PEMBINAAN MODUL PEMBELAJARAN STEM BERASASKAN ...

PEMBINAAN MODUL PEMBELAJARAN STEM

BERASASKAN CABARAN REKA BENTUK

KEJURUTERAAN DAN KESANNYA KEPADA

SIKAP DAN PENCAPAIAN PELAJAR

MOHD SHUKRI BIN MOHD ALI

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA

2020

PEMBINAAN MODUL PEMBELAJARAN STEM

BERASASKAN CABARAN REKA BENTUK

KEJURUTERAAN DAN KESANNYA KEPADA

SIKAP DAN PENCAPAIAN PELAJAR

oleh


Tesis yang diserahkan untuk

memenuhi keperluan bagi

Ijazah Doktor Falsafah

November 2020

ii

PENGHARGAAN

Dengan nama Allah Yang Maha Pemurah lagi Maha Mengasihani…

Segala puji bagi Allah S.W.T. Kesyukuran tidak terhingga kepadaNya atas

rahmat dan hidayahNya memberi petunjuk dan ilham serta kesihatan dan ruang waktu

untuk menyelesaikan kajian dan penulisan tesis ini. Selawat dan salam juga ditujukan

kepada Junjungan Besar Nabi Muhammad S.A.W. Semoga tesis ini dapat memberi

sumbangan yang berguna kepada bidang penyelidikan khususnya dalam pendidikan

STEM.

Setinggi-tinggi penghargaan dirakam buat Penyelia Utama, Profesor Madya Dr

Mohd Ali bin Samsudin dan Penyelia Bersama Dr Nur Jahan binti Ahmad atas tunjuk

ajar, kritikan dan kesabaran serta pengertian dalam membimbing saya sepanjang

penyelesaian tesis ini. Penghargaan tidak terhingga juga ditujukan kepada Dr Asniza

binti Ishak yang banyak membantu dan membimbing sehingga tesis ini dapat

disiapkan. Begitu juga pihak pentadbiran, pensyarah dan seluruh kakitangan Pusat

Pengajian Ilmu Pendidikan dan juga Institut Pengajian Siswazah, Universiti Sains

Malaysia yang telah memberikan peluang dan kemudahan dalam melaksanakan

pengajian di institusi ini.

Terima kasih kepada pihak pengurusan dan rakan-rakan Kolej Matrikulasi

Labuan dan Kolej Matrikulasi Pulau Pinang atas keizinan, kepercayaan dan sokongan

padu yang diberi sepanjang melaksanakan pengajian ini. Kepada Bahagian Tajaan,

Kementerian Pendidikan Malaysia, jutaan terima kasih atas bantuan kewangan

sepanjang pengajian ini. Tidak dilupakan, rakan seperjuangan yang sentiasa

menyokong di saat diperlukan terutama Aizul Fared, Adri, Rozaini, Kak Rohaya,

iii

Kak Fadzilah, Kak Yus, Karwan, Akmam, Mazlan, Chin Huan, Shamimah dan

Sathisha. Hanya Allah yang dapat membalas jasa yang telah kalian berikan.

Untuk ayah, Mohd Ali bin Yusof, Ibu yang amat dikasihi Nik Jah binti

Abdullah, Isteri tersayang, Anida binti Abd Rashid serta putera puteri, Muhammad

Danish Hakim, Faris Hakim, Faiz Hakim, Ahmad Farhan Hakim, Ahmad Fikri Hakim,

Fahmy Hakim dan Fateen Falisha, jutaan terima kasih atas segala pengorbanan dan

dorongan tidak berbelah bahagi serta pengertian dan kesabaran dalam memberi ruang

dan peluang untuk terus bertahan dalam melalui liku-liku perjalanan PhD ini. Semoga

Allah memberi balasan yang terbaik atas segala yang dicurahkan.

Akhirnya kepada semua yang membantu dan mendoakan, jasa kalian amat

dihargai. Semoga kita semua dirahmati Allah dan mendapat kedudukan yang baik

disisiNya.

Aaamiiin... Aaamiiin... Aaamiiin... Ya Rabbal Aaalamiiin…

iv

SENARAI KANDUNGAN

PENGHARGAAN.................................................................................................. ii

SENARAI KANDUNGAN .................................................................................... iv

SENARAI JADUAL ............................................................................................... x

SENARAI RAJAH............................................................................................... xvi

SENARAI SINGKATAN.................................................................................... xvii

SENARAI LAMPIRAN ....................................................................................... xix

ABSTRAK ........................................................................................................... xxi

ABSTRACT .......................................................................................................xxiii

BAB 1 PENGENALAN ...................................................................................... 1

1.1 Pendahuluan .................................................................................................. 1

1.2 Latar Belakang Kajian ................................................................................... 3

1.3 Pernyataan Masalah .................................................................................... 10

1.4 Tujuan Kajian ............................................................................................. 14

1.5 Objektif Kajian............................................................................................ 14

1.6 Soalan Kajian .............................................................................................. 16

1.7 Hipotesis Kajian .......................................................................................... 17

1.8 Signifikan Kajian ........................................................................................ 19

1.8.1 Signifikan kepada pelajar ................................................................. 19

1.8.2 Signifikan kepada penyelidik pembelajaran STEM .......................... 19

1.8.3 Signifikan kepada penyelidik Pendekatan Pembelajaran

STEM Berasaskan Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan (PSB-

CRBK) ............................................................................................ 20

1.8.4 Signifikan kepada guru .................................................................... 21

1.8.5 Signifikan kepada Kementerian Pendidikan Malaysia (KPM) .......... 21

1.8.6 Signifikan kepada Teori ................................................................... 21

1.9 Definisi Operasi .......................................................................................... 22

v

1.9.1 Pembelajaran STEM ........................................................................ 22

1.9.2 Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka Bentuk

Kejuruteraan (PSB-CRBK) .............................................................. 23

1.9.3 Sikap terhadap STEM ...................................................................... 24

1.9.4 Pencapaian dalam topik Keelektrikan dan Kemagnetan.................... 25

1.10 Batasan Kajian ............................................................................................ 25

1.11 Rumusan ..................................................................................................... 27

BAB 2 TINJAUAN LITERATUR ................................................................... 28

2.1 Pendahuluan ................................................................................................ 28

2.2 Definisi STEM ............................................................................................ 28

2.3 Pembelajaran STEM ................................................................................... 31

2.3.1 Tujuan Pembelajaran STEM ............................................................ 35

2.3.2 Cabaran Pembelajaran STEM .......................................................... 36

2.4 Reka Bentuk Kejuruteraan........................................................................... 41

2.4.1 Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan ................................................. 43

2.4.2 Rasional kajian modul PSB-CRBK memberi fokus kepada

Pembelajaran STEM berasaskan Konteks ........................................ 45

2.5 Pembelajaran STEM berasaskan Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan

(PSB-CRBK) .............................................................................................. 46

2.5.1 Ciri-ciri PSB-CRBK ........................................................................ 47

2.5.2 Kajian Lepas mengenai PSB-CRBK ................................................ 49

2.6 Perbandingan Pembelajaran Berasaskan Masalah (PBM),

Pembelajaran Berasaskan Projek (PBP) dan Pembelajaran STEM

Berasaskan Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan (PSB-CRBK) ..................... 52

2.7 Sikap Terhadap STEM ................................................................................ 55

2.8 Kajian Lepas berkaitan Pencapaian Pelajar dalam Pembelajaran

STEM ......................................................................................................... 59

2.9 Kajian Lepas berkaitan Pencapaian dalam Topik Keelektrikan dan

Kemagnetan ................................................................................................ 62

2.10 Kerangka Teori ........................................................................................... 65

vi

2.10.1 Teori Ekspektasi-Nilai ..................................................................... 65

2.10.1(a) Nilai Faedah-Keseronokan............................................... 66

2.10.1(b) Nilai Pencapaian .............................................................. 67

2.10.1(c) Nilai Utiliti ...................................................................... 68

2.10.1(d) Kos Relatif ...................................................................... 68

2.10.2 Teori Konstruktivis Sosial ............................................................... 72

2.11 Kerangka Konseptual PSB-CRBK............................................................... 76

2.12 Rumusan ..................................................................................................... 79

BAB 3 METODOLOGI ................................................................................... 80

3.1 Pendahuluan ................................................................................................ 80

3.2 Reka bentuk Kajian ..................................................................................... 80

3.3 Variabel Kajian ........................................................................................... 83

3.4 Ancaman Kesahan Reka Bentuk Kajian ...................................................... 83

3.5 Populasi dan Sampel Kajian ........................................................................ 87

3.6 Pengumpulan Data ...................................................................................... 89

3.6.1 Soal Selidik Sikap Terhadap STEM (SSTS) ..................................... 91

3.6.2 Ujian Topik Keelektrikan dan Kemagnetan...................................... 95

3.7 Analisis Data ............................................................................................... 97

3.8 Prosedur Kajian ........................................................................................... 98

3.8.1 Fasa I : Pembinaan Modul ............................................................... 98

3.8.2 Fasa II : Kajian Keberkesanan Modul .............................................. 98

3.8.2(a) Perbincangan dan Penyelarasan Intervensi ....................... 99

3.8.2(b) Taklimat dan Latihan Bengkel bagi Guru......................... 99

3.8.2(c) Pentadbiran Ujian Pra .................................................... 100

3.8.2(d) Pelaksanaan intervensi ................................................... 100

3.8.2(e) Pentadbiran Ujian Pos ................................................... 101

3.8.2(f) Pentadbiran Ujian Pos Lanjutan ..................................... 101

vii

3.9 Matriks Kajian .......................................................................................... 104

3.10 Rumusan ................................................................................................... 105

BAB 4 PEMBANGUNAN MODUL .............................................................. 106

4.1 Pendahuluan .............................................................................................. 106

4.2 Model Reka Bentuk Pengajaran................................................................. 106

4.3 Modul Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka Bentuk

Kejuruteraan (PSB-CRBK) ....................................................................... 110

4.4 Fasa-Fasa Pembinaan Modul PSB-CRBK ................................................. 113

4.4.1 Fasa 1: Menganalisis Keperluan Pelajar ......................................... 114

4.4.2 Fasa 2: Menyatakan objektif / kandungan / unit pembelajaran ........ 123

4.4.3 Fasa 3: Pemilihan Kaedah, Bahan dan Media ................................. 144

4.4.4 Fasa 4: Menggunakan Bahan dan Media ........................................ 151

4.4.5 Fasa 5: Melibatkan Pelajar ............................................................. 167

4.4.6 Fasa 6: Menilai dan Semak semula ................................................ 175

4.4.6(a) Kajian Rintis ................................................................. 175

4.4.6(b) Menentukan Kesahan .................................................... 181

4.4.6(c) Penilaian Keberkesanan Modul Bersepadu PSB-

CRBK ........................................................................... 198

4.5 Rumusan ................................................................................................... 199

BAB 5 DAPATAN KAJIAN .......................................................................... 200

5.1 Pendahuluan .............................................................................................. 200

5.2 Analisis Statistik Deskriptif Min Skor Soal Selidik Pra, Pos dan Pos

Lanjutan bagi Sikap Pelajar Terhadap STEM ............................................ 202

5.3 Analisis Statistik Deskriptif Min Skor Ujian Pra, Pos dan Pos

Lanjutan bagi Pencapaian Pelajar dalam Topik Keelektrikan dan

Kemagnetan .............................................................................................. 207

5.4 Analisis Statistik inferensi Min Skor Soal Selidik Pra, Pos dan Pos

Lanjutan bagi Sikap Pelajar Terhadap STEM ............................................ 211

5.4.1 Dapatan Ujian MANOVA bagi Sikap Terhadap STEM ................. 214

viii

5.4.2 Analisis Kesan Utama Waktu Ujian ke atas Konstruk Sikap

Terhadap Sains .............................................................................. 218


Terhadap Matematik ...................................................................... 223


Terhadap Kejuruteraan dan Teknologi ........................................... 227

5.5 Analisis Statistik Inferensi Min Skor Ujian Pra, Min Skor Ujian Pos

dan Min Skor Ujian Pos Lanjutan Pencapaian Pelajar dalam Topik

Keelektrikan dan Kemagnetan ................................................................... 233

5.6 Analisis Statistik Peratusan Skor ‘Setuju’ dan ‘Sangat Setuju’ bagi

Soal Selidik Pra, Soal Selidik Pos dan Soal Selidik Pos Lanjutan Sikap

Pelajar Terhadap STEM ............................................................................ 239

5.6.1 Sikap Pelajar Terhadap Sains ......................................................... 239

5.6.2 Sikap Pelajar Terhadap Matematik................................................. 242

5.6.3 Sikap Pelajar Terhadap Kejuruteraan dan Teknologi ...................... 245

5.7 Analisis Statistik Peratusan Skor ‘Betul’ dan ‘Salah’ bagi Ujian Pra,

Ujian Pos dan Ujian Pos Lanjutan Pencapaian Pelajar dalam Topik

Keelektrikan dan Kemagnetan ................................................................... 248

5.8 Kesimpulan ............................................................................................... 251

5.9 Analisis Dapatan Temubual Pelajar dan Guru ............................................ 253

5.10 Analisis Dokumen Pelajar ......................................................................... 270

5.10.1 Analisis penyelesaian terbaik bagi Pembinaan Paku

Elektromagnet ............................................................................... 272

5.10.2 Analisis penyelesaian terbaik bagi Pemburu dan Monyet .............. 277

5.10.3 Analisis penyelesaian terbaik bagi Pembinaan Keretapi

Elektrik .......................................................................................... 280

5.10.4 Analisis penyelesaian terbaik bagi Penjana Elektrik Ubi

Kentang ......................................................................................... 284

5.10.5 Analisis penyelesaian terbaik bagi Pembinaan Vakum

Elektrik .......................................................................................... 288

5.10.6 Analisis penyelesaian terbaik bagi Pembinaan Penghawa

Dingin Elektrik .............................................................................. 292

5.10.7 Analisis garis aliran prestasi pelajar dalam memberikan

penyelesaian terbaik....................................................................... 295

ix

5.11 Kesimpulan ............................................................................................... 300

BAB 6 PERBINCANGAN DAN KESIMPULAN ......................................... 302

6.1 Pendahuluan .............................................................................................. 302

6.2 Ringkasan Kajian ...................................................................................... 302

6.3 Ringkasan Dapatan Kajian ........................................................................ 305

6.4 Perbincangan dapatan kajian ..................................................................... 308

6.4.1 Pembinaan Modul PSB-CRBK ...................................................... 309

6.4.2 Kesan Modul PSB-CRBK pada Sikap Terhadap STEM ................. 317

6.4.3 Kesan Modul PSB-CRBK terhadap Pencapaian topik

Keelektrikan dan Kemagnetan ....................................................... 324

6.5 Implikasi Kajian ........................................................................................ 330

6.5.1 Implikasi terhadap Teori ................................................................ 330

6.5.2 Implikasi terhadap Pelajar .............................................................. 332

6.5.3 Implikasi terhadap Guru ................................................................ 334

6.6 Sumbangan Kajian .................................................................................... 337

6.7 Cadangan Kajian Lanjutan ........................................................................ 338

6.8 Kesimpulan ............................................................................................... 340

RUJUKAN .......................................................................................................... 341

LAMPIRAN

x

SENARAI JADUAL

Halaman

Jadual 2.1 Konteks untuk Pendidikan STEM ............................................ 38

Jadual 2.2 Kecekapan STEM ................................................................... 39

Jadual 2.3 Perbandingan PBM, PBP dan PSB-CRBK ............................... 52

Jadual 3.1 Ancaman Luaran ke Atas Kesahan Dalaman Reka

Bentuk Kajian dan Cadangan atau Langkah Kawalan .............. 85

Jadual 3.2 Kandungan Soal Selidik Sikap Terhadap STEM

Mengikut Konstruk (SSTS) ..................................................... 92

Jadual 3.3 Kandungan Soal Selidik Sikap Terhadap STEM

Mengikut Nilai Tugas Subjektif (SSTS) .................................. 93

Jadual 3.4 Jadual spesifikasi item bagi Ujian Topik Keelektrikan

dan Kemagnetan ...................................................................... 96

Jadual 3.5 Langkah-langkah Pelaksanaan Modul Pembelajaran

STEM Berasaskan Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan

(PSB-CRBK) di Sekolah ....................................................... 102

Jadual 3.6 Matriks Kajian....................................................................... 104

Jadual 4.1 Maklumat Responden Temu Bual Pembinaan Modul ............ 112

Jadual 4.2 Sikap Pelajar terhadap STEM ................................................ 122

Jadual 4.3 Min skor ujian pra topik Keelektrikan dan

Kemagnetan .......................................................................... 123

Jadual 4.4 Pemetaan Unit Pembelajaran STEM 1 Modul PSB-

CRBK dan Sukatan Fizik Tingkatan Enam MPM bagi

Minggu 1 ............................................................................... 130



Minggu 3 ............................................................................... 133



Minggu 5 ............................................................................... 136



Minggu 7 ............................................................................... 138

xi

Jadual 4.8 Pemetaan Unit Pembelajaran STEM 5 Modul PSB-CRBK

dan Sukatan Fizik Tingkatan Enam MPM bagi Minggu 9 ............ 140



Minggu 11 ............................................................................. 142

Jadual 4.10 Unit Pembelajaran STEM, Bahan, Media dan Kaedah ........... 150

Jadual 4.11 Pemetaan Unit Pembelajaran STEM, Bahan/Media dan

Cara Penggunaan ................................................................... 152

Jadual 4.12 Penglibatan Pelajar Mengikut Minggu/Unit

Pembelajaran STEM, Pengintegrasian STEM, Aktiviti

Pelajar dan Penilaian ............................................................. 169

Jadual 4.13 Taburan Sampel Kajian Rintis Berdasarkan Jantina dan

Bangsa .................................................................................. 176

Jadual 4.14 Butiran Panel Penyemak dan Penilai Modul PSB-

CRBK yang ditemubual......................................................... 183

Jadual 4.15 Rumusan Ulasan dan Cadangan Panel serta

Penambahbaikan dari Aspek Isi Kandungan Modul ............... 189


Penambahbaikan daripada Aspek Persembahan Modul .......... 193


Penambahbaikan dari Aspek Panduan Guru ........................... 196

Jadual 5.1 Deskripsi Min, Sisihan Piawai, Minimum, Maksimum,

Skewness dan Kurtosis Soal Selidik Pra, Soal Selidik

Pos dan Soal Selidik Pos Lanjutan Sikap Terhadap

Sains ..................................................................................... 203

Jadual 5.2 Deskripsi Min, Sisihan Piawai, Minimum dan

Maksimum Soal Selidik Pra, Soal Selidik Pos dan Soal

Selidik Pos Lanjutan Sikap Terhadap Matematik ................... 204


Maksimum Soal Selidik Pra, Soal Selidik Pos dan Soal

Selidik Pos Lanjutan Sikap Terhadap Kejuruteraan dan

Teknologi .............................................................................. 206


Maksimum Ujian Pra, Ujian Pos dan Ujian Pos

Lanjutan Pencapaian Pelajar dalam Topik Keelektrikan

dan Kemagnetan .................................................................... 208

Jadual 5.5 Ujian Kenormalan Berasaskan Statistik Shapiro-Wilk

Sikap Terhadap Sains ............................................................ 209

xii


Sikap Terhadap Matematik .................................................... 210


Sikap Terhadap Kejuruteraan dan teknologi .......................... 210


Pencapaian Pelajar dalam Topik Keelektrikan dan

Kemagnetan .......................................................................... 210

Jadual 5.9 Keputusan Ujian MANOVA untuk Min Skor Soal

Selidik Sikap Terhadap STEM .............................................. 215

Jadual 5.10 Keputusan Ujian Kesferaan Mauchly Sikap Terhadap

STEM ................................................................................... 216

Jadual 5.11 Keputusan Ujian Univariate Sikap Terhadap STEM .............. 217

Jadual 5.12 Keputusan Ujian Multivariate untuk Min Skor Sikap

Terhadap Sains ...................................................................... 218


Sains ..................................................................................... 219

Jadual 5.14 Keputusan Ujian Univariate Sikap Terhadap Sains ................ 220

Jadual 5.15 Keputusan Ujian Bonferroni Post Hoc Sikap Terhadap

Sains ..................................................................................... 221

Jadual 5.16 Keputusan Ujian Estimated Marginal Means Sikap

Terhadap Sains ...................................................................... 222


Terhadap Matematik.............................................................. 223


Matematik ............................................................................. 224

Jadual 5.19 Keputusan Ujian Univariate Sikap Terhadap

Matematik ............................................................................. 224


Matematik ............................................................................. 225




Terhadap Kejuruteraan dan Teknologi ................................... 228


Kejuruteraan dan Teknologi .................................................. 229

xiii

Jadual 5.24 Keputusan Ujian Univariate Sikap Terhadap






Jadual 5.27 Keputusan Ujian Multivariate untuk Min Skor


Kemagnetan .......................................................................... 234

Jadual 5.28 Keputusan Ujian Kesferaan Mauchly Pencapaian

Pelajar dalam Topik Keelektrikan dan Kemagnetan ............... 235

Jadual 5.29 Keputusan Ujian Univariate Pencapaian Pelajar dalam

Topik Keelektrikan dan Kemagnetan ..................................... 235

Jadual 5.30 Keputusan Ujian Bonferroni Post Hoc Pencapaian

Pelajar dalam Topik Keelektrikan dan Kemagnetan ............... 236

Jadual 5.31 Keputusan Ujian Estimated Marginal Means


Kemagnetan .......................................................................... 237

Jadual 5.32 Keputusan Analisis Statistik Peratusan Skor ‘Setuju’

dan ‘Sangat Setuju’ bagi Soal Selidik Pra, Soal Selidik

Pos dan Soal Selidik Pos Lanjutan Sikap Pelajar

Terhadap Sains ...................................................................... 239









Jadual 5.35 Keputusan Analisis Statistik Peratusan Skor ‘Betul’

dan ‘Salah’ bagi Ujian Pra, Ujian Pos dan Ujian Pos

Lanjutan Pencapaian Pelajar dalam Topik Keelektrikan

dan Kemagnetan .................................................................... 248

Jadual 5.36 Panduan penginterpretasian Kappa (Landis &

Koch, 1977) .......................................................................... 253

Jadual 5.37 Jumlah dokumen pelajar yang dianalisis ................................ 270

xiv

Jadual 5.38 Panduan Penginterpretasian Kappa (Landis &

Koch, 1977) .......................................................................... 271

Jadual 5.39 Peratusan penyelesaian terbaik pelajar PSB-CRBK

untuk soalan cabaran pertama ................................................ 273


untuk soalan cabaran kedua ................................................... 274


untuk soalan cabaran ketiga ................................................... 275


untuk soalan cabaran keempat ............................................... 276



























xv











Jadual 6.1 Rumusan Keputusan Ujian Hipotesis Kajian.......................... 306

xvi

SENARAI RAJAH

Halaman

Rajah 2.1 Hubungan antara Teori Ekspektasi-Nilai dengan sikap

pelajar terhadap STEM ............................................................. 65

Rajah 2.2 Hubungan antara Teori Konstruktivis Sosial dengan

pencapaian pelajar dalam Topik Keelektrikan dan

Kemagnetan ............................................................................. 72

Rajah 2.3 Kerangka konseptual pembelajaran STEM berasaskan

Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan (PSB-CRBK) .................... 78

Rajah 3.1 Reka bentuk kajian Pra-eksperimen: Ujian Pra-Ujian

Pos satu kumpulan .................................................................... 81

Rajah 3.2 Kaedah pensampelan bertujuan yang digunakan dalam

kajian ....................................................................................... 89

Rajah 4.1 Model cabaran reka bentuk kejuruteraan oleh NCETE

(Sumber: Hynes et al., 2011) .................................................. 145

Rajah 5.1 Carta palang min skor soal selidik pra, min skor soal

selidik pos dan min skor soal selidik pos lanjutan sikap

terhadap sains ......................................................................... 203



terhadap matematik ................................................................ 205



terhadap kejuruteraan dan teknologi ....................................... 206

Rajah 5.4 Carta palang min skor ujian pra, min skor ujian pos dan

min skor ujian pos lanjutan pencapaian pelajar dalam

topik keelektrikan dan kemagnetan ......................................... 208

Rajah 5.5 Prestasi setiap pelajar PSB-CRBK dalam memberikan

penyelesaian ........................................................................... 298

Rajah 5.6 Keputusan analisis garis aliran prestasi setiap pelajar

PSB-CRBK dalam memberikan penyelesaian terbaik

merentasi 22 soalan cabaran ................................................... 299

Rajah 6.1 Model ASSURE (Sumber : Smaldino et al., 2008) .................. 309

xvii

SENARAI SINGKATAN

ASSURE Analysis, State, Select, Utilize, Require and Evaluate

ANOVA Analysis of Variance

BPK Bahagian Pembangunan Kurikulum

BPK KPM Bahagian Pembangunan Kurikulum Kementerian Pendidikan

Malaysia

BPPDP Bahagian Perancangan dan Penyelidikan Dasar Pendidikan

CVI Content Validation Index

CRBK Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan

FPK Falsafah Pendidikan Kebangsaan

I-CVI Kesahan kandungan item individu

JPN Jabatan Pelajaran Negeri

KPM Kementerian Pendidikan Malaysia

KPT Kementerian Pengajian Tinggi

KSSR Kurikulum Standard Sekolah Rendah

MANOVA Multivariate analysis

NGSS Next Generation Science Standard

NRC National Research Council

NSF National Science Foundation

NAEP National Assessment of Educational Progress

NRC The National Research Council

OECD Pertubuhan bagi Kerjasama Ekonomi dan Pembangunan

PAK-21 Pembelajaran Abad ke-21

PdP Pengajaran dan Pembelajaran

PdPc Pembelajaran dan Pemudahcaraan

PISA Programme for International Student Assessment

xviii

PIPP Pelan Induk Pembangunan Pendidikan

PPPM Pelan Pembangunan Pendidikan Malaysia

PSB-CRBK Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka Bentuk

Kejuruteraan

RBT Reka Bentuk dan Teknologi

RBK Reka Bentuk Kejuruteraan

RPH Rancangan Pengajaran Harian

S-CVI Kesahan kandungan skala keseluruhan

SSTS

STEM

Soal Selidik Sikap Terhadap STEM

Science, Technology, Engineering and Mathematics

TIMSS Trends in International Mathematics and Science Study

UTKK Ujian Topik Keelektrikan dan Kemagnetan

ZPD Zon Proximal Development

xix

SENARAI LAMPIRAN

LAMPIRAN A Modul Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran

Reka Bentuk Kejuruteraan (PSB-CRBK)

[PANDUAN PELAJAR]

LAMPIRAN B Modul Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran


[PANDUAN GURU]

LAMPIRAN Ci Soal Selidik Sikap Terhadap STEM (SSTS)

LAMPIRAN Cii Borang Kesahan Pakar bagi Kandungan Soal Selidik

Sikap Terhadap STEM (SSTS)

LAMPIRAN Ciii Ringkasan Komen Pakar bagi Soal Selidik Sikap

Terhadap STEM (SSTS)

LAMPIRAN Civ I-CVI & S-CVI bagi Soal Selidik Sikap Terhadap

STEM (SSTS)

LAMPIRAN Cv Nilai Cronbach Alpha bagi Soal Selidik Sikap


LAMPIRAN Di Ujian Topik Keelektrikan dan Kemagnetan (UTKK)

LAMPIRAN Dii Jawapan Ujian Topik Keelektrikan dan Kemagnetan

(UTKK)

LAMPIRAN Diii Borang Kesahan Pakar bagi Kandungan

Ujian Topik Keelektrikan dan Kemagnetan (UTKK)

LAMPIRAN Div Ringkasan Komen Pakar bagi Kandungan Ujian

Topik Keelektrikan dan Kemagnetan (UTKK)

LAMPIRAN Dv I-CVI & S-CVI bagi Kandungan Ujian Topik

Keelektrikan dan Kemagnetan (UTKK)

LAMPIRAN Dvi KR-20 Internal Consistency Reliability bagi

Kandungan Ujian Topik Keelektrikan dan

Kemagnetan (UTKK)

LAMPIRAN E Borang Kesahan Pakar bagi Kandungan Modul PSB-

CRBK

LAMPIRAN Ei Komen Pakar 1 bagi Kandungan Modul PSB-CRBK

LAMPIRAN Eii Komen Pakar 2 bagi Kandungan Modul PSB-CRBK

LAMPIRAN Eiii Komen Pakar 3 bagi Kandungan Modul PSB-CRBK

xx

LAMPIRAN Eiv Komen Pakar 4 bagi Kandungan Modul PSB-CRBK

LAMPIRAN Ev Komen Pakar 5 bagi Kandungan Modul PSB-CRBK

LAMPIRAN Evi Komen Pakar 6 bagi Kandungan Modul PSB-CRBK

LAMPIRAN Evii Komen Pakar 7 bagi Kandungan Modul PSB-CRBK

LAMPIRAN F Protokol Temubual Dibina untuk Mendapatkan

Ulasan dan Cadangan Pakar, Guru dan Pelajar bagi

Kandungan Modul PSB-CRBK

LAMPIRAN G Gambar-Gambar Aktiviti Modul PSB-CRBK

LAMPIRAN H Plot Normal Q-Q Sikap terhadap STEM

LAMPIRAN I Plot Normal Q-Q Pencapaian Topik Keelektrikan

dan Kemagnetan

LAMPIRAN J Sijil-Sijil Penglibatan dalam Pendidikan STEM

LAMPIRAN K Surat Kebenaran Menjalankan Kajian oleh Bahagian

Perancangan Dasar dan Penyelidikan, Kementerian

Pendidikan Malaysia

LAMPIRAN L Surat Kebenaran Menjalankan Kajian oleh Jabatan

Pendidikan Negeri Kedah

LAMPIRAN M Geran Penyelidikan Pendidikan STEM Program

Pemindahan Ilmu Pelajar USM

xxi

PEMBINAAN MODUL PEMBELAJARAN STEM BERASASKAN CABARAN

REKA BENTUK KEJURUTERAAN DAN KESANNYA KEPADA SIKAP

DAN PENCAPAIAN PELAJAR

ABSTRAK

Kajian ini bertujuan untuk membina Modul Pembelajaran STEM dan mengkaji

kesan penggunaan Modul Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka Bentuk

Kejuruteraan ke atas Sikap Pelajar terhadap STEM dan Pencapaian Pelajar bagi Topik

Keelektrikan dan Kemagnetan dalam kalangan pelajar Tingkatan Enam. Dalam kajian

ini, modul PSB-CRBK dibina secara sistematik menggunakan model ASSURE.

Kajian ini juga turut mengkaji sama ada terdapat perbezaan antara konstruk-konstruk

sikap terhadap STEM, iaitu konstruk sikap terhadap sains, konstruk sikap terhadap

matematik serta konstruk sikap terhadap kejuruteraan dan teknologi. Reka bentuk pra-

eksperimen berbentuk ujian pra, ujian pos dan ujian pos lanjutan digunakan dalam

kajian ini. Sampel kajian adalah seramai 36 orang pelajar Tingkatan Enam dan kajian

dijalankan di salah sebuah sekolah di Daerah Kuala Muda/Yan, Kedah. Soal Selidik

Sikap terhadap STEM dan Ujian Topik Keelektrikan dan Kemagnetan diguna untuk

mengukur sikap pelajar terhadap STEM dan pencapaian pelajar dalam topik

keelektrikan dan kemagnetan. Hipotesis kajian diuji secara statistik inferensi

menggunakan ujian MANOVA dengan pengukuran berulang pada aras signifikan

p=0.05. Keputusan ujian multivariate menunjukkan kesan utama waktu ujian yang

signifikan bagi sikap terhadap STEM (Wilks’ Lambda = 0.245, F (2, 34) = 52.365, p=

0.000, η2= 0.755) begitu juga kesan utama waktu ujian ke atas pencapaian pelajar

dalam topik keelektrikan dan kemagnetan adalah signifikan (Wilks’ Lambda = 0.357,

F(2, 34)= 30.667, p< 0.05, eta separa kuasa dua, η2 = 0.643). Dapatan kajian

xxii

menunjukkan bahawa penggunaan Modul PSB-CRBK mampu meningkat dan

mengekalkan sikap positif pelajar terhadap STEM dan pencapaian pelajar dalam topik

keelektrikan dan kemagnetan. Pengumpulan data kualitatif turut dibuat menerusi

analisis dokumen pelajar dan temubual bagi mendapatkan penjelasan lebih terperinci

tentang keberkesanan modul terhadap variabel kajian. Implikasi dapatan kajian ini

mencadangkan bahawa penggunaan Modul PSB-CRBK wajar digunakan sebagai

suatu bahan pembelajaran dalam STEM bagi meningkat dan mengekalkan sikap positif

dan pencapaian pelajar. Saranan dan cadangan seperti mengenal pasti dan mengkaji

hubungan yang wujud antara variabel-variabel juga boleh dilakukan dengan

menggunakan analisis berbentuk Partial Least Squares (PLS) dan Structural Equation

Modeling (SEM) bagi melihat sama ada terdapat hubungan antara variabel-variabel

dalam kumpulan rawatan.

xxiii

DEVELOPING STEM LEARNING MODULE BASED ON ENGINEERING

DESIGN CHALLENGE AND ITS EFFECT ON STUDENT'S ATTITUDE

AND ACHIEVEMENT

ABSTRACT

This research aims to develop STEM Learning Module and investigate the

effect of STEM Learning Module based on Engineering Design Challenge on the

attitude towards STEM and achievement in the topic of electricity and magnetism

among Form Six student. In this study, PSB-CRBK modul has been developed

systematically using ASSURE model. This research also investigates whether there

are any significant difference in attitude construct towards STEM, such as, attitude

construct towards science, attitude construct towards mathematics as well as attitude

construct towards technology and engineering. Pre-experimental design with pre-test,

post-test and delayed post-test were used in this research. Research sample consisted of

36 Form Six students and was conducted in one of school in Kuala Muda/Yan District,

Kedah. The STEM Attitude Questionnaire and the Electricity and Magnetism Topics

Test were used to measure students' attitude toward STEM and student achievement

in the topics of electricity and magnetism. Research hypothesis was tested based on

inferential statistic which used MANOVA test with repeated measurement at the level

of significance p = 0.05. The results of the multivariate test showed a significant effect

on the attitude towards STEM (Wilks' Lambda = 0.245, F (2, 34) = 52.365, p = 0.000,

η2 = 0.755) as well as the main effect of test time on student achievement in the topic

of electricity and magnetism was significant (Wilks' Lambda = 0.357, F (2, 34) =

30.667, p = 0.000, η2 = 0.643). Research findings showed there was an increase and

positive retention towards Attitude and Achievement with the use of STEM Learning

xxiv

Module Based on Engineering Design Challenge. Qualitative data collection was also

conducted through the analysis of student documents and interviews to obtain a more

detailed explanation of the effectiveness of the module on the study variables. The

implication of this research suggests the use of STEM Learning Module Based on

Engineering Design Challenge as a learning resource in STEM to enhance and retains

the students’attitude and achievement. Recommendations and suggestions such as

identifying and studying the relationships that exist between variables can also be done

using Partial Least Squares (PLS) and Structural Equation Modeling (SEM) analysis

to see if there are any relationships between variables in the treatment group.

1

BAB 1

PENGENALAN

1.1 Pendahuluan

STEM adalah singkatan yang digunakan dalam tahun 1990-an oleh National

Science Foundation (NSF) dan menjadi label generik untuk program, amalan, acara

atau dasar yang melibatkan satu atau lebih disiplin iaitu sains, matematik, kejuruteraan

dan teknologi (Bybee, 2010). Pembelajaran STEM merujuk kepada pengintegrasian

Teknologi dan Kejuruteraan dalam pengajaran dan pembelajaran (PdP) Matematik dan

Sains dalam kurikulum sekolah (Sanders, 2012). Menurut Sanders (2009) pendekatan

pembelajaran STEM adalah sebagai satu usaha untuk mengintegrasikan pengajaran

dan pembelajaran antara dua subjek atau lebih tertakluk kepada komponen STEM di

sekolah. Pengintegrasian STEM boleh berlaku sama ada Pengintegrasian Sains dengan

Teknologi atau pengintegrasian Sains dengan Matematik atau pengintegrasian Sains

dengan Kejuruteraan atau pengintegrasian Sains dengan Teknologi, Matematik dan

Kejuruteraan (Bekker & Park, 2011).

