matahari ”
89
90
MEMBUAT JAM MATAHARI
Sebelum ada jam manusia menggunakan bayang untuk menentukan
masa.
Bahan:



Kapur
Kertas A4
Plastisin
Kaedah:
1. Letakkan sebatang kapur secara tegak ditengah sekeping kertas dengan
menggunakan plastisin.
2. tanda baying pensil setiap jam.rekodkan sekurang-kurangnya 8 bacaan
3. daripada keputusan anda,bina satu graf yang mewakili masa melawan
90
91
panjang bayang.
Dari graf, jawab yang berikut:
1. Nyatakan bila masa bayang itu menghilang
2. Bila bayang itu lebih panjang dari pensil?
91
92
TOPIK10 KEMAHIRAN PROSES SAINS ASAS
MEMBUAT INFEREN
MEMBUAT INFEREN
Kita lebih menghargai persekitaran kita jika kita mampu membuat interpretasi
dan menerangkan perkara-perkara yang berlaku disekeliling kita. Kita belajar
untuk mengenal corak dan menjangkakan corak itu akan berulang lagi dalam
keadaan yang sama. Banyak tingkahlaku kita adalah berdasarkan inferen yang
kita buat mengenai sesuatu peristiwa yang berlaku.Saintis membina hipotesis
berdasarkan inferen yang dilakukan terhadap sesuatu penyiasatan. Sebagai
guru kita selalu membuat inferen mengenai mengapa murid berkelakuan
sedemikan. .
Courtesy of Learning and Assessing Science Process Skills, 1995, p 69.
92
93
Pemerhatian adalah pengalaman yang di perolehi melalui satu atau lebih
deria,membuat inferen adalah penerangan atau interpretasi sesuatu pemerhatian
itu. Proses ini selalunya dikaitkan dengan pengalaman lampau. Pengalaman
yang baru hanya akan membawa makna jika kita boleh membuat hubungan
dengan apa yang telah diketahui. Untuk membuat inferen bermaksud untuk
membuat perkaitan dengan apa yang dilihat secara terus dan apa yang telah
diketahui dari penglaman yang lampau.
MEMBUAT
INFEREN
Apa yang telah
diketahui dari
pengalaman
lampaulampauown
by past
experiences?
Apa yang
diperhatikan secara
terus?
Sebagai contoh ianya hujan dan anda melihat satu pancaran cahaya yang trrang di luar
jendela. Hamper serta merta selapas pancaran itu anda mendengar bunyi yang kuat.
Anda kemudian berkata bahawa kilat telah memanah sesuatu tidak jauh dari situ. Ini
adalah inferen anda kepada pemerhatian tentang sinar cahaya dan bunyi bising
tersebut. Ianya berdasarkan pengalamanyang lampau dengan kilat dan guruh yang
termasuk pengetahuan tentang tempoh masa antara cahaya dan bunyi yang boleh
mengukur sejauh manakah kilat itu akan berdentum.
93
94
Suatu inferen adalah BUKAN tekaan kerana tekaan adalah pendapat yang
dibentuk daripada bukti yang sedikit atau tiada bukti.
Bila membuat
inferen,adalah penting untuk mengikuti langkah-langkah berikuts:
 Buat seberapa banyak pemerhatian tentang sesuatu objek atau peristiwa
 Imbas kembali pengalaman lampau tentang maklumat yang relevan tentang objek
atau peristiwa yang boleh digarapkan dengan apa yang telah diperhatikan.

 Nyatakan setiap inferen supaya ianya berbeza dengan pernyataan yang lain.