Stohlmann, Moore, dan Roehrig (2012) mendapati bahawa pembelajaran

STEM adalah gabungan sains, teknologi, kejuruteraan dan matematik ke dalam

pembelajaran yang berasaskan hubungan antara mata pelajaran dan masalah dunia

sebenar. Menurut mereka, pembelajaran STEM boleh melibatkan pelbagai kelas tanpa

perlu membabitkan semua empat disiplin STEM secara serentak. Sebagai contoh,

semasa PdP sains, guru boleh menyediakan peluang kepada pelajar untuk mempelajari

matematik, kejuruteraan dan teknologi semasa melalui proses sains di dalam kelas. Ini

adalah selaras dengan pemerhatian Breiner (2012), sains tidak lagi dibezakan oleh

garis-garis disiplin berbeza seperti biologi, kimia dan fizik supaya sains sebenar dan

2

kehidupan seharian tidak dipisahkan antara satu sama lain. Begitu juga untuk disiplin

STEM yang lain seperti kejuruteraan, matematik dan teknologi. Kejuruteraan misalnya

juga boleh memberikan peluang kepada pelajar untuk mempelajari matematik, sains

dan teknologi semasa melalui beberapa proses reka bentuk kejuruteraan seperti

program robotik yang diadakan selepas waktu sekolah (after school programme).

Di Malaysia, cadangan pengintegrasian STEM didorong oleh pencapaian sains

dan matematik yang rendah dalam kalangan pelajar sekolah menengah (Kamisah

Osman, et al., 2016; Kamaleswaran Jayarajah, Rohaida Mohd Saat, & Rose Amnah

Abdul Rauf 2014). Pentaksiran antarabangsa terhadap tahap pencapaian sains dan

matematik pelajar di Malaysia menunjukkan pencapaian pelajar adalah lemah.

Pencapaian Malaysia dalam TIMSS antara tahun 1999 dan 2011 menunjukkan bahawa

pencapaian pelajar adalah menurun. Keputusan tahun 2009 dalam PISA juga

mencatatkan penurunan kepada takat satu pertiga bawah antara 75 negara yang terlibat,

iaitu di bawah purata OECD (Sattar et al., 2015). Walau bagaimanapun dalam tahun

2015, pencapaian Malaysia dalam TIMSS menunjukkan peningkatan berbanding

tahun sebelumnya tetapi masih dalam kategori penanda arasan tahap rendah iaitu

mencatat skor sebanyak 465 bagi matematik dan skor sebanyak 471 bagi sains. Begitu

juga PISA menunjukkan peningkatan berbanding tahun sebelumnya tetapi min skor

masih di bawah purata OECD. Menurut Laporan Awal Pelan Pembangunan

Pendidikan Malaysia (PPPM) (Kementerian Pelajaran Malaysia, 2012) telah

meletakkan pembelajaran STEM sebagai satu agenda yang penting dalam transformasi

pendidikan bagi menyediakan generasi muda untuk menghadapi cabaran abad ke-21.

Selari dengan perkembangan ini, maka, dalam konteks kajian ini, suatu modul

Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan dibangunkan dan

dikaji keberkesanannya dari aspek pencapaian dan sikap terhadap STEM.

3

1.2 Latar Belakang Kajian

Pusat Perkembangan Kurikulum (2001) mengesan antara kelemahan dalam

proses pengajaran dan pembelajaran tradisional di sekolah ialah kegagalan untuk

membantu pelajar mencari perkaitan antara maklumat baru dengan pengalaman sedia

ada di antara dunia sekolah dengan kehidupan seharian. Pelajar tidak dapat melihat

kesinambungan apa yang mereka belajar di dalam kelas sains dengan situasi dunia

sebenar menyebabkan mereka menjadi tidak berminat untuk belajar sains (Havice,

2015). Sebagai contoh, topik Keelektrikan dan Kemagnetan adalah penting dalam

fizik. Topik ini memainkan peranan penting dalam memahami dunia di sekeliling kita

(Maloney, O’Kuma, Hieggelke, & Heuvelen, 2001). Ia juga penting untuk teknologi

terkini. Elektronik, penjanaan kuasa, dan sensor semua melibatkan Keelektrikan dan

Kemagnetan. Walau bagaimanapun mata pelajaran fizik diajar secara terpisah dengan

matematik dan teknologi (Cavlazoglu & Stuessy, 2017; Ceylan & Ozdilek, 2015).

Sedangkan, kewujudan elemen kejuruteraan dan teknologi menerusi aspek cabaran

reka bentuk kejuruteraan perlu bagi mendorong pembelajaran lebih konkrit yang

bersifat hands on menerusi penghasilan reka bentuk produk berorientasi

pengaplikasian konsep sains. Melalui pendekatan pengajaran sebegini menjadikan

pembelajaran lebih bermakna dan seterusnya pembelajaran itu lebih kekal dan diingati

oleh pelajar kerana ia mempunyai kaitan dengan dunia sebenar. Hal ini dapat

direalisasikan melalui penggunaan modul pembelajaran STEM yang dibina secara

sistematik berdasarkan teori pembelajaran dan model reka bentuk pengajaran yang

sesuai. Namun begitu, kebanyakan modul pembelajaran sedia ada yang dibina adalah

tidak berasaskan kepada teori-teori pembelajaran yang sesuai dan juga tidak

berpandukan model reka bentuk pengajaran yang sepatutnya.

4

Dapatan kajian lepas mendapati pelajar beranggapan bahawa sains adalah satu

mata pelajaran yang susah dan abstrak (Kamisah, Zanaton & Lilia, 2007). Sikap

negatif pelajar terhadap sains adalah disebabkan pendekatan pengajaran secara

konvensional manakala sikap yang positif adalah terhasil daripada pendekatan

pengajaran secara konstruktivis (Oh & Yager, 2004; Hacieminoglu, 2016). Pelajar

yang diberikan input saintifik yang terlalu banyak dalam suatu tempoh masa akan

mempunyai sikap yang negatif terhadap sains dengan lebih tinggi (Hacieminoglu,

2016). Oleh demikian, teknik dan gaya penyampaian ilmu sains tidak boleh dilakukan

secara konvensional terutamanya melibatkan penyampaian satu hala sahaja.

Pembelajaran satu hala menyebabkan pelajar tidak dapat mengembangkan kemahiran

berfikir mereka malah menimbulkan rasa bosan yang akhirnya menyebabkan sikap

pelajar terhadap sains menjadi negatif.

Dalam pembelajaran STEM, oleh sebab wujudnya pengintegrasian antara

sains, teknologi, kejuruteraan dan matematik, maka kajian tidak seharusnya tertumpu

kepada sikap terhadap sains semata-mata, malah ia harus diperluaskan kepada sikap

terhadap teknologi, kejuruteraan dan matematik. Mengikut kajian oleh Kuo Hung

Tseng (2011), hal ini merujuk kepada sikap terhadap STEM. Ini bermakna apabila

sebarang intervensi berkaitan pembelajaran STEM dilaksanakan, maka matlamat

intervensi berkenaan bukan sahaja tertumpu kepada pemupukan sikap yang positif

terhadap sains, malah merangkumi kejuruteraan, matematik dan teknologi (Abeera,

2015).

Banyak kajian telah dilakukan berkaitan sikap terhadap matematik (Di Martino

& Zan, 2001; Ruffell, Mason & Allen, 2008; Nik Aziz Nik Pa, 2007; Yennah Juakim,

5

2013). Kajian menunjukkan bahawa sikap terhadap matematik cenderung menjadi

lebih negatif apabila pelajar berganjak dari sekolah rendah ke sekolah menengah

(McLeod, 2014). Secara umum, sikap terhadap matematik di dalam kelas adalah

berkaitan dengan kualiti pengajaran dan iklim sosial-psikologi kelas tersebut (Nik Aziz

Nik Pa, 2007). Yenna Juakim (2013) mendapati terdapat hubungan antara sikap

terhadap matematik dengan pencapaian dalam matematik. Matematik adalah subjek

penting bagi pelajar kejuruteraan kerana matematik sering digunakan untuk

menyelesaikan masalah dalam fizik dan kejuruteraan serta menyelesaikan masalah di

luar suasana pembelajaran yang asal (Mehmet, 2012).

Kebimbangan terhadap sikap pelajar yang kurang mengambil subjek

kejuruteraan dan teknologi di sekolah telah membawa kepada pelbagai inisiatif untuk

menggalakkan sains, kejuruteraan dan teknologi di sekolah-sekolah (Sneider, 2012).

Justeru itu, banyak kurikulum sekolah memberi penekanan dan pendedahan kepada

pelajar berkaitan kejuruteraan dan integrasi sains dengan kejuruteraan (Cunningham

& Hester, 2007). Namun begitu, program-program sekolah antaranya seperti bidang

nanoteknologi, robotik, avionik dan elektro-optik menunjukkan pengurangan

penglibatan pelajar dan minat terhadap kejuruteraan dan teknologi (Massachusetts

Department of Education, 2006). Di United Kingdom khususnya, pengenalan subjek

kejuruteraan dan teknologi ke dalam kurikulum kebangsaan di peringkat sekolah telah

mendorong kepada keperluan untuk meningkatkan kajian ke atas sikap pelajar

terhadap kejuruteraan dan teknologi (Asunda & Mativo, 2015). Bybee (2013)

mendapati bahawa ramai pelajar menyatakan kebimbangan tentang kerjaya masa

depan sebelum meninggalkan sekolah. Penemuan ini mengukuhkan lagi kepentingan

bagi menggalakkan sebarang inisiatif yang boleh meningkatkan sikap pelajar sekolah

terhadap kejuruteraan dan teknologi. Carlson dan Sullivan (2004) menyatakan

6

pengambilan yang rendah bagi mata pelajaran kejuruteraan dan teknologi sebagai

salah satu kebimbangan kerana ia menunjukkan bahawa pelajar kurang berminat

terhadap mata pelajaran tersebut. Walau bagaimanapun, kajian mereka tidaklah

menunjukkan bahawa pelajar mempunyai sikap yang sangat negatif terhadap

kejuruteraan dan teknologi. Kajian oleh Keefe (2010) menunjukkan penurunan dalam

kecenderungan terhadap subjek kejuruteraan dan teknologi semasa sekolah menengah

dan penurunan ini turut juga berlaku di peringkat prauniversiti (Apedoe, Reynolds,

Ellefson, & Schunn, 2008; Moore, Glancy, Tank, Kersten, Smith, Karl, & Stohlmann,

2014a).

Pengajaran sains konvensional masih mengekalkan pemindahan fakta tanpa

berusaha untuk menggalakkan pelajar supaya aktif dalam pembelajaran (Chiappetta,

Koballa & Collette, 1998; Kamisah, Zanaton & Lilia, 2007). Penglibatan pelajar secara

aktif di dalam pembelajaran telah dibuktikan dapat memupuk minat pelajar untuk

mempelajari sains, menanam sikap saintifik yang positif dalam diri mereka dan

seterusnya membawa kepada peningkatan pencapaian pelajar (Kamisah, Zanaton &

Lilia, 2007). Oleh demikian, tanggapan bahawa mata pelajaran sains ialah suatu yang

membosankan dan terlalu abstrak (Bell, Lewenstein, Shouse, & Feder, 2009) perlu

dikikis dari diri pelajar melalui pengalaman pembelajaran yang lebih realistik dengan

dunia sebenar dan melalui penglibatan secara aktif pelajar semasa proses pembelajaran

itu berlaku.

Sebaliknya, pendekatan pengajaran tradisional sering dikaitkan dengan

pencapaian yang rendah dan pelajar berisiko iaitu secara langsung mereka ini tidak

dapat mencapai matlamat program pendidikan (Aschbacher, 2010). Menurut sumber

Pembangunan Pendidikan 2001-2010, salah satu punca masalah ini adalah kerana

majoriti guru masih menggunakan kaedah pengajaran tradisional yang kurang menarik

7

minat dan tidak mampu merangsang proses pembelajaran pelajar di dalam mata

pelajaran tersebut (Kementerian Pendidikan Malaysia, 2001). Malah strategi

pengajaran ini juga dikenal pasti menjadi punca para pelajar lemah akademik atau

berisiko menjadi kurang bermotivasi terhadap pelajaran yang dikendalikan secara

tradisional (Zaidatol Akmaliah, 2005).

Havice (2009) mengklasifikasikan bahawa pengajaran secara tradisional

melibatkan penggunaan buku teks dan kaedah pengkuliahan sahaja. Morrison, Ross

dan Kemp (2007) menyatakan bahawa peralatan dalam kelas tradisional dilengkapi

dengan barisan kerusi dan meja berserta dengan papan tulis di hadapannya. Menurut

Hussain, Azeem dan Shakoor (2011) pula, pengajaran dan pembelajaran secara

tradisional merupakan kaedah ‘kapur dan cakap’ atau kaedah menggunakan

transperansi (OHP), manakala media yang digunakan adalah buku bercetak. Dalam

kajian mereka, pengajaran tradisional merupakan kaedah penyampaian guru bagi mata

pelajaran fizik, menggunakan peralatan yang lazim terdapat di semua sekolah seperti

papan hitam, kapur tulis dan buku teks fizik.

Barcelona (2014) dalam kajian beliau mendapati bahawa terdapat keperluan segera

untuk memberi tumpuan kepada pembelajaran STEM yang harus cenderung untuk

'merangsang', memupuk sikap, pencapaian dan kemajuan dalam pembelajaran STEM. Ini

adalah perlu kerana dalam dunia serba mencabar, dikelilingi oleh teknologi canggih yang

dinamik dalam jangka masa yang singkat. Lagipun, ia penting supaya melahirkan generasi

inovatif yang hebat, berkeyakinan terhadap kemampuan untuk mereka cipta, dan dengan itu

dapat membuat sumbangan yang signifikan dalam dunia sekeliling mereka (Capraro & Han,

2014; Carr, Bennett, & Strobel, 2012; Chae, Purzer, & Cardella, 2010).

8

Pembelajaran STEM diwujudkan bertujuan menghasilkan suatu pembelajaran

bermakna melalui integrasi pengetahuan, konsep dan kemahiran secara sistematik.

Selain itu, pembelajaran STEM mampu meningkatkan kecekapan pelajar dalam

bidang STEM apabila menceburi kerjaya dalam bidang itu kelak selain meningkatkan

kefahaman pelajar terhadap kerja-kerja saintifik dan kejuruteraan (Ricks, 2006;

Kilgore, Atman, Yasuhara, Barker, & Morozov, 2007). Antara rasional kajian

berkaitan pembelajaran STEM dijalankan adalah meningkatkan pencapaian dalam

pembelajaran, sikap terhadap pelajaran dan meningkatkan pembelajaran secara

berterusan (Ravitz, 2010; Wang & Degol, 2013). Ini kerana pengajaran yang

menggabungkan beberapa bidang pembelajaran mampu mempercepatkan proses

kefahaman pelajar (Purzer, Goldstein, Adams, Xie, & Nourian, 2015; Kuo Hung

Tseng, 2011). Melalui pembelajaran STEM, ia menyediakan peluang pembelajaran

secara hands on supaya dapat menarik minat pelajar dan menyedari bahawa

mempelajari STEM boleh memberikan keseronokan, relevan dan dapat

menperkayakan pengetahuan pelajar (Jo Anne Vasquez, 2013).

Pembelajaran STEM memerlukan integrasi berlaku antara mata pelajaran sains,

matematik, kejuruteraan dan teknologi (STEM). Integrasi ini memerlukan pelajar melakukan

aktiviti yang boleh melibatkan mata pelajaran STEM misalnya melalui penghasilan sesuatu

produk. Justeru, proses pembelajaran yang berlaku bukan secara hafalan sebaliknya

melibatkan aktiviti yang menghubungkan kandungan pelbagai disiplin dalam satu tema

(Drake, 2004). Manakala, menurut Carla (2012) pembelajaran STEM yang berfokuskan

pelajar dapat memberikan pengalaman pembelajaran yang mencabar dan menyeronokkan.

Terdapat pelbagai cara untuk melaksanakan pembelajaran STEM. Salah satu daripadanya

adalah menerusi Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan.

9

Pembelajaran Berasaskan Cabaran menyediakan rangka kerja yang efektif dan efisien

untuk belajar sambil menyelesaikan cabaran dunia sebenar (Nichols, Cator & Torres, 2016).

Rangka kerja ini adalah secara hands on dan kolaboratif yang menuntut pelajar untuk

mengenal pasti idea utama, menyelesaikan cabaran, memperolehi pengetahuan secara

mendalam, membangunkan kemahiran abad ke-21 dan berkongsi pendapat mereka dengan

dunia luar.

Rangka kerja Pembelajaran Berasaskan Cabaran muncul dari projek Apple

Classrooms of Tomorrow-Today (ACOT2) dimulakan pada tahun 2008 untuk

mengenal pasti prinsip-prinsip reka bentuk yang penting dalam persekitaran

pembelajaran abad ke-21 (Nichols Cator & Torres, 2016). Bermula dengan prinsip-

prinsip reka bentuk ACOT2, Apple Inc. bekerjasama dengan tokoh-tokoh pengajar

untuk membangunkan dan menguji Pembelajaran Berasaskan Cabaran. Pembelajaran

Berasaskan cabaran dibina berdasarkan pembelajaran berasaskan pengalaman dan

bersandar kepada sejarah pendidikan serta idea-idea yang progresif (Nichols et al.,

2016). Rangka kerja ini dibina berdasarkan idea-idea inovatif daripada dunia

pendidikan, media, teknologi, hiburan, rekreasi, tempat kerja dan masyarakat.

Pembelajaran Berasaskan Cabaran mula diperkenalkan di kalangan staf syarikat

gergasi komputer Apple Inc. yang diadaptasi daripada prinsip-prinsip pembelajaran

berasaskan masalah (Nichols et al., 2016). Pembelajaran Berasaskan Cabaran

menyediakan pengalaman pembelajaran berkumpulan untuk berhadapan dengan

cabaran tugasan, menganalisis cabaran, mencadangkan penyelesaian dan mengambil

tindakan bagi memenuhi cabaran yang dikemukakan (Nichols et. al., 2016). Manakala

pembelajaran STEM melalui kaedah cabaran reka bentuk kejuruteraan menurut

Eisenkraft (2011), pelajar dapat menghargai bahawa terdapat banyak idea dan

pendekatan untuk menyelesaikan masalah kompleks dengan lebih daripada satu

10

penyelesaian yang mungkin dan banyak alat serta perwakilan boleh digunakan dengan

pelbagai cara untuk menghasilkan produk.

1.3 Pernyataan Masalah

Berdasarkan kajian lepas, didapati pelajar sukar memahami konsep fizik bagi

topik Keelektrikan dan Kemagnetan (Savelsbergh, de Jong, & Ferguson-Hessler,

2011; Pollock & Chasteen, 2009; Chabay & Sherwood, 2006; Maloney et al., 2001;

McDermott & Shaffer, 1992). Topik ini terdapat dalam Huraian Sukatan Pelajaran

Fizik Tingkatan Enam, penggal kedua sesi pembelajaran. Subtopik yang terdapat

dalam topik ini adalah elektrostatik, kapasitor, arus elektrik, litar arus terus, medan

magnet, aruhan elektromagnet dan litar arus ulang alik (HSP Fizik Tingkatan Enam,

Majlis Peperiksaan Malaysia, 2012). Ia juga menjadi asas kepada teknologi terkini

seperti dalam pembuatan keretapi elektrik, penggunaan kren mengangkut kontena di

pelabuhan, loceng elektrik, suis geganti dan dan lain-lain yang sering digunakan dalam

kehidupan seharian. Walau bagaimanapun, ramai pelajar mendapati pembelajaran

topik ini adalah sangat sukar termasuk mereka yang pandai dalam pembelajaran

mekanik (McDermott & Shaffer, 1992; Chabay & Sherwood, 2006).

Kajian oleh Sadaghiani (2011) mendapati penggunaan interaktiviti telah

meningkatkan kadar kefahaman dan menarik perhatian sebanyak 75% berbanding

dengan 40% apabila mereka melihat dan mendengar dan 20% sahaja dari apa yang

mereka lihat. Pelajar menghadapi masalah iaitu mereka tidak dapat mengimaginasikan

perkaitan di antara gerakan cas dalam medan elektrik seragam dengan Hukum

Coulomb (Singh, 2006). Contohnya ialah mereka tidak dapat menggambarkan

bagaimana daya bertindak ke atas satu cas elektron yang bergerak secara serenjang

dalam medan elektrik seragam menyebabkan ia dipesongkan sama ada ke arah plat

11

logam positif atau negatif. Disebabkan keadaan ini menurut Thorpe (2010), pelajar

akan mengambil jalan keluar seperti berputus asa atau tidak mencuba untuk

memahami konsep tersebut.

Justeru, konsep abstrak yang terdapat di dalam topik seperti Keelektrikan dan

Kemagnetan tidak dapat disampaikan dengan sempurna jika guru hanya menggunakan

pendekatan pengajaran berpusatkan guru (Fullan & Langworthy, 2013). Konsep-

konsep abstrak yang terdapat dalam topik tersebut memerlukan pendekatan

pembelajaran yang sesuai seperti berpusatkan pelajar, melibatkan pelajar secara aktif

dalam kumpulan, terdapat aktiviti hands on dan mencabar minda (Meneghetti, De Beni

& Cornoldi, 2007).

Dari sudut pandangan kognitif, ia tidak sukar untuk memahami mengapa topik

Keelektrikan dan Kemagnetan mencabar untuk pelajar. Sebagai perbandingan, dalam

topik mekanik banyak konsep penting seperti daya, halaju dan pecutan berkait rapat

dengan pengalaman seharian dan situasi yang melibatkan objek seperti kereta, bola

dan bot boleh dilihat dalam kehidupan seharian. Walau bagaimanapun dalam topik ini,

ia adalah kali pertama pelajar melalui pengalaman yang abstrak dan pengiraan

matematik yang kompleks. Banyak konsep seperti elektron, medan elektrik dan kuasa

elektrik adalah mikroskopik dan tidak kelihatan (Chabay & Sherwood, 2006).

Menurut Pollock (2009), topik Keelektrikan dan Kemagnetan diajar dengan

terlalu cepat dan menghabiskan sebahagian besar topik melalui kaedah hafalan.

Konsep fizik seperti cas, kuasa elektrik dan fluks magnet sering diajar dalam minggu

pertama kursus. Pelajar biasanya belum mempunyai cukup pendedahan dan

pengalaman dengan konsep-konsep ini ditambah pula dengan kerumitan pengiraan

matematik yang semakin abstrak. Hukum Gauss adalah contoh subtopik yang

12

menunjukkan kesukaran pelajar dalam pembelajaran Keelektrikan dan Kemagnetan

(Chabay & Sherwood, 2006; Pepper, Chasteen, Pollock, & Perkins, 2010; Singh,

2006).

Gerace dan Beatty (2005) menyatakan apa yang penting dalam penyelesaian

masalah fizik ialah tumpuan hendaklah diberi kepada konsep asas dan strategi

penyelesaian masalah. Sebelum membuat pengiraan yang sebenar, pelajar perlu

meneliti konsep asas dan strategi yang diperlukan dalam menyelesaikan masalah.

Setelah penyelesaian dibuat, pelajar perlu menyemak dan meneliti cara bagaimana

konsep asas dan strategi digunakan dalam menyelesaikan masalah (Gerace, 2001).

Adalah diketahui umum bahawa pelajar menghadapi masalah dengan topik

Keelektrikan dan Kemagnetan di peringkat pra universiti (Maloney et. al, 2001).

Berbeza dengan mekanik newton, sangat sedikit kajian yang telah dilakukan mengenai

kefahaman pelajar terhadap konsep kemagnetan. Dalam topik Keelektrikan dan

Kemagnetan, kajian banyak tertumpu kepada yang konsep paling asas, seperti litar

elektrik mudah (Engelhard & Beichner, 2004; McDermott, Shaffer, 2002).

Eisenkraft (2010) mengkonsepsikan pembelajaran fizik sebagai pembelajaran

yang melibatkan ruang dan geometri. Pembelajaran STEM menurut Yarker dan Park

(2012) yang melibatkan aktiviti berkumpulan, ruang dan geometri, dan penghasilan

produk membolehkan pelajar menganalisa sesuatu konsep fizik secara lebih mendalam

dan berkesan. Ini seterusnya menyediakan peluang kepada pelajar untuk menghayati

konsep fizik berkenaan secara lebih nyata yang mempunyai persamaan dengan situasi

kehidupan sebenar.

13

Walau bagaimanapun, dalam pengajaran tradisional pelajar tidak disediakan

modul dan pendekatan pengajaran yang sesuai (Hussain, Azeem dan Shakoor, 2011)

dan masa serta amalan yang mencukupi untuk memahami dan membezakan konsep-

konsep ini dan menggunakannya dengan betul. Ramai pelajar tidak dapat hubung

kaitkan fizik dengan matematik dan memahami fizik yang terlibat apabila kalkulus

yang terlibat adalah mencabar. Mereka sering menghafal koleksi ungkapan algebra

dan menggunakannya dalam ujian tanpa memahami sama ada ia boleh digunakan dan

mengapa ia boleh digunakan dalam keadaan tertentu dan tidak dalam keadaan lain

lantas menyumbang kepada kesukaran untuk memahami konsep ini.

Justeru, selaras dengan objektif pembelajaran STEM untuk membangunkan

pemikiran merentas disiplin (National Research Council, 2012), adalah dicadangkan

pendekatan Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan

sebagai salah satu pendekatan yang sesuai dalam pembelajaran STEM.

Apabila berhadapan dengan cabaran STEM, individu berpengalaman dan

kumpulan yang berjaya; akan memanfaatkan sumber-sumber dalaman dan luaran,

membangunkan pelan dan bergerak ke hadapan untuk mencari penyelesaian terbaik.

Sepanjang jalan, terdapat percubaan, kegagalan, kejayaan dan kesan daripada

tindakan. Dengan menambah cabaran persekitaran pembelajaran hasilnya adalah

kesungguhan, semangat, dan pemilikan ilmu yang bermakna oleh pelajar. Oleh yang

demikian, wujud keperluan untuk membina modul Pembelajaran STEM Berasaskan

Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan.

14

1.4 Tujuan Kajian

Tujuan kajian ini adalah untuk membina modul dan mengkaji kesan

penggunaan modul Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka Bentuk

Kejuruteraan ke atas Sikap pelajar terhadap STEM dan pencapaian pelajar bagi topik

Keelektrikan dan Kemagnetan dalam kalangan pelajar Tingkatan Enam.

1.5 Objektif Kajian

Objektif khusus kajian ini ialah:

1) Membina modul Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka Bentuk

Kejuruteraan dengan tujuan untuk meningkatkan Sikap terhadap STEM dan

pencapaian topik Keelektrikan dan Kemagnetan dalam kalangan pelajar

Tingkatan Enam.

2) Menilai keberkesanan modul Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka

Bentuk Kejuruteraan untuk pelajar Tingkatan Enam bagi meningkatkan

Sikap terhadap STEM yang merangkumi:

a. Menilai keberkesanan modul Pembelajaran STEM Berasaskan

Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan dalam meningkatkan Sikap

terhadap Sains dalam kalangan pelajar Tingkatan Enam.

b. Menilai keberkesanan modul Pembelajaran STEM Berasaskan


terhadap Matematik dalam kalangan pelajar Tingkatan Enam.

c. Menilai keberkesanan modul Pembelajaran STEM Berasaskan


15

terhadap Kejuruteraan dan Teknologi dalam kalangan pelajar

Tingkatan Enam.


Bentuk Kejuruteraan untuk pelajar Tingkatan Enam dalam memberi kesan

pengekalan ke atas Sikap terhadap STEM yang merangkumi:

a. Menilai keberkesanan modul Pembelajaran STEM Berasaskan

Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan dalam memberi kesan pengekalan

ke atas Sikap terhadap Sains dalam kalangan pelajar Tingkatan Enam.

b. Menilai keberkesanan modul Pembelajaran STEM Berasaskan


ke atas Sikap terhadap Matematik dalam kalangan pelajar Tingkatan

Enam.

c. Menilai keberkesanan modul Pembelajaran STEM Berasaskan


ke atas Sikap terhadap Kejuruteraan dan Teknologi dalam kalangan

pelajar Tingkatan Enam.


Bentuk Kejuruteraan untuk meningkatkan pencapaian topik Keelektrikan dan

Kemagnetan dalam kalangan pelajar Tingkatan Enam.


Bentuk Kejuruteraan terhadap pengekalan pencapaian topik Keelektrikan dan


16

1.6 Soalan Kajian

Berdasarkan objektif khusus kajian, berikut merupakan persoalan kajian yang

ingin dikaji:

(i) Bagaimana modul Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka Bentuk

Kejuruteraan dapat dibina dengan tujuan untuk meningkatkan Sikap terhadap

STEM dan pencapaian topik Keelektrikan dan Kemagnetan dalam kalangan

pelajar Tingkatan Enam?

(ii) Adakah penggunaan modul Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka

Bentuk Kejuruteraan untuk pelajar Tingkatan Enam memberi kesan dalam

meningkatkan Sikap terhadap STEM yang merangkumi:

a. Sikap terhadap Sains?

b. Sikap terhadap Matematik?

c. Sikap terhadap Kejuruteraan dan Teknologi?

(iii) Adakah penggunaan modul Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka

Bentuk Kejuruteraan untuk pelajar Tingkatan Enam memberi kesan





(iv) Adakah penggunaan modul Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka

Bentuk Kejuruteraan memberi kesan dalam meningkatkan pencapaian topik

17

Keelektrikan dan Kemagnetan dalam kalangan pelajar Tingkatan Enam?

(v) Adakah penggunaan modul Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka

Bentuk Kejuruteraan memberi kesan pengekalan terhadap pencapaian topik


1.7 Hipotesis Kajian

Persoalan kajian (i) tidak mempunyai hipotesis yang diuji. Ini adalah kerana

persoalan kajian (i) akan dijawab menerusi satu bab yang akan menghuraikan

pembinaan modul kajian berdasarkan kepada reka bentuk model pengajaran. Justeru,

hipotesis yang diuji hanya merujuk kepada persoalan kajian (ii), (iii), (iv) dan (v)

sahaja kerana ia memerlukan pengutipan data kuantitatif yang akan dianalisis

menggunakan ujian statistik inferensi.

Bagi persoalan kajian (ii), berikut adalah hipotesis utama, Ho2 yang diuji pada

aras signifikan 0.05;

Ho2: Tidak terdapat kesan utama yang signifikan oleh waktu ujian (pra,

pos, pos lanjutan) terhadap min skor soal selidik Sikap terhadap

STEM dalam kalangan pelajar Tingkatan Enam.

Secara spesifik, berikut adalah tiga subhipotesis bagi Ho2 yang diuji

Ho2a: Tidak terdapat perbezaan yang signifikan antara min skor soal

selidik pra dan soal selidik pos Sikap terhadap Sains dalam

kalangan pelajar Tingkatan Enam.

Ho2b: Tidak terdapat perbezaan yang signifikan antara min skor soal

selidik pra dan soal selidik pos Sikap terhadap Matematik

18

dalam kalangan pelajar Tingkatan Enam.

Ho2c: Tidak terdapat perbezaan yang signifikan antara min skor soal

selidik pra dan soal selidik pos Sikap terhadap Kejuruteraan

dan Teknologi dalam kalangan pelajar Tingkatan Enam.

Bagi persoalan kajian (iii), berikut adalah hipotesis utama, Ho3 yang diuji pada


Ho3: Tidak terdapat kesan utama yang signifikan oleh waktu ujian (pra,

pos, pos lanjutan) terhadap min skor soal selidik Sikap terhadap

STEM dalam kalangan pelajar Tingkatan Enam.


Ho3a: Tidak terdapat perbezaan yang signifikan antara min skor soal

selidik pos dan soal selidik pos lanjutan Sikap terhadap Sains


Ho3b: Tidak terdapat perbezaan yang signifikan antara min skor soal

selidik pos dan soal selidik pos lanjutan Sikap terhadap

Matematik dalam kalangan pelajar Tingkatan Enam.

Ho3c: Tidak terdapat perbezaan yang signifikan antara min skor soal

selidik pos dan soal selidik pos lanjutan Sikap terhadap

Kejuruteraan dan Teknologi dalam kalangan pelajar

Tingkatan Enam.

Bagi persoalan kajian (iv), berikut adalah hipotesis utama, Ho4 yang diuji pada


19

Ho4: Tidak terdapat perbezaan yang signifikan antara min skor ujian pra

dan ujian pos pencapaian topik Keelektrikan dan Kemagnetan dalam


Bagi persoalan kajian (v), berikut adalah hipotesis utama, Ho5 yang diuji pada


Ho5: Tidak terdapat perbezaan yang signifikan antara min skor ujian pos

dan ujian pos lanjutan pencapaian topik Keelektrikan dan


1.8 Signifikan Kajian

1.8.1 Signifikan kepada pelajar

Kajian adalah signifikan kepada pelajar kerana melalui proses intervensi dan

soal selidik yang dijawab, pelajar dapat menilai sama ada mereka mempunyai sikap

yang positif atau tidak terhadap STEM dan seterusnya dapat mengambil tindakan yang

sewajarnya untuk menambahkan minat dalam mata pelajaran tersebut. Pelajar

mendapat pengalaman baru dalam mempelajari mata pelajaran sains menerusi

Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan yang mana boleh

juga diaplikasikan dalam mata pelajaran yang lain.

1.8.2 Signifikan kepada penyelidik pembelajaran STEM

Hasil dapatan ini juga adalah signifikan kepada para penyelidik yang ingin

mengkaji secara mendalam berkaitan pembelajaran STEM. Hasil dapatan yang

diperoleh boleh dijadikan rujukan dan panduan untuk penyelidik seterusnya bagi

meneruskan kajian dalam aspek lain berkaitan pembelajaran STEM. Mengajar fizik

20

dalam konteks STEM menjadikan pembelajaran lebih nyata dan autentik kerana

menurut Jolly (2014) ia memberi tumpuan kepada isu-isu dan masalah dunia sebenar.

1.8.3 Signifikan kepada penyelidik Pendekatan Pembelajaran STEM

Berasaskan Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan (PSB-CRBK)

Penggunaan modul PSB-CRBK yang berpusatkan pelajar, dengan aktiviti

berkumpulan dan mencabar minda, guru bertindak sebagai pemudah cara dalam

membantu pelajar (Eisenkraft, 2011) bagi memahami konsep yang mereka perlukan

dalam menyelesaikan masalah Fizik (Hussain, Azeem & Shakoor, 2011). PSB-CRBK

menggabungkan pembangunan kemahiran peribadi pelajar dan juga menggalakkan

kreativiti (Hynes, Portsmore, Dare, Milto, Rogers, & Hammer, 2011). Pengintegrasian

subjek-subjek STEM adalah bertujuan meningkatkan kefahaman pelajar,

meningkatkan pencapaian dan membantu pelajar melihat apa yang dipelajari itu adalah

relevan (Hoachlander & Yanofsky, 2011; Jo, Cary & Michael, 2013).

PSB-CRBK adalah pedagogi induktif yang membolehkan pelajar untuk

mengenal pasti masalah sebenar yang menarik minat mereka dan kemudian belajar apa

yang mereka perlu tahu untuk menyelesaikan masalah ini (Becker, Mentzer & Park,

2012). Maklumat yang diperolehi hasil daripada PSB-CRBK ini ialah dapat

memberikan ingatan jangka panjang dan membuatkan pelajar berasa seperti kerja

sekolah mereka mempunyai tujuan dan lebih bermakna. Menurut Carr dan Strobel

(2011), proses PSB-CRBK bermula dengan idea yang besar dan luas kepada yang

berikut: satu persoalan yang penting, sumber-sumber, cabaran, membimbing soalan,

aktiviti, pelaksanaan, penyelesaian, penilaian, refleksi dan penerbitan. Hynes et al.

(2011) menyatakan bahawa PSB-CRBK adalah pengalaman pembelajaran kolaboratif

iaitu guru dan pelajar bekerjasama untuk belajar tentang isu-isu menarik dan pelajar

21

membuat refleksi ke atas pembelajaran mereka. Semasa pembelajaran PSB-CRBK,

pelajar mempunyai autonomi menghasilkan dan membentangkan projek kumpulan

dengan memberi tumpuan lebih kepada kerjasama ahli kumpulan.

1.8.4 Signifikan kepada guru

Hasil dapatan kajian juga adalah signifikan kepada guru yang mengajar mata

pelajaran sains atau mata pelajaran STEM yang lain. Hasil dapatan kajian dapat

memberikan gambaran kepada guru-guru di Malaysia berkaitan sikap dan pencapaian

pelajar apabila menggunakan pendekatan Pembelajaran Berasaskan Cabaran STEM.

Oleh demikian, hasil dapatan dapat digunakan untuk tujuan penambahbaikan PdP dan

membantu mengubah sikap pelajar terutamanya terhadap mata pelajaran STEM.

1.8.5 Signifikan kepada Kementerian Pendidikan Malaysia (KPM)

Kajian ini adalah signifikan kepada Kementerian Pendidikan Malaysia (KPM)

yang mana maklumat tentang sikap terhadap STEM dan pencapaian pelajar dalam

topik keelektrikan dan kemagnetan dapat diketahui. Seterusnya, tindakan susulan

dapat diambil oleh KPM bagi merancang kursus yang sesuai bagi menyediakan guru-

guru yang berkemahiran untuk mengintegrasikan pembelajaran STEM.

1.8.6 Signifikan kepada Teori

Kajian ini memfokuskan Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka

Bentuk Kejuruteraan melalui pembelajaran di luar waktu sekolah adalah signifikan

kerana kebanyakan kajian atau penulisan yang mengupas isu-isu berkaitan

pembelajaran STEM merujuk kepada pelaksanaan dalam bilik darjah. Namun menurut

Barcelona (2014), pembelajaran STEM tidak seharusnya menumpukan kepada

22

pembelajaran dalam bilik darjah sahaja, sebaliknya juga haruslah lebih fleksibel yang

mana ia boleh disesuaikan dengan unit pembelajaran yang ingin dipelajari dan juga

aktiviti yang boleh dilaksanakan. Pembelajaran STEM yang bersifat retorik untuk

dilaksanakan di dalam bilik darjah didapati kurang berjaya. Dalam kebanyakan masa,

penglibatan pelajar dalam aktiviti berkumpulan dan konteks kehidupan seharian amat

kurang (Bartholomew, 2015). Becker, Mentzer dan Park (2012) mendapati tidak

banyak bimbingan yang ada dari segi teori untuk menentukan jenis pedagogi yang

bersesuaian untuk pembelajaran STEM.

Hynes et al. (2011) menghujahkan bahawa garis panduan untuk pembelajaran

STEM perlu dibuat dengan pertimbangan yang wajar dengan memikirkan segala teori

dan kerangka pembelajaran STEM itu sendiri, bukan dengan hanya memilih mana-

mana aktiviti berkenaan STEM sebagai pengisian sahaja. Justeru kajian ini adalah

signifikan kerana turut menyediakan garis panduan pelaksanaan pembelajaran STEM

yang dapat melibatkan pelajar dalam kebolehan reka bentuk kejuruteraan sebagai

pelengkap kepada kebolehan dan pemahaman piawaian siasatan saintifik.

1.9 Definisi Operasi

Dalam kajian ini terdapat beberapa istilah yang memberikan pengertian yang

lebih mendalam bagi menjelaskan lagi tentang kajian ini:

1.9.1 Pembelajaran STEM

STEM merupakan akronim bagi pembelajaran atau praktis profesional bagi

bidang sains, teknologi, kejuruteraan dan matematik (Kamaleswaran et al., 2014).

Pembelajaran STEM merupakan suatu pendekatan bagi meneroka proses PdP

melibatkan dua atau lebih komponen STEM (Rahayu, Syafril, Othman, Halim, &

23

Erlina, 2018). Kajian ini mengaplikasikan definisi pembelajaran STEM sebagaimana

yang diterangkan oleh Moore, Johnson, Peters-Burton, dan Guzey (2016) iaitu dalam

kajian ini, pembelajaran STEM membawa maksud pemerolehan pengetahuan fizik

yang diaplikasi dalam situasi dunia sebenar bagi menghasilkan produk. Oleh yang

demikian, apabila pengetahuan fizik ini diaplikasikan dalam situasi dunia sebenar bagi

menghasilkan produk, maka ia akan melibatkan proses pengukuran dan pengiraan

(matematik) bagi mereka bentuk produk (kejuruteraan) dan membangunkan produk

(teknologi). Justeru, penglibatan elemen matematik, kejuruteraan dan teknologi

berlaku semasa proses pembelajaran fizik yang merupakan satu cabang ilmu sains.

1.9.2 Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan

(PSB-CRBK)

Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan menurut

Carr dan Strobel (2011) adalah pembelajaran STEM yang diintegrasikan dengan

kaedah cabaran reka bentuk kejuruteraan. Kaedah cabaran reka bentuk kejuruteraan ini

terdiri daripada sembilan langkah iaitu mengenal pasti masalah, mengkaji masalah,

membangunkan penyelesaian, memilih penyelesaian terbaik, membina prototaip,

menguji dan menilai penyelesaian, memaparkan penyelesaian, mereka bentuk semula

dan memuktamadkan reka bentuk. Justifikasi memilih definisi oleh Carr dan Strobel

(2011) kerana pembelajaran STEM memerlukan pelajar mengambil bahagian dalam

reka bentuk kejuruteraan sebagai cara untuk membangunkan teknologi melalui

penerapan mata pelajaran sains dan matematik (Moore et al., 2016). Sebagai contoh,

modul pembelajaran STEM dalam kajian ini menyediakan unit-unit pembelajaran

yang direka bentuk melibatkan konsep fizik dipelajari di dalam kelas yang relevan

dengan dunia sebenar dapat diselesaikan melalui pengintegrasian konsep-konsep

24

disiplin ilmu STEM yang berbeza. Justeru, kajian ini adalah melibatkan pembelajaran

STEM berasaskan konten dan juga konteks secara bersama.

1.9.3 Sikap terhadap STEM

Sikap merupakan penerimaan atau penolakan orang terhadap sesuatu perkara

(Unfried, Faber, Stanhope, & Wiebe, 2015; Mahsa Kazemppour, 2014). Sikap

ditakrifkan sebagai cara pelajar berfikir atau perasaan berkaitan dengan sains (Veloo,

Rahimah, & Rozalina, 2015). Sikap merujuk kepada tahap kesediaan untuk bertingkah

laku dengan ciri-ciri tertentu secara tekal (Mahsa Kazemppour, 2014). Mahsa

Kazemppour (2014) mendefinisikan sikap sebagai tingkah laku seseorang sama ada

positif atau negatif terhadap sesuatu objek. Justifikasi memilih definisi sikap terhadap

STEM seperti yang dinyatakan oleh Mahsa Kazemppour (2014) adalah kerana ia selari

dengan item-item yang terdapat dalam Soal Selidik Sikap terhadap STEM. Kesediaan

untuk bertingkah laku dengan ciri-ciri tertentu secara tekal adalah berkaitan dengan

Nilai Faedah-Keseronokan, Nilai Pencapaian, Nilai Utiliti dan Kos Relatif. Dalam

kajian ini, sikap terhadap STEM merujuk kepada sikap terhadap Sains, sikap terhadap

Matematik, sikap terhadap Kejuruteraan dan Teknologi.

Definisi sikap terhadap STEM dalam kajian ini adaptasi daripada kajian Topcu

(2010), Zacharia dan Barton (2004), dan Osborne, Simon, dan Collins, (2003) iaitu

kepercayaan dan nilai yang wujud terhadap STEM. Sikap terhadap STEM adalah sifat

yang dipelajari oleh seorang individu baik secara aktif atau secara pengalaman dan

boleh menerima perubahan (Zacharia & Barton, 2004). Sikap terhadap STEM diukur

menggunakan instrument yang dibina oleh instrumen yang dibina oleh Unfried et al.

(2015). Unfried et al. (2015) membahagikan sikap terhadap STEM di dalam instrumen

beliau kepada tiga konstruk iaitu (i) sikap terhadap Sains, (ii) sikap terhadap

25

Matematik dan (iii) sikap terhadap Kejuruteraan dan Teknologi.

1.9.4 Pencapaian dalam topik Keelektrikan dan Kemagnetan

Pencapaian menurut Mentzer (2008) merangkumi pemahaman konsep dan

fakta penting yang terlibat dalam unit pembelajaran yang diberikan. Pencapaian dalam

topik Keelektrikan dan Kemagnetan bermaksud mereka mengetahui fakta dan konsep

penting dalam topik tersebut. Pencapaian dalam topik Keelektrikan dan Kemagnetan

ini dapat menggambarkan penguasaan pelajar dalam topik tersebut (Mentzer, 2008).

Justifikasi memilih definisi oleh Mentzer (2008) kerana setiap soalan ujian topik

Keelektrikan dan Kemagnetan yang dibina adalah bertujuan untuk menguji

kefahaman konsep dan fakta yang dipelajari dalam topik tersebut. Dalam kajian ini,

pencapaian dalam topik Keelektrikan dan merujuk kepada prestasi pelajar yang dinilai

dengan menggunakan ujian pra, ujian pos dan ujian pos lanjutan setelah melalui

intervensi pembelajaran STEM.

1.10 Batasan Kajian

Kajian ini hanya melibatkan pelajar tingkatan enam di sebuah sekolah

menengah harian biasa di daerah Kuala Muda, Kedah. Seramai 36 orang pelajar

dijadikan sampel kajian. Topik yang dikaji ialah topik Keelektrikan dan Kemagnetan

seperti yang terkandung di dalam sukatan pelajaran tingkatan enam iaitu di dalam

penggal kedua. Antara batasan kajian ini ialah:

i) Kajian hanya melibatkan pelajar tingkatan enam di sebuah sekolah sahaja

maka keputusan kajian ini hanya terpakai kepada sekolah yang terbabit sahaja.

Maka, generalisasi tidak boleh dilakukan terhadap semua pelajar sekolah

26

menengah di seluruh Malaysia. Sampel kajian harus diperluas kepada pelajar

dari tingkatan yang lain agar generalisasi secara keseluruhan melibatkan

pelajar sekolah menengah berkaitan pembelajaran STEM dapat dilakukan.

ii) Kajian ini hanya melibatkan intervensi modul bagi enam unit pembelajaran

STEM selama tiga bulan. Ini adalah kerana jangka waktu tiga bulan diandaikan

sebagai waktu yang paling optimum untuk mengkaji kesannya terhadap

variabel-variabel bersandar kajian. Oleh sebab variabel-variabel bersandar

yang terlibat melibatkan atribusi kognitif dan afektif manusia, maka adalah

sukar untuk pengukuran dilakukan terhadap perubahan yang berlaku pada ciri-

ciri sampel jika intervensi dilaksanakan kurang daripada tiga bulan. Manakala,

jika intervensi dilakukan lebih daripada tiga bulan, maka kemungkinan

terdapat lebih tinggi kebarangkalian ancaman sejarah dan peristiwa seperti

aktiviti-aktiviti akademik lain yang dianjurkan oleh pihak sekolah semasa

intervensi yang mungkin berinteraksi dengan kesan rawatan kajian.

iii) Variabel-variabel yang digunakan dalam analisis bagi menjawab soalan kajian

adalah terbatas terhadap perkara yang telah dinyatakan di dalam instrumen

kajian sahaja. Dapatan kajian ini sangat bergantung kepada kejujuran

responden untuk memberikan maklum balas yang tepat dan benar kepada soal

selidik sikap terhadap STEM. Kesahan dan kebolehpercayaan juga bergantung

kepada kejujuran responden.

27

1.11 Rumusan

Pembelajaran STEM mempunyai pelbagai definisi mengikut pakar-pakar yang

berbeza. Namun, STEM itu sendiri dengan jelas merujuk kepada sains, teknologi,

kejuruteraan dan matematik. Walaupun terdapat pelbagai definisi berkaitan STEM,

namun tujuannya adalah sama iaitu memenuhi permintaan pendidikan abad ke 21 dan

memenuhi bidang pekerjaan STEM yang semakin menyusut penerimaannya dalam

masyarakat. Untuk melaksanakan pembelajaran STEM, banyak cabaran dan halangan

yang perlu dihadapi dan ditangani terutamanya berkaitan sikap pelajar. Oleh demikian,

PdP yang dirancang haruslah lebih realistik dan menarik agar sikap pelajar terhadap

pengintegrasian pembelajaran STEM ini lebih positif. Hal ini kerana, melalui sikap

yang positif, pencapaian dalam mata pelajaran tersebut juga akan turut meningkat.

Justeru, semua pihak terutamanya guru harus memainkan peranan dalam membentuk

sikap pelajar dalam menerima pembelajaran STEM ini sebagai suatu yang positif.

28

BAB 2

TINJAUAN LITERATUR

2.1 Pendahuluan

Kajian ini bertujuan membina modul dan mengkaji kesan penggunaan modul

Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan untuk

meningkatkan Sikap terhadap STEM dan pencapaian topik Keelektrikan dan

Kemagnetan dalam kalangan pelajar tingkatan enam. Bab ini membincangkan secara

kritis dan mendalam mengenai definisi STEM, tujuan pembelajaran STEM, cabaran

pembelajaran STEM, Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka Bentuk

Kejuruteraan, Sikap pelajar terhadap STEM, pencapaian pelajar dalam topik

Keelektrikan dan Kemagnetan, variabel kajian serta kerangka teori yang mendasari

kajian ini.

2.2 Definisi STEM

Pada permulaannya, istilah SMET (science, mathematics, engineering &

technology) digunakan, namun ditukar kepada STEM oleh National Science

Foundation (NSF) bagi memudahkan penyebutan dan memperkukuhkan maknanya

(National Academy of Science, 2007). Sejak idea STEM dikemukakan, kini ia

mempunyai pelbagai definisi (Roehrig, Moore, Wang, & Park, 2012). Bagaimanapun,

istilah pendidikan STEM adalah rumit kerana pelbagai makna yang ada di antara

pendidik, penyelidik, ahli politik, dan agensi. Selama lebih kurang dua dekad, NSF

telah menggunakan akronim STEM yang merujuk kepada disiplin STEM individu

(Sanders, 2009), manakala pendidik telah menggunakan STEM untuk

menggambarkan projek dan kurikulum. Mereka tidak mempunyai pemahaman yang

29

jelas terhadap sesuatu pendekatan yang bersepadu, kerana tafsiran yang berbeza-beza.

Menurut Sanders (2009), pendidik harus merujuk 'STEM' sebagai 'integrasi STEM'

untuk membezakan dengan jelas dari disiplin secara berasingan bagi sains, teknologi,

kejuruteraan dan matematik. Satu lagi salah faham yang biasa mengenai pendidikan

STEM ialah perwakilan 'T' dalam akronim STEM. 'T' dalam STEM merujuk kepada

penggunaan teknologi pengkomputeran atau komputer (Daugherty, 2010; Sanders,

2009).

Satu tinjauan mengenai "persepsi STEM" mendapati bahawa kebanyakan

profesional dalam bidang berkaitan STEM tidak mempunyai pemahaman mengenai

akronim STEM. Kebanyakan responden mengaitkan akronim kepada "kajian sel stem"

atau kepada tumbuhan (Keefe, 2010). Kebanyakan orang menggunakan istilah STEM

yang ditafsirkan sebagai sains atau matematik sahaja. Jarang sekali ia merujuk kepada

teknologi atau kejuruteraan dan ini adalah satu isu yang harus diperbaiki (Bybee,

2010).

Roehrig, Moore, Wang dan Park (2012) menyatakan bahawa pendidikan

STEM terbahagi kepada tiga kategori: (1) pendidikan STEM adalah integrasi sains

digabungkan dengan kandungan matematik yang dilaksanakan melalui kurikulum

teknologi, (2) penggabungan kursus-kursus akademik dengan pendidikan teknikal dan

kerjaya, (3) penerapan konsep yang diperoleh daripada disiplin STEM individu ke

bidang yang lain seperti bidang seni dan sejarah. Interpretasi pertama pendidikan

STEM terpakai untuk penggabungan sains, matematik, dan teknologi tanpa

kemasukan kejuruteraan. Manakala interpretasi kedua merujuk kepada pendidikan

STEM sebagai kursus akademik yang digabungkan dengan pendidikan teknikal dan

kerjaya. Interpretasi ketiga pendidikan STEM adalah idea-idea dari setiap domain

STEM disepadukan ke dalam disiplin lain, dikenali sebagai integrasi STEM.

30

Tafsiran integrasi STEM ini dianggap konsep moden STEM yang mana tujuan

kombinasi dari disiplin khusus ini adalah untuk menyelesaikan masalah dunia sebenar

(Breiner, Harkness, Johnson, & Koehler, 2012). Integrasi STEM yang ideal ialah

pendidikan STEM yang menyepadukan kesemua empat elemen STEM. Definisi

STEM ini selari dengan Bryan, Moore, Johnson, dan Roehrig (2016) yang

mentakrifkan integrasi STEM sebagai pengajaran dan pembelajaran isi kandungan

serta amalan bidang ilmu yang memasukkan elemen sains dan matematik dengan

mengintegrasikan cabaran reka bentuk kejuruteraan melalui teknologi yang berkaitan.

Berdasarkan takrifan ini, dapatlah diketahui bahawa matlamat integrasi STEM ialah

mengadunkan sains, teknologi, kejuruteraan, dan matematik dalam proses PdP. Dalam

konteks kajian ini, definisi integrasi STEM yang diguna pakai adalah menurut takrifan

oleh Bryan et al. (2016).

Mengulas lanjut definisi integrasi STEM, Moore, Johnson, Peters-Burton, dan

Guzey (2016) memperincikan enam teras integrasi STEM iaitu:

(a) Penggunaan konteks pembelajaran yang bermakna dan berkait dengan

kehidupan sebenar pelajar.

(b) Mencabar potensi pelajar dengan menggunakan pendekatan Cabaran Reka

Bentuk Kejuruteraan (Engineering Design Challenges) melalui aktiviti reka

bentuk berbantukan teknologi yang berkaitan.

(c) Pelajar dapat belajar daripada kegagalan mereka bentuk penyelesaian dalam

reka bentuk kejuruteraan dengan memperbaiki reka bentuk sedia ada.

(d) Melaksanakan PdP yang diintegrasikan dengan sains dan matematik serta

subjek-subjek yang relevan seperti kesusasteraan, kemanusiaan, dan kajian

sosial.

31

(e) Menjalankan aktiviti PdP yang berpusatkan pelajar agar pelajar dilibatkan

secara aktif dalam proses PdP.

(f) Melatih pelajar untuk bekerjasama dan berkomunikasi dalam menjalankan

aktiviti pembelajaran.

2.3 Pembelajaran STEM

Dalam kajian ini, terdapat keperluan untuk memahami makna dan kepentingan

pembelajaran Sains, Teknologi, Kejuruteraan dan Matematik (STEM). Ini adalah

kerana kajian ini bertujuan untuk membina modul dan mengkaji keberkesanan

penggunaan Modul Pembelajaran STEM ke atas sikap pelajar terhadap STEM dan

pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan kemagnetan. Pembelajaran STEM

adalah isu yang penting dalam arus pendidikan semasa (Berlin & Lee, 2005; Kuenzi,

2008; Reiss & Holman, 2007). Pembelajaran STEM telah ditakrifkan sebagai

pendekatan komprehensif untuk empat disiplin Sains, Teknologi, Kejuruteraan, dan

Matematik (Capraro, Caparo, & Morgan, 2013; Gonzalez & Kuenzi, 2012).

Pembelajaran STEM dilihat sebagai unsur yang sangat penting dalam pembangunan

ekonomi negara masa depan yang mampan untuk generasi akan datang (Howard &

Martinez, 2012).

Selain itu, kewujudan pembelajaran STEM menyediakan peluang kepada

pelajar di semua peringkat untuk menguasai kandungan dan kemahiran yang

diperlukan untuk pembelajaran Abad ke-21. Malah, pelajar yang terlibat dalam

pembelajaran STEM lebih aktif dalam kelas, lebih baik dan lebih meningkat

pencapaian akademik mereka (Meyrick, 2011). STEM juga menyediakan pengalaman

pembelajaran yang inovatif dan kreatif. Tidak seperti kurikulum konvensional,

pembelajaran STEM membantu pelajar untuk mengintegrasikan kemahiran yang

32

berbeza dalam mata pelajaran supaya mereka dapat mengembangkan kemahiran

penyelesaian masalah secara inovatif dalam dunia sebenar. STEM penting kerana sains

perlu diajar dengan lebih menarik melalui aktiviti pengayaan dan sebagai pendekatan

yang mesra pelajar untuk mengekalkan rasa ingin tahu pelajar (Yarker & Park, 2012).

Di samping itu, pelajar memerlukan perkembangan awal dalam bidang

pengetahuan sains untuk menjadi warga yang bijak, mengambil bahagian secara

bermakna mengenai isu-isu sosial penting yang melibatkan sains bagi memberi

sumbangan melalui pelbagai jenis kerjaya dalam sains, kejuruteraan, dan teknologi

melalui pembelajaran STEM. Selain itu, STEM merupakan kaedah inovatif dan kreatif

untuk meningkatkan pencapaian sains dan matematik pelajar (Avery, Chambliss,

Truiett, & Stott, 2010)

Tambahan pula, menurut Carnevalle, Smith dan Melton (2011) pembelajaran

STEM boleh melibatkan pelbagai disiplin ilmu. Justeru, ia memberi peluang yang luas

kepada pelajar untuk ke menara gading dalam bidang STEM dan akhirnya peluang

pekerjaan STEM yang diperlukan dapat dipenuhi seterusnya membentuk dan

mengubah ekonomi bangsa dan negara. Selain itu, asas pembelajaran STEM yang kuat

dapat meningkatkan bidang teknologi lalu boleh membawa kepada peluang pekerjaan

yang mewah serta bervariasi. Kemahiran belajar STEM adalah penting untuk membina

kemakmuran ekonomi, inovasi dan kemajuan teknologi.

Pembelajaran STEM juga boleh meningkatkan pemahaman konsep dengan

menyediakan konsep-konsep dalam konteks dunia sebenar. Ia turut mendedahkan

pelajar dengan tugasan yang berkaitan matematik disamping melibatkan keseronokkan

dalam bidang sains, kejuruteraan dan teknologi dalam aspek matematik sambil

menghubungkan pelajar dari seluruh dunia (Atkinson, Hugo, & Lundgren, 2007).

33

Perbincangan berikut membentangkan beberapa perkara yang mungkin

bermakna untuk pembelajaran STEM kontemporari. Pertama, melalui Pelan

Pembangunan Pendidikan Malaysia (PPPM) 2013 - 2025 telah menggariskan

kepentingan sains, matematik, kejuruteraan dan teknologi dalam program sekolah

(Kementerian Pendidikan Malaysia, 2013). Kedua, berdasarkan pemerhatian bahawa

STEM merupakan istilah untuk sains atau matematik, STEM harus bermakna

peningkatan kepada penekanan teknologi dalam program sekolah (Asunda & Mativo,

2015). Dengan teknologi, pelajar mudah untuk mempelajari sesuatu yang baru melalui

program dan perspektif pendidikan yang lebih besar daripada Teknologi Maklumat

dan Komunikasi (TMK) yang mana TMK merupakan sebahagian daripada program

teknologi (Asunda & Hill, 2007). Ketiga, STEM bermaksud meningkatkan aplikasi

kejuruteraan dalam pembelajaran sekolah menengah. Kejuruteraan terlibat secara

langsung dalam penyelesaian masalah dan inovasi yang merupakan dua tema yang

popular (Atman, Adams, Cardella, Turns, Mosborg, & Saleem, 2007).

Perkembangan semasa di Malaysia pula memperlihatkan minat mendalam

pihak kerajaan Malaysia untuk melaksanakan pendekatan pembelajaran STEM yang

tampak menyeluruh dan inklusif. Antaranya adalah melalui Kementerian Sains,

Teknologi dan Inovasi (MOSTI) dalam perancangan menubuhkan Pusat Latihan

STEM yang pertama di Malaysia bertujuan melahirkan masyarakat berkemahiran

tinggi dan celik sains, teknologi, kejuruteraan dan matematik (STEM) dengan

mengambil contoh penubuhan Pusat STEM di United Kingdom yang berperanan

sebagai pusat rujukan STEM untuk pelajar dan juga melatih guru sains dengan kaedah

pengajaran terkini. Menteri Sains, Teknologi dan Inovasi, Datuk Seri Madius Tangau

berkata kementeriannya (MOSTI) bersama Kementerian Pendidikan Malaysia (KPM)

dan Kementerian Pengajian Tinggi (KPT) bekerjasama menggubal Pelan Tindakan

34

Pembelajaran STEM yang mana penubuhan pusat latihan ini adalah antara

perancangan yang telah dibuat. Beliau menyatakan bahawa elemen STEM menjadi

keutamaan kerajaan seperti dibentangkan dalam Bajet 2017 baru-baru ini. Modal insan

berkemahiran sains, teknologi dan inovasi (STI) amat penting untuk membangun

negara berpendapatan tinggi.

Selain itu, MOSTI melalui Akademi Sains Malaysia (ASM) turut

mengimplementasi Pendidikan Sains Berasaskan Inkuiri (IBSE) dengan melatih 40

guru sains di Tuaran. IBSE, dimulakan oleh Perancis dan diaplikasi lebih 50 negara,

dilihat sebagai keadah efektif pengajaran sains di sekolah dan meningkat pemahaman

STEM di usia muda. Dari tahun 2013 hingga 2014, ASM telah menjalankan projek

rintis IBSE di empat sekolah di daerah Hulu Langat, Selangor dan ia menunjukkan

peningkatan membanggakan dalam keputusan UPSR 2014.

Antara usaha yang dilakukan oleh Kementerian Pendidikan Malaysia (KPM)

untuk meningkatkan sumber tenaga mahir dan pakar dalam bidang kajian dan industri

adalah menerusi pengukuhan pembelajaran STEM. Pembelajaran STEM adalah

pembelajaran yang berasaskan kepada konsep mendidik pelajar dalam empat bidang;

Sains, Teknologi, Kejuruteraan dan Matematik dengan mengintegrasikan dan

mengaplikasikannya dalam konteks dunia sebenar (Bahagian Pembangunan

Kurikulum KPM, 2016).

Pembelajaran STEM boleh menarik minat pelajar melalui aktiviti yang

mencabar, menyeronokkan dan bermakna. Pembelajaran STEM adalah antara agenda

yang diberikan penekanan dalam Pelan Pembangunan Pendidikan Malaysia (PPPM)

2013 – 2025. Unsur penting dalam dokumen ini ialah pengenalan Kurikulum Standard

Sekolah Rendah (KSSR) dan Kurikulum Standard Sekolah Menengah (KSSM)

35

bermula pada tahun 2017 yang meletakkan agenda Integrasi STEM sebagai elemen

teras dalam pembinaan dan pelaksanaannya.

Sehubungan itu, KPM giat berusaha memantapkan pembelajaran STEM untuk

menarik lebih ramai pelajar menceburi bidang STEM di peringkat sekolah melalui

aktiviti kurikulum dan ko-kurikulum dengan sokongan daripada pelbagai pihak

berkepentingan. Oleh itu, pembelajaran STEM penting dalam menyediakan pelajar

untuk menghadapi cabaran dan berdaya saing di peringkat global (BPK KPM, 2016).

Oleh itu, memandangkan potensi pembelajaran STEM ini, maka kajian ini

memberi fokus kepada Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka Bentuk

Kejuruteraan dengan harapan agar dapat meningkatkan sikap positif pelajar terhadap

STEM dan pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan kemagnetan.

2.3.1 Tujuan Pembelajaran STEM

Memperjelaskan pembelajaran STEM dan mewujudkan STEM sebagai tujuan asas

program sekolah adalah langkah pertama dalam memantapkan pembelajaran STEM (OECD,

2006). Umumnya, pembelajaran STEM merangkumi pemahaman konsep dan kemahiran

serta kebolehan prosedur bagi individu untuk menangani isu-isu peribadi, sosial, dan global

berkaitan STEM. Pembelajaran STEM melibatkan penyepaduan disiplin STEM dan empat

komponen yang saling berkaitan dan saling melengkapi.

Menurut OECD (2006) Pembelajaran STEM adalah merujuk kepada yang

berikut:

Memperoleh pengetahuan ilmiah, teknologi, kejuruteraan, dan matematik dan

menggunakan pengetahuan itu untuk mengenal pasti isu-isu, memperoleh

pengetahuan baru, dan mengaplikasikan pengetahuan kepada isu berkaitan STEM.

36

Memahami ciri-ciri disiplin STEM sebagai bentuk usaha yang merangkumi

proses kajian, reka bentuk, dan analisis.

Menyedari bagaimana disiplin STEM membentuk dunia material, intelektual,

dan budaya.

Terlibat dalam isu berkaitan STEM dengan idea-idea sains, teknologi,

kejuruteraan dan matematik sebagai warganegara yang bertanggungjawab

dan konstruktif.

Justeru itu, perlaksanaan pembelajaran STEM ke dalam amalan pengajaran dan

program sekolah memerlukan cara yang sesuai supaya setiap disiplin dapat

diintegrasikan dengan bahan pengajaran yang direka, dibangunkan, dan seterusnya

dilaksanakan. Pendidik perlu menghadapi dan menyelesaikan beberapa cabaran jika

mereka ingin menjayakan pembelajaran STEM di sekolah.

2.3.2 Cabaran Pembelajaran STEM

Dalam usaha mempromosikan pembelajaran STEM terdapat beberapa cabaran

penting. Antaranya ialah dari segi penggunaan akronim dan kekaburan yang berkaitan

STEM oleh pembuat dasar dan beberapa pendidik. Kekuatan STEM bagaimanapun

berkurangan di peringkat perlaksanaan berbanding peringkat penggubal dasar dan

polisi STEM disebabkan oleh perbezaan definisi dan istilah pembelajaran STEM itu

sendiri (Sanders, 2009).

Cabaran pertama ialah melibatkan secara aktif aspek kejuruteraan dan

teknologi dalam program sekolah. Walaupun pelajar boleh mengenal pasti program

berkaitan kejuruteraan dan teknologi, namun skala penglibatan program kejuruteraan

dan teknologi di sekolah umumnya agak rendah. Meningkatkan teknologi dan kursus

37

kejuruteraan adalah sangat wajar dalam pendidikan sains dan matematik. Walau

bagaimanapun, didapati pendekatan ini masih mengekalkan orientasi "silo" untuk

disiplin yang berasingan (Sanders, 2009).

Cadangan memasukkan kejuruteraan dan teknologi dalam pendidikan sains

bukanlah sesuatu yang baru. Science for All Americans (AAAS, 1989) dan seterusnya

Benchmarks for Science Literacy (AAAS, 1993) dan National Science Education

Standards (NRC, 1996), semuanya termasuk piawaian yang berkaitan dengan

kejuruteraan dan teknologi. Sebagai contoh, Science for All Americans menetapkan

peringkat dengan perbincangan mengenai “Engineering Combines Scientific Inquiry

and Practical Values” dan “The Essence of Engineering is Design Under Constraint”

(AAAS, 1989, ms 40-41). Pada tahun 1996, National Science Education Standards

merangkumi piawai Sains dan Teknologi untuk semua peringkat gred, K-4, 5-8, dan

9-12. Salah satu piawaian adalah ditujukan secara langsung kepada "kebolehan reka

bentuk teknologi" sebagai pelengkap kepada kebolehan dan pemahaman piawaian

siasatan saintifik. Di samping itu, terdapat dua inisiatif penting yang menyokong

pendidikan kejuruteraan dan teknologi. Pertama, pada bulan September 2008, National

Assessment Governing Board (NAGB, 2008) telah meluluskan rangka kerja penilaian

kejuruteraan dan teknologi nasional yang dijadualkan pada tahun 2014. Kedua,

piawaian teras umum yang baru untuk sains juga menyokong inisiatif berasaskan

standard awal ini dengan memasukkan teknologi dan piawaian kejuruteraan.

Cabaran kedua penting adalah untuk memperkenalkan isu berkaitan STEM

seperti kecekapan tenaga, perubahan iklim dan membangunkan kompetensi untuk

menangani isu-isu yang dihadapi oleh pelajar. Menangani cabaran ini memerlukan

pendekatan pendidikan yang pertama kali meletakkan situasi sebenar dan isu global

dengan menggunakan empat disiplin STEM untuk memahami dan menangani masalah

38

tersebut. Ini dikenali sebagai pendidikan sains berasaskan konteks (Fensham, 2009)

dan juga boleh diwakili sebagai STEM berasaskan konteks pendidikan. Jadual 2.1

adalah kerangka konteks yang disesuaikan dari Sains PISA 2006, yang mewakili topik

kurikulum untuk pendidikan STEM berasaskan konteks. Pendekatan pendidikan

STEM menekankan kecekapan dalam menangani situasi atau masalah, dan bukannya

pengetahuan tentang konsep dan proses dalam disiplin STEM masing-masing. Jadual

2.2 membentangkan kecekapan yang boleh digunakan sebagai hasil pembelajaran

untuk pendidikan STEM.

Jadual 2.1

Konteks untuk Pendidikan STEM

Peribadi (Diri, keluarga,

dan kumpulan rakan

sebaya)

Sosial

(Masyarakat)

Global

(Kehidupan di

seluruh dunia)

Kesihatan Penyelenggaraan

kesihatan, kemalangan,

pemakanan

Kawalan penyakit,

penghantaran sosial,

pilihan makanan, kesihatan komuniti.

Epidemik,

penyebaran

penyakit berjangkit.

Kecekapan

tenaga

Penggunaan tenaga peribadi, penekanan

kepada pemuliharaan dan

kecekapan

Pemuliharaan tenaga, peralihan kepada

penggunaan yang

efisien dan bahan api bukan fosil.

Akibat global, penggunaan dan

pemuliharaan

tenaga.

Sumber

semula jadi

Penggunaan bahan-bahan peribadi

Penyelenggaraan populasi manusia,

kualiti hidup,

keselamatan, pengeluaran dan

pengedaran makanan,

bekalan tenaga

Sistem boleh diperbaharui dan

tidak boleh

diperbaharui, pertumbuhan

penduduk,

penggunaan lestari.

Kualiti

persekitaran

Tingkah laku mesra alam,

penggunaan dan pelupusan bahan

Pengagihan

penduduk, pembuangan sampah,

kesan alam sekitar,

cuaca tempatan.

Kepelbagaian

biologi, kelestarian

ekologi, kawalan

pencemaran, pengeluaran, dan

kehilangan tanah.

39

Jadual 2.1 (Sambungan)

Peribadi (Diri, keluarga,

dan kumpulan rakan

sebaya)

Sosial

(Masyarakat)

Global

(Kehidupan di

seluruh dunia)

Pengurangan

bahaya

Keputusan yang terhasil

drp kejadian yg semulajadi

dan keputusan yg dibuat oleh manusia, keputusan

mengenai perumahan

Perubahan pesat

(gempa bumi, cuaca

buruk), perubahan perlahan dan progresif

(hakisan pantai,

pemendapan), penilaian risiko.