“daripada apa yang diperhatikan saya membuat inferen ……… “

“bukti mencadangkan ……. Mungkin telah terjadi”

“penjelasan yang munasabah dari apa yang saya lihat adalah … “

“daripada apa yang saya perhatikan saya merumuskan …”
Selalunya
apabila
sudah
membuat
inferen
daripada
suatu
set
pemerhatian,maklumat baru mungkin akan timbul dan menyebabkan anda
berfikir semula inferen yang asal. Ini kadangkala akan memperkukuhkan inferen
anda. Pada masa yang lain maklumat tambahan mungkin menyebabkan anda
mengubahsuai atau menolak inferen yang anda fikirkan penting pada satu ketika
dulu. Pemerhatian yang baru menjurus kepada pengubahsuaian corak
pengalaman untuk melakukan akodomasi maklumat yang baru.
Berikut adalah sebahagian pemerhatian dan inferen yang dilakukan oleh seseorang
mengenai satu duit siling. (Jadual 1).
94
95
Pemerhatian
Inferen
Duit siling itu berwarna tembaga
Saya membuat inferen ianya diperbuat
dari tembaga
Duit siling ini mempunyai tarikh 1994 di Duit siling itu kemungkinan di buat
atasnya
pada tahun1994
Duit siling ini mempunyai huruf timbul Saya membuat inferen ianya diperbuat
di atasnya dan ianya jelas dan dengan menggunakan mesin
mempunyai sains yang sekata.
Bila saya jatuhkan duit siling itu ke atas Saya membuat inferen duit siling itu
meja ia menghasilkan bunyi “clink”
adalah pejal dan tidak berongga dan
kosong
Duit siling itu mempunyai suatu bahan Mungkin duit siling itu berada dalam air
hijau disatu belahnya
dan menjadi terhakis
The coin has one long deep scratch on Maybe someone deliberately gouged
one side
the coin with a sharp instrument
Courtesy of Learning and Assessing Science Process Skills, 1995, p 73.
Jadual 1: Pernyataan pemerhatian dan inferen mengenai satu duit siling
Anda juga boleh membuat inferen mengenai sesuatu peristiwa. Setiap inferen
mestilah berdasarkan pemerhatian.Oleh yang demikian anda perlulah membuat
pemerhatiam
yang
teliti
dan
membuat
interpretasi
atau
menerangkan
pemerhatian tersebut. Interpretasi mengenai pemerhatian ini adalah inferen.
Anda telah membuat inferen jika anda …..
95
96
1. Menggunakan maklumat daripada pemerhatian untuk membuat kesimpulan yang
munasabah.
2. membuat beberapa interpretasi yang munasabah dari satu pemerhatian.
3. Boleh mengenalpasti keterbatasan inferen.
4. Menguji ketepatan inferen melalui pemerhatian yang lanjut.
5. Menggunakan inferen sebagai alat untuk menentukan pemerhatian lanjut
yang sesuai.
(CDC, 1994)
96
97
Aktiviti 1
Latihan membuat inferen – jejak kaki
Rajah dibawah menunjukkan tiga jalur jejak kaki selepas setiap satu iaitu jalur 1 diikuti
dengan jalur 2 dan kemudian jalur 3. Siri jejak kaki dilihat dipantai. Titik disekeliling jejak
kaki dalam jalur2 menunjukkan kasut itu tela meninggalkan kesan yang dalam
1.
2.
3.
Berdasar rajah ,tuliskan pemerhatian anda pada setiap jalur jejak dan rekodkan inferen
anda. Anda boleh membuat inferen melebihi satu bagi setiap kes.
97
98
PEMERHATIAN
INFEREN
jalur 1
jalur 2
jalur 3
Bandingkan senarai inferen anda dengan rakan anda. Adakah anda merasakan inferen
anda lebih baik? Kenapa?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
98
99
Aktiviti 2
Perhatikan rajah di bawah. Untuk setiap garis lukiskan bentuk seterusnya dalam kotak
sebelah kanan.
(i)
(ii)
(iii)
(iv)
99
100
Soalan
1.
Bagaimana anda mendapatkan jawapan bagi bentuk yang seterusnya?
___________________________________________________________
___________________________________________________________
2.