Perubahan iklim,

kesan peperangan

moden

Sains masa

hadapan,

teknologi,

kejuruteraan,

matematik

Kepentingan penjelasan sains fenomena alam, hobi

sains, sukan dan rekreasi,

muzik dan teknologi peribadi

Bahan baru, peranti dan proses,

pengubahsuaian

genetik, teknologi senjata, pengangkutan

Kepupusan spesies,

penerokaan

ruang, asal usul dan struktur alam

semesta

Jadual 2.2

Kecekapan STEM

Mengenal pasti isu STEM

• Mengenali isu-isu yang mungkin untuk menerangkan dari perspektif STEM

• Mengenal pasti kata kunci untuk mencari maklumat STEM

• Mengenali konsep utama dari disiplin STEM

Menjelaskan isu-isu dari perspektif STEM

• Menggunakan pengetahuan tentang STEM dalam keadaan tertentu

• Menjelaskan atau menafsirkan fenomena menggunakan perspektif STEM dan

meramalkan perubahan

• Mengenal pasti huraian, penjelasan, penyelesaian, dan ramalan yang sesua

Menggunakan maklumat STEM

• Mengaitkan maklumat STEM, membuat dan menyampaikan kesimpulan

• Mengenal pasti andaian, keterangan, dan penaakulan di sebalik kesimpulan

• Menggambarkan implikasi masyarakat terhadap perkembangan STEM

(Sumber: Diadaptasi dari Menilai celik saintifik, membaca, dan matematik: Rangka

kerja untuk PISA 2006, OECD, 2006).

40

Dalam konteks Amerika Syarikat, pelaksanaan pembelajaran STEM juga

menjadi isu yang besar kerana wujudnya kekangan-kekangan yang konkrit. Antara

kekangan utama ialah latihan profesional untuk para guru, bakal guru, dan pelaksana

dasar. Para guru sains dan matematik di Amerika Syarikat kurang pendedahan kepada

ilmu berkaitan bidang kejuruteraan (Roehrig, et al., 2012). Dengan kekurangan ilmu

dan kemahiran dalam bidang kejuruteraan, guru-guru sains dan matematik ini tidak

dapat mengajar secara berkesan menggunakan pendekatan reka bentuk kejuruteraan

seperti yang diinginkan oleh para penyelidik pembelajaran STEM di Amerika

Syarikat. Maka, gesaan untuk memperhebat latihan profesional tentang pembelajaran

STEM telah dibuat untuk guru-guru sains dan matematik yang sedang mengajar di

sekolah-sekolah Amerika Syarikat (Johnson & Sondergeld, 2016).

Cabaran yang sama bakal dihadapi oleh Malaysia yang ingin melaksanakan

pembelajaran STEM. Dalam keadaan guru-guru kurang pendedahan kepada

pendekatan ini kerana sifatnya yang sangat baru, maka latihan profesional perguruan

dalam Integrasi STEM di Malaysia perlu diperkukuhkan, diperbaiki, dan dipantau

untuk membentuk guru yang kompeten dalam pengetahuan, kemahiran, dan sikap

dalam konteks Integrasi STEM. Program pendidikan dan pembangunan profesional

guru harus menerapkan lebih banyak unsur-unsur Reka Bentuk Kejuruteraan,

Penyiasatan Saintifik, Penaakulan dan Pemikiran Matematik, dan Kemahiran Abad

Ke-21 (Bryan et al., 2016).

PPPM 2013-2025 kini menjadi dokumen penting untuk semua pihak yang

berkepentingan dalam bidang pendidikan di Malaysia. Namun begitu, langkah penting

yang perlu diambil ialah memperhalusi kurikulum sains dan matematik sedia ada dan

melihat kemungkinan kewujudan unsur-unsur pembelajaran Integrasi STEM di

dalamnya. Ini bagi membantu guru-guru dan para penyelidik sendiri untuk melihat

41

bentuk-bentuk Integrasi STEM sedia ada dan langkah lanjutan untuk mula

mentransformasikan unsur-unsur itu kepada pembelajaran Integrasi STEM yang ideal

dalam PdP sains dan matematik.

Bunyamin dan Finley (2016) telah membuat analisis kepada kurikulum fizik

Malaysia dan mendapati bahawa elemen sains dan teknologi pendidikan serta

penggunaan pendekatan penyiasatan saintifik begitu jelas ditekankan dalam kurikulum

fizik tersebut. Namun, dalam soal pengintegrasian sains, kejuruteraan dan matematik,

perkara ini adalah lebih kepada secara tersirat. Aplikasi-aplikasi sains dan teknologi

dalam dunia nyata ada ditekankan dalam kurikulum fizik tersebut, bagaimanapun

untuk membawakan pendekatan reka bentuk kejuruteraan dalam subjek sains seperti

fizik ini memerlukan pendekatan yang lebih tersurat. Ini termasuklah usaha menyusun

kembali topik-topik sains agar dapat membina perkaitan dan hubungan antara setiap

konsep itu ke arah pengaplikasian yang konkrit dalam kehidupan.

2.4 Reka Bentuk Kejuruteraan

Reka bentuk kejuruteraan berupaya menyediakan kandungan Integrasi STEM

yang sesuai (NAE & NRC, 2009; NRC, 2012). Selain itu, pembelajaran STEM boleh

disampaikan melalui pendekatan reka bentuk kejuruteraan yang menjadi platform

ideal untuk memasukkan amalan kejuruteraan ke dalam kurikulum menengah sedia

ada. Dengan menggunakan reka bentuk kejuruteraan sebagai pemangkin kepada

pembelajaran STEM, ia adalah penting untuk membawa semua empat disiplin STEM

pada platform yang sama. Keistimewaan reka bentuk kejuruteraan adalah

menyediakan pelajar dengan pendekatan sistematik dalam menyelesaikan masalah

yang sering berlaku secara semulajadi di semua bidang STEM (Dym & Little, 2004).

Reka bentuk kejuruteraan adalah kunci kepada integrasi subjek melalui pembinaan

42

hubungan antara disiplin STEM (Apedoe et al., 2008; Chae et al., 2010; Becker &

Park, 2011; Carr & Strobel, 2011; Bagiati & Evangelou, 2015).

Pendidikan sains boleh dipertingkatkan dengan menggunakan pendekatan reka

bentuk kejuruteraan kerana ia mewujudkan peluang untuk menerapkan pengetahuan

sains dan menyediakan konteks yang autentik untuk membuat keputusan semasa

proses reka bentuk (Dym & Little, 2009). Conceptual Framework for New Science

Education Standards (National Research Council, 2012) di Amerika Syarikat

mengesyorkan agar pelajar diberi peluang untuk mereka bentuk dan membangunkan

projek reka bentuk kejuruteraan merentasi semua peringkat gred K-12. Unsur analisis

proses reka bentuk kejuruteraan membolehkan pelajar menjalankan eksperimen bagi

mengetahui tentang fungsi dan prestasi penyelesaian reka bentuk yang berpotensi

sebelum prototaip akhir dibina (Carr, Bennett & Strobel, 2012). Pendekatan reka

bentuk kejuruteraan ini membolehkan pelajar membina pengalaman mereka sendiri

dan menyediakan peluang untuk membina pengetahuan sains dan matematik melalui

analisis reka bentuk dan penyiasatan saintifik (Eide, Jenison, Northup, & Mickelson,

2008; Eisenkraft, 2011; Jonassen, 2011a).

Menurut Jonassen, Strobel dan Lee (2006), pengalaman perlu untuk

pembelajaran yang berkesan yang mana kejuruteraan dan teknologi menyediakan

konteks kepada pelajar untuk menguji pengetahuan sains mereka dan

menggunakannya untuk masalah praktikal; dapat meningkatkan pemahaman mereka

terhadap sains. Kebanyakan pelajar berminat dengan sains kerana mereka memahami

hubungan antara sains, kejuruteraan, dan teknologi (Aminah Ayob, 2012; Bybee,

2013; Emelia & Timothy, 2012; Christa & Margaret, 2014). Justeru, penglibatan

dalam amalan reka bentuk kejuruteraan adalah sebahagian daripada pembelajaran

sains. Bagaimanapun, adalah mustahil semua kandungan STEM boleh menggunakan

43

pendekatan reka bentuk kejuruteraan (Carr & Strobel, 2011). Sebagai contoh,

sesetengah kandungan sains pada dasarnya berasaskan teori dan tidak boleh diajar

berdasarkan arahan reka bentuk kejuruteraan.

Reka bentuk kejuruteraan boleh diintegrasikan ke dalam kurikulum STEM

bagi menyediakan satu mekanisme yang mana pelajar boleh mempelajari kandungan

STEM yang berkaitan (Hmelo, Holton, & Kolodner, 2000; Mehalik, Doppelt, &

Schunn, 2008). Reka bentuk kejuruteraan menuntut penggunaan prinsip matematik

dan sains. Reka bentuk kejuruteraan adalah proses yang bijak iaitu pembolehubah yang

berkaitan dengan kelakuan sistem digunakan untuk mengoptimumkan penyelesaian

(Kelley, 2011).

2.4.1 Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan

Reka bentuk kejuruteraan telah mendapat perhatian besar dengan tumpuan

kepada pelbagai cara yang boleh meningkatkan kebolehan pelajar untuk

menyelesaikan masalah dunia yang kompleks (Eisenkraft, 2011; Hynes et al., 2011;

Cunningham & Hester, 2007; Cunningham & Lachapelle, 2014; Mehalik et al., 2008;

Moore et al., 2014b; Purzer et al., 2015). Melalui reka bentuk kejuruteraan, pelajar

dapat menghargai bahawa terdapat banyak idea dan pendekatan untuk menyelesaikan

masalah kompleks dengan lebih daripada satu penyelesaian yang mungkin; banyak

alat dan perwakilan boleh digunakan dengan pelbagai cara untuk menghasilkan produk

akhir yang dikehendaki (International Technology Education Association (ITEA),

2007; Lachapelle & Cunningham, 2014).

44

Kepentingan reka bentuk kejuruteraan kepada masyarakat umumnya

ditekankan, dengan Miaoulis (2014) menunjukkan bahawa proses reka bentuk

kejuruteraan adalah penting untuk kebanyakan perkara yang menyokong kehidupan

harian pelajar. Fokus yang lebih tinggi terhadap reka bentuk kejuruteraan ini jelas

dalam rangka kerja National Research Council (2012) yang mana ia dianggap perlu

untuk masyarakat celik huruf supaya dapat menangani isu-isu tempatan, kebangsaan,

dan kepentingan global.

Reka bentuk kejuruteraan secara semulajadi menyokong pembelajaran STEM,

tetapi bagaimanakah untuk memastikan bahawa reka bentuk kejuruteraan tetap relevan

menyokong kandungan STEM? Buku teks sains sekolah tinggi seperti Active Physics

(Eisenkraft, 2010) di dalam bukunya menggambarkan penggunaan reka bentuk

kejuruteraan dan memperkenalkan kitaran reka bentuk kejuruteraan melalui

penggunaan perbendaharaan kata kejuruteraan. Di samping itu, aspek cabaran reka

bentuk kejuruteraan juga diperkenalkan di setiap unit pembelajaran. Di setiap unit,

pelajar diingatkan tentang keperluan untuk menguji konsep sains yang baru mereka

pelajari melalui cabaran di setiap unit pembelajaran (Eisenkraft, 2011).

Walau bagaimanapun, di Malaysia belum ada lagi buku teks sains seumpama

ini yang memberi penekanan kepada cabaran reka bentuk kejuruteraan.

Memandangkan reka bentuk kejuruteraan amat penting dalam pembelajaran STEM,

justeru adalah perlu untuk mewujudkan modul pembelajaran STEM berasaskan

cabaran reka bentuk kejuruteraan.

45

2.4.2 Rasional kajian modul PSB-CRBK memberi fokus kepada Pembelajaran

STEM berasaskan Konteks

Pembelajaran STEM menurut Bybee (2013) adalah suatu falsafah atau cara

berfikir yang mana beberapa mata pelajaran iaitu sains, matematik, kejuruteraan dan

teknologi diintegrasikan menjadi satu bidang pendidikan yang dianggap lebih sesuai

dan relevan untuk diajarkan di sekolah kerana pembelajaran STEM menekankan aspek

praktikaliti dan realiti. Melalui cara ini pelajar belajar sains dan matematik dalam

konteks sebenar, realistik dan bermakna melalui aplikasi teknologi dan rekacipta.

Manakala Fensham (2009) membincangkan isu berkaitan STEM seperti

kecekapan tenaga, perubahan iklim dan membangunkan kompetensi untuk menangani

isu-isu yang dihadapi oleh pelajar. Menangani cabaran ini memerlukan pendekatan

pendidikan yang meletakkan situasi sebenar dan isu global dengan menggunakan

empat disiplin STEM untuk memahami dan menangani masalah tersebut. Ini dikenali

sebagai pembelajaran STEM berasaskan konteks (Fensham, 2009).

Di samping itu, pengajaran fizik dalam konteks pembelajaran STEM

mendedahkan pelajar kepada aplikasi fizik di tempat kerja dan dalam kehidupan

seharian. Menurut Fischer (2011) terdapat banyak peluang kerjaya yang memerlukan

pemikiran kritis dan kemahiran menyelesaikan masalah analitik seperti yang boleh

disediakan dalam pembelajaran STEM. Sifat ilmu fizik itu sendiri memerlukan pelajar

belajar fizik secara berfikir dan menyelesaikan masalah yang berkaitan dunia sebenar.

Pelajar tidak hanya mempelajari fakta tanpa mengaplikasikannya. Saintis terkenal

seperti Albert Einstein dan Newton telah membuat penemuan hebat mereka dalam

fizik dengan menggunakan aras pemikiran yang lebih tinggi. Kemahiran berfikir aras

tinggi merupakan suatu keperluan untuk tenaga kerja abad ke-21 nanti. Kemahiran

46

sedemikian jelas dapat dipertingkatkan melalui pembelajaran STEM berasaskan

cabaran reka bentuk kejuruteraan (Jolly, 2014).

2.5 Pembelajaran STEM berasaskan Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan

(PSB-CRBK)

Pembelajaran STEM berasaskan cabaran reka bentuk kejuruteraan adalah suatu

pembelajaran yang mengintegrasikan pembelajaran STEM dengan pendekatan

cabaran reka bentuk kejuruteraan. Pembelajaran STEM boleh didefinisikan sebagai

pembelajaran yang menggabungkan dua atau lebih komponen STEM atau antara satu

komponen STEM dengan disiplin ilmu lain (Becker & Park, 2011). Oleh itu,

pembelajaran STEM dapat kita fahami sebagai satu usaha untuk mengintegrasikan

pembelajaran antara dua subjek pengetahuan atau lebih yang tertakluk dalam STEM

(Science, Technology, Engineering, Mathematics) kepada satu proses pembelajaran di

sekolah (Sanders, 2009), seperti pengintegrasian sains dengan teknologi, sains dengan

kejuruteraan, sains dengan matematik, ataupun sains dengan ketiga-tiganya

(Barcelona, 2014; Becker & Park, 2011).

Manakala kaedah cabaran reka bentuk kejuruteraan dapat didefinisikan sebagai

aktiviti penyelesaian masalah melalui proses pembangunan suatu idea atau produk

yang memerlukan pemikiran bijak, cara yang sitematik, dan penilaian kesesuaian hasil

dengan objektif produk itu sendiri (Cross, 2008). Umumnya, kemampuan untuk

mereka bentuk sesuatu idea atau produk baru dalam proses reka bentuk dapat

dikategorikan kepada tiga peringkat. Ketiga-tiga peringkat tersebut adalah reka bentuk

adaptif (adaptive design), pembangunan reka bentuk (development design), dan reka

bentuk baru (new design). Ketiga-tiga peringkat reka bentuk ini mempunyai tahap

kesukaran yang berbeza-beza (Lammi, 2011). Kebiasaannya pelajar sekolah rendah

47

dan menengah hanya mampu mereka sesuatu produk atau idea baru setakat peringkat

adaptif dan peringkat pembangunan, namun peringkat reka bentuk baru mereka belum

mampu. Ini berlaku kerana pada peringkat reka bentuk baru (new design) memerlukan

pengetahuan dan kemahiran yang kompleks, bukan hanya sekadar pengetahuan asas

(Lammi, 2011).

2.5.1 Ciri-ciri PSB-CRBK

Cabaran reka bentuk kejuruteraan adalah satu kaedah pengajaran proses

kejuruteraan melalui aplikasi praktikal. Becker, Mentzer, Park dan Pieper (2011)

membandingkan proses reka bentuk kejuruteraan dengan pendidikan teknologi dan

menyimpulkan bahawa wujud persamaan namun terdapat sedikit perbezaan yang

melibatkan penggunaan matematik dan sains untuk ramalan analisis:

Proses reka bentuk pendidikan teknologi adalah ke arah pembinaan model

prototaip yang boleh diuji sama ada gagal atau berjaya, tetapi tidak mempunyai

pengiraan matematik yang membolehkan proses itu diulang. Selain itu, ketiadaan

analisis menghalang perkembangan hasil ramalan. Perbezaan ini adalah asas untuk

perubahan dalam paradigma pendidikan teknologi terkini yang dicadangkan.

Kajian ini mencadangkan bahawa satu komponen utama kejuruteraan yang

boleh dimasukkan ke dalam proses reka bentuk pendidikan teknologi adalah

matematik dan berasaskan analisis langkah-langkah saintifik yang diperlukan untuk

ramalan sebelum prototaip. Penerapan pengetahuan sains dan matematik adalah

penting dalam sistem pemodelan. Model-model ini adalah perwakilan di mana ciri-ciri

fizikal sesuatu sistem boleh digambarkan secara matematik untuk ramalan dan

penjelasan (Atman, Kilgore & McKenna, 2008). Pelajar tidak perlu "menyelesaikan"

48

semua aspek masalah yang dipilih. Sebaliknya, mereka harus mengetengahkan

tumpuan mereka kepada satu atau dua elemen utama reka bentuk dan melakukan suatu

kerja menyeluruh mengenai unsur-unsur ini.

Lewis (2005a) mencadangkan satu kaedah mengintegrasikan kejuruteraan dan

pendidikan teknologi adalah melalui pendekatan cabaran reka bentuk kejuruteraan.

Reka bentuk yang sesuai untuk pendidikan teknologi dicirikan oleh masalah terbuka

yang mana pereka merapatkan jurang antara pengalaman masa lalu dan masalah

semasa untuk diselesaikan; satu kaedah untuk mencapai peralihan ini adalah melalui

cabaran reka bentuk kejuruteraan (Lewis, 2005b). Hal ini disokong kajian yang dibuat

oleh Gonzalez & Kuenzi (2012) bahawa terdapat hubungan yang jelas antara

kejuruteraan dan teknologi. Selalunya, pendidik teknologi menyarankan penggunakan

pendekatan cabaran reka bentuk kejuruteraan kepada pelajar. Justeru, melalui

penambahan ramalan analisis terhadap prosedur ini akan memudahkan penyepaduan

reka bentuk kejuruteraan ke dalam bidang teknologi.

Ciri-ciri reka bentuk kejuruteraan yang telah dibuat oleh Lembaga Akreditasi

Kejuruteraan dan Teknologi (ABET, 2011):

Reka bentuk kejuruteraan ialah proses perancangan, komponen, atau proses

untuk memenuhi keperluan yang dikehendaki. Ia adalah proses membuat keputusan

(sering berulang), di mana ilmu asas, matematik, dan sains kejuruteraan digunakan

untuk menukar sumber secara optimum untuk memenuhi keperluan tersebut.

Cabaran reka bentuk kejuruteraan juga ditakrifkan sebagai aktiviti berpasukan

yang mana pelajar terlibat dengan masalah dunia yang nyata. Cabaran reka bentuk

harus menggabungkan prinsip, konsep, dan teknik belajar dalam kursus kejuruteraan

terdahulu (Eisenkraft, 2011). Teknik yang dipelajari sebelum ini boleh dihubungkan

49

dan diterapkan dalam cabaran seperti yang dinyatakan oleh Atman et al. (2007):

Pelajar harus terlebih dahulu belajar merangkak sebelum mereka dapat berjalan

atau berlari. Ini bermakna mesti ada kerja kursus yang mencukupi dalam sains

kejuruteraan yang sesuai di mana pengalaman reka bentuk capstone akan dibina.

Kandungan kursus sains kejuruteraan ini harus memberi tumpuan kepada aplikasi

kreatif ilmu pengetahuan matematik dan saintifik yang sesuai untuk amalan

kejuruteraan moden bagi disiplin kejuruteraan.

Pelajar juga perlu menjadi ketua pasukan dan dijangka mengambil peranan

utama di masa yang berbeza semasa proses reka bentuk. Asunda dan Hill (2007)

menyokong pernyataan Atman et al. (2007) bahawa kepimpinan dan pengurusan

projek adalah kunci komponen cabaran reka bentuk kejuruteraan, tetapi juga

diperkuatkan dengan pemodelan matematik dan teknik pembuatan. Dalam artikel

mereka, cabarannya termasuk merancang kereta perlumbaan solar untuk pertandingan

Sunraycer dengan objektif untuk menyediakan pendekatan pelbagai disiplin dalam

proses pengajaran dan pembelajaran dan mengintegrasikan pelajar baru ke dalam

pasukan reka bentuk kejuruteraan. Kerja berpasukan adalah aspek penting dalam

pembelajaran cabaran reka bentuk kejuruteraan.

2.5.2 Kajian Lepas mengenai PSB-CRBK

Pendidikan sains, teknologi, kejuruteraan, dan matematik (STEM) menjadi

semakin meluas di semua peringkat persekolahan, laporan kebangsaan baru-baru ini

telah menyebut tentang perubahan bagaimana disiplin ini diajar dengan penekanan

kepada integrasi antara disiplin STEM (National Academy of Engineering & National

Research Council, 2009; 2011; 2012; 2014). Kajian menunjukkan bahawa

50

pengintegrasian reka bentuk kejuruteraan dalam kurikulum pendidikan STEM boleh

membangunkan pemahaman pelajar muda tentang pelbagai peranan kejuruteraan

dalam masyarakat serta membantu untuk meningkatkan pencapaian, motivasi dan

penyelesaian masalah dengan kontekstualisasi kandungan matematik dan sains

(Brophy, Klein, Portsmore, & Rogers, 2008; Stohlmann et al., 2012). Dengan ini, bilik

darjah dapat menyediakan persekitaran yang kuat untuk pelaksanaan pembelajaran

STEM.

Kajian lepas menunjukkan bahawa cabaran reka bentuk kejuruteraan telah

berjaya meningkatkan pencapaian pelajar dan sikap terhadap pembelajaran STEM

(Cantrell, Pekca, & Ahmad, 2006; Dym, Agogino, Eris, Frey, & Leifer, 2005;

Lachapelle, Sargianis, & Cunningham, 2013; Lewis, 2005a; Lewis, 2005b; Mentzer,

2008; Mentzer & Becker, 2010; Ricks, 2006; Yaeger, 2002). Cabaran reka bentuk

kejuruteraan telah dilaksanakan dan dikaji di peringkat sekolah rendah, sekolah

menengah, lepasan menengah malah peringkat kolej melalui penerapan prinsip

kejuruteraan untuk menyelesaikan masalah dunia sebenar dengan menggunakan

pendekatan aktif.

Dalam satu kajian lain, penyelidik telah meneliti kesan jantina, etnik,

sosioekonomi, status dan umur peserta serta latar belakang akademik pelajar sebagai

faktor yang berkaitan dengan pengalaman pelajar semasa cabaran reka bentuk

kejuruteraan. Walau bagaimanapun, dapatan kajian mendapati bahawa latar belakang

akademik pelajar sahaja boleh mempengaruhi pengalaman mereka semasa cabaran

reka bentuk kejuruteraan (Cantrell et al., 2006). Pelajar teknologi biasanya terdiri

daripada latar belakang akademik yang pelbagai, manakala pelajar kejuruteraan

mempunyai pencapaian tinggi dalam matematik dan sains.

51

Kajian berikutnya berusaha memahami bagaimana kumpulan yang terdiri

daripada guru kelas, guru pelatih, dan felo kejuruteraan berpengalaman dalam program

pembangunan professional yang memberi tumpuan kepada pengintegrasian reka

bentuk kejuruteraan dalam pembelajaran STEM, bagaimana mereka menggubal dan

mengintegrasi konsep-konsep isi pelajaran dan memberi impak dalam kelas

(Barcelona, 2014). Tinjauan literatur yang menerangkan cabaran reka bentuk

kejuruteraan telah menarik pelbagai istilah, yang walaupun tidak sinonim, ia merujuk

kepada pendekatan pedagogi yang serupa dengan kepentingan kajian ini. Terma

pembelajaran berasaskan masalah (Kolmos, 1996; Lehman, George, Buchanan, &

Rush, 2006; Kaldi, Filippatou & Govaris, 2011), pembelajaran berasaskan projek

(Balakrishnan Muniandy, Rossafri Mohamad, Fong Soon Fook & Rozhan Mohammed

Idru., 2009; Kuo Hung Tseng, 2011; Ayaz & Soylemez, 2015) dan pembelajaran

STEM berasaskan cabaran reka bentuk kejuruteraan (Carr & Strobel, 2011), semuanya

setara dengan kajian ini yang mana merangkumi definisi cabaran reka bentuk

kejuruteraan.

52

2.6 Perbandingan Pembelajaran Berasaskan Masalah (PBM), Pembelajaran

Berasaskan Projek (PBP) dan Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran


Jadual 2.3

Perbandingan PBM, PBP dan PSB-CRBK

PBM PBP PSB-CRBK

Definisi PBM

menggunakan

kaedah inkuiri

yang membentuk

soalan atau

masalah untuk

diselesaikan,

selain turut

menggunakan

hasil

pembelajaran

sebagai asas

dalam PdP

(Lehman et al.,

2006). Kolmos

(1996)

menyatakan ia

lebih

menekankan

proses

pembelajaran

daripada proses

pengajaran dan

yang

membezakannya

adalah fokus dari

berbagai-bagai

aspek dalam

kedua-dua

kaedah. Lehman

et al. (2006)

mengatakan

bahawa PBM

adalah kaedah

pembelajaran

yang berasaskan

pengalaman

kendiri pelajar.

PBP merupakan

model pendidikan

yang mengutamakan

projek dalam

pengajaran dan

pembelajaran

(Balakrishnan,

2009), manakala

Zimmerman (2010)

menyatakan PBP

merupakan satu

kaedah instruksional

yang membenarkan

pelajar membina

kemahiran dan

mendapatkan ilmu

melalui projek,

pembelajaran

koperatif dan teknik

hands on.

Beddoes et al. (2010)

menegaskan bahawa

PBP membolehkan

pelajar meluaskan

pengalaman

pembelajaran mereka

di luar kelas melalui

soalan bermakna

yang berkaitan

dengan komuniti dan

keluarga.

Pembelajaran STEM

boleh didefinisikan

sebagai pembelajaran

yang menggabungkan dua

atau lebih komponen

STEM atau antara satu

komponen STEM dengan

disiplin ilmu lain (Becker

& Park, 2011) manakala

pendekatan cabaran reka

bentuk kejuruteraan dapat

didefinisikan sebagai

aktiviti penyelesaian

masalah melalui proses

pembangunan suatu idea

atau produk yang

memerlukan pemikiran

bijak, cara yang

sistematik, dan penilaian

kesesuaian hasil dengan

objektif produk itu sendiri

(Cross, 2008). Umumnya,

kemampuan untuk mereka

bentuk sesuatu idea atau

produk baru dalam proses

reka bentuk dapat

dikategorikan kepada tiga

peringkat (Lammi, 2011).

Ketiga-tiga peringkat

tersebut adalah reka

bentuk adaptif (adaptive

design), pembangunan

reka bentuk (development

design), dan reka bentuk

baru (new design).

53


PBM PBP PSB-CRBK

Stimulus

Matlamat

Langkah-

langkah

Produk

akhir

Masalah diberi

kepada

pelajar.

Orientasi inkuiri.

Pelajar

menentukan

penyelesaian

proses atau

masalah

Kaedah PBM

lebih

menggalakkan

pelajar mencari

jawapan atau

penyelesaian

kepada senario

atau situasi

sebenar yang

diberikan (Kaldi

et al., 2011).

Topik, soalan atau

isu (termasuk

masalah) diberi,

dirunding atau

dipilih oleh pelajar.

Orientasi

perlakuan atau

penghasilan.

Proses atau

langkah yang

ditetapkan

terlebih dahulu

sebelum pelajar

itu dapat

menyiapkan

projek.

PBP memerlukan

pelajar

menggunakan

kemahiran

teknologi dan di

akhir pembelajaran

mereka perlu

menghasilkan satu

hasil projek yang

dikehendaki untuk

mempamerkan

hasil pembelajaran

yang telah

dipelajari

(Lehman et al.,

2006).

Bermula dengan idea

yang besar.

Orintasi cabaran.

Pelajar bermula dengan

idea besar, disusuli

dengan soalan penting

dan cabaran, soalan

bimbingan, aktiviti

bimbingan, sumber

rujukan, penyelesaian,

penilaian dan penerbitan.

PBS-CRBK memberi

fokus kepada idea-idea

global, cabaran

bermakna,

pembangunan setempat

dan penyelesaian yang

bertepatan (Carr &

Strobel, 2011).

54

Berdasarkan Jadual 2.3 di atas, dapat dilihat bahawa PBM, PBP dan PSB-

CRBK mempunyai persamaan dari segi produk akhir iaitu masing-masing bertujuan

menyelesaikan masalah dan penghasilan produk (Carr & Strobel, 2011; Cross, 2008;

Kaldi et al., 2011; Balakrishnan et al., 2009; Chan Lin & Lih-Juan, 2008; Beddoes,

Jesiek, & Borrego, 2010; Zimmerman, 2010; Ayaz & Soylemez, 2015). Dari sudut

teori juga terdapat persamaan bagi ketiga-tiga pendekatan pembelajaran ini iaitu

menggunakan Teori Konstruktivis Sosial (Blumenfeld, Soloway, Marx, Krajcik,

Guzdial, & Palincsar, 1991; Ravitz, 2010; Lehman et al., 2006). Ravitz (2010)

menekankan bahawa ketiga-tiga pendekatan ini menggalakkan pelajaruntuk menjadi

lebih bertanggungjawab atas pembelajarannya, belajar menyelesaikan masalah dan

belajar menghasilkan produk sebagai satu cara untuk menyatakan hasil pembelajaran.

Manakala Lehman et al. (2006) pula menyatakan bahawa ketiga-tiganya boleh

dikategorikan sebagai pendekatan yang datang daripada satu keluarga yang sama, iaitu

membincangkan pendekatan instruksional yang serupa. Zimmerman (2010)

menyatakan ketiga-tiga kaedah sebenarnya lebih menekankan proses pembelajaran

daripada proses pengajaran dan yang membezakannya adalah fokus dari segi stimulus,

matlamat dan langkah-langkah yang digunakan. Namun begitu, pendapat yang berbeza

telah dicadangkan oleh Lehman et al. (2006) yang mengatakan bahawa PBM, PBP dan

PSB-CRBK mempunyai banyak persamaan dengan lain-lain pendekatan pembelajaran

yang berasaskan pengalaman kendiri pelajar. Selain dari itu, ketiga-tiganya sering kali

dikaitkan dengan falsafah pragmatik, yakni falsafah yang menekankan kelebihan

belajar melalui dunia sebenar dan penggunaan contoh-contoh konkrit dan bukan

abstrak (Kelley, 2011).

55

2.7 Sikap Terhadap STEM

Sikap merupakan persepsi negatif atau positif seseorang terhadap sesuatu

perkara manakala sikap terhadap sains adalah kepercayaan dan nilai yang wujud

terhadap sesuatu objek yang melibatkan sains, pendidikan sains dan juga kesan sains

dalam masyarakat atau diri saintis itu sendiri (Topcu, 2010; Osborne et al., 2003).

Sikap didefinisikan oleh Allport (1967) sebagai pendirian atau kecenderungan yang

mempengaruhi tindakan seseorang (dalam Kamisah Osman, 1999). Rokeach (1973)

mendefinisikan sikap sebagai konsep-konsep kepercayaan iaitu setiap kepercayaan

yang terkandung dalam sikap mengandungi tiga komponen yang sangat berkait rapat.

Komponen-komponen ini ialah komponen kognitif, yang mewakili

pengetahuan seseorang, komponen afektif, dan komponen tingkah laku; kerana

kepercayaan mesti mengarah kepada tindakan tertentu. Secara umumnya sikap

didefinisi sebagai ciri selanjar yang menggambarkan ekspresi antara amat tidak suka

kepada amat cenderung terhadap sesuatu objek atau fenomena (Koballa & Glynn,

2007).

Sikap adalah sifat yang dipelajari oleh seorang individu baik secara aktif atau

secara pengalaman dan boleh menerima perubahan. Istilah 'Sikap terhadap Sains' adalah

satu bentuk perasaan mengenai sains. Osborne et al. (2003) mendefinisikan sikap

terhadap sains sebagai "perasaan, kepercayaan, dan nilai yang dipegang mengenai objek

yang mungkin adalah sains, sekolah sains, kesan sains pada masyarakat atau ahli sains

itu sendiri". Manakala menurut Zacharia dan Barton (2004), sikap boleh menurut kepada

seseorang, keadaan, kumpulan, dasar, atau idea abstrak. Walaupun sikap boleh berubah,

ia bukanlah sesuatu kejadian yang rawak; peristiwa atau keadaan tertentu harus menjadi

pemangkin untuk perubahan (Zacharia & Barton, 2004).

56

Sebagai contoh, pelajar tidak suka sains atau tidak suka secara sains, mereka

suka belajar atau tidak suka. Sikap pelajar terhadap kandungan tertentu dipengaruhi

oleh persekitaran mereka, cita-cita, peribadi, pengaruh ibu bapa, atau kaedah

pengajaran yang berkesan (Papanastasiou, 2002). Sains merupakan komponen utama

STEM; Oleh itu, sikap pelajar terhadap sains perlu dipertimbangkan terlebih dahulu

untuk menggalakkan sikap positif terhadap disiplin STEM (Kuo Hung Tseng, 2011).

Kajian Jarvis dan Pell (2002) menyatakan bahawa pelajar yang lebih muda

menunjukkan sikap yang lebih positif terhadap sains daripada pelajar yang lebih tua,

manakala pelajar lepasan menengah menunjukkan lebih banyak sikap negatif daripada

pelajar sekolah rendah atau sekolah menengah. Sebaliknya kajian oleh Furner dan

Kumar (2007) telah melaporkan kesan positif sikap dan minat pelajar di sekolah

melalui integrasi matematik dan sains.

Dalam kajian lain, Chen, Tomsovic dan Aydeniz (2014) melaporkan pelajar

sekolah menengah yang terlibat dalam projek reka bentuk kejuruteraan mempunyai

sikap positif terhadap kejuruteraan. Satu lagi kajian telah dilaksanakan untuk menilai

sikap pelajar terhadap kejuruteraan, iaitu pelajar sekolah menengah dan lepasan

menengah dalam mengendalikan projek mengenai konsep tenaga elektrik yang boleh

diperbaharui dengan menggunakan kaedah reka bentuk kejuruteraan. Kajian ini

membandingkan perubahan sikap pelajar mengenai disiplin STEM dalam pelaksanaan

pengajaran jangka pendek dengan menggunakan kaedah reka bentuk kejuruteraan dan

didapati bahawa integrasi disiplin STEM dalam kurikulum sains berpotensi mengubah

sikap pelajar.

57

Sikap positif terhadap STEM adalah penting dalam memastikan pelajar teruja

dan berminat dengan kerjaya STEM yang berkaitan. Walau bagaimanapun kajian oleh

Stern dan Stearns (2006) mendapati bahawa pelajar lepasan menengah dan kolej

mempunyai sikap tidak menentu terhadap kerjaya STEM kerana mereka menganggap

kerjaya ilmiah kurang interaksi sosial dan kreativiti. Justeru, kajian berkaitan sikap

pelajar terhadap STEM adalah amat penting kerana ia boleh memberi kesedaran

kepada para pendidik di bidang STEM supaya melipat gandakan lagi usaha memupuk

minat pelajar untuk menceburi bidang kerjaya STEM.