Adakah pengalaman anda membantu anda untuk membuat keputusan?
___________________________________________________________
Dapatkan buku teks. Cuba dan latih semua cadangan yangtelah
dibincangkan di atas. Adakah ianya membantu anda untuk
mengingat dengan lebih baik?
1) Dibawah adalah beberapa contoh pernyataan pemerhatian dan inferen.Gariskan
pernyataan inferen dengan menggunakan pen merah.
a) Tombol tembaga pintu itu tidak cerah dan berkilat.
b) Saya membuat inferen yang pejabat ini tidak selalu digunakan.
c) Seseorang telah menumpahkan bahan yang beracun disini
d) Terdapat satu tompok didepan rumah saya yang tidak ditumbuhi rumput.
e) Saya perhatikan iodin bertukar warna menjadi ungu bila saya letakkan di atas
secicip kentang.
100
101
f)
Ia boleh diinferenkan sisip itu mempunyai kanji didalamnya.
g) Mungkin buku itu sudah lama atau kertas itu diwarnakan kuning supaya kelihatan
lama.
h) Mukasurat buku itu berwarna kuning.
i)
Melalui tingkap itu saya Nampak bendera itu berkibar
j)
Ianya mesti berangin diluar
k) Ikan itu terapung dipermukaan tangki air.
l)
Mungkin tiada orang yang memberi makan kepada ikan tersebut
m) Mungkin ianya telah dicemari
n) Air minuman saya berbau seperti telur busuk.
o) Sayuran yang sedang tumbuh di kebun saya telah hilan dan terdapat najis di
atas tanah.
p) Ada bukti yang arnab telah berada disitu.
2) Perhatikan jejak di dalam salji dalam Rajah 3.7. Berdasarkan pemerhatian anda
,tuliskan inferen anda.
(Untuk membantu anda berfikir secara lebih logic mengenai rajah,ianya telah
dibahagikan kepada tiga bahagian.)
Courtesy of INVESTIGATING THE EARTH, Fourth Edition
by American Geological Institute.
Rajah 3.7: Tracks in The Snow
101
102
Laksanakan “Inferring Exercises” dan bincangkan jawapan di
dalam kelas.
Persembahkan satu situasi kepada rakan sebaya anda dan biarkan mereka
membuat inferen. Komen jawapan mereka.
Bacaan lanjut mengenai cara-cara membuat inferen dan sediakan satu
TUTORIAL
ringkasan
LATIHAN MEMBUAT INFEREN
Teliti pemerhatian dibawah. Kemudian buat inferen untuk setiap pemerhatian. Ingat,
terdapat lebih daripada satu penjelasan yang munasabah.
Pemerhatian 1: Anda memerhatikan langit diwaktu tengahari gelap.
Inferen anda:___________________________________________________
102
103
________________________________________________________________
Pemerhatian 2: Pengetua anda masuk ke kelas dan memanggil pelajar.
Inferen anda:___________________________________________________
________________________________________________________________
Pemerhatian 3: Semua murid sekolah menengah membawa makan tengahari
dari rumah.
Inferen anda:___________________________________________________
________________________________________________________________
Pemerhatian 4: Bekas ahli kumpulan rock n roll mempunyai daya pendengaran
yang lemah.
Inferen anda:___________________________________________________
________________________________________________________________
103
104
Pemerhatian 5: Anda meninggalkan pawagam dan melihat jalan itu basah.
Inferen anda:____________________________________________________
________________________________________________________________
Pemerhatian 6: semasa berjabat tangan,anda merasakan tapak tangan orang
itu kasar dan keras.
Inferen anda:____________________________________________________
________________________________________________________________
Pemerhatian 7: lampu bilik darjah terpadam.
Inferen anda:____________________________________________________
________________________________________________________________
Pemerhatian 8: Siren kedengaran disekolah.
Inferen anda:____________________________________________________
________________________________________________________________
104
105
TOPIK11
KEMAHIRAN PROSES SAINS BERSEPADU
MENGENALPASTI DAN MENGAWAL PEMBOLEH UBAH
SINOPSIS
Sekarang anda telah menguasai semua asas kemahiran proses sains, anda
sekarang telah bersedia untuk mempelajari kemahiran yang memandu anda
mengeksperimen atau menjalankan penyiasatan. Kemahiran proses sains
bersepadu termasuklah mengenalpasti dan mengawal pemboleh ubah,
memberikan definisi operasi, mentafsir data, membuat formula dan menguji
hipotesis
serta
mengupayakan
melakukan
anda
eksperimen.
untuk
Mempelajari
menjawab
banyak
kemahiran
ini
soalan-soalan
memandangkan anda telah mempunyai alat-alat untuk mentafsir apa yang
anda cerap dan berupaya mereka bentuk penyiasatan untuk menguji idea
anda sendiri.
HASIL PEMBELAJARAN.
Pada akhir pembelajaran topik ini anda akan boleh;
1. Mengenalpasti pemboleh ubah satu penyiasatan.
2. Mengkelaskan pemboleh ubah manipulasi dan yang bergerak balas.
105
106
KERANGKA KANDUNGAN TOPIK
Pemboleh ubah manipulasi
Pemboleh ubah bergerak balas
Pemboleh ubah malar
Rajah 1 : Skop Kandungan
106
107
MENGENALPASTI DAN MENGAWAL PEMBOLEH UBAH
Dengan mengkaji tindakan dan gerak balas, seperti bagaimana kismis di dalam larutan
soda penaik, anda telah mempelajari bahawa pemerhatian dan membuat inferen adalah
asas bagi sains. Tindakan dan tindak balas dalam dunia semula jadi selalunya
kompleks. Kadang-kadang ianya sangat besar (seperti letupan gunung berapi) , atau
terlalu kecil ( seperti pergerakan euglena) atau mengambil masa ( seperti pergerakan
glasier) adalah mustahil untuk minda manusia untuk memahami keseluruhannya.
Pendekatan saintifik bagi memahami peristiwa sedemikian adalah satu proses
yang dimana peristiwa yang kompleks dipecahkan kepada bahagian-bahagian yang
boleh dikaji dan difahami. Bahagian-bahagian peristiwa atau sistem ini dinamakan
pemboleh ubah. Pemboleh ubah adalah faktor-faktor, keadaan, dan perhubungan yang
boleh mengubah atau diubah dalam satu peristiwa atau sistem.
Bagi tujuan
mempelajari tentang penyiasatan saintifik anda perlu terlebih dahulu mempelajari
kemahiran yang berkaitan dengan mengenal pasti dan memanipulasikan pemboleh
ubah.
Satu pemboleh ubah adalah sesuatu yang boleh berubah. Apakah pemboleh
ubah dalam kenyataan berikut?
Pernyataan 1:
Masa yang diambil oleh seorang atlit untuk berlari satu kilometer
bergantung kepada bilangan latihan yang diperolehi oleh seseorang itu.
Pemboleh ubah: Masa diambil untuk berlari satu kilometer.
Pernyataan 2: Semakin tinggi suhu air, semakin cepat telur masak.
Pemboleh ubah: Suhu air
Masa yang diambil untuk telur masak
107
108
Mengawal pemboleh ubah adalah mengenalpasti semua pemboleh ubah yang
terdiri daripada aspek yang boleh mempengaruhi hasil sesuatu eksperimen, dan
menjalankan eksperimen dengan memanipulasikan hanya satu pemboleh ubah dan
menetapkan pemboleh ubah yang lain sebagai konstan.
Penyiasatan adalah untuk
mengetahui kesan satu pemboleh ubah keatas pemboleh ubah yang lain. Terdapat tiga
jenis pemboleh ubah.
1. Pemboleh ubah dimanipulasi; Faktor atau keadaan yang dimanipulasi atau
diubah untuk menguji kesannya keatas eksperimen.
Dalam kenyataan di atas:

Masa yang diambil untuk berlari satu kilometer

Suhu air
Ini juga dikenali sebagai pemboleh ubah
2. Pemboleh ubah bergerak balas :Hasil eksperimen yang bergerak balas atau
bertindak terhadap satu faktor atau keadaan yang berubah.
Dalam kenyataan di atas,
Jumlah latihan

Masa untuk telur masak
Ini juga dikenali sebagai pemboleh ubah bersandar.
3. Pemboleh ubah konstan): Pemboleh ubah yang dikawal atau ditetapkan.
Examples:

Jenis latihan
Saiz telur
108
109
Pemboleh ubah bebas adalah nama lain bagi pemboleh ubah yang dimanipulasi.
Ia secara bebas dipilih oleh pengeksperimen untuk dimanipulasikan.
. Pemboleh ubah bersandar
di perhatikan oleh pengekperimen dan akan
bergerak balas terhadap pemboleh ubah dimanipulasi atau pemboleh ubah
bersandar jika terdapat perhubungan. Bila kita
memplot maklumat pada graf
pemboleh ubah dimanipulasi seringkali di plot pada paksi –X dan pemboleh ubah
bergerak balas seringkali diplot paya paksi- Y.
AKTIVITI 1
Bilangan paku-paku yang ditarik oleh ektromagnet akan bertambah jika lebih
banyak
bateri diletakkan dalam litar. Jika sekiranya penyiasatan dilakukan terhadap masalah di
atas. Apakah pemboleh ubahnya ?
109
110
AkTIVITI 2
Seorang pelajar hendak menguji bagaimana
jisim kertas yang digunakan memberi
kesan kepada jarak ia akan terbang. Kelip kertas ditambah sebelum ujian penerbangan
dilakukan. Selepas kelip kertas ditambah, kapal terbang kertas dibaling untuk
menentukan berapa jauh ia akan terbang. Reka satu eksperimen yang ringkas bagi
aktiviti ini. Apakah pemboleh ubah yang ada.
1.
Bagi setiap pernyataan atau penerangan berikut kenalpastikan pemboleh ubah
dimanipulasi dan pemboleh ubah bergerak balas.
(a) Pelajar-pelajar dalam kelas sains menjalankan penyiasatan dimana lampu suluh
dipancarkan pada satu layar. Mereka berharap dapat mengetahui jika jarak daripada
cahaya ke layar memberi kesan keatas saiz kawasan yang disinari.
(b) Jabatan perhutanan telah mengira bilangan musang di Negeri Pahang. Adakah
bilangan musang mempunyai kesan terhadap populasi arnab?
(c) Skor dalam ujian akhir bergantung kepada bilangan kemahiran subordinat yang
diperolehi.
(d) Lebih banyak kentang akan dihasilkan jika lebih banyak baja digunakan dalam
tanah.
2.
Anda diberi satu wayar, satu suiz, satu ammeter (0-1 A), satu voltmeter (0-5V), satu
reostat, 3 bateri, satu pemegang bateri, dan wayar-wayar penyambung. Lakukan satu
eksperimen untuk menyiasat kesan panjang keatas rintangan konduktor.
Nyatakan tiga pemboleh ubah dalam kajian ini.
1.
Lakukan “aktiviti mengenalpasti dan mengawal pemboleh ubah”. Bincangkan hasil
eksperimen di dalam kelas
2.
Lakukan “Penerbangan helikopter” dan bandingkan dapatan anda dengan dapatan
rakan anda.
110
111
Kaji buku teks bagi tahun 1 hingga 6 dan senaraikan istilah alternatif bagi pemboleh
ubah yang digunakan pada waktu ini.
TUTORIAL 1
MENGENALPASTI DAN MENGAWAL PEMBOLEH UBAH
Bahan-bahan : (bagi tiap kumpulan berempat)