Kajian ke atas pengetahuan STEM yang mempunyai perkaitan dengan sikap

pelajar telah banyak dilakukan. Kajian-kajian ini menggunakan soal selidik secara

bertulis, kaedah temu bual dan juga soal selidik atas talian sebagai alat kajian. Secara

keseluruhannya hasil kajian mendapati sikap pelajar terhadap STEM masih rendah

berbanding subjek bukan STEM (Christa & Margaret, 2014; Unfried et al., 2015).

Berdasarkan kajian yang dilakukan oleh Lay et al. (2013) pula ke atas 276 pelajar

tingkatan dua sekolah menengah terpilih yang menggunakan instrumen Sikap

Terhadap STEM mendapati bahawa pengetahuan, sikap pelajar dan minat pelajar

terhadap STEM masih rendah.

Pepper et al. (2010) mendapati apabila tahap pengetahuan dan sikap pelajar

terhadap topik Keelektrikan dan Kemagnetan rendah maka tingkah laku dan sikap

mereka terhadap isu-isu berkaitan STEM juga rendah. Hasil kajian oleh Chabay dan

Sherwood (2006) menunjukkan sikap dan minat pelajar terhadap perkara-perkara

berkaitan topik ini amat rendah adalah melalui keputusan ujian yang memperlihatkan

pelajar yang mencapai gred lulus adalah sedikit. Ding, Chabay, Sherwood dan

Beichner (2006) meneruskan lagi kajian mereka dengan mengambil 205 orang pelajar

sekolah menengah di New York sebagai sampel kajian. Instrumen kajian

58

menggunakan soal selidik berkaitan topik Keelektrikan dan Kemagnetan. Hasil kajian

yang dilaporkan menunjukkan skor untuk tingkah laku rendah berbanding item lain

seperti kognitif dan afektif. Oleh itu Ding, Chabay, Sherwood dan Beichner (2006)

membuat kesimpulan bahawa pelajar kurang perihatin kepada hal-hal berkaitan

Keelektrikan dan Kemagnetan dan memberikan tingkah laku yang negatif dalam aspek

penggunaan elektrik dalam realiti kehidupan sebenar mereka.

Antara subtopik yang terdapat dalam bab Keelektrikan dan Kemagnetan ialah

konduktor dan penebat. Kajian oleh Duit dan Rhöneck (2012) menunjukkan bahawa

pelajar mempunyai kekeliruan bagaimana cas diagihkan pada konduktor dan penebat.

Terdapat perbezaan yang jelas bagaimana pelajar memberi respon kepada soalan satu

dalam soal selidik yang diedarkan. Untuk soalan satu tentang konduktor, majoriti

pelajar menjawab cas tersebar di permukaan konduktor (pilihan B). Nampaknya

sejumlah besar pelajar tidak dapat membezakan antara konduktor dan penebat atau

memahami sepenuhnya apa yang berlaku kepada cas itu. Berdasarkan keputusan,

pengetahuan pelajar terhadap kesan pelindung konduktor agak lemah. Dalam kajian

ini, didapati sebahagian besar daripada pelajar memilih jawapan yang salah.

Di Malaysia, kajian-kajian dalam pembelajaran STEM pada peringkat

persekolahan masih kurang. Kajian oleh Kamaleswaran, Rohaida dan Rose (2014)

mendapati bahawa kajian berkaitan pembelajaran STEM di Malaysia banyak tertumpu

pada peringkat pendidikan tinggi dan kurang penekanan pada peringkat sekolah. Ini

suatu yang tidak mengejutkan kerana di universiti dan kolej, para pelajar Malaysia

banyak ditawarkan kursus-kursus kejuruteraan serta kursus-kursus berkaitan bidang

STEM yang lain. Di universiti terutamanya dalam bidang kejuruteraan dan teknologi,

pendekatan Cabaran Reka bentuk Kejuruteraan (CRBK) biasa digunakan oleh pelajar,

namun di peringkat persekolahan penggunaannya tidak meluas untuk semua sekolah.

59

2.8 Kajian Lepas berkaitan Pencapaian Pelajar dalam Pembelajaran STEM

Kajian lepas di Amerika Syarikat dalam membandingkan keberkesanan

sekolah STEM dan Bukan STEM bagi menyediakan pelajar K-12 untuk pembelajaran

STEM, terdapat banyak faktor yang perlu dipertimbangkan. Biasanya, sekolah dikira

berdasarkan skor American College Test (ACT, 2015) pelajar, Student Achievement

Test (SAT, 2015), dan gred subjek matematik dan sains. Walau bagaimanapun, skor

ini sahaja tidak mencerminkan amalan guru yang memberi kesan kepada penglibatan

pelajar dan pencapaian pelajar. Amalan guru di sekolah mungkin terdiri daripada

penyampaian kandungan secara tradisional atau penyampaian melalui pertanyaan.

Penglibatan pelajar adalah kelakuan multi dimensi yang ditakrifkan sebagai "interaksi

yang aktif, fikiran yang terarah, fleksibel, konstruktif, berterusan, fleksibel dengan

persekitaran sosial dan fizikal" (Furrer & Skinner, 2002).

Penglibatan pelajar secara positif adalah berkaitan dengan pencapaian

akademik (Chase, Hilliard, Geldhof, Warren, & Lerner, 2014; Sirin & Rogers, 2005;

Skinner & Belmont, 1993), menyiasat penglibatan pelajar dalam pembelajaran STEM

yang berlainan dapat memberi pandangan tambahan mengenai perbezaan dalam

pembelajaran STEM dan bukan pembelajaran STEM. Kajian hubungan antara

penglibatan dan pencapaian pelajar telah berkembang kerana penglibatan pelajar

adalah berterusan. Sebagai contoh, Fincham, Hokoda, dan Sanders (1989)

mendokumenkan hubungan positif antara penglibatan awal pelajar dan pencapaian

akademik jangka panjang. Beliau membangunkan dan mentadbir langkah-langkah

pelajar dan guru untuk mengumpul data yang difokuskan pada penglibatan kognitif

dan tingkah laku dari 108 pelajar dalam Gred 3. Pada Gred 5, 2 tahun kemudian,

pencapaian akademik pelajar dalam matematik dan bacaan diukur menggunakan SAT.

60

Analisis menunjukkan bahawa penglibatan akademik pelajar Gred 3

mempunyai koefisien yang signifikan dengan skor pencapaian matematik dan bacaan

Gred 5 mereka. Penglibatan Gred 3 pelajar (digambarkan sebagai ketidakupayaan

yang dipelajari) mempunyai koefisien negatif yang signifikan yang berkaitan dengan

matematik Gred 5 dan skor bacaan. Begitu juga, penglibatan pelajar yang tinggi

(digambarkan sebagai keupayaan dan usaha pelajar) dalam Gred 3 mempunyai

koefisien positif yang signifikan yang berkaitan dengan skor bacaan Gred 5.

Alexander, Entwisle, dan Dauber (1993) dalam kajiannya terhadap 790 graduan

pertama dalam tempoh 4 tahun yang diukur menggunakan Ujian Pencapaian California

(CAT, 2015), skor bacaan pelajar (CAT-R) dan matematik (CAT-M) mendapati

persaingan yang kekal antara tingkah laku penglibatan awal pelajar dan pencapaian

akademik jangka panjang mereka.

Berdasarkan tinjauan literatur yang lepas, terdapat beberapa kajian yang

mengenal pasti kesan STEM terhadap pencapaian akademik yang melibatkan sekolah

rendah (James, 2014, Olivarez, 2012; Thomas, 2013). Kajian Olivarez (2012) dan

James (2014) menganalisis kesan pendidikan STEM terhadap pencapaian pelajar

sekolah menengah, manakala kajian Thomas (2013) menganalisis kesan pembelajaran

STEM ke atas pencapaian pelajar kelas empat. Hakikatnya, Amerika terus mengikuti

jejak negara-negara kurang maju dalam pendidikan STEM di peringkat pendidikan

rendah, menengah dan tinggi (Hossain & Robinson, 2012). Amerika dalam STEM

terus ketinggalan dari segi pencapaian dalam teknologi dan kerjaya STEM yang

merupakan faktor penting dalam pemanduan kuasa ekonomi dan negara. Di peringkat

kolej dan universiti, terdapat kebimbangan besar bahawa A.S. bakal kehilangan

kepimpinan dari segi kejuruteraan dan teknologinya ke negara lain di dunia (Dugger,

2010).

61

Banyak kajian telah dijalankan yang menyatakan keperluan sains dan

matematik yang mendesak di sekolah-sekolah Amerika Syarikat, disebabkan oleh

prestasi yang tidak memuaskan dalam penilaian seluruh negara (Peterson et al., 2011).

Walau bagaimanapun, terdapat kajian yang mengenalpasti keberkesanan inisiatif

pembelajaran STEM terhadap pelajar yang lebih muda, yang kebanyakannya adalah

pelajar kelas menengah dalam suasana sekolah di pinggir bandar (James, 2014;

Olivarez, 2012). Kajian ini menyumbang kepada kajian lanjutan dengan mengkaji

tahap gred yang berbeza serta persekitaran sekolah yang berbeza. Kajian yang

mengkaji kesan pembelajaran STEM ke atas pencapaian pelajar ini amat dihargai oleh

para pendidik dan pihak pembuat dasar kerana dapatan kajian mungkin menyokong

kepercayaan bahawa penglibatan pelajar dalam pembelajaran STEM adalah secara

langsung berkaitan dengan daya saing global (Gonzalez, 2012).

Walaupun literatur jelas membincangkan kebaikan STEM dalam membina

pengetahuan sains, pencapaian dan sikap pelajar namun ternyata penyelidikan

berkaitan STEM di Malaysia masih kurang memandangkan Malaysia berada pada

peringkat awal pelaksanaan STEM. Kebanyakan penyelidikan yang dilakukan di

Malaysia dijalankan dalam persekitaran pembelajaran yang tidak formal dan sangat

kurang maklumat tentang kaedah integrasi diberikan khasnya integrasi kejuruteraan

(Bunyamin, 2015). Tambahan pula, sangat sedikit penyelidikan STEM dilakukan

kepada PdP yang menggunakan pendekatan STEM dengan tujuan untuk meningkatkan

sikap terhadap STEM dan pencapaian akademik pelajar di Malaysia (Kamaleswaran

et al., 2014). Kebanyakan strategi pengajaran yang digunakan di Malaysia tertumpu

pada pembelajaran berasaskan projek dan pembelajaran berasaskan masalah.

62

Justeru itu, adalah mustahak untuk mempunyai sumber rujukan secukupnya

dalam usaha merealisasikan pendidikan STEM supaya guru yang ditugaskan mengajar

STEM akan dilengkapi dengan pengetahuan isi kandungan. Ini akan membolehkan

guru menyampaikan ilmu pengetahuan STEM dengan bersedia dan yakin (Stohlmann

et al., 2012). Rahayu et al. (2018) turut bersetuju bahawa guru dan pelajar negara ini

masih belum mempunyai alatan atau sumber rujukan bagi pengajaran dan

pembelajaran STEM menyebabkan guru tidak pasti kaedah yang betul untuk

mengendalikannya. Ini menyebabkan pelajar kurang bermotivasi untuk belajar STEM

dan memperlahankan rangsangan kognitif mereka. Hakikatnya masih terdapat banyak

ruang kosong yang perlu diisi dengan mengaplikasikan pendekatan pendidikan STEM

yang disesuaikan dengan kurikulum di Malaysia.

Selain itu, terdapat juga kajian yang dijalankan untuk mengetahui sama ada

pembelajaran STEM boleh membantu dalam menutupi jurang pencapaian dan jurang

kerjaya. Kajian ini menumpukan kepada kesan pembelajaran STEM di sekolah rendah

dan menengah. Oleh itu, dalam pembelajaran STEM adalah penting untuk mengetahui

dan melaksanakan strategi pengajaran yang paling berkesan untuk meningkatkan sikap

dan pencapaian pelajar (Hossain & Robinson, 2012).

2.9 Kajian Lepas berkaitan Pencapaian dalam Topik Keelektrikan dan

Kemagnetan

Beberapa kajian lepas menunjukkan bahawa pelajar menghadapi banyak

kesukaran dalam memahami konsep-konsep yang berkaitan dengan elektrik dan

magnet (McDermott & Shaffer 1992; Pepper et al., 2010). Hal ini berlaku kerana

dalam kursus pengenalan Elektrik & Magnet (E & M) yang tradisional, urutan kursus

mengajar melibatkan konsep baru adalah terlalu cepat dan menghabiskan sebahagian

63

besar kursus dalam masa yang singkat. Idea cas, tenaga elektrik, medan, fluks, dan

Hukum Gauss biasanya diajar dalam beberapa minggu pertama kursus. Idea cas, tenaga

elektrik, medan, fluks, dan Hukum Gauss adalah tidak berkaitan dengan set konsep

sebelumnya. Mereka belum cukup pendedahan dan pengalaman dengan idea-idea ini.

Kompleksiti konsep dan matematik diburukkan lagi dengan pendekatan pengajaran

yang tidak sesuai dan terlalu abstrak (Chabay & Sherwood, 2006).

Pengenalan Hukum Gauss adalah salah satu contoh yang menunjukkan

kesukaran pelajar dalam pembelajaran E & M (Chabay & Sherwood, 2006; Pepper et

al., 2010; Singh, 2006; Pollock & Chasteen, 2009). Hukum Gauss selalunya

diperkenalkan dalam beberapa minggu pertama kursus ini. Dalam pengajaran

tradisional, guru fizik hanya menggunakan kaedah chalk and talk semasa mengajar

Hukum Gauss, sedangkan subtopik ini amat rumit yang merangkumi perhubungan

yang kompleks dan melibatkan ruang tiga dimensi. Dalam kursus tradisional, pelajar

tidak diberikan model pemodelan dan bimbingan yang betul (Diaz & King, 2007) dan

masa yang mencukupi untuk difahami. Ramai pelajar tidak dapat menghubungkaitkan

fizik dengan matematik dan memahami fizik yang terlibat apabila melibatkan kalkulus

yang mencabar (Pollock, 2009). Mereka sering menghafal koleksi ungkapan algebra

yang diperoleh (yang mereka percaya formula terputus) dan gunakannya dalam ujian

tanpa memahami sama ada ia terpakai dan mengapa ia terpakai dalam keadaan tertentu

dan tidak dalam keadaan lain. Selain itu, kekurangan kemampuan pelajar dalam

visualisasi tiga dimensi dan hujah simetri yang memainkan peranan utama dalam

aplikasi Hukum Gauss juga menyumbang kepada kesukaran memahami konsep ini

(Pepper, Chasteen, Pollock & Perkins, 2010).

Dalam kelas tradisional, kekurangan pemodelan dan pembinaan modul

pengajaran yang baik menyebabkan pembelajaran E & M mengecewakan (Pollock &

64

Chasteen, 2009). Untuk membantu meningkatkan pembelajaran pelajar dalam E & M dan

menyediakan pembelajaran yang berkesan dan alat penilaian yang boleh digunakan

bersama, kajian ini menumpukan perhatian mengenai pembangunan modul pembelajaran

STEM berasaskan cabaran reka bentuk kejuruteraan dalam topik E & M. Ujian konseptual

tentang Elektrik dan Magnet telah dibangunkan dan diberikan kepada sebilangan besar

pelajar. Butiran lanjut akan dibincangkan dalam bab pembinaan modul.

Kajian lepas berkaitan pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan

kemagnetan adalah terhad berbanding topik mekanik. Terdapat satu kajian lepas oleh

Mentzer (2008) yang meneroka isu-isu yang berkaitan dengan kesukaran pelajar dalam

mempelajari beberapa topik dalam bidang keelektrikan dan kemagnetan dan bagaimana

kesukaran ini dapat dikurangkan oleh tutorial pembelajaran berasaskan penyelidikan.

Kajian Mentzer (2008) menyiasat kesukaran pelajar dalam menyelesaikannya masalah

yang melibatkan mentol dan persamaan cahaya yang melibatkan elemen litar. Kajian ini

memberikan banyak soalan pilihan dan soalan esei kepada banyak kelas dan mengadakan

temubual dengan pelajar.

Kajian oleh Pepper et al. (2010) memberi cadangan untuk meningkatkan

pembelajaran mengenai Hukum Coulomb, Hukum Gauss dan prinsip superposisi

untuk membantu pelajar membina struktur pengetahuan yang kukuh dan memahami

konsep-konsep ini melalui pendekatan pengajaran tutorial. Prestasi pelajar dalam ujian

pra dan pasca menunjukkan bahawa tutorial ini dapat meningkatkan kefahaman

mereka. Manakala kajian oleh Pollock (2009) menjalankan Magnetism Concept

Survey (MCS) yang dapat membantu pemahaman pelajar tentang konsep kemagnetan.

Kesahan dan kebolehpercayaan MCS ini dibincangkan. Prestasi pelajar dari kumpulan

yang berlainan (pelajar perempuan berbanding pelajar lelaki, pelajar berasaskan

kalkulus berbanding pelajar berasaskan algebra) turut dikaji.

65

2.10 Kerangka Teori

Perspektif teori penting bagi memahami sesuatu perlakuan atau fenomena yang

seterusnya dapat dijadikan asas dalam merangka suatu kajian. Berikut adalah

perbincangan mengenai teori-teori yang mendasari kajian keberkesanan Pembelajaran

STEM Berasaskan Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan (PSB-CRBK) ke atas variabel

sikap pelajar terhadap STEM dan pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan

kemagnetan. Teori Ekspektasi-Nilai mendasari variabel sikap pelajar terhadap STEM

manakala Teori Konstruktivis Sosial mendasari pencapaian pelajar dalam topik

keelektrikan dan kemagnetan.

2.10.1 Teori Ekspektasi-Nilai

Rajah 2.1. Hubungan antara Teori Ekspektasi-Nilai dengan sikap pelajar terhadap

STEM

66

Menurut Teori Ekspektasi-Nilai yang dicadangkan oleh Eccles, Adler,

Futterman, Goff, Kaczala, Meece, dan Midgley. (1983) menyatakan bahawa prestasi

pelajar, daya usaha, kesungguhan, ketabahan, dan pilihan tugas dipengaruhi oleh

kepercayaan yang berkaitan dengan jangkaan-nilai mereka. Dalam model Eccles dan

Wigfield (2002), Kepercayaan ditakrifkan sebagai penilaian pelajar terhadap tugas-

tugas yang berbeza manakala jangkaan-nilai adalah keupayaan pelajar melaksanakan

tugas yang diberi. Jangkaan untuk berjaya merujuk kepada kepercayaan pelajar

tentang bagaimana mereka akan lakukan pada suatu tugas dan berkait rapat dengan

kepercayaan mereka mengenai keupayaan iaitu jangkaan-nilai terhadap tugasan.

Jangkaan-nilai menurut (Eccles, Vida & Barber, 2004) adalah nilai tugas subjektif

pelajar. Nilai tugas subjektif terdiri daripada empat nilai asas:

(1) Nilai faedah-keseronokan;

(2) Nilai pencapaian;

(3) Nilai utiliti dan

(4) Kos relatif.

2.10.1(a) Nilai Faedah-Keseronokan

Nilai faedah-keseronokan adalah setara dengan motivasi intrinsik (Bøe,

Henriksen, Lyons & Schreiner, 2011; Ryan & Deci, 2000; Wigfield & Eccles, 2000)

dan mewakili bagaimana ia menarik dan menyeronokkan sama ada tugasan atau topik

tertentu di mata pelajar. Semakin tinggi nilai faedah-keseronokan yang dirasakan

untuk tugas tertentu, semakin besar kemungkinan pelajar akan memilih tugas itu

(Wigfield & Eccles, 2001). Untuk menilai nilai faedah-keseronokan, pelajar ditanya

mengapa mereka memilih untuk mengambil bahagian dalam sesuatu aktiviti cabaran

dan mengapa mereka memilih cadangan tertentu. Apabila pelajar menyebut tentang

67

sebab- sebab yang spesifik untuk aktiviti belajar, kenyataan-kenyataan ini telah

dikategorikan di bawah nilai faedah-keseronokan. Biasanya kenyataan-kenyataan ini

terkandung ungkapan-ungkapan seperti '' Saya suka cabaran itu ... '' atau '' saya memilih

topik ini kerana ... ''. Dalam kajian ini, nilai faedah-keseronokan ini selari dengan item-

item yang terdapat di dalam instrumen sikap pelajar terhadap STEM iaitu item 1, 18, 21

dan 23. Sebagai contoh, item 18 menyebut tentang “saya suka berimaginasi mereka

cipta produk baru” dan item 21 “saya berminat mengetahui bagaimana mesin

berfungsi.”

2.10.1(b) Nilai Pencapaian

Nilai pencapaian merujuk kepada kepentingan prestasi yang baik kepada tugas

dan bagaimana tugas ini sesuai dengan identiti seseorang (Eccles & Wigfield, 2002).

Memilih satu tugas atau kursus yang tertentu boleh menyumbang pengesahan kepada

aspek yang dikehendaki bagi identiti seseorang (Bøe et al., 2011). Contohnya, pelajar

yang menganggap kebijaksanaan sebagai aspek yang dikehendaki bagi identiti mereka

akan menyifatkan nilai pencapaian yang tinggi untuk satu tugas yang memerlukan

kecerdasan. Sebagai nilai pencapaian yang berkaitan dengan imej diri pelajar,

pernyataan pelajar yang berkaitan dengan imej diri dipertimbangkan. Pernyataan ini

biasanya terkandung frasa seperti ''saya seorang yang ... '', dan '' saya sentiasa mahu ...

'', dan berbeza daripada pernyataan yang dipertimbangkan untuk nilai faedah-

keseronokan, yang secara langsung berkaitan dengan minat dan sikap. Hal ini selari

dengan item 3, 4, 5, 7, 8, 16 dan 17 yang terdapat dalam instrumen sikap terhadap

STEM. Sebagai contoh, item 7 menyebut “saya mampu mendapatkan markah yang

tinggi dalam matematik” manakala item 17 menyebut “saya yakin saya boleh belajar

konsep sains yang lebih sukar.”

68

2.10.1(c) Nilai Utiliti

Nilai utiliti mewakili pentingnya bagaimana seseorang pelajar memilih atau

mempertimbangkan tugas yang tertentu untuk mencapai matlamat masa depan

(Wigfield & Eccles, 2000), agak serupa dengan motivasi ekstrinsik seperti yang

digambarkan oleh Ryan dan Deci (Ryan & Deci, 2000). Satu tugas tertentu mungkin

tidak perlu kepada motivasi intrinsik pelajar, tetapi apabila ia boleh menjadi

bermanfaat dalam jangka masa panjang ia mempunyai nilai utiliti yang tinggi. Ramai

pelajar mungkin memilih matematik di sekolah menengah, bukan kerana mereka

seronok dengan subjek ini, tetapi kerana ia 'memberi pilihan terbuka' untuk mereka

memilih mana-mana program pendidikan tinggi. Untuk menilai kepentingan nilai

utiliti, pernyataan pelajar yang mengandungi kata-kata seperti 'berguna', 'praktikal',

atau 'mudah' diambil kira. Sebagai contoh, item 11 menyatakan “saya akan

menggunakan pengetahuan sains di luar waktu persekolahan” dan item 15 menyebut

“sains penting untuk dipelajari sepanjang hidup saya.” Terdapat 10 item dalam

instrumen sikap terhadap STEM yang didapati selari dengan nilai utiliti.

2.10.1(d) Kos Relatif

Elemen kos relatif mewakili nilai-nilai negatif yang pelajar sifatkan terhadap

tugas yang tertentu, berhubung dengan opsyen atau tugas-tugas lain (Bøe et al., 2011).

Kos ini boleh menjadi satu jenis emosi, seperti kekecewaan atau kesukaran, atau lebih

praktikal, seperti pelaburan masa yang besar (Wigfield & Eccles, 2000). Kos relatif

tinggi bagi sesuatu tugas dilihat akan mempunyai pengaruh negatif kepada

kecenderungan pelajar untuk memilih tugas itu. Untuk menilai kos relatif pelajar

disebabkan oleh persaingan, pelajar ditanya sama ada mereka dijangka melabur lebih

banyak masa atau usaha daripada rakan-rakan mereka, yang tidak memasuki cabaran.

69

Jangkaan untuk kejayaan dan nilai tugas adalah berdasarkan kepada tahap

keyakinan pelajar dan kebolehan mereka menyelesaikan sesuatu tugas ("Bolehkah

saya melakukan tugas ini?"). Selepas itu, pelajar bertanya, "Adakah saya mahu untuk

melakukan tugas ini?" Dan akhirnya, "Mengapa?" (Wigfield & Eccles, 2001).

Pertanyaan sebegini selari dengan item 6, 9, 14, 20 dan 26 yang terdapat dalam

instrumen kajian ini iaitu sikap terhadap STEM. Sebagai contoh, item 6 menyatakan

“saya yakin saya boleh belajar formula matematik yang lebih susah” manakala item

14 menyebut “saya tahu saya boleh belajar sains dengan baik.” Jika pelajar itu tidak

pasti bahawa dia boleh menyelesaikan tugas, dia tidak akan mempunyai jangkaan yang

tinggi untuk kejayaan ke atasnya. Bandura (1997) mencadangkan bahawa terdapat dua

jenis jangkaan. Keputusan jangkaan adalah berdasarkan amalan atau kegigihan;

keberkesanan jangkaan adalah kepercayaan pelajar sama ada dia boleh melakukan

tugas yang diberi kepadanya atau tidak. Kedua-dua jenis jangkaan ini telah

menunjukkan kaitan yang ketara dalam meramalkan pencapaian akademik (Bandura,

Barbaranelli, Caprara, & Pastorelli, 2001).

Kajian lepas yang memberi tumpuan kepada kepercayaan yang berkaitan

dengan jangkaan pelajar tentang tugas yang berbeza dalam pendidikan menunjukkan

bahawa nilai tugas subjektif ini memainkan peranan penting dalam memotivasi pelajar

dan mempengaruhi hasil pencapaian mereka (Eccles et al., 1983; Eccles, Vida &

Barber, 2004; Eccles, 2009). Wigfield, Tonks, dan Klauda (2009) berpendapat bahawa

pencapaian dipengaruhi oleh motif pencapaian, jangkaan untuk berjaya, dan nilai tugas

yang dipegang atau dibawa. Pencapaian adalah standard kecemerlangan yang

dipengaruhi langsung oleh jangkaan untuk berjaya dan nilai tugas subjektif, persepsi

individu terhadap keupayaan diri dan faktor-faktor psikologi juga memainkan peranan

dalam pencapaian pelajar (Wigfield & Cambria, 2010).

70

Oleh yang demikian, dalam Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka

Bentuk Kejuruteraan (PSB-CRBK) pelajar diberi kuasa dan kepercayaan untuk

menangani cabaran tempatan dan global semasa mendapatkan pengetahuan dalam

sains, teknologi, kejuruteraan dan matematik iaitu melalui aktiviti cabaran reka bentuk

kejuruteraan. Pelajar perlu mereka bentuk produk yang berkaitan dengan topik yang

mereka pelajari di dalam kelas dengan berpandukan modul yang diberi. Seterusnya,

pelajar dikehendaki menjawab soalan-soalan cabaran yang terdapat di dalam modul

tersebut. Justeru itu, melalui pendekatan PSB-CRBK yang sebegini ia memberi

pengalaman pembelajaran yang menyeronokkan kerana mereka dapat mereka cipta

produk mengikut idea dan kreativiti masing-masing. Di samping itu, pembelajaran

mereka menjadi lebih bermakna dan bernilai kerana ilmu dan teori yang dipelajari

dapat dipraktikkan dalam kehidupan seharian. Selain itu, pelajar dapat

mengembangkan idea mereka dan berfikir bagaimana untuk menangani masalah

tempatan dan global dengan menghasilkan sesuatu yang inovatif dan kreatif.

Menurut Nichols et al. (2016) terdapat tiga fasa utama dalam Pembelajaran

Berasaskan Cabaran ialah Penglibatan, Penyiasatan dan Tindakan. Fasa 1: Penglibatan

iaitu pelajar bermula dari idea besar kepada cabaran yang boleh dilakukan. Fasa 2:

Penyiasatan yang mana pelajar berusaha menyediakan penyelesaian yang bersesuaian

dengan cabaran. Manakala fasa 3: Tindakan yakni pelajar cuba menyelesaikan cabaran

dengan menggunakan penyelesaian yang dibina dalam fasa 2. Seterusnya, menilai

semula keberkesanan penyelesaian yang telah digunakan dan membuat

penambahbaikan.

71

Manakala menurut Schunn (2011), PSB-CRBK adalah rangka kerja yang

fleksibel dari segi pelaksanaan. Hal ini kerana apabila terdapat kemunculan idea-idea

baru, rangka kerja itu dikaji semula dan ditambah baik. PSB-CRBK merupakan

pendekatan pengajaran yang menggunakan modul STEM sebagai asas pembelajaran

pelajar (Polman, 2002; Wolk, 2004; Chun, Gwo & Iwen, 2011) untuk menyiasat,

membuat keputusan dan menghasilkan produk (Thomas, Mergendoller, & Michaelson,

2009; Erdogan & Bozeman, 2015). Dalam konteks kajian ini, cabaran STEM merujuk

kepada penghasilan produk dengan berpandukan modul (Jo, Cary & Michael, 2013).

Walau bagaimanapun, PSB-CRBK perlu dirangka, diolah dan disusun secara

sistematik serta bersesuaian dengan pelajar yang terlibat supaya ia tidak membosankan

dan dapat memberi kesan pengekalan terhadap pencapaian mereka. Menurut

Eisenkraft (2011), PSB-CRBK menyediakan peluang kepada pelajar dan guru untuk

membuat kelainan dan membuktikan pembelajaran boleh menjadi mendalam,

menarik, bermakna dan bertujuan. PSB-CRBK menyediakan rangka kerja efektif dan

mencukupi untuk belajar sambil menyelesaikan cabaran dunia sebenar. Rangka kerja

ini adalah kolaboratif dan hands-on, menuntut pelajar untuk mengenal pasti idea

utama, bertanya soalan yang mencabar, menemui dan menyelesaikan cabaran,

memperolehi pengetahuan secara mendalam, membangunkan kemahiran abad ke-21

dan berkongsi pandangan mereka dengan dunia (Nichols et al., 2016).

72

2.10.2 Teori Konstruktivis Sosial

Rajah 2.2. Hubungan antara Teori Konstruktivis Sosial dengan pencapaian pelajar

dalam Topik Keelektrikan dan Kemagnetan

Teori Konstruktivis Sosial merupakan teori yang menjadi asas kepada

kebanyakan persekitaran pembelajaran sains kerana ia menekankan pembinaan

pengetahuan sedia ada pelajar bagi mendapatkan kefahaman konseptual. Teori ini juga

menekankan persekitaran pembelajaran yang berpusatkan pelajar dan meningkatkan

amalan refleksi serta kemahiran membina pengetahuan (Kim, 2001; Colburn, 2000).

73

Pandangan konstruktivis terhadap pembelajaran dalam persekitaran informal

menekankan penglibatan aktif seseorang individu dalam pembinaan dan transformasi

ilmu pengetahuan. Konteks pembelajaran perlu dirangka supaya pelajar dapat

memberi makna kepada isi kandungan mata pelajaran yang dipelajari dan seterusnya

memberi mereka rasa bertanggung jawab untuk terlibat secara aktif (Virginia, 1997).

Konsep pembelajaran berasaskan Teori Konstruktivis Sosial telah digunakan

sejak beberapa dekad yang lalu (Ogborn, 1997) dan semakin meningkat khususnya

dalam mengkaji bagaimana pelajar belajar berfikir mengenai isu-isu sosial (Kolstø,

2001; Sadler & Zeidler, 2009). Teori Konstruktivis Sosial menekankan pembinaan

pengetahuan oleh pelajar dalam persekitaran sosial (Bandura, 1977; Vygotsky, 1978).

Falsafah ini mencirikan persekitaran pembelajaran bagi PSB-CRBK ini. Di samping

itu, kolaborasi antara pelajar-guru fasilitator dan pembelajaran berkumpulan yang

merupakan ciri penting dalam PSB-CRBK, adalah komponen utama Teori

Konstruktivis Sosial. Penggunaan Teori Konstruktivis Sosial dalam persekitaran

informal mempunyai faedah dan kegunaan sebagai kerangka untuk PSB-CRBK ini

kerana ia memperaku dan menggunakan pengalaman individu sebagai komponen

penting dalam pemerolehan pengetahuan dan pembentukan sikap (Ogborn, 1997; Oh

& Yager, 2004; Christie, 2005).

Kebanyakan kajian berpendapat setiap individu membina pengetahuan dan

bukan hanya menerima pengetahuan daripada orang lain (Oh & Yager, 2004). Teori

ini juga mengenal pasti bahawa pembelajaran berkembang dalam banyak cara yang

tidak dijangka dan daripada pelbagai bentuk pengalaman yang dilalui pelajar. Menurut

Christie (2005), konstruktivis melihat pelajar sebagai pembelajar aktif yang

mempelajari sains dengan mempunyai pengetahuan sedia ada dan memegang idea

mengenai fenomena semula jadi yang mereka gunakan untuk memberi makna kepada

74

pengalaman kehidupan seharian. Menurut Kim (2001), pelajar menerima maklumat

dengan aktif dan menghubungkannya dengan pengetahuan yang terdahulu. Seterusnya

pengetahuan berkenaan diasimilasikan bagi membina kefahaman. Pandangan ini turut

disokong oleh Tudge dan Winterhoff (1993) yang menyatakan pengetahuan tidak

boleh diterima secara pasif tetapi perlu dibina secara aktif oleh pelajar.

Menurut Vygotsky (1978), pembelajaran berlaku dalam persekitaran dunia luar

sebelum diterima dan dijiwai oleh pelajar dalam persekitaran dunianya sendiri.

Vygotsky (1978), menjelaskan bahawa pembelajaran berlaku dengan cara melihat

mekanisme dalaman bagi mengatur minda, bertindak sebagai perantara kepada proses

pembelajaran yang berlaku dalam Zon Proximal Development (ZPD) (Vygotsky,

1978). ZPD mengambil kira perbezaan individu, berfokus kepada pembelajaran

berasaskan komunikasi. Pelajar akan sampai ke tahap pemahaman tentang tugas yang

mereka laksanakan dengan bimbingan dan bantuan guru. Bagi membantu pelajar

membina konsep atau pengetahuan baharu, mereka yang lebih berkebolehan harus

mengambil kira ZPD pelajar dalam memberi bimbingan serta sokongan bagi

memperoleh kemahiran baru (Berk & Galvan, 2009; Vygotsky, 1978).

Bimbingan yang berterusan dalam ZPD juga membantu pelajar-pelajar

memahami perkara-perkara yang kompleks dan seterusnya mengetahui sesuatu dengan

lebih jelas (Berk & Galvan, 2009). ZPD (Vygotsky, 1978), juga menjelaskan tentang

jarak antara tahap perkembangan sebenar yang ditentukan melalui usaha seorang

pelajar bagi menyelesaikan masalah secara bersendirian dengan tahap yang berpotensi

untuk dicapai oleh pelajar berkenaan. Jika pelajar tersebut dapat menyelesaikan

masalah dengan bantuan orang dewasa atau melalui kerjasama dengan rakan lain yang

lebih berkebolehan maka pelajar tersebut telah menggunakan ZPDnya (Vygotsky,

1978). Mamour (2008) juga percaya bahawa pembelajaran yang optimum berlaku

75

dalam ZPD pelajar. Perkara ini dapat dilakukan dengan menyediakan aktiviti yang

mencabar namun boleh dicapai oleh pelajar berkenaan dengan bantuan orang yang

lebih dewasa.

ZPD merujuk kepada tugasan pembelajaran yang sukar dilakukan sendiri oleh

pelajar, tetapi dapat menguasainya dengan bimbingan orang lain yang lebih mahir

(Fani & Ghaemi, 2011). Sekiranya pelajar dapat melakukan sendiri, isi pelajaran

tersebut dikatakan berada pada zon bawah dan bermaksud tiada pembelajaran berlaku

kerana pelajar telah pun menguasainya. Jika pelajar dapat menguasai tugasan dengan

bimbingan orang lain, tugasan tersebut berada dalam ZPD (Eun, Knotek & Heinin,

2008). Pelajar dijangkakan tidak mempunyai keupayaan untuk melakukan tugasan

secara bersendirian. Justeru, kehadiran orang yang lebih dewasa yang diandaikan lebih

berkebolehan diperlukan bagi membolehkan pelajar melaksanakan tugasan melalui

Modul PSB-CRBK. Tugasan dalam Modul PSB-CRBK seharusnya dalam lingkungan

ZPD, tidak terlalu sukar dan tidak terlalu mudah.

Tugasan melalui aktiviti Modul PSB-CRBK bukanlah dijalankan secara arahan

demi arahan daripada guru yang tidak memberi ruang untuk pelajar berfikir secara

bebas bagi menghasilkan produk. Sebaliknya, guru yang bertindak sebagai fasilitator

dalam pembelajaran STEM menggunakan pendekatan cabaran reka bentuk

kejuruteraan yang menyediakan kerangka yang sistematik untuk pelajar

mengintegrasikan STEM bagi mereka bentuk, membangunkan dan menguji

keberkesanan produk.

Hal ini adalah selari dengan Teori Pembelajaran Konstruktivis Sosial yang

mempunyai asas teori kognitif dengan penekanan diberikan kepada cara struktur

kognitif membina dan mengorganisasikan pengetahuan (Mamour, 2008). Teori

76

Konstruktivis Sosial yang dipelopori oleh Lev Vygotsky (1978), menyatakan

perkembangan konsep pelajar berkembang secara sistematik, logikal serta rasional

dengan bimbingan verbal orang lain (Zainuddin Abu Bakar, 2008). Dalam konteks ini

pelajar dapat berkongsi dan saling membina pengetahuan baharu (Mamour, 2008).

Penglibatan dengan orang lain akan memberi peluang kepada pelajar untuk menilai

dan meningkatkan pengetahuan diri memandangkan mereka terdedah kepada

pemikiran orang lain dan berkongsi membina pemahaman (Gauvain, 1998).

2.11 Kerangka Konseptual PSB-CRBK

Secara ringkasnya kajian ini dijalankan berdasarkan kerangka konseptual

seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2.3. Hasil tinjauan literatur menunjukkan

bahawa Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan (PSB-

CRBK) mempunyai hubungan dengan Sikap terhadap STEM dan Pencapaian dalam

Topik Keelektrikan dan Kemagnetan. Dalam kajian ini, kaedah PSB-CRBK sebagai

variabel tidak bersandar dan menyiasat keberkesanannya ke atas pembentukan sikap

positif terhadap STEM dan bertujuan meningkatkan pencapaian pelajar dalam topik

Keelektrikan dan Kemagnetan.

Pembelajaran STEM memerlukan suatu model pedagogi yang sesuai sama

seperti mana pengajaran dan pembelajaran sains yang memerlukan guru-guru

menggunakan strategi atau teknik tertentu bagi mengajarkan sesuatu tajuk atau konsep

sains. PSB-CRBK dilaksanakan berdasarkan model reka bentuk kejuruteraan NCETE

oleh Hynes et al. (2011) yang menerangkan sembilan langkah dalam cabaran reka

bentuk kejuruteraan (rujuk rajah 4.1). Unit pembelajaran STEM yang dipilih mesti

menggunakan kandungan dan fakta-fakta sains yang betul dan harus mempunyai

konteks dari segi saintifik dan sosial. Peranan guru adalah sebagai pemudahcara dalam

77

pembelajaran STEM dengan menggunakan pengetahuan isi kandungan (fizik),

pengalaman dalam pelbagai bidang yang berkaitan dengan STEM serta kaedah yang

sesuai dengan penyampaian isi kandungan berkaitan isu tersebut (pengetahuan

pedagogi-isi kandungan). Dalam PSB-CRBK, pelajar berperanan untuk mengkaji

sendiri isu-isu dalam pembelajaran STEM tersebut di bawah bimbingan guru. Pelajar

menggunakan dan mengembangkan pengetahuan isi kandungan sains, pencetusan

idea, perbincangan dalam kumpulan dan membuat keputusan.

Berdasarkan perspektif teori yang mendasari variabel kajian, model pengajaran

dan pembelajaran STEM berasaskan cabaran reka bentuk kejuruteraan (Hynes et al.,

2011) maka suatu Kerangka Konseptual yang dinamakan Kerangka Konseptual

Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan (PSB-CRBK)

telah dibina sebagai asas kepada pelaksanaannya. Kesepaduan antara elemen STEM

dengan kandungan dan aktiviti dalam PSB-CRBK diharap memberi kesan ke atas

sikap terhadap STEM dan pencapaian pelajar. Rajah 2.3 menunjukkan Kerangka

Konseptual PSB-CRBK yang dibina.

78

Rajah 2.3. Kerangka konseptual pembelajaran STEM berasaskan Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan (PSB-CRBK)

CRBK Fasilitator

I

N

T

E

G

R

A

S

I

PEMBELAJARAN STEM BERASASKAN CABARAN

REKA BENTUK KEJURUTERAAN (PSB-CRBK)

9 Langkah : Kenal Pasti Masalah, Kaji Masalah, Membangunkan

Penyelesaian, Pilih Penyelesaian Terbaik, Membina Prototaip, Menguji

dan Menilai Penyelesaian, Memaparkan Penyelesaian, Mereka Bentuk

Semula dan Memuktamadkan Reka Bentuk.

ELEMEN

STEM

Kejuruteraan

Matematik

Teknologi

Sains Pelajar

Isi kandungan Sains (Fizik)

PEMBELAJARAN STEM

konteks saintifik dan sosial

Pencapaian

topik

Keelektrikan

dan

Kemagnetan

Sikap terhadap

STEM

79

2.12 Rumusan

Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan (PSB-

CRBK) ini dilaksanakan dalam bentuk aktiviti sains selepas sekolah merupakan suatu

alternatif kepada pembelajaran sains yang dijalankan di dalam kelas. Integrasi elemen

STEM menerusi Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan bertujuan menyuntik semangat

dan minat pelajar untuk belajar sains terutamanya subjek fizik yang dianggap sukar

oleh pelajar. Melalui Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan ini pelajar didedahkan

dengan aktiviti-aktiviti menghasilkan produk yang boleh membantu menyelesaikan

masalah kehidupan seharian yang bertujuan melahirkan pelajar yang kreatif dan

inovatif selari dengan Falsafah Pendidikan di Malaysia. Dapatan kajian-kajian lepas

telah dijadikan rujukan bagi memperoleh hubungan antara variabel bersandar dan tidak

bersandar dalam kajian ini. Perspektif teori serta model pembelajaran telah dijadikan

asas untuk menghasilkan Kerangka Konseptual PSB-CRBK.

80

BAB 3

METODOLOGI

3.1 Pendahuluan

Kajian ini bertujuan membina modul dan mengkaji keberkesanan Modul PSB-

CRBK dengan tujuan untuk meningkatkan Sikap terhadap STEM dan Pencapaian

Topik Keelektrikan dan Kemagnetan dalam kalangan pelajar Tingkatan Enam. Bab ini

membincangkan secara mendalam mengenai reka bentuk kajian, populasi dan sampel

kajian, instrumen kajian dan prosedur pengumpulan data, kaedah menganalisis data

dan juga prosedur kajian.

3.2 Reka bentuk Kajian

Pendekatan utama kajian ini ialah eksperimen kuasi. Eksperimen kuasi

merupakan satu cara untuk menjalankan eksperimen lapangan di mana variabel

dikawal dan dimanipulasi seperti eksperimen sebenar, tetapi dijalankan dalam situasi

sedia ada. Kaedah ini dipilih kerana kebiasaannya dalam penyelidikan pendidikan

adalah agak mustahil untuk penyelidik menjalankannya seperti eksperimen sebenar,

contohnya dalam memilih dan menempatkan peserta secara rawak ke dalam kumpulan

intervensi dan kumpulan kawalan (Creswell, 2005). Eksperimen kuasi juga sesuai

digunakan untuk mengkaji masalah pendidikan apabila kebanyakan subjek kajian telah

sedia wujud dalam keadaan atau situasi tertentu (intact group) (Creswell, 2005).

Reka bentuk kajian ini ialah Pra-eksperimen: Ujian Pra-Ujian Pos Satu

Kumpulan (Pre-experimental design: One Group Pretest-Post-Test Design) (Cohen,

Manion & Morrison, 2007).

81

Secara ringkasnya reka bentuk kajian ini menggunakan simbol dan

konvension daripada Campbell dan Stanley (1963) seperti dalam Rajah 3.1.

R O1 X O2 O3

Petunjuk:

R = Kumpulan Intervensi (Eksperimen)

O1 = Pengukuran – Ujian Pra

O2 = Pengukuran – Ujian Pos

O3 = Pengukuran – Ujian Pos Lanjutan

X = Olahan eksperimen (Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran

Reka Bentuk Kejuruteraan)

Rajah 3.1. Reka bentuk kajian Pra-eksperimen: Ujian Pra-Ujian Pos satu kumpulan

Melalui reka bentuk ini penyelidik mengukur variabel-variabel bersandar (O1)

iaitu sikap terhadap STEM dan Pencapaian Topik Keelektrikan dan Kemagnetan

sebagai sampel kajian dalam ujian pra. Seterusnya kumpulan ini melalui manipulasi

intervensi atau eksperimen (X) iaitu PSB-CRBK selama dua belas minggu. Selepas

intervensi, penyelidik sekali lagi mengukur variabel-variabel di atas (O2) dalam ujian

pos dan kemudian menghitung perbezaan antara skor ujian pra dengan ujian pos (O1

– O2) dengan merujuk kepada kesan intervensi (X). Ujian pos lanjutan (O3)

dilaksanakan selepas tempoh tujuh minggu daripada ujian pos (O2) bertujuan untuk

mengukur pengekalan kesan rawatan ke atas variabel-variabel bersandar apabila

dibandingkan dengan nilai-nilai min ujian pos (O2).

Pengukuran berulang (repeated measure) yang dijalankan dalam reka bentuk

satu kumpulan mempunyai beberapa kelebihan. Antaranya ialah ia tidak memerlukan

bilangan subjek kajian yang ramai dan kesetaraan antara kumpulan dalam pra

82

eksperimen tidak diperlukan kerana setiap kumpulan yang menerima rawatan juga

merupakan kumpulan kawalan bagi eksperimen yang dilalui (Girden, 1992; Cohen,

Manion & Morrison, 2007). Dari segi ancaman terhadap kesahan dalaman, reka bentuk

ini tidak dipengaruhi oleh ancaman-ancaman yang berkait dengan perbandingan antara

kumpulan seperti pemilihan, jenis rawatan, regresi, mortaliti, kematangan atau

interaksi antara kumpulan. Namun demikian, faktor sejarah berpotensi membawa

masalah semasa tempoh rawatan dan boleh meningkatkan potensi pengaruh luaran

yang memberi kesan ke atas hasil pengukuran (Cohen, Manion & Morrison, 2007).

Kelemahan lain dalam reka bentuk ini ialah kesan satu peristiwa ke atas peristiwa

berulang (carry-over effect) yang diukur contohnya ujian pos dan pos lanjutan. Cara

mengatasinya adalah dengan memanjangkan tempoh antara ujian pos lanjutan dengan

ujian pos pertama. Dalam kajian ini, tempoh antara keduanya lebih kurang tujuh

minggu adalah mencukupi untuk mengelakkan carry- over effect antara kedua-dua

peristiwa (Girden, 1992).

Reka bentuk kajian menunjukkan kajian ini tidak melibatkan kumpulan

kawalan sebaliknya hanya satu kumpulan intervensi yang melalui olahan eksperimen.

Klosterman dan Sadler (2011) mengakui bahawa kehadiran kumpulan kawalan adalah

sesuatu yang ideal dalam kebanyakan penyelidikan pendidikan. Walau bagaimanapun,

dalam situasi sebenar di sekolah, keterbatasan dari segi tempoh masa dan bilangan

guru yang terhad serta kesukaran untuk membentuk sebuah lagi kumpulan dengan saiz

dan latar belakang yang hampir sama menyebabkan kumpulan kawalan tidak

digunakan dalam kajian mereka. Menurut Eastwood (2011), ketiadaan kumpulan

kawalan tidak menjejaskan dapatan kajian sekiranya penyelidik tidak bertujuan untuk

melihat perbezaan kesan intervensi dengan membandingkannya dengan kaedah

tradisional.

83

Signifikan kajian ini terletak pada bukti empirikal yang bertujuan menguji

hipotesis sama ada PSB-CRBK dapat memberi impak ke atas pemboleh bersandar

yang dinyatakan. Situasi ini selaras dengan kajian Klosterman dan Sadler (2011) yang

tidak bertujuan untuk menyiasat sama ada PSB-CRBK baik daripada pengajaran yang

tidak memfokuskan PSB-CRBK dalam meningkatkan pembelajaran konsep sains

pelajar. Sebaliknya, kajian mereka bertujuan untuk mengukur sama ada terdapat

peningkatan yang signifikan dalam pembelajaran konsep sains pelajar selepas

intervensi dengan membandingkannya dengan kesan sebelum intervensi. Oleh sebab

itu, kehadiran kumpulan kawalan tidak diperlukan. Tambahan pula, kehadiran

kumpulan kawalan yang memerlukan keadaan iaitu PSB-CRBK tidak dibincangkan

atau tidak diterapkan dalam sesi pengajaran dan pembelajaran adalah tidak praktikal

(Klosterman & Sadler, 2011).

3.3 Variabel Kajian

Kajian ini melibatkan satu variabel bebas dan dua variabel bersandar. Variabel

bebas ialah PSB-CRBK manakala dua variabel bersandar ialah:

i. sikap terhadap STEM,

ii. pencapaian topik Keelektrikan & Kemagnetan

3.4 Ancaman Kesahan Reka Bentuk Kajian

Oleh sebab kajian ini berbentuk eksperimen kuasi yang menggunakan reka

bentuk ujian pra-ujian pos satu kumpulan, maka wujud variabel luaran (extraneous

variable) yang boleh memberi ancaman dan mempengaruhi dapatan kajian. Keadaan

ini boleh membawa kepada ralat eksperimen di mana keputusannya mungkin bukan

hanya disebabkan oleh kesan variabel tidak bersandar seperti yang dinyatakan dalam

84

persoalan kajian tetapi juga dipengaruhi oleh variabel luaran ini (Cohen, Manion &

Morrison, 2007). Antara contoh variabel luaran ialah:

i. faktor peserta, di mana kemungkinan terdapat perbezaan dari segi ciri

tertentu dalam kalangan peserta;

ii. faktor intervensi iaitu intervensi yang dijalankan mungkin tidak seratus

peratus serupa bagi semua peserta, ada kemungkinan terdapat

perbezaan dari segi penerimaan atau amalan dalam kalangan peserta;

iii. faktor situasi, iaitu keadaan atau situasi eksperimen yang mungkin

berbeza daripada yang sepatutnya dilaksanakan.

Langkah-langkah tertentu perlu diambil untuk mengawal variabel luaran yang

mungkin mempengaruhi kesahan dalaman kajian ini. Oleh sebab kawalan sepenuhnya

ke atas variabel luaran dalam penyelidikan pendidikan adalah sukar, maka semua

ancaman ke atas kesahan dalaman yang tidak boleh dielakkan perlu dimasukkan ke

dalam analisis keseluruhan dapatan atau keputusan kajian (McMillan & Schumacher,

1984; Howell, 1997). Bagi kajian ini, elemen-elemen ancaman ke atas kesahan

dalaman yang mungkin wujud dan cadangan atau langkah kawalannya ditunjukkan

dalam Jadual 3.1.

85

Jadual 3.1

Ancaman Luaran ke Atas Kesahan Dalaman Reka Bentuk Kajian dan Cadangan

atau Langkah Kawalan

Elemen-elemen Cadangan / Kawalan

Pemilihan:

Pemilihan sampel kajian

yang berbeza dari segi ciri

dan kelayakan akademik.

Memilih sampel yang setara dari segi ciri dan

kelayakan akademik. Pelajar-pelajar dipilih daripada

kumpulan pelajar aliran Sains Tulen tingkatan enam

yang berpencapaian akademik hampir sama

berdasarkan keputusan Peperiksaan SPM (Sijil

Pelajaran Malaysia). Kesetaraan juga

dipertimbangkan dari segi sikap dan tingkah laku

yang boleh diperhatikan.

Pengujian (Pra dan Pos):

Peningkatan skor ujian pos

sedikit sebanyak

disumbangkan oleh

pengambilan ujian pra

Tempoh pelaksanaan intervensi juga disusun supaya

pengaruh pendedahan kepada item ujian pra terhadap

prestasi subjek dalam ujian pos dapat dielakkan.

Susunan dan bentuk item-item ujian pra diubah

sedikit untuk tujuan ujian pos. Ini hanya dilakukan

untuk Ujian Pencapaian Topik Keelektrikan dan

Kemagnetan. Item-item dalam satu lagi soal selidik

dikekalkan kerana tidak menguji keupayaan

mengingat semula.

Instrumentasi:

Konsistensi, kesahan dan

kebolehpercayaan

instrumen kajian

Mengenal pasti dan menggunakan instrumen

pengumpulan data yang diselaraskan. Kaedah

mengumpul data yang sama juga digunakan

dalam ketiga-tiga ujian.

Semua instrumen dalam kajian ini dinilai kesahan

dan dilakukan ujian rintis bagi menguji

kebolehpercayaannya sebelum kajian dimulakan.

Experimenter Bias (Bias

penyelidik)

Program pengajaran dan pembelajaran tidak

dikendalikan oleh penyelidik, sebaliknya oleh

fasilitator (guru) yang dilatih. Penyelidik

menyediakan modul dan memberi latihan

secukupnya kepada fasilitator.

Sejarah:

Peristiwa yang berlaku

pada masa kajian yang

bukannya sebahagian

daripada intervensi tetapi

memberi kesan pada

variabel bersandar.

Tempoh pelaksanaan intervensi ditetapkan supaya

tidak terlalu pendek dan tidak terlalu panjang iaitu

selama dua belas minggu. Sampel kajian juga

dipastikan tidak mengikuti aktiviti pembelajaran

yang mengandungi tajuk-tajuk yang sama dalam

kajian sewaktu pembelajaran formal bilik darjah yang

dijangkakan boleh mempengaruhi dapatan kajian.

86


Elemen-elemen Cadangan / Kawalan

Kematangan:

Perubahan emosi,

intelektual atau fizikal

yang semulajadi dalam

tempoh masa tertentu yang

mungkin mempengaruhi

prestasi sampel

Penyelidik memastikan tempoh intervensi tidak

terlalu panjang dan tidak ada program lain yang

bersamaan dengan intervensi berlaku sepanjang

tempoh kajian yang boleh memberi kesan ke

atas aspek-aspek kematangan sampel kajian.

Mortaliti:

Peserta menarik diri

daripada kajian yang

dijalankan.

Sampel kajian diwajibkan hadir dalam kesemua

interaksi pembelajaran dengan persetujuan dan

kebenaran pihak sekolah dan ibu bapa. Jika ada

peserta yang tidak dapat hadir dalam mana-mana sesi

pembelajaran, peserta berkenaan dikeluarkan

daripada senarai sampel kajian.

Analisis statistik data Mengenal pasti statistik yang betul yang digunakan

untuk membuat kesimpulan, atau kesan dan perkaitan

yang dijangkakan.

(Sumber: Creswell, 2005; Gay & Airasian, 2003)

PSB-CRBK yang dijalankan secara informal membolehkan ciri-ciri fleksibiliti

kepada pelajar dalam melaksanakan aktiviti pembelajaran sama ada untuk meneroka

maklumat, mengambil bahagian dalam aktiviti perbincangan, perbahasan, dan

sebagainya. Guru mereka sendiri yang berperanan sebagai fasilitator seboleh-bolehnya

mengekalkan suasana pembelajaran yang semula jadi. Dengan cara ini, pelajar-pelajar

tidak merasai kesan Hawthorne atau Hawthorne effect iaitu suasana ‘eksperimen’ atau

merasai sedang diuji yang boleh mempengaruhi dapatan kajian (Gay & Airasian,

2003).

Dari segi ancaman ke atas kesahan luaran, dapatan kajian ini adalah terhad dari

segi generalisasi. Justeru, inferens tidak boleh dibuat ke atas semua pelajar tingkatan

enam di semua sekolah menengah di seluruh Malaysia. Namun demikian ancaman ini

dikawal dengan memastikan pemilihan pelajar dari segi latar belakang pencapaian

87

adalah berdasarkan keputusan peperiksaan awam di tingkatan lima iaitu Sijil

Peperiksaan Malaysia (SPM). Menggunakan pihak lain sebagai fasilitator iaitu guru

dan bukannya penyelidik sendiri mendedahkan kajian kepada ancaman pencemaran

intervensi. Bagi mengurangkan ancaman ini, guru yang merupakan fasilitator diberi

latihan dan penerangan secukupnya mengenai kajian ini.

3.5 Populasi dan Sampel Kajian

Kajian ini mensasarkan semua pelajar tingkatan enam aliran sains tulen di

semua sekolah menengah harian di seluruh Malaysia. Namun demikian, menurut

Fraenkel dan Wallen (2006) populasi sasaran atau populasi yang ingin diselidiki oleh

penyelidik serta dijadikan asas untuk membuat generalisasi jarang dapat diperoleh atas

pelbagai faktor. Sebaliknya kebanyakan penyelidik hanya dapat memperoleh populasi

capaian yang merupakan pilihan yang lebih realistik (Noraini Idris, 2010).

Berdasarkan pernyataan di atas, maka populasi kajian ini hanya melibatkan

semua pelajar yang sedang belajar dalam tingkatan enam aliran sains tulen di sekolah

menengah harian dalam daerah Kuala Muda, Kedah. Justifikasi memilih pelajar

tingkatan enam adalah kerana topik Keelektrikan dan Kemagnetan merupakan topik

ang mencabar di dalam silibus tingkatan enam. Manakala dari segi intervensi yang

digunakan dalam kajian ini iaitu modul PSB-CRBK yang melibatkan cabaran reka

bentuk kejuruteraan adalah sesuai dengan tahap pelajar tingkatan enam kerana

menurut Piaget dalam (Tudge & Winterhoff, 1993), pelajar tingkatan enam berumur

18 tahun telah berada pada peringkat operasi formal iaitu berupaya berfikir secara

logik dan berupaya memahami sesuatu yang abstrak. Justifikasi memilih sekolah

menengah harian dalam daerah ini pula adalah berdasarkan kesanggupan pihak sekolah

dan JPN negeri untuk terlibat dengan kajian pembelajaran STEM. Pemilihan pelajar-

88

pelajar dalam kalangan aliran sains tulen adalah bagi memastikan keseragaman dalam

pencapaian sains mereka iaitu berdasarkan pencapaian sekurang-kurangnya gred B

bagi mata pelajaran Fizik peperiksaan Sijil Pelajaran Malaysia (SPM). Keseragaman

dalam pencapaian sains memudahkan pembelajaran STEM yang dilaksanakan tanpa

mengambil kira perbezaan dalam tahap kefahaman konsep sains yang terkandung di

dalamnya. Pemilihan populasi dalam kalangan pelajar-pelajar sekolah menengah

harian adalah disebabkan kemungkinan terdapat perbezaan dari segi pengurusan dan

pentadbiran antara sekolah harian dengan sekolah berasrama penuh.

Dari segi pemilihan sampel kajian, teknik pensampelan bertujuan digunakan.

Pensampelan rawak tidak dapat dilakukan kerana pemilihan sampel melibatkan

pengurusan pentadbiran sekolah dan kesediaan pelajar-pelajar untuk terlibat dalam

pembelajaran sains informal selepas sekolah. Oleh itu, sampel kajian ini diambil

daripada kumpulan sedia ada di sekolah yang dipilih yang memenuhi kriteria yang

ditetapkan. Tiada kriteria dalam menentukan lokasi sekolah (sama ada kawasan bandar

atau luar bandar). Sekolah yang dipilih adalah berdasarkan kesanggupan dan

kerjasama yang boleh diberikan oleh pentadbir sekolah berkenaan setelah diberikan

penerangan mengenai kajian yang hendak dijalankan.

Dalam kajian ini, seramai 36 orang pelajar tingkatan enam yang sedang belajar

di sebuah sekolah menengah dalam daerah Kuala Muda/Yan, Kedah telah dipilih

sebagai sampel. Menurut Cohen, Manion dan Morrison (2007), saiz sampel seramai

30 orang merupakan bilangan minimum bagi kes-kes di mana penyelidik merancang

menggunakan beberapa bentuk analisis statistik tertentu ke atas data mereka.

Kebiasaannya sebagai ‘rule of thumb’, bilangan minimum terlebih dahulu ditetapkan,

iaitu sekurang-kurangnya 30 kes bagi setiap satu variabel tidak bersandar. Dalam

kajian ini, hanya satu variabel tidak bersandar yang terlibat iaitu kaedah pembelajaran

89

(PSB-CRBK), oleh itu saiz sampel seramai 36 orang adalah mencukupi dan

bersesuaian dengan bilangan variabel yang dikawal dalam analisis dan jenis ujian

statistik yang dijalankan. Kaedah pensampelan yang digunakan dalam kajian ini

diringkaskan seperti dalam rajah 3.2.

Rajah 3.2. Kaedah pensampelan bertujuan yang digunakan dalam kajian

Guru yang terlibat dalam kajian ini ialah seorang guru mata pelajaran fizik iaitu

berperanan sebagai fasilitator atau pembimbing sepanjang sesi pembelajaran. Guru

fizik tersebut juga berperanan dalam merekod, memerhati dan menilai pelajar.

3.6 Pengumpulan Data

Data-data kuantitatif dikumpulkan melalui dua jenis instrumen iaitu soal

selidik dan ujian topik. Soal selidik digunakan dalam kajian ini kerana ia merupakan

alat pungutan yang paling diterima dan diakui serta digunakan secara meluas dan

paling lengkap, mudah dan paling pantas untuk mendapatkan data (Fraenkel & Wallen,

2006). Kajian ini menggunakan satu instrumen soal selidik dan satu instrumen ujian

36 orang pelajar tingkatan enam aliran sains tulen di sebuah sekolah

menengah dalam daerah Kuala Muda/Yan yang bersetuju untuk

terlibat dalam kajian

Semua pelajar tingkatan enam aliran sains tulen di sebuah sekolah

menengah harian dalam daerah Kuala Muda/Yan yang bersetuju

untuk terlibat dalam kajian

Semua pelajar tingkatan enam aliran sains tulen di semua

sekolah menengah harian dalam daerah Kuala Muda/Yan,

Kedah

90

topik. Instrumen soal selidik ialah Soal Selidik Sikap Terhadap STEM (Unfried et al.,

2015) manakala instrumen ujian topik yang digunakan ialah Ujian Topik Keelektrikan

dan Kemagnetan (Mentzer, 2008). Instrumen soal selidik sikap terhadap STEM dan

instrumen ujian topik keelektrikan dan kemagnetan ini telah diadaptasi dan diubahsuai

oleh penyelidik supaya sesuai dengan kajian ini. Kesemua instrumen ini ditadbir pada

peringkat awal kajian iaitu ujian pra, sesudah kajian dilaksanakan iaitu ujian pos dan

setelah jangka waktu tertentu selepas ujian pos dilaksanakan iaitu ujian pos lanjutan.

Dalam kajian ini, tempoh masa antara ujian pra dengan ujian pos ialah 12 minggu

manakala tempoh masa antara ujian pos dengan ujian pos lanjutan ialah tujuh minggu.

Satu sesi ujian rintis diadakan di sebuah sekolah yang mempunyai latar

belakang seperti sekolah yang dipilih sebagai sampel. Ujian rintis merupakan langkah

penting dalam penyelidikan menggunakan soal selidik yang bertujuan untuk

menentukan kesahan dan kebolehpercayaan instrumen yang digunakan dalam kajian

ini. Ujian rintis juga bertujuan untuk mengetahui kefahaman responden terhadap soal

selidik dari segi bahasa dan isi kandungan, dan untuk membolehkan penyelidik

mengetahui sama ada soalan-soalan dalam soal selidik cukup merangsang responden

menjawab dengan yakin, selesa dan jelas, sesuai dengan objektif kajian atau

sebaliknya. Seramai 36 orang pelajar yang mempunyai latar belakang yang setara

dengan sampel kajian dipilih sebagai responden kepada instrumen dalam ujian rintis

ini.

Bagi menentukan kesahan kandungan instrumen kajian ini, kerjasama pakar

telah diperoleh dalam bidang pengukuran dan penilaian pendidikan dan pendidikan

sains untuk menilai kualiti item, padanan item-item dengan dimensi yang sepadan dan

memberikan cadangan yang berguna mengenai instrumen. Kesahan muka (face

validity) bagi instrumen ini dijalankan oleh penyelidik dengan menemu bual 5 orang

91

pelajar yang menjadi responden ujian rintis ini. Temu bual dijalankan bagi

mendapatkan maklum balas pelajar terhadap maksud beberapa frasa atau perkataan

yang agak abstrak yang mungkin tidak dapat difahami oleh pelajar-pelajar pada tahap

ini. Penyelidik mendapati semua pelajar memahami maksud perkataan dan frasa yang

terdapat dalam instrumen ini. Bagi Ujian Topik Keelektrikan dan Kemagnetan, pakar

telah mencadangkan supaya struktur ayat pada beberapa item diubah suai dari segi

tatabahasa.

Kebolehpercayaan instrumen pula diperoleh melalui analisis data ujian rintis

dengan mengambil nilai pekali kebolehpercayaan alpha Cronbach. Pekali

kebolehpercayaan alpha Cronbach diberi dalam julat 0 hingga 1 (Gay & Airasian,

2003). Semakin hampir kepada nilai 1, semakin tinggi nilai konsistensi dalaman bagi

item-item dalam skala yang digunakan. Nilai alpha ditentukan oleh bilangan item dan

min korelasi antara item. George dan Mallery (2003) memberikan peraturan atau rules

of thumb: bagi mentafsir nilai alpha iaitu “α > 0.9 – Sangat baik; α > 0.8 – Baik; α >0.7

– Boleh diterima, α > 0.6 – Dipersoalkan; α > 0.5 – Lemah; dan α < 0.5 – Tidak

diterima”.

3.6.1 Soal Selidik Sikap Terhadap STEM (SSTS)

SSTS mengandungi 26 item yang mengukur sikap pelajar terhadap STEM. Soal

selidik ini dibina dan disahkan oleh Unfried et al. (2015) yang membuat perbandingan

antara dimensi-dimensi sikap pelajar ijazah pertama terhadap STEM dalam pengajian

major mereka. Satu lagi instrumen berkaitan sikap terhadap STEM dibina oleh Tandra,

(2010) bertujuan untuk memahami sama ada latar belakang responden dan faktor

kerjaya mempunyai hubungan dengan sikap terhadap STEM. Namun demikian,

instrumen yang dibina banyak tertumpu kepada faktor kerjaya yang bukan merupakan

92

pemboleh ubah bersandar dalam kajian ini. Justeru, instrumen yang dibina oleh

Unfried et al. (2015) didapati lebih sesuai untuk digunakan dalam konteks kajian ini

erana instrumen ini adalah tidak terlalu panjang, mudah digunakan, dan secara khusus

menyasarkan sikap terhadap STEM. Bahasa yang digunakan sesuai untuk pelajar

sekolah menengah dan boleh digunakan untuk mengukur perubahan minat dan sikap.

Instrumen SSTS mengukur sikap terhadap STEM berdasarkan tiga konstruk iaitu

Sikap terhadap Matematik, Sikap terhadap Sains dan Sikap terhadap Kejuruteraan dan

Teknologi. Jadual 3.2 menunjukkan ketiga-tiga konstruk dan bilangan item yang

dikelaskan ke dalam tiap-tiap konstruk tersebut.

Jadual 3.2

Kandungan Soal Selidik Sikap Terhadap STEM Mengikut Konstruk (SSTS)

Bahagian Perkara Bilangan Item

Bahagian I Maklumat Demografi Pelajar 3 item

Bahagian II Sikap terhadap Matematik 8 item

Bahagian III Sikap terhadap Sains 9 item

Bahagian IV Sikap terhadap Kejuruteraan dan

Teknologi

9 item

(Sumber: Unfried et al., 2015)

Selain itu, Instrumen SSTS digunakan untuk mengukur nilai tugas subjektif

pelajar seperti yang dihuraikan dalam Teori Ekspektasi-Nilai iaitu Nilai Faedah-

Keseronokan, Nilai Pencapaian, Nilai Utiliti dan Kos Relatif. Jadual 3.3 menunjukkan

item-item SSTS yang disusun mengikut keempat-empat nilai tugas subjektif pelajar.

93

Jadual 3.3

Kandungan Soal Selidik Sikap Terhadap STEM Mengikut Nilai Tugas Subjektif

(SSTS)

Bahagian Perkara Jum. Item

Nilai Faedah-

Keseronokan

Item 1: saya tidak gemar belajar matematik.

Item 18: saya suka berimaginasi mereka cipta produk baru.

Item 21: saya berminat mengetahui bagaimana mesin berfungsi

Item 23: saya ingin tahu tentang bagaimana elektronik

berfungsi.

4

Nilai Pencapaian Item 3: matematik adalah mata pelajaran yang sukar difahami

oleh saya.

Item 4: saya anggap saya adalah pelajar yang cemerlang dalam

matematik.

Item 5: saya boleh belajar semua mata pelajaran lain dengan

mudah kecuali matematik.

Item 7: saya mampu mendapatkan markah yang tinggi dalam

matematik.

Item 8: saya hebat dalam belajar matematik.

Item 16: saya boleh belajar semua mata pelajaran lain dengan

mudah kecuali sains.

Item 17: saya yakin saya boleh belajar konsep sains yang

lebih sukar.

7

Nilai Utiliti Item 2: saya bercita-cita menjadi pakar matematik apabila

dewasa kelak.

Item 10: saya bercita-cita menjadi ahli sains apabila dewasa

kelak.

Item 11: saya akan menggunakan pengetahuan sains di luar waktu persekolahan.

Item 12: pengetahuan sains membantu saya menjalani

kehidupan seharian.

Item 13: saya memerlukan pengetahuan sains untuk kerjaya

saya apabila dewasa kelak.

Item 15: sains penting untuk dipelajari sepanjang hidup

saya.

10

Item 19: jika saya belajar kejuruteraan, saya boleh

memperbaiki peralatan yang digunakan orang setiap

hari.

Item 22: mereka cipta produk atau model penting dalam pekerjaan saya apabila dewasa nanti.

Item 24: saya ingin menggunakan kreativiti dan inovasi dalam

pekerjaan saya apabila dewasa nanti.

Item 25: saya perlu menggabungkan pengetahuan sains dan

matematik bagi mereka cipta produk yang berguna.

94


Bahagian Perkara Jum. Item

Kos Relatif Item 6: saya yakin saya boleh belajar formula matematik yang lebih

susah.

Item 9: saya berasa yakin apabila belajar sains.

Item 14: saya tahu saya boleh belajar sains dengan baik.

Item 20: saya hebat dalam membina dan memperbaiki sesuatu barang.

Item 26: saya percaya saya boleh menjadi jurutera apabila dewasa

kelak.