4 kiub gula
Gula pasir
4 bikar
Kertas tisu atau span
2 sudu berlainan saiz
Jamrandik
Kaedah:
1.Setiap oran gpelajar diberikan 4 gula kiub, 4 bikar dan 2 sudu.
2. Tuangkan 100 ml air paip ke dalam tiap bikar dengan serentak.
3. Larutkan tiap kiub gula dalam bikar. Dalam satu bikar terdapat satu kiub dan
air, satu mengandungi satu kiub, sudu (untuk mengacau) dan air, satu lagi ada
gula pasir dan air dan yang terakhir mengandungi gula pasir, sudu dan air.
4. Pelajar meramal bekas mana yang akan menunjukkan kadar melarut yang
paling cepat dengan menggunakan jam randik.
5. Plotkan hasil ke dalam graf.
111
112
Adakah hasil yang diperolehi berbeza? Adakah semua kaedah mengeksperimen
sama? Terangkan.
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
Lakukan sumbang saran bilangan pemboleh ubah dimanipulasi/ bebas yang
mungkin memberikan kesan kepada eksperimen (kadar larutan). Masukkan
cadangan pada satu carta.
Pemboleh ubah bebas ramalan
Nota eksperimen
Pemerhatian
saiz sudu
.
.
.
amoun air
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
penempatan sudu
kiub gula lama
vs.
kiub baru
pelarut berbeza
Anda mungkin akan menemui beberapa peristiwa luar jangka. Bagaimana anda
mencadangkan untuk eksperimen yang lebih baik. Bincangkan.
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
112
113
TUTORIAL 2
Helicopter
Materials:





Gunting
Pembaris
Ruler
Worksheet
Corak helikopter
Kaedah:
1.Dengan berhati-hati potong pola bagi objek yang berputar dan ikuti arahan yang
ditetapkan.
2. Uji rekaan yang dibuat dan pelajari bagaimana ia berfungsi.
Catatkan pemerhatian dan inferen-inferen anda.
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
________________________________________
Apakah beberapa pemboleh ubah yang mungkin mempengaruhi bagaimana ia
terbang?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
________________________________________
113
114
Objek yang
berputar
114
bagi “Helikopter”
115
TOPIK12 KEMAHIRAN PROSES SAINS BERSEPADU
MENDEFINISI SECARA OPERASI
MENDEFINISI SECARA OPERASI
Kaedah atau prosedur yang digunakan untuk mengukur pemboleh ubah dinamakan
definisi operasi. Definisi operasi ini memberitahu apakah operasi yang dilakukan dan di
perhatikan dan bagaimana ia diukur. Jika anda boleh mengukur pemboleh ubah secara
langsung
dengan menggunakan sistem
pengukuran yang piawai, anda tidak perlu
untuk mendefinisikan secara operasi. Contoh: kedalaman-pembaris, suhu-termometer,
masa-jam randik.
Mendefinikan seara operasi melibatkan cara yang sama bagi mengukur sesuatu
secara tan langsung dimana pengukuran langsung tidak dapat dilakukan dengan
mudah. Contohnya- aktiviti bandul-Mengukur tempoh masa satu ayunan dilakukan
dengan menentukan bilangan ayunan bagi tempoh 15 saat. Ini adalah kerana masa bagi
satu ayunan tidak dapat diukur dengan mudah.
Penyiasat berbeza mungkin menggunakan definisi operasi yang berbeza bagi
pemboleh ubah yang sama.
Contoh: Penyiasatan untuk menentukan kesan vitamin E
ke atas ketahanan seseorang.
Pemboleh ubah “Ketahanan seseorang” boleh didefinisikan secara operasi dengan
berbagai cara;