5

Menurut Unfried et al. (2015), SSTS tidak mengandungi perkataan yang

abstrak dan juga ayat-ayat yang mengandungi maksud negatif secara berganda. Oleh

sebab instrumen SSTS ini adalah dalam bahasa Inggeris, soal selidik ini telah dialih

bahasa ke dalam bahasa melayu oleh penyelidik. Seterusnya, penyelidik meminta

khidmat seorang pensyarah pakar dalam bahasa inggeris untuk melakukan back-

translation ke dalam bahasa Inggeris dan memadankannya dengan instrumen asal bagi

memastikan maksud setiap item tidak berubah. Proses back-to-back translation

(Brislin, 1986) ini dilakukan dengan teliti sehingga penyelidik berpuas hati bahawa

maksud dalam instrumen yang dialih bahasa sepadan dengan maksud instrumen asal.

Setiap item direspon di atas skala 4 poin daripada ‘sangat tidak bersetuju’

kepada ‘sangat bersetuju’. Data-data Soal Selidik Sikap Terhadap STEM dianalisis

dan diinterpretasi dalam bentuk min skor dengan nilai antara 1.0 hingga 4.0. Data-data

yang diperoleh dalam kajian ini dimasukkan mengikut respon yang diberi oleh

responden kecuali bagi item-item negatif iaitu item 1, 5 dan 16 yang dikod semula

(recode) secara terbalik.

Ujian rintis telah dilakukan ke atas instrumen ini bagi menentukan

kebolehpercayaannya. Kesahan kandungan pula diperoleh melalui tiga orang pakar

dengan menggunakan kaedah Content Validation Index (CVI) bagi menyediakan bukti

95

kesahan kandungan untuk instrumen. Kaedah ini melibatkan pengiraan yang ringkas,

mudah difahami, memberi tumpuan kepada persetujuan yang relevan, fokus kepada

kesepakatan kata dan penyediaan kedua-dua maklumat item dan skala (Polit, Beck &

Owen, 2007). Nilai I-CVI yang diterima pakai adalah ≥ 0.78 (Lynn, 1986) manakala

nilai S-CVI yang diterima pakai adalah ≥ 0.80 (Davis, 1992). CVI dianalisis

berdasarkan setiap item oleh tiga orang panel pakar yang terdiri daripada pakar dalam

bidang Sains, Kejuruteraan, Teknologi dan Matematik (STEM) serta mempunyai

pengetahuan yang spesifik terhadap konstruk yang hendak ditaksir. Tahap kesesuaian

setiap item dinilai berdasarkan skala 5 poin iaitu iaitu 1= sangat tidak relevan, 2= tidak

relevan, 3= agak relevan, 4= relevan dan 5= sangat relevan. Nilai S-CVI / purata untuk

SSTS yang diperoleh adalah 0.91 iaitu melebihi nilai yang boleh diterima pakai 0.80

seperti dalam Lampiran Civ. Oleh itu, item-item dalam SSTS mempunyai kesahan

kandungan yang tinggi. Di samping itu, ulasan dari para pakar telah dipertimbangkan

sepenuhnya untuk memastikan instrumen berupaya mengukur sikap terhadap STEM

dalam kalangan pelajar tingkatan enam.

Manakala kesahan muka diperoleh melalui temu bual dengan 5 orang

responden. Dari segi kebolehpercayaan pula, Nilai alpha Cronbach yang diperoleh

bagi soal selidik sikap terhadap STEM ialah 0.731 seperti dalam Lampiran Cv. Nilai

yang melebihi 0.700 menunjukkan soal selidik ini sesuai digunakan kerana

kebolehpercayaannya yang boleh diterima (George & Mallery, 2003).

3.6.2 Ujian Topik Keelektrikan dan Kemagnetan

Pencapaian responden diukur menggunakan Ujian Topik Keelektrikan dan

Kemagnetan (UTKK) yang digunakan oleh Mentzer (2008) dalam kajian beliau

berkaitan prestasi akademik sebagai peramal kepada pencapaian dalam cabaran reka

96

bentuk kejuruteraan. Alat ukur ini digunakan untuk menentukan sama ada kejayaan

akademik pelajar boleh dikaitkan dengan perubahan dalam pencapaian pelajar semasa


Instrumen ini telah diubahsuai oleh penyelidik dengan mengikut format peperiksaan

Sijil Tinggi Pelajaran Malaysia (STPM) untuk mata pelajaran fizik tingkatan enam dan terdiri

daripada soalan objektif sebanyak 30 soalan (Majlis Peperiksaan Malaysia, 2012). Item-item

soalan juga disahkan oleh seorang pensyarah fizik universiti dan dua orang guru fizik yang

berpengalaman lebih daripada sepuluh tahun dalam pengajaran fizik bagi memastikan item-item

objektif yang direka bentuk menepati konstruk yang ingin diukur. Kesahan muka dan kesahan

kandungan instrumen ini dilakukan sebelum kajian rintis dijalankan. Nilai S-CVI / purata untuk

UTKK yang diperoleh adalah 0.96 iaitu melebihi nilai yang boleh diterima pakai 0.80 seperti

dalam Lampiran Dv. Manakala bagi menentukan kebolehpercayaan UTKK, ujian rintis

dilakukan ke atas 36 orang responden dan nilai kebolehpercayaan Kuder Richardson (KR-20)

yang diperoleh adalah 0.859 (Lampiran Dvi). Nilai yang melebihi 0.700 menunjukkan

instrumen ini sesuai digunakan kerana kebolehpercayaannya yang boleh diterima (George &

Mallery, 2003). Jadual 3.4 menunjukkan jadual spesifikasi item bagi Ujian Topik Keelektrikan

dan Kemagnetan.

Jadual 3.4

Jadual spesifikasi item bagi Ujian Topik Keelektrikan dan Kemagnetan

Item

Konsep Fizik

Objektif

pengetahuan

Objektif kefahaman Objektif aplikasi

Arus Elektrik 4 2 3

Medan Magnet 3 3 4

Aruhan

elektromagnet

3 3 5

97

3.7 Analisis Data

Fokus utama kajian ini ialah untuk menentukan sama ada Pembelajaran STEM

Berasaskan Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan (PSB-CRBK) dapat memberi kesan

ke atas sikap terhadap STEM dan pencapaian dalam topik Keelektrikan dan

Kemagnetan bagi pelajar tingkatan enam. Data-data kajian dikumpul daripada ujian

pra, ujian pos dan ujian pos lanjutan dan kemudiannya dianalisis berbantukan pakej

statistik SPSS versi 23.0. Analisis data merangkumi analisis statistik deskriptif dan

statistik inferensi. Analisis statistik deskriptif melibatkan statistik nilai min, sisihan

piawai, nilai minimum dan nilai maksimum.

Persoalan kajian ini dijawab berdasarkan dapatan daripada ujian hipotesis yang

dijalankan. Berdasarkan dapatan kajian-kajian lalu yang menyokong keberkesanan

kaedah PSB-CRBK dalam pembelajaran STEM ke atas variabel-variabel yang diukur

maka penyelidik memilih menggunakan hipotesis null berbanding hipotesis alternatif.

Pemilihan ini juga berdasarkan pertimbangan bahawa hipotesis alternatif

mengandungi pernyataan yang tidak setara antara variabel tidak bersandar dengan

variabel bersandar. Dengan kata lain, terdapat kesan ke atas variabel bersandar

disebabkan oleh variabel tidak bersandar (Brace, Kemp & Snelgar, 2006).

Hipotesis-hipotesis kajian seperti dinyatakan di dalam Bab 1 diuji secara

statistik inferensi menggunakan Ujian Manova dengan Pengukuran Berulang

(Repeated Measures). Data yang telah dianalisis menentukan sama ada hipotesis null

ditolak atau gagal ditolak, bergantung kepada aras signifikan yang ditetapkan iaitu α =

0.05. Keputusan ujian hipotesis digunakan untuk menjawab soalan kajian mengenai

kesan variabel tidak bersandar iaitu pembelajaran STEM berasaskan cabaran reka

bentuk kejuruteraan ke atas dua variabel bersandar iaitu sikap terhadap STEM dan

98

pencapaian pelajar dalam topik Keelektrikan dan Kemagnetan. Tatacara analisis data

dihuraikan secara terperinci dalam Bab 5 Dapatan Kajian.

3.8 Prosedur Kajian

Prosedur kajian ini meliputi dua fasa yang mengandungi beberapa langkah dan

dihuraikan dalam bahagian berikut.

3.8.1 Fasa I : Pembinaan Modul

Modul PSB-CRBK mengandungi bahan-bahan dan unit-unit pembelajaran

yang telah dipilih dan disusun dengan teliti. Modul dihasilkan bersandarkan teori-teori

dan model manakala proses pembinaan modul dilakukan berpandukan Model

ASSURE (Smaldino, Russell, Heinich & Molenda, 2008). Panduan penggunaan

modul untuk melaksanakan PSB-CRBK juga disediakan untuk rujukan guru fasilitator.

Proses pembinaan modul dilaksanakan dengan merujuk pakar-pakar dalam

bidang pendidikan Sains, Matematik, Kejuruteraan dan Teknologi yang terdiri

daripada pensyarah dan guru-guru yang berpengalaman. Pandangan pakar diperoleh

bermula daripada peringkat analisis keperluan, pemilihan isi kandungan dan strategi

pembelajaran yang sesuai digunakan dalam modul ini sehinggalah kepada menilai dan

mengesahkan sejauh mana isi kandungan modul mencapai objektif yang ditetapkan.

3.8.2 Fasa II : Kajian Keberkesanan Modul

Kajian ini dijalankan sebaik sahaja penyelidik mendapat kebenaran untuk

menjalankan kajian daripada pihak sekolah. Penyelidik telah menemui pengetua

sekolah yang dipilih dan memohon kebenaran menjalankan kajian dengan

menerangkan objektif kajian, intervensi serta prosedur kajian. Pengetua sekolah

99

bersetuju untuk membenarkan kajian ini dilakukan di sekolah ini. Seorang guru fizik

tingkatan enam terlibat sebagai fasilitator untuk membimbing pelaksanaan aktiviti

pembelajaran melalui Modul PSB-CRBK. Seramai 36 orang pelajar Tingkatan Enam

telah dipilih sebagai peserta kajian setelah mendapat persetujuan pelajar dan kebenaran

daripada waris. Fasa II kajian ini terdiri daripada beberapa langkah yang dihuraikan

seperti berikut:

3.8.2(a) Perbincangan dan Penyelarasan Intervensi

Perbincangan dan penyelarasan intervensi bersama-sama guru fasililator dibuat

sebelum kajian dijalankan. Perbincangan merangkumi aspek seperti tempoh, tarikh

dan masa intervensi, keperluan logistik, serta pentadbiran ujian pra, pos dan pos

lanjutan. Kajian ini dijalankan di luar waktu sekolah sebagai aktiviti kokurikulum.

Perbincangan merangkumi jadual perancangan pelaksanaan serta menyusun intervensi

dalam tempoh yang ditetapkan bagi kajian ini. Perancangan mengambil kira tempoh

setiap interaksi dalam intervensi serta jadual waktu kokurikulum pelajar, jadual guru

fasilitator, serta takwim sekolah supaya tidak mengganggu perancangan program-

program sedia ada di sekolah tersebut.

3.8.2(b) Taklimat dan Latihan Bengkel bagi Guru

Taklimat dan latihan diberikan kepada guru fasilitator berpandukan modul

yang dibina. Bahan-bahan rujukan dan sokongan pembelajaran juga disertakan untuk

melicinkan tugas fasilitator. Taklimat kepada peserta kajian juga diberikan dengan

bantuan guru penyelaras. Latihan kepada guru fasilitator mengambil masa antara 1-2

jam bagi setiap sesi dan sebanyak tiga sesi latihan termasuk satu sesi percubaan telah

disempurnakan.

100

Dalam sesi pertama, tujuan kajian dan konsep utama Pembelajaran STEM

Berasaskan Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan dijelaskan kepada guru. Bagi sesi

kedua, penjelasan diberi mengenai sembilan langkah yang terdapat dalam Model

Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan yang diperkenalkan oleh National Center for

Engineering and Technology Education (NCETE) berdasarkan sumber Hynes et al.

(2011). Intervensi yang dijalankan merangkumi sembilan langkah iaitu Kenal Pasti

Masalah, Kaji Masalah, Membangunkan Penyelesaian, Memilih Penyelesaian

Terbaik, Membina Prototaip, Menguji dan Menilai Penyelesaian, Memaparkan

Penyelesaian, Mereka bentuk Semula dan Memuktamadkan Reka Bentuk yang

terdapat dalam Modul PSB-CRBK juga diberikan kepada guru.

3.8.2(c) Pentadbiran Ujian Pra

Setelah selesai latihan guru fasilitator, langkah kedua dijalankan iaitu

pengumpulan data melalui pentadbiran ujian pra. Instrumen kajian yang terdiri

daripada Soal Selidik Sikap Terhadap STEM (SSTS) dan Ujian Topik Keelektrikan

dan Kemagnetan (UTKK) diberi kepada semua peserta kajian. Masa yang

diperuntukkan ialah 30 minit bagi SSTS manakala 60 minit bagi menjawab UTKK.

3.8.2(d) Pelaksanaan intervensi

Pelaksanaan intervensi Modul PSB-CRBK seterusnya dilaksanakan oleh guru

yang bertindak sebagai fasilitator. Kehadiran penuh dalam setiap sesi diperoleh kerana

pembelajaran dilaksanakan di bawah aktiviti kokurikulum sekolah. Pelaksanaan

intervensi ini telah berlangsung selama 12 minggu dengan satu sesi mengambil masa

selama tiga jam seminggu atau untuk setiap kali perjumpaan. Modul mengandungi

enam unit pembelajaran STEM iaitu unit 1: Pembinaan Paku Elektromagnet, unit 2:

101

Pemburu dan Monyet, unit 3: Pembinaan Keretapi Elektrik, unit 4: Penjana Elektrik

Ubi Kentang, unit 5: Pembinaan Vakum Elektrik dan unit 6: Pembinaan Penghawa

Dingin Elektrik.

Setiap unit pembelajaran STEM adalah bagi menghasilkan satu produk yang

perlu melalui sembilan langkah (kenal pasti masalah, kaji masalah, membangunkan

penyelesaian, memilih penyelesaian terbaik, membina prototaip, menguji dan menilai

penyelesaian, memaparkan penyelesaian, mereka bentuk semula dan memuktamadkan

reka bentuk). Intervensi bagi setiap unit dibahagi kepada dua sesi interaksi dengan

setiap sesi mengambil masa tiga jam dan dijalankan selama dua minggu berturut-turut.

Keseluruhan pelaksanaan intervensi Modul PSB-CRBK memakan masa tiga bulan.

3.8.2(e) Pentadbiran Ujian Pos

Ujian pos ditadbirkan menggunakan instrumen yang sama seperti ujian pra

selepas intervensi selesai dilaksanakan. SSTS dan UTKK diubahsuai dari segi susunan

item bagi mengelak kesan hafalan. Ujian pos dilaksanakan sehari selepas intervensi

berakhir.

3.8.2(f) Pentadbiran Ujian Pos Lanjutan

Ujian pos lanjutan ditadbir menggunakan instrumen yang sama seperti ujian

pra. Bagi mengurangkan carry-over effect dalam pengukuran iaitu pengaruh ke atas

suatu ujian oleh ujian yang diambil sebelumnya, pelaksanaan ujian pos dan pos

lanjutan dijarakkan dalam tempoh yang bersesuaian iaitu 7 minggu selepas ujian pos.

Menurut Girden (1992) tempoh antara ujian pos dan ujian pos lanjutan iaitu tujuh

minggu adalah mencukupi untuk mengelakkan carry-over effect antara kedua-dua

peristiwa. Ringkasan keseluruhan pelaksanaan intervensi bagi pembelajaran

102

menggunakan Modul PSB-CRBK ditunjukkan dalam Jadual 3.5.

Jadual 3.5

Langkah-langkah Pelaksanaan Modul Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran

Reka Bentuk Kejuruteraan (PSB-CRBK) di Sekolah

Aktiviti Catatan

Kebenaran Pihak Sekolah. Diperoleh.

Lawatan 1:

Perjumpaan dengan Pengetua untuk memohon kebenaran menjalankan kajian di sekolah ini.

Penjelasan kepada Pengetua tentang objektif

kajian dan pelaksanaan intervensi. Penjelasan

tentang Modul PSB-CRBK juga diberi. Taklimat

dan perbincangan dengan guru penyelaras.

Pihak Sekolah membenarkan pelaksanaan kajian

di sekolah ini dan menamakan program ini

sebagai Program Pembelajaran STEM sekolah.

Pengetua melantik seorang guru PK

Kokurikulum sebagai penyelaras untuk

membantu menyelaras pelaksanaan kajian dan

intervensi.

Taklimat pelaksanaan kajian dan intervensi

diberi kepada guru penyelaras.

Lawatan 2:

Perjumpaan dengan guru Fizik Tingkatan Enam

(seperti yang dicadangkan oleh pihak sekolah).

Taklimat kajian diberi kepada guru fasilitator.

Penerangan tentang Modul PSB-CRBK dan

Panduan Guru diberi kepada guru fasilitator.

Perbincangan untuk menyelaraskan pelaksanaan

Modul PSB-CRBK dari segi tempoh masa,

tarikh, waktu, bilangan pelajar dan tempat.

Pengetua mengatur satu perjumpaan dengan

guru Fizik Tingkatan Enam yang bertindak

sebagai guru fasilitator dalam kajian ini.

Guru fasilitator diberi pendedahan tentang

pelaksanaan Modul PSB-CRBK serta penggunaan Modul PSB-CRBK oleh pelajar.

Sesi perbincangan dengan guru bagi

membolehkan guru memahami peranan mereka

sebagai fasilitator.

Jadual perancangan pelaksanaan dirancang

dengan persetujuan bersama guru PK

Kokurikulum dan guru fasilitator.

Lawatan 3:

Perjumpaan dengan peserta kajian disertai guru

penyelaras dan guru fasilitator untuk sesi

taklimat program.

Latihan peringkat 1 kepada guru fasilitator.

Seramai 36 orang pelajar telah dipilih dan

mendapat kebenaran waris untuk terlibat

sebagai peserta kajian.

Taklimat Program Pembelajaran STEM diberi

kepada pelajar.

Latihan diberi dalam bentuk penjelasan dan

perbincangan mengenai:

latar belakang modul termasuk teori dan ciri

pembelajaran Modul PSB-CRBK.

variabel kajian yang memerlukan penekanan

guru semasa pelaksanaan aktiviti Modul

PSB-CRBK.

langkah-langkah aktiviti dan isi kandungan

setiap unit pembelajaran, soalan dan jawapan.

103

Jadual 3.5 (sambungan)

Lawatan 4:

Latihan peringkat 2 kepada guru fasilitator.

Latihan seterusnya diberi dalam bentuk

penjelasan dan perbincangan mengenai

pelaksanaan aktiviti:

-susun atur untuk setiap aktiviti.

-peranan guru fasilitator secara khusus

mengikut isi kandungan dan aktiviti.

-video contoh-contoh pelaksanaan aktiviti.

-penilaian aktiviti, SSTS dan UTKK.

Lawatan 5: Latihan peringkat 3 kepada guru fasilitator.

Latihan seterusnya ialah sesi percubaan menjalankan bimbingan bersama sekumpulan

lima orang pelajar. Sesi ini menggunakan

sebahagian Unit Pembelajaran STEM 1.

Lawatan 6:

Mentadbir Ujian Pra

Ujian Pra terdiri daripada:

Soal Selidik Sikap Terhadap STEM (30

minit)

Ujian Topik Keelektrikan dan Kemagnetan

(60 minit)

Lawatan 7 – 18:

Pelaksanaan Intervensi Modul PSB-CRBK bagi Unit Pembelajaran STEM 1 hingga 6.

Setiap unit pembelajaran dilaksanakan dalam

satu sesi interaksi selama tiga jam dan dalam tempoh dua minggu berturut-turut. Interaksi

dijalankan di luar waktu persekolahan.

Keseluruhan pelaksanaan intervensi Modul

Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka

Bentuk Kejuruteraan memakan masa tiga bulan.

Kesemua aktiviti dilaksanakan dalam sesi

interaksi.

Lawatan 19:

Mentadbir Ujian Pos dalam tempoh seminggu

berakhirnya intervensi.

Ujian Pos terdiri daripada:

Soal Selidik Sikap Terhadap STEM (30 minit)


(60 minit)

Lawatan 20:

Mentadbir Ujian Pos Lanjutan selepas 7 minggu

Ujian Pos diberi.

Ujian Pos Lanjutan terdiri daripada:

Soal Selidik Sikap Terhadap STEM (30

minit)


(60 minit)

104

3.9 Matriks Kajian

Keseluruhan perbincangan dalam Bab 3 ini dirumuskan dalam matriks kajian

yang ditunjukkan oleh Jadual 3.6.

Jadual 3.6

Matriks Kajian

Objektif Persoalan Kajian Instrumen Analisis Data

1. Membina Modul

Pembelajaran STEM

Berasaskan Cabaran Reka

Bentuk Kejuruteraan (PSB-

CRBK) bagi meningkatkan

sikap terhadap STEM dalam kalangan pelajar Tingkatan

Enam.

1.Bagaimana modul

Pembelajaran STEM


Bentuk Kejuruteraan dapat

dibina dengan tujuan untuk

meningkatkan Sikap terhadap STEM dan pencapaian topik

Keelektrikan dan Kemagnetan

dalam kalangan pelajar

Tingkatan Enam?

Protokol

Temubual bagi

mendapatkan

ulasan dan

cadangan pakar, guru

dan pelajar

tentang

kandungan

Modul PSB-

CRBK

Soal Selidik

Sikap

Terhadap STEM

Soal Selidik

Sikap

Terhadap

STEM

Statistik

deskriptif:

Min, Sisihan

Piawai,

Skewness dan

Kurtosis

Statistik

Inferensi:

Ujian Manova

Pengukuran

Berulang

(Repeated

Measures)

2. Menilai keberkesanan

Modul Pembelajaran STEM


Bentuk Kejuruteraan untuk

pelajar Tingkatan Enam bagi meningkatkan sikap terhadap

STEM yang merangkumi:

i.Sikap terhadap Sains,

ii.Sikap terhadap Matematik.

iii.Sikap terhadap

Kejuruteraan dan Teknologi.

2.Adakah penggunaan Modul

Pembelajaran STEM


Bentuk Kejuruteraan untuk

pelajar Tingkatan Enam memberi kesan dalam

meningkatkan sikap terhadap

STEM yang merangkumi:

i. Sikap terhadap Sains?

ii. Sikap terhadap Matematik?

iii. Sikap terhadap

Kejuruteraan dan Teknologi?

3. Menilai keberkesanan

Modul Pembelajaran STEM

Berasaskan Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan untuk

pelajar Tingkatan Enam dalam

memberi kesan pengekalan ke

atas sikap terhadap STEM

yang merangkumi:

i.Sikap terhadap Sains,

ii.Sikap terhadap Matematik.

iii.Sikap terhadap

Kejuruteraan dan Teknologi.

3. Adakah penggunaan Modul

Pembelajaran STEM

Berasaskan Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan untuk

pelajar Tingkatan Enam

memberi kesan pengekalan ke

atas sikap terhadap STEM

yang merangkumi:

i. Sikap terhadap Sains?

ii. Sikap terhadap Matematik?

iii. Sikap terhadap

Kejuruteraan dan Teknologi?

105

Objektif Persoalan Kajian Instrumen Analisis Data

4. Menilai keberkesanan Modul

Pembelajaran STEM


Bentuk Kejuruteraan bagi

meningkatkan pencapaian topik keelektrikan dan

kemagnetan dalam kalangan


5. Menilai keberkesanan Modul

Pembelajaran STEM


Bentuk Kejuruteraan terhadap

kesan pengekalan pencapaian

topik keelektrikan dan kemagnetan dalam kalangan



Pembelajaran STEM


Bentuk Kejuruteraan memberi

kesan dalam meningkatkan pencapaian topik keelektrikan

dan kemagnetan dalam

kalangan pelajar Tingkatan

Enam.


Pembelajaran STEM


Bentuk Kejuruteraan memberi

kesan pengekalan terhadap

pencapaian topik keelektrikan dan kemagnetan dalam

kalangan pelajar Tingkatan

Enam.

Ujian

Topik

Keelektrikan dan

Kemagnetan

Ujian

Topik

Keelektrikan

dan

Kemagnetan

3.10 Rumusan

Kajian ini secara keseluruhannya berbentuk kuasi eksperimen menggunakan

reka bentuk Pra-eksperimen: Ujian Pra-Ujian Pos Satu Kumpulan (Pre-experimental

design: One Group Pretest-Post-Test Design). Kajian ini dijalankan untuk mengkaji

kesan variabel bebas iaitu pembelajaran STEM berasaskan cabaran reka bentuk

kejuruteraan terhadap variabel bersandar iaitu sikap terhadap STEM dan pencapaian

pelajar dalam topik Keelektrikan dan Kemagnetan. Sampel kajian ialah 36 orang

pelajar tingkatan enam yang dipilih menggunakan kaedah pensampelan bertujuan

menjalani intervensi PSB-CRBK. Seorang guru bertindak sebagai fasilitator iaitu guru

fizik dari sekolah yang sama. Prosedur kajian dihuraikan secara terperinci yang mana

dibahagikan kepada dua fasa iaitu fasa pembinaan modul dan fasa kajian keberkesanan

modul. Langkah-langkah Pelaksanaan Modul Pembelajaran STEM Berasaskan

Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan di Sekolah diringkaskan dalam bentuk jadual

manakala matriks kajian turut disertakan.

Statistik

deskriptif: Min, Sisihan

Piawai,

Skewness dan

Kurtosis

Statistik

Inferensi:

Ujian Anova

Pengukuran

Berulang

(Repeated

Measures)


106

BAB 4

PEMBANGUNAN MODUL

4.1 Pendahuluan


Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan (PSB-CRBK)

untuk meningkatkan Sikap terhadap STEM dan Pencapaian Topik Keelektrikan &

Kemagnetan dalam kalangan pelajar Tingkatan Enam. Sebelum menjalankan

intervensi ke atas sampel kajian, bahan-bahan pembelajaran yang sesuai dan relevan

perlu disediakan terlebih dahulu berdasarkan teori dan prinsip intervensi supaya

pelaksanaannya membolehkan kesan terhadap semua variabel kajian diukur. Dalam

kajian ini, satu modul pembelajaran iaitu Modul PSB-CRBK dibina bagi menjawab

persoalan kajian yang pertama dan juga sebagai panduan menjalankan PSB-CRBK

berasaskan Kerangka Konseptual PSB-CRBK. Bab ini membincangkan secara

terperinci fasa-fasa pembinaan Modul PSB-CRBK.

4.2 Model Reka Bentuk Pengajaran

Reka bentuk pengajaran menyediakan reka bentuk yang sistematik untuk

mendapatkan hasil yang berkesan dan produktif dalam proses pengajaran (Reiser,

2001). Sehingga hari ini, banyak model reka bentuk pengajaran telah dibangunkan,

dan dilihat bahawa model-model ini telah dikelaskan dengan cara yang berbeza iaitu

model berorientasikan kelas, model berorientasikan produk, dan model

berorientasikan sistem (Gustafson & Branch, 2002). Dalam dekad yang lalu hingga

kini terdapat beberapa model reka bentuk pengajaran muncul, walaupun model-model

ini kelihatan baru dan mempunyai kaedah dan fasa-fasa tersendiri sebenarnya ia

107

mempunyai banyak persamaan antara satu sama lain (Prestera, 2004).

Model reka bentuk pengajaran adalah alat digunakan untuk reka bentuk dan

pembangunan pengajaran; walau bagaimanapun, tidak jelas sama ada ia sesuai untuk

semua persekitaran pembelajaran. Malah menurut Clark, Kirschner, & Sweller,

(2012), beliau mengatakan bahawa bahan pengajaran hanya berfungsi sebagai untuk

menyampaikan pengajaran tetapi tidak dapat mempengaruhi secara langsung

pencapaian pelajar.

Manakala Foster, Shurtz dan Pepper (2014) mengatakan bahawa pembelajaran

lebih dipengaruhi oleh strategi pengajaran dan kandungan yang dirancang melalui

sesuatu media dan bukannya dipengaruhi oleh media tertentu sahaja. Hal ini membawa

pengertian bahawa sesuatu media pengajaran sama ada dihasilkan atau yang tersedia

ada harus dipilih dengan teliti dan dirancang pengajarannya. Tujuannya ialah supaya

dapat memenuhi fungsi sesuatu topik dan strategi pembelajaran untuk membantu guru

dalam proses penyampaian maklumat kepada pelajarnya. Pemilihan media pengajaran

mempunyai hubungan yang rapat dalam proses merancang sesuatu topik atau aktiviti

pengajaran untuk menentukan keberkesanannya. Aspek ini diperjelaskan oleh Dick

dan Reiser (2002), yang telah mencadangkan satu model reka bentuk pengajarannya

sendiri.

Antara model reka bentuk pengajaran yang terdapat dalam dunia pendidikan

dan kerap digunakan adalah Model ADDIE, Model Dick dan Carey, Model Kemp, dan

Model ASSURE. Model ADDIE diasaskan oleh Rosset pada tahun 1987 dan sering

menjadi asas kepada model reka bentuk pengajaran yang lain. Model ADDIE

mempunyai lima pembahagian utama iaitu Analysis (Analisis), Design (Reka bentuk),

Development (Pembangunan), Implementation (Perlaksanaan) dan Evaluation

108

(Penilaian). Manakala Model Dick dan Carey (1996) telah mengemukakan 10 proses

utama dalam model pengajaran mereka dan mengandungi 9 peringkat dalam gelungan

yang berulang dan berakhir dengan proses penilaian keberkesanan pengajaran. 9

peringkat dalam model reka bentuk pengajaran Dick dan Carey iaitu:

Peringkat 1: Mengenal pasti matlamat pengajaran

Peringkat 2: Mengendalikan analisis pengajaran

Peringkat 3: Mengenal pasti Pengetahuan Sedia Ada dan ciri-ciri pelajar

Peringkat 4: Menulis objektif pencapaian

Peringkat 5: Membina / menggubal item-item ujian rujukan kriteria

Peringkat 6: Membina strategi pengajaran

Peringkat 7: Membina dan memilih bahan-bahan pengajaran

Peringkat 8: Membina dan melaksanakan penilaian formatif

Peringkat 9: Membina dan melaksanakan penilaian sumatif

Model Kemp (1994) pula terdiri daripada 9 langkah seperti berikut:

1. Mengenal pasti masalah pengajaran dan menetapkan matlamat mereka

bentuk sesuatu pengajaran.

2. Mengenal pasti ciri-ciri pelajar yang perlu diberikan perhatian semasa proses

pengajaran dan pembelajaran.

3. Mengenal pasti isi kandungan pelajaran dan menganalisis komponen tugasan

sejajar dengan objektif pengajaran yang ingin dicapai.

4. Menyatakan objektif pengajaran yang perlu dicapai oleh pelajar.

5. Susun atur isi kandungan mengikut langkah-langkah pengajaran secara logik.

6. Mereka bentuk strategi pengajaran untuk membolehkan pelajar mencapai dan

menguasai objektif pembelajaran.

109

7. Rancangkan langkah-langkah penyampaian pengajaran.

8. Bina alat penilaian untuk menilai pencapaian objektif pembelajaran.

9. Memilih sumber untuk menyokong pengajaran dan aktiviti pembelajaran.

Seterusnya, Model ASSURE yang diasaskan oleh Smaldino, Russell, Heinich dan

Molenda (2008) merupakan model reka bentuk pengajaran yang boleh digunakan untuk

merancang penggunaan bahan pengajaran secara sistematik. Model ASSURE bermaksud

mempastikan atau to assure pembelajaran berlaku. Ia dapat membantu guru merancang

pengajaran yang dapat memanfaatkan penggunaan bahan pengajaran dan memberi fokus

kepada perancangan pengajaran dan pembelajaran dalam bilik darjah. Terdapat enam fasa

penting yang perlu dilalui oleh seseorang guru sekiranya memilih reka bentuk pengajaran

Model ASSURE ini iaitu:

1. Analyse Learners (Analisis pelajar)

2. State Objectives (Menyatakan objektif / hasil pembelajaran)

3. Select methods, media and materials (Pilih kaedah, media dan bahan)

4. Utilize media and materials (Menggunakan media dan bahan)

5. Require learner participation (Melibatkan pelajar)

6. Evaluate and revise (Nilai dan semak semula)

Pelbagai model dikemukakan dalam pembinaan modul pengajaran dan pembelajaran

antaranya ialah Model Anderson (1976), Model Russell (1974), Model Mager (1990), Model

Dick dan Carey (1996), Dick dan Reiser (1985) dan Model ASSURE (1996). Sungguhpun

prosedur atau pendekatan yang digunakan dalam pembinaan modul berasaskan model-model

di atas adalah berbeza dalam aspek tertentu, namun kesemua model bermatlamatkan untuk

menghasilkan modul yang berkualiti (Nik Zaharah Nik Yaacob, 2006).

110

4.3 Modul Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka Bentuk

Kejuruteraan (PSB-CRBK)

Modul merupakan sumber pengajaran dan pembelajaran berasaskan konsep

pembelajaran kendiri untuk seseorang individu atau tujuan latihan kepada orang lain.

Morrison, Ross dan Kemp (2007) menyatakan bahawa matlamat reka bentuk

pengajaran adalah untuk meningkatkan kecekapan dan keberkesanan pembelajaran di

samping memenuhi keperluan pelajar. Paling penting, reka bentuk pengajaran

mengaplikasikan teori dan amalan pembelajaran untuk meningkatkan hasil

pembelajaran. Manakala Koszalka dan Wu (2010) beranggapan bahawa penggunaan

model pengajaran sesuai dengan hakikat manusia yang mempunyai sifat ingin mencari

ilmu pengetahuan secara aktif, memahami maklumat yang diperolehnya,

menyelesaikan masalah, dan akhirnya akan mendapatkan pengetahuan yang

bermakna.

Sidek Mohd. Noah dan Jamaluddin Ahmad (2005) mendefinisikan modul

sebagai satu unit pengajaran dan pembelajaran yang membincangkan sesuatu tajuk

tertentu secara sistematik dan berurutan. Justifikasi memilih definisi ini kerana dalam

modul pembelajaran, pelajar bertindak sebagai pelaksana aktiviti-aktiviti yang tercatat

dalam modul. Bimbingan guru atau fasilitator diperlukan untuk mengendalikan

aktiviti-aktiviti di dalam modul dengan memberi arahan serta penerangan kepada

pelajar. Kerjasama antara kedua-dua pihak amatlah penting bagi memastikan

keberkesanan penggunaan modul supaya dapat mencapai objektif yang ditetapkan

(Jamaluddin Ahmad, 2002).

111

Dalam kajian ini, modul PSB-CRBK didefinisikan sebagai modul

pembelajaran yang menekankan domain kognitif iaitu penguasaan isi kandungan

STEM yang berfokuskan kepada penyelesaian masalah dan penghasilan produk

melalui pendekatan Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan (CRBK). Modul ini

membekalkan bahan rangsangan pembelajaran yang bertujuan meningkatkan

pencapaian pelajar dalam topik Keelektrikan dan Kemagnetan tingkatan enam dan

sikap positif terhadap STEM sebagai pengguna modul. Panduan kepada guru

disediakan bagi membimbing pelajar menggunakan modul ini mengikut langkah-

langkah yang sistematik supaya dapat mencapai objektif PSB-CRBK.

Bagi memastikan pencapaian objektif PSB-CRBK, pembinaan modul ini

dibuat dengan teliti berdasarkan Kerangka Konseptual PSB-CRBK seperti yang

dijelaskan dalam Bab 2 (Rajah 2.3). Isi kandungan modul ini dipersembahkan secara

berstruktur dengan merujuk kepada model pembinaan modul pembelajaran yang

sesuai. Secara ringkasnya, modul ini mengandungi penerangan mengenai objektif

modul dan unit-unit pembelajaran yang memfokuskan pembelajaran STEM

menggunakan pendekatan CRBK. Proses pembinaan modul dilakukan dengan

merujuk pelbagai sumber rujukan termasuk temu bual dan melalui proses penyemakan

dan pengesahan pakar sebelum digunakan untuk kajian ini.