Bilangan jam seseorang boleh berjaga

Jarak larian tanpa henti seseorang

Bilangan lompatan yang dilakukan sebelum letih
Definisi operasi perlulah eksplisit supaya pengkaji yang lain boleh melakukan
pengukuran tanpa maklumat lanjut daripada pengkaji.
115
116
.
ACTIVITI 1:
Satu kajian telah dilakukan untuk menentukan adakah iklan keselamatan mempunyai
kesan keatas kemalangan keenderaan. Bilangan papan iklan yang berbeza diletakkan di
Bukit Mertajam sepanjang tempoh 4 bulan untuk melihat sama ada bilangan mereka
yang dimasukkan ke hospital kerana kemalangan jalan raya akan dipengaruhi. Pada
bulan januari, empat papan iklan yang mengandungi mesej keselamatan, pada bulan
febuari terdapat 10 papan iklan, bulan mac terdapat 15 dan dalam bulan april ada 20
buah. Rekod bilangan orang yang dimasukkan kehospital akibat kemalangan jalan raya
di tentukan.

Kenalpastikan Pemboleh ubah manipulasi dan pemboleh ubah bergerak balas.

Pemboleh ubah dimanipulasi: Iklan keselamatan
Responding Variable: Kemalangan kenderaan

Bagaimana setiap pemboleh ubah didefinisikan secara operasi?
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------116
117
ACTIVITI 2:
Satu kajian telah dilakukan untuk menentukan kesan latihan keatas denyutan nadi. Guru
pelatih mengayuh basikal untuk bilangan kilometer yang berbeza dan denyutan nadi
mereka diukur. satu kumpulan mengayuh sejauh 10 km, kumpulan kedua sejauh 20 km,
kumpulan ketiga pula mengayuh sejauh 30 km dan kumpulan keempat mengayuh
sejauh 40 km. Selepas aktiviti, kadar denyutan nadi dikira serta merta untuk tempoh
seminit.

Kenalpasti pemboleh ubah yang dimanipulasi dan yang bergerak balas
Pemboleh ubah yang dimanipulasi: Jarak kayuhan
Pemboleh ubah bergerak balas: denyutan nadi

Bagaimanakah setiap pemboleh ubah didefinisikan secara operasi?
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
117
118
1.
Satu kajian
dilakukan untuk melihat
jumlah hakisan
yang
dipengaruhi oleh kecerunan tanah. Hujung kerusi yang diperbuat
daripada plastik yang mengandungi pasir diangkat pada empat
ketinggian yang berbeza. 1 liter air dicurahkan di satu hujung kerusi
tersebut. Selepas air air mengalir diatas pasir tersebut, kedalaman
lekukan yang dihasilkan oleh air diukur.
Apakah definisi operasi bagi kecerunan tanah?
(A)
Jisim tanah yang terhakisl
(B)
Kedalaman lekukan yang dihasilkan oleh air pada tanah
(C)
Jisim air yang digunakan pada meja.
(D)
Ketinggian hujung meja yang dinaikkan.
2. Satu penyiasatan dilakukan untuk melihat bagaimana suhu awal satu larutan
mempengaruhi banyak mana air yang tersejat.
Terangkan sekurang-kurangnya tiga cara dimana banyak mana sejatan boleh
didedinisikan secara operasi.
Tutorial 1
Latihan tentang definisi operasi.
Tutorial 2
Bincangkan definisi operasi bagi latihan-latihan
Semak buku teks bagi tahun 1-6 dan senaraikan beberapa contoh definisi operasi.
118
119
TUTORIAL 1
MENDEFINISIKAN PEMBOLEH UBAH SECARA OPERASI.
1. Seorang guru berminat untuk menyiasat tentang kesan kerja rumah keatas hasil
ujian. Apakah dua definisi operasi bagi pemboleh ubah kerja rumah?
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
____________________________________________
2. Seorang penjaga kedai hendak mengetahui jika poster di tingkap kedai memberi
kesan
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________
3. Seorang pelajar hendak mengukur jenis pizza yang manakah yang disukai oleh
rakannya. Apakah definisi operasi bagi pemboleh ubah jenis pizza yang disukai.
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
____________________________________________
Apakah satu definisi operasi?
Satu daripada
keputusan secara operasi yang diambil oleh seorang saintis adalah
untuk menentukan bagaimana pengukuran sesuatu pemboleh ubah dilakukan. Kaedah
yang digunakan untuk mengukur sesuatu pemboleh ubah dinamakan definisi operasi.
Definisi
operasi
menunjukkan cara bagaimana pengukuran
119
dilaksanakan. Bila
120
seseorang saintis telah memilih satu kaedah, kaedah itu mesti dilaporkan kepada saintis
lain, supaya mereka juga boleh menguji hasil penyiasatan tersebut. Seseorang saintis
boleh membaca definisi operasi dan dengan mudah memahami atau melaksanakan
pengukuran yang sama. Contoh-contoh berikut definisi operasi bagi pemboleh ubahpemboleh ubah.
Contoh satu.
Seorang pelajar hendak melakukan ujian keatas kesan vitamin C keatas kesihatan
pelajar di kelasnya. Pemboleh ubah “ kesihatan pelajar” boleh didefinisikan dengan cara
berikut;

Bilangan kali mengalami selsema dalam sebulan

Bilangan hari tidak hadir dalam sebulan

Bilangan hari tidak hadir kerana sakit dalam sebulan

Bilangan orang yang batuk da

lam sebulan.
Contoh kedua
Seorang pelajar hendak menguji kesan poster “ jangan buang sampah” keatas masalah
sampah sarap di sekolahnya. Pemboleh ubah “masalah sampah sarap”
boleh
didefinisikan dengan cara berikut;

Bilangan bungkusan gula-gula di padang

Bilangan plastik sampah yang dikumpulkan

Bilaangan tin aluminium minuman di gudang
Tugas anda adalah untuk memikirkan definisi operasi yang mungkin digunakan untuk
mengukur pemboleh ubah dalam beberapa situasi. Sebelum anda mula, marilah lihat
pada satu contoh.
120
121
Seorang pelajar hendak mengukur
penyerapan kertas pengelap, jadi penyerapan
adalah pemboleh ubahnya. Pelajar itu mesti menetukan satu definisi operasi bagi
mengukur penyerapan kertas pengelap. Beliau membina tiga definisi operasi yang
mungkin bagi kajian ini.

Isipadu air yang tertinggal/tidak diserap: Isipadu air yang tertinggal selepas
gumpasan kertas penyerap di letakkan dalam 25 ml air selama lima minit.

Isipadu air yang diserap:
Mengukur isipadu air yang dikumpulkan selepas
dimasukkan ke dalam 25 ml air.

Ketinggian air: Mengukur ketinggian air yang ditunjukkan selepas kesemua
kertas penyerap yang di gumpal dicelup dalam air selama 15 minits.
Fikirkan tentang definisi operasi yang boleh digunakan untuk mengukur pemboleh
ubah berikut;
1. Seorang pelajar berminat dengan magnet-magnet. Dia hendak mengukur kekuatan
magnet yang diminatinya.
Definisi operasi bagi pemboleh ubah “kekuatan magnet”
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
2. Seorang pelajar berminat untuk menyiasat percambahan biji benih.
121
122
Definisi operasi bagi pemboleh ubah “percambahan”
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
3. Seorang pelajar hendak menentukan minuman ringan manakah yang lebih
digemari oleh rakan-rakn sekelasnya. Definisi operasi bagi “ minuman ringan
yang digemari”
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
4, Seorang pelajar ingin mengetahui sejauh mana minat rakan sekelasnya
membaca buku tentang sains. Definisi operasi bagi pemboleh ubah “ minat
membaca buku tentang sains”
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
5. Seorang pelajar ingin mengetahui jika belajar memberi kesan kepada gred
dalam sains. Definisi operasi bagi pemboleh ubah “ belajar”
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
122
123
Definisi operasi bagi “gred sains”
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
123