Beberapa orang pelajar, guru dan pensyarah yang berpengalaman dalam

pendidikan STEM dikenal pasti sebagai responden dan ditemu bual untuk

mendapatkan pandangan mengenai keperluan modul serta kesesuaian pemilihan isi

kandungan dan strategi penyampaian untuk modul ini. Maklumat mengenai temu bual

adalah seperti Jadual 4.1.

112

Jadual 4.1

Maklumat Responden Temu Bual Pembinaan Modul

Kod

Respon

-den

Profil Ringkas

Institusi

Pengalaman dalam

Bidang yang

Berkaitan

Tarikh Temu bual

(TB)

R1PCS Pensyarah

Cemerlang Sains

(Fizik,

Pendidikan

Sains)

Institut

Pendidikan Guru

Guru Fizik T6

(6 tahun) Pensyarah Sains

(19 tahun)

TB: 16 Feb 2017

R2PKS Pensyarah

Kanan Sains

(Fizik)

Kolej

Matrikulasi

Guru Fizik T6

(7 tahun)

Pensyarah Fizik

(17 tahun)

TB: 17 Feb 2017

R3PS Pakar STEM

(Kejuruteraan)

Petrosains,

KLCC

Pengurus Petrosains

(10 tahun)

Jurutera (5 tahun)

TB: 21 Feb 2017

R4GRC Guru Reka Cipta

(Teknologi)

Sekolah Menengah

Guru Reka cipta (13 tahun)

Jurutera

(1 tahun)

TB: 20 Feb 2017

R5GF Guru Fizik Sekolah

Menengah

Guru Fizik T6

(15 tahun)

TB: 23 Feb 2017

TBR: 15 Jul 2017

(kajian rintis)

RP1, RP2, RP3

Pelajar tingkatan enam

Sekolah Menengah

- TB: 23 Feb 2017

RP4, RP5

Pelajar tingkatan enam

Sekolah Menengah

- TBR: 15 Jul 2017

(Kajian Rintis)

Seramai sepuluh orang responden terlibat dalam temu bual yang diadakan iaitu

terdiri daripada dua orang pensyarah, satu pakar sains, dua orang guru dan lima orang

pelajar. Temu bual (TB) ini melibatkan analisis keperluan dan juga pemilihan isi

kandungan, strategi dan lain-lain semasa penghasilan draf pertama modul. Lima orang

pelajar tingkatan enam juga dipilih secara rawak untuk mendapatkan pandangan

tentang keperluan PSB-CRBK dan modul untuk melaksanakan PSB-CRBK. Setiap

113

pandangan responden dalam temu bual dirakam dan dibuat transkripsi. Respon temu

bual dikodkan mengikut temu bual dan profil responden. Sebagai contoh TB/R4GRC

mewakili respon yang diperoleh dalam temu bual (TB) daripada Responden 4 iaitu

Guru Reka Cipta (R4GRC). TB dan TBR masing-masing mewakili temu bual

peringkat analisis keperluan modul dan peringkat rintis modul. R5 merupakan guru

yang terlibat dalam kajian rintis modul ini. RP1, RP2 dan RP3 merupakan responden

pelajar yang dipilih secara rawak untuk temu bual peringkat analisis keperluan

manakala RP4 dan RP5 adalah responden pelajar yang dipilih dalam kalangan pelajar

yang mengikuti pelaksanaan PSB-CRBK dalam kajian rintis. Pemilihan responden

temu bual dibuat berdasarkan sasaran modul ini iaitu pelajar tingkatan enam, guru dan

pensyarah yang mempunyai kelayakan dalam bidang yang dikaji serta berpengalaman

dari segi tempoh masa mengajar. Fasa-fasa pembinaan modul dijelaskan secara

terperinci dalam bahagian berikut ini.

4.4 Fasa-Fasa Pembinaan Modul PSB-CRBK

Fasa-fasa dalam pembinaan modul ini adalah mengikut fasa-fasa yang

dicadangkan oleh Model Reka Bentuk Pengajaran ASSURE (Smaldino, Russell,

Heinich & Molenda, 2008) terdiri daripada kitaran proses sistematik berfokuskan

kepada membina pengalaman pembelajaran pelajar secara aktif (Smaldino, Lowther

& Russel, 2012). Dalam kajian ini, Model Reka Bentuk Pengajaran ASSURE

digunakan sebagai panduan pembinaan Modul PSB-CRBK. Model ini dipilih kerana

sifatnya yang komprehensif serta mempunyai langkah kerja penghasilan modul yang

baik dan telah digunakan dalam beberapa kajian yang melibatkan pembangunan modul

pengajaran (Reiser, 2001; Nik Zaharah Nik Yaacob, 2006; Sidek Mohd Noah &

Jamaludin Ahmad, 2005). Model ini merupakan salah satu model reka bentuk

114

pengajaran yang sistematik dalam penghasilan bahan pembelajaran yang berkesan dan

mudah untuk difahami dan diamalkan oleh guru dan pelajar (Baharuddin et al., 2002).

Model Reka Bentuk Pengajaran ASSURE mempunyai enam fasa iaitu Menganalisis

Pelajar, Menyatakan Objektif, Memilih Kaedah, Media, dan Bahan, Menggunakan

Media dan Bahan, Melibatkan Pelajar, Menilai dan Semak Semula.

4.4.1 Fasa 1: Menganalisis Keperluan Pelajar

Menganalisis kumpulan sasaran pelajar adalah penting untuk membantu guru

merancang pengajaran dan pembelajaran yang sesuai bagi mereka. Pelajar dapat

dianalisis berdasarkan aspek-aspek berikut:

Ciri-ciri umum pelajar.

Pengetahuan dan pengalaman sedia ada.

Ciri umum pelajar termasuklah umur, tahun, kelas, aliran, jantina, bangsa dan

seumpamanya supaya pemilihan kaedah, media dan bahan dapat disesuaikan dengan jenis

pelajar yang dikenal pasti. Pelajar yang lemah dalam penguasaan bahasa dapat dibantu

pembelajarannya melalui penggunaan gambar, bahan konkrit dan aktiviti tanpa media cetak.

Setiap pelajar mempunyai pengalaman yang berbeza.

Analisis pengetahuan dan pengalaman sedia ada pelajar dapat membantu guru

menyediakan pengajaran yang bermanfaat kepada pelajar. Justeru itu, kajian ini mengenal

pasti pengetahuan sedia pelajar melalui ujian pra unit yang akan dipelajarinya, mengkaji

pencapaian pembelajaran unit terlebih dahulu dan mengadakan sesi soal jawab di dalam

kelas. Apabila guru ada maklumat tentang pengetahuan dan pengalaman pelajar tentang

topik yang akan dipelajari, mudahlah bagi guru untuk memilih pengisian sumber

pembelajaran dan kaedah yang sesuai yang akan digunakan.

115

Dalam kajian ini, analisis keperluan dilaksanakan untuk meneroka lebih

mendalam dan terperinci masalah yang berkaitan dengan keperluan dalam pengajaran

dan pembelajaran sebagaimana yang dikenal pasti dalam pernyataan masalah. Analisis

keperluan juga dijalankan untuk mengenal pasti kaedah mengatasi masalah. Perincian

masalah boleh ditentukan menerusi kaedah tinjauan dan temu bual (Azizah Hamzah,

2010). Tinjauan lepas mendapati terdapat masalah dalam penyampaian isi kandungan

STEM dalam pengajaran dan pembelajaran yang masih kurang berjaya meningkatkan

sikap pelajar yang positif terhadap pembelajaran STEM (Selcen Guzey, Michael

Harwell & Tamara Moore, 2014). Akibatnya, pelajar-pelajar kurang pengetahuan

mengenai STEM dan kurang berminat untuk melibatkan diri dalam bidang dan kerjaya

STEM.

Bagi mengatasi masalah yang dikenal pasti, kaedah pembelajaran PSB-CRBK

dicadangkan untuk dilaksanakan manakala sebuah modul perlu dibangunkan sebagai

panduan menjalankan PSB-CRBK. Seterusnya analisis keperluan juga dilakukan

untuk mengenal pasti isi kandungan, objektif khusus dan kaedah pelaksanaan yang

bersesuaian dengan keperluan pelajar bagi pembinaan modul (Nik Zaharah Nik

Yaacob, 2006). Dalam analisis keperluan bagi kajian ini, penyampaian isi kandungan,

objektif dan kaedah pelaksanaan PSB-CRBK dikenal pasti secara khusus menerusi

tinjauan dan temu bual.

Tinjauan dibuat dari segi keperluan kurikulum STEM dan pelajar-pelajar

sebagai pengguna modul serta guru-guru yang akan berperanan sebagai fasilitator.

Tinjauan ke atas kurikulum STEM sekolah menengah mendapati pendekatan sains dan

teknologi mengesyorkan pembelajaran sains melalui pendekatan cabaran berlandaskan

isu sains, matematik, kejuruteraan dan teknologi. Pengetahuan sains dan teknologi

dipelajari bersama dengan aplikasi sains dan teknologi serta implikasi kepada

116

masyarakat (Kementerian Pendidikan Malaysia, 2012). Sebagai contoh, satu analisis

kepada kurikulum fizik Malaysia telah dibuat dan didapati bahawa pengintegrasian

sains dan teknologi pendidikan serta penggunaan pendekatan penyiasatan saintifik

amat jelas ditekankan dalam kurikulum fizik tersebut. Namun, dalam soal

pengintegrasian sains dan kejuruteraan serta matematik, perkara ini lebih kepada

secara tersirat (Bunyamin & Finley, 2016).

Aplikasi-aplikasi sains dan teknologi dalam dunia nyata ada ditekankan dalam

kurikulum fizik tersebut, namun untuk membawa pendekatan CRBK dalam subjek

sains seperti fizik ini memerlukan pendekatan yang lebih tersurat. Ini termasuklah

menyusun kembali topik-topik sains agar dapat membina perkaitan dan hubungan

antara setiap konsep itu ke arah pengaplikasian yang konkrit dalam kehidupan

(Bunyamin & Finley, 2016). Sebagai contoh, topik-topik seperti Tekanan dalam

Cecair, Prinsip Archimedes, dan Prinsip Bernoulli boleh digabungkan bersama untuk

aplikasi pembinaan kapal selam dalam teknologi marin. Walaupun ketiga-tiga topik

ini tergabung dalam bab Daya dan Tekanan (bab tiga fizik tingkatan empat), namun

perkaitan antara konsep-konsep dan topik-topik tersebut wajar dibuat secara lebih

jelas. Oleh itu, dalam modul ini terdapat beberapa unit pembelajaran STEM yang

menggabungkan dua atau lebih topik fizik yang mempunyai hubungan dan perkaitan

konsep antara satu sama lain dan sesuai diaplikasikan secara bersama. Contohnya,

dalam unit pembelajaran STEM 1: Pemburu dan Monyet, topik 2: Kinematik

digabungkan dengan topik 16: Medan Magnet bagi menghasilkan Peranti Menembak

Monyet.

Di sinilah nanti para pelajar akan dapat melihat bagaimana setiap konsep sains

dan matematik itu sebenarnya berkait rapat dan menyokong antara satu sama lain. Pada

aplikasi harian itulah nanti pelajar dapat mencipta sendiri produk yang mengaplikasi

117

konsep-konsep sains dan matematik serta menggunakan kejuruteraan dan teknologi

yang bersesuaian. Secara ringkasnya, inilah idea asas kepada pendekatan CRBK dalam

PdP subjek STEM. Gesaan untuk merubah kurikulum sains dan matematik di Malaysia

ke arah kurikulum berpaksikan STEM juga telah dibuat oleh Siew, Amir, dan Chong

(2015).

Manakala melalui temu bual, didapati bahawa terdapat beberapa aspek yang

perlu diberi perhatian untuk penambahbaikan. Sebelum ditemubual, pelajar dan guru

diberikan draf modul PSB-CRBK untuk dibaca, disemak dan diteliti. Aspek pertama

yang perlu ditambah baik adalah dari segi masa. Dari sudut masa yang diperuntukan

selama satu jam bagi setiap unit pembelajaran tidak mencukupi kerana pelajar perlu

meneliti dan memahami perlaksanaan modul PSB-CRBK yang diberi, berbincang dan

menjalankan aktiviti memasang, memaku, melilit dawai dan sebagainya seperti yang

terdapat dalam unit pembelajaran satu. Oleh itu, masa yang diperuntukan perlulah

lebih panjang. Antara komen dan cadangan yang diberikan oleh responden guru dan

pelajar ialah;

…Pada pandangan saya masa tidak mencukupi, kerana dari modul yang

saya lihat ini banyak benda nak kena buat…nak kena pasang, gergaji,

memaku dan sebagainya…

(TB/R5GF)

…Penambahbaikan dari segi masa, kerana mengunakan modul

memakan masa yang panjang, kami perlu membaca langkahnya satu

persatu…

(TB/RP1)

118

…Nampak best aktiviti Pemburu dan Monyet. Tapi, sempat ke nak

hasilkan produk dalam masa sejam…

(TB/RP2)

…Saya minat nak join aktiviti ni sebab nampak menarik. Cuma saya

takut bila buat aktiviti tu tak sempat habis…

(TB/RP3)

…Seminggu tiga kali interaksi tak boleh…tak sesuai. Seminggu sekali

boleh lah..Aktiviti ko akademik banyak sangat, tu pun belum masuk

aktiviti sukan dan sebagainya …

(TB/R5GF)

Berdasarkan pandangan di atas, penyelidik telah menambah peruntukan masa

iaitu selama tiga jam bagi setiap unit pembelajaran. Penyelidik juga merancang supaya

setiap unit pembelajaran dilaksanakan dalam dua sesi interaksi bagi memberi masa

yang mencukupi untuk pelajar-pelajar mencari maklumat, berbincang dan membuat

penambaikan dalam produk mereka.

Hasil temu bual dengan guru fizik tingkatan enam juga mendapati bahawa

pendekatan PSB-CRBK tidak sempat digunakan sewaktu PdP. Contoh respon yang

diberikan oleh R5;

..Masa saya mengajar tajuk kemagnetan, saya guna aplikasi powerpoint

untuk tunjuk imej medan magnet yang terhasil di sekeliling konduktor

yang membawa arus elektrik...Tapi kalau nak fokus, atau concentrate

untuk menghasilkan sesuatu produk atau prototaip dalam kelas memang

tak la… Sebab saya sendiri sebagai cikgu fizik, terus terang saya banyak

119

tumpu kepada fakta dan konsep fizik sahaja, sebab nak mengejar

silibus…

(TB/R5GF)

Respon di atas menunjukkan bahawa kekangan masa dan keperluan untuk

menyampaikan fakta dan konsep sains menyebabkan guru tiada masa yang mencukupi

untuk menggunakan pendekatan PSB-CRBK. Bagaimanapun menurut pensyarah

kanan sains, pembelajaran fizik haruslah melibatkan eksperimen yang boleh menentu

sahkan teori dan hukum fizik yang dipelajari. Berikut adalah respon beliau;

..Di kolej kami pelajar ada sesi praktikal 2 jam satu kali seminggu...dalam sesi

ni, pelajar perlu menentu sahkan teori, prinsip dan hukum fizik yang

dipelajari...contohnya hukum prinsip keabadian momentum bagi perlanggaran

kenyal.

(TB/R2PKS)

Menurut beliau lagi, dalam sesi praktikal pelajar juga didedahkan oleh guru

situasi sebenar bagaimana terhasilnya standing wave dan beat frequency. Melalui

pendedahan ini, pelajar akan faham dengan lebih mendalam berkaitan topik yang

dipelajari dalam kelas. Respon beliau seperti berikut;

...Dalam kelas pelajar belajar teori dan hukum fizik melalui tayangan slaid

powerpoint saja... dalam slaid pelajar dapat lihat imej standing wave dan beat

frequency dalam dua dimensi sahaja, dan tidak ditunjukkan bagaimana ia

terhasil... pelajar tak faham...

(TB/R2PKS)

120

Ini menunjukkan pembelajaran melalui penyampaian nota kuliah dan

penerangan menggunakan imej dua dimensi sahaja tidak mencukupi untuk pelajar

memahami konsep fizik yang terlalu abstrak yang memerlukan gambaran yang jelas

dan situasi sebenar. Hal ini disokong oleh guru fizik yang mengajar tingkatan enam.

Beliau menyatakan sangat sukar untuk pelajar memahami konsep fizik yang abstrak

seperti medan elektrik dan medan magnet kerana ia tidak dapat dilihat dengan mata

kasar. Dalam temubual beliau memberi respon seperti berikut;

...Dalam kelas pelajar belajar subtopik medan elektrik dan medan

magnet berpandukan buku teks, buku rujukan dan melukisnya pada

white board... pelajar tak faham...mereka tanya mengapa garis medan

elektrik dan medan magnet begitu dan begini...

(TB/R5GF)

Manakala hasil temubual bersama pensyarah cemerlang sains pula

menyarankan topik pembelajaran STEM di bilik darjah terutamanya subjek fizik boleh

diaplikasikan dan boleh memberi hubung kait dengan kehidupan dunia sebenar.

Sebagai contoh, melalui pembelajaran topik Keelektrikan dan Kemagnetan pelajar

dapat menghasilkan sesuatu produk yang boleh membantu memudahkan kerja-kerja

harian pelajar. Berikut salah satu respon yang diberikan oleh R1;

...Sepatutnya cikgu-cikgu di sekolah mengajar pelajar bagaimana

mengaplikasikan topik-topik yang dipelajari di sekolah dalam

kehidupan harian mereka…baru lebih bermakna pembelajaran topik

tersebut…sebab memudahkan kerja seharian kita…

(TB/R1PCS)

121

Respon di atas menunjukkan bahawa topik yang dipelajari di sekolah haruslah

ada kaitan dengan kehidupan dunia sebenar supaya pelajar merasa berbaloi apa yang

dipelajari dan dapat mempraktikkan dalam kehidupan seharian. Menurut R1 lagi,

pembelajaran fizik di sekolah haruslah diintegrasikan dengan elemen kejuruteraan dan

teknologi;

...Kalau belajar fizik sepatutnya melibatkan teknologi.. kalau tiada

teknologi buat apa belajar fizik... sebab tak dapat hasilkan apa-apa...

(TB/R1PCS)

Respon beliau menunjukkan bahawa pembelajaran fizik haruslah melibatkan

aktiviti merekacipta sesuatu produk yang boleh membantu dan memudahkan kerja-

kerja seharian. Hal ini disokong oleh respoden 4 yang memberi respon seperti berikut;

..Pelajar seronok apabila disuruh membuat sesuatu, sebab benda tu

nampak...dapat pegang dan lihat...kalu baca buku depa (mereka)

malas...rasa bosan dan mengantuk...sebab tak dapat hasilkan apa-apa...

(TB/R4GRC)

Ini menunjukkan pembelajaran melalui aktiviti yang melibatkan penghasilan

produk meningkatkan sikap positif untuk belajar dan kekal belajar. Menurut Olds dan

Miller (2004) pembelajaran STEM yang melibatkan elemen kejuruteraan di bilik

darjah dapat meningkatkan minat pelajar untuk belajar.

Hal ini memberi ruang kepada pelajar untuk berfikir secara kreatif dan

menghasilkan inovasi yang boleh menyumbang kepada masyarakat selaras dengan

hasrat kementerian pendidikan dan falsafah pendidikan negara (KPM, 2012). Hal ini

mencerminkan bahawa terdapat keperluan untuk melaksanakan pembelajaran STEM

122

melalui pendekatan Cabaran Reka bentuk Kejuruteraan yang melibatkan aktiviti-

aktiviti mereka cipta dan menghasilkan produk; bukan sekadar soal jawab di

penghujung sesi pengajaran dan pembelajaran sebagaimana amalan biasa guru di

dalam bilik darjah.

Tinjauan awal berkaitan sikap terhadap STEM dan pencapaian pelajar dalam

topik Keelektrikan dan Kemagnetan telah dijalankan kepada pelajar tingkatan enam di

sekolah daerah Kuala Muda yang tidak terlibat dalam kajian ini. Seramai 100 orang

pelajar tingkatan enam terlibat dalam tinjauan sikap pelajar terhadap STEM daripada

beberapa buah sekolah dan 34 orang lagi terlibat dalam tinjauan pencapaian topik

Keelektrikan dan Kemagnetan. Berikut adalah analisis statistik inferensi yang

diperolehi:

Jadual 4.2

Sikap Pelajar terhadap STEM

Statistik Sains Teknologi Kejuruteraan Matematik

Min 3.12 2.83 2.55 2.75

Sisihan Piawai 0.36 0.32 0.26 0.29

N 100 100 100 100

Jadual 4.2 menunjukkan sikap pelajar terhadap STEM dan didapati min skor

bagi Sains ialah 3.12, Teknologi 2.83, Kejuruteraan 2.55, dan Matematik 2.75 yang

menggambarkan sikap pelajar terhadap STEM adalah sederhana dan masih pada tahap

yang rendah.

123

Jadual 4.3

Min skor ujian pra topik Keelektrikan dan Kemagnetan

Statistik ujian pra peratus

Min 13.58 45.27

Median 14.00

mod 12.00

Sisihan Piawai 3.21

N 34

Jadual 4.3 menunjukkan min skor ujian pra topik Keelektrikan dan

Kemagnetan mencatatkan 13.58 atau 45.27% iaitu pelajar masih belum menguasai

topik ini atau penguasaan pada tahap yang rendah. Ini adalah kerana skor maksimum

yang boleh dicapai oleh pelajar adalah sebanyak 30.00.

Secara ringkasnya, aktiviti utama dalam fasa 1: Menganalisis Keperluan

Pelajar ini ialah membuat tinjauan dan kemudian perancangan ke atas aspek-aspek

berkaitan pembangunan modul. Hasil temu bual mendapati bahawa pembelajaran

STEM berasaskan cabaran reka bentuk kejuruteraan perlu dilaksanakan. Selain itu,

sebuah modul yang menyediakan panduan dalam bentuk bahan-bahan, objektif

pembelajaran serta strategi pembelajaran yang sesuai untuk PSB-CRBK perlu dibina.

Dapatan daripada analisis keperluan ini digunakan sebagai garis panduan dalam

proses-proses seterusnya pembinaan modul ini.

4.4.2 Fasa 2: Menyatakan objektif / kandungan / unit pembelajaran

Apa yang hendak dicapai adalah merujuk kepada pelajar. Tingkah laku yang

dinyatakan dalam objektif pembelajaran hendaklah yang dapat dilihat dan diukur

pencapaiannya. Tingkah laku ini juga hendaklah yang wajar dan berasaskan situasi

124

sebenar. Justeru itu, objektif pembelajaran merupakan perkara yang dihasratkan

berlaku dalam diri pelajar setelah mengikuti PSB-CRBK menggunakan modul ini.

Objektif merujuk kepada hasil pembelajaran dan ia dinyatakan secara eksplisit. Secara

amnya, objektif modul ini ditetapkan selaras dengan objektif kajian kerana modul ini

dibina secara khusus untuk membantu mencapai objektif kajian ini. Oleh itu, Modul

PSB-CRBK dibangunkan bertujuan untuk mencapai objektif am yang berikut:

mengembangkan sikap positif pelajar terhadap STEM;

meningkatkan pencapaian pelajar dalam topik Keelektrikan dan

Kemagnetan;

memberikan kesan pengekalan terhadap pencapaian pelajar dalam

topik Keelektrikan dan Kemagnetan;

mengaitkan pengetahuan STEM yang dipelajari dalam bilik darjah

dengan pengalaman kehidupan seharian dan menyelesaikan masalah

yang dihadapi dalam dunia sebenar.

Objektif khusus modul ini pula ditetapkan merujuk kepada ciri-ciri

pembelajaran STEM berasaskan Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan yang

mengutamakan penguasaan pengetahuan sains dan matematik untuk menyelesaikan

masalah dunia sebenar yang biasa dihadapi oleh jurutera (Lachapelle & Cunningham,

2014; Sheppard, Macatangay, Colby, & Sullivan, 2009). Reka bentuk kejuruteraan

juga menyediakan peluang untuk membangunkan kemahiran penyiasatan kendiri dan

penyelesaian masalah kerana dalam bidang kejuruteraan terdapat pelbagai masalah

kompleks (Cunningham & Hester, 2007; Mehalik et al., 2008; Purzer et al., 2015).

125

Di samping menjadi penghubung dalam penggunaan pengetahuan sains dan

matematik, reka bentuk kejuruteraan memberi peluang kepada pelajar untuk terlibat

dengan konteks dunia sebenar dan masalah sebenar kejuruteraan yang turut membantu

dalam menggambarkan hubungan antara pembelajaran dan dunia nyata (Brophy et al.,

2008; Cunningham & Lachapelle, 2014; Moore et al., 2014b; Stohlmann et al., 2012).

Pengalaman reka bentuk kejuruteraan juga didapati secara intrinsik memotivasi pelajar

kerana pengalaman ini melibatkan keinginan dan minat semula jadi pelajar untuk

menyelesaikan masalah dan memahami bagaimana keadaan berfungsi (Carlson &

Sullivan, 2004; National Research Council, 2014).

Akhirnya, pengalaman berasaskan reka bentuk kejuruteraan boleh digunakan

bukan sahaja untuk menghubungkan antara disiplin ilmu STEM, malah pengalaman

ini dapat memperdalamkan pemahaman konseptual di lain-lain disiplin ilmu

(Kolodner et al., 2003; Mehalik et al., 2008; Wendell & Rogers, 2013). Walaupun

integrasi boleh berlaku pada tahap yang berbeza dan antara satu atau lebih disiplin

ilmu STEM, satu pendekatan umum untuk pembelajaran STEM adalah melalui

penggunaan reka bentuk kejuruteraan sebagai konteks untuk pembelajaran dalam sains

dan matematik (Brophy et al., 2008; Moore et al., 2014b; Wendell & Rogers, 2013).

Oleh itu, objektif khusus modul ini adalah supaya pelajar dapat;

mentafsir dan menganalisis maklumat daripada bahan-bahan bacaan

dan membina hujah-hujah untuk mengemukakan dakwaan berasaskan

bukti;

menganalisis maklumat yang dipelajari mengenai isu cabaran global

yang sedang dibincangkan;

126

menjalankan kajian bertujuan untuk mengeluarkan pendapat sendiri ke

atas sesuatu isu cabaran global sama ada patut dilaksanakan atau tidak;

menghasilkan produk atau prototaip dengan menggunakan

pendekatan CRBK;

menjawab soalan-soalan cabaran yang disediakan dalam modul ini;

menganalisis reka bentuk kejuruteraan yang sesuai dengan produk

yang ingin dihasilkan berdasarkan bacaan artikel-artikel yang

berkaitan;

menguji kebolehfungsian produk yang dihasilkan;

menilai kebolehfungsian produk yang dihasilkan dengan

menggunakan rubrik yang disediakan dalam modul;

terlibat dalam perbincangan berhemah mengenai impak produk yang

dihasilkan sama ada patut diteruskan atau dihentikan;

berkongsi apa yang telah dipelajari melalui pembentangan yang jelas

dan tepat dengan rakan-rakan.

Modul PSB-CRBK mengandungi unit-unit pembelajaran berasingan yang

memfokuskan topik Keelektrikan dan Kemagnetan. Setiap unit pembelajaran

mempunyai objektif pembelajaran yang khusus merujuk kepada isi kandungan modul,

isu-isu cabaran global dan ciri-ciri PSB-CRBK. Semua objektif ini konsisten dengan

objektif modul yang disenaraikan di atas dan seterusnya konsisten dengan objektif

PSB-CRBK. Ini bagi membolehkan isi kandungan modul direka bentuk bagi

memenuhi tujuan kajian iaitu mengkaji keberkesanan PSB-CRBK ke atas sikap

terhadap STEM dan pencapaian dalam topik Keelektrikan dan Kemagnetan.

127

Walaupun PSB-CRBK pernah dilaksanakan di kebanyakan negara lain, namun

tiada sukatan pelajaran tertentu yang ditetapkan untuk digunakan oleh guru-guru

(Cantrell et al., 2006). Oleh itu, pemilihan isi kandungan modul khususnya topik-topik

yang menjadi teras kepada PSB-CRBK dan bahan-bahan pembelajaran yang sesuai

telah dibuat dengan teliti merujuk kepada literatur yang berkaitan supaya menepati

ciri-ciri pembelajaran STEM dan CRBK. Menurut Lewis (2005b), aspek terpenting

dalam merangka isi kandungan PSB-CRBK ialah menentukan topik yang sesuai. Hal

ini kerana tidak semua topik berkaitan dengan sains adalah sesuai dengan pendekatan

CRBK. Dalam kajian-kajian lepas, antara topik yang sering dibincangkan ialah topik

daya, gerakan, tekanan udara, tenaga, motor elektrik, keelektrikan dan kemagnetan

yang merupakan masalah dunia sebenar yang mempunyai penjelasan saintifik dan

relevan dengan masyarakat (Duit & Rhöneck, 2012; Mentzer, 2008). Ia merupakan

masalah-masalah saintifik yang bersifat abstrak (Ricks, 2006; Reeve, 2002), tidak

berstruktur (Pierik, 2008; Rogers, 2005) dan mempunyai pelbagai jalan penyelesaian

(Eide et al., 2008). Kemudian, pandangan pakar yang terdiri daripada guru dan

pensyarah dalam bidang STEM dan pembinaan modul pula dirujuk menerusi sesi temu

bual. Hasil temubual mencadangkan isi kandungan dalam modul ini dikaitkan dengan

pelbagai disiplin ilmu dan bersifat terbuka supaya fakta dan konsep-konsep yang boleh

dikaji datangnya daripada pelbagai bidang berlainan seperti fizik, kimia, biologi,

matematik, kejuruteraan dan teknologi. Antara pandangan yang diberi;

...Isi kandungan dipilih daripada pelbagai bidang sains seperti teknologi

makanan, kejuruteraan genetik, masalah rumah hijau, krisis tenaga dan

perubatan supaya pelajar mendapat pengalaman yang lebih luas..

pengalaman yang berbeza..

(TB/R1PCS)

128

Pandangan ini selaras dengan Cunningham dan Lachapelle (2014) bahawa

bidang STEM merangkumi bidang yang luas, kebanyakannya bersifat global dan

kemasyarakatan. R3 yang ditemu bual juga berpandangan bahawa isu-isu daripada

bidang berlainan membolehkan pelaksanaannya melibatkan lebih ramai guru sains

daripada bidang berlainan.

...Seelok-eloknya isu-isu ni..biarlah ada kepelbagaian, ada daripada

bidang biologi, kimia, fizik… supaya pelajar-pelajar tak bosan. Guru-

guru daripada semua bidang sains boleh terlibat, bukan daripada satu-

satu bidang saja..

(TB/R3PS)

Menurut Bartholomew (2015), kunci kejayaan pelaksanaan pembelajaran

STEM ialah melalui pendekatan yang relevan dengan pelajar dan dihubungkan dengan

objektif pembelajaran bagi konsep-konsep sains dalam sukatan pelajaran sains formal.

Hal ini selaras dengan pandangan R1 yang ditemu bual;

…Gunakan pendekatan yang mana pelajar biasa dengannya dan mudah

diikuti. Nanti pelajar faham bahawa pembelajaran STEM itu ada kaitan

dengan mereka.. baru mereka lebih berminat terhadap STEM..

(TB/R1PCS)

Guru yang ditemu bual juga memberi pandangan dari sudut perkaitan antara

aktiviti pembelajaran STEM dengan objektif pembelajaran sains dalam bilik darjah.

Menurut R5;

129

... Bagilah aktiviti pembelajaran yang ada kaitan dalam kelas.. kalau

tiada kaitan sia-sia la belajar…sebab tak masuk exam. Yang penting

pelajar boleh jawab exam..

(TB/R5GF)

Berdasarkan pandangan-pandangan yang diberi, modul ini mengemukakan

unit pembelajaran STEM yang berkaitan dengan isi kandungan sains iaitu mata

pelajaran fizik yang dipelajari di dalam bilik darjah. Jadual 4.4 hingga 4.9

menunjukkan perkaitan antara unit pembelajaran STEM yang digunakan dalam modul

ini dengan Huraian Sukatan Pelajaran Fizik Tingkatan Enam (Majlis Peperiksaan

Malaysia, 2012). Hal ini bagi memastikan pelajar memahami isu tersebut dengan lebih

mudah kerana ia turut dipelajari dalam pembelajaran sains formal. Selain itu, perkaitan

antara unit pembelajaran STEM yang digunakan dengan persekitaran pelajar

membolehkan pelajar dapat merasai kepentingan dan kerelevanan pembelajaran

tersebut dengan kehidupan dan masa depan mereka.

130

Jadual 4.4

Pemetaan Unit Pembelajaran STEM 1 Modul PSB-CRBK dan Sukatan Fizik Tingkatan Enam MPM bagi Minggu 1

Unit

Pembelajaran

STEM

Sukatan Pelajaran

MPM

Tempoh

(Masa)

Objektif Pembelajaran

MPM

Hasil

Pembelajaran

STEM 1

Pengisian kurikulum

1

Pembinaan Paku

Elektromagnet

HSP Fizik Tingkatan 6 Topik 16: Medan Magnet

Minggu

1

(3 jam)

Pelajar dapat: Pelajar dapat:

Mengintegrasikan Sains, Teknologi, Kejuruteraan dan Matematik bagi

menghasilkan Paku Elektromagnet.

Menggunakan pendekatan Cabaran Reka

bentuk Kejuruteraan bagi menghasilkan Paku Elektromagnet.

Elemen Merentas Kurikulum:

STEM

Subtopik 16.3 Daya terhasil oleh

konduktor yang membawa arus

16.4 Medan Magnet terhasil oleh arus

elektrik

16.3 Menerangkan kewujudan medan magnet dan daya magnet pada konduktor lurus yang membawa

arus. 16.4 Menyatakan Hukum Ampere

dan menerbitkan formula medan magnet, B bagi konduktor elektrik lurus.

Kreativiti & inovasi

Nilai: -Berfikiran kritis dan kreatif. -Menyedari bahawa Sains merupakan satu daripada

cara untuk memahami alam.

Pengintegrasian

STEM

Sains: Teknologi:

Aplikasi konsep fzik elektromagnet.

Uji fungsi dengan cara memerhati:

i) Kebolehfungsian paku berkuasa elektromagnet. ii) Kebolehgunaan paku elektromagnet dalam

pelbagai keadaan.

Mereka bentuk paku elektromagnet dengan kemas dan kreatif.

Pengiraan untuk lilitan wayar kuprum pada paku yang diperlukan dan ukuran saiz bongkah kayu yang sesuai.

Sikap: -Bekerjasama.

Kejuruteraan:

Matematik:

Pencapaian:

Berjaya memahami konsep Medan Magnet yang terhasil oleh konduktor yang membawa arus.

(Sumber: Majlis Peperiksaan Malaysia, 2012)

131

Jadual 4.4 menunjukkan pemetaan Unit Pembelajaran STEM 1 Modul PSB-

CRBK bagi minggu 1 dalam modul ini dengan Sukatan Pelajaran Fizik MPM (Majlis

Peperiksaan Malaysia, 2012). Sehubungan itu, kandungan unit pembelajaran ini

disesuaikan dengan sukatan pelajaran yang hendak diajar kepada pelajar iaitu

melibatkan topik 16: Medan Magnet manakala subtopik yang terlibat adalah 16.3:

Daya yang Terhasil oleh Konduktor yang Membawa Arus Elektrik dan 16.4: Medan

Magnet yang Terhasil oleh Konduktor yang Membawa Arus Elektrik.

Dalam unit pembelajaran STEM 1 ini pelajar diberi aktiviti cabaran untuk

membina paku elektromagnet. Melalui aktiviti cabaran ini, pelajar dapat

mengintegrasikan sains, teknologi, kejuruteraan dan matematik semasa proses

pembinaan paku elektromagnet iaitu melalui aktiviti melukis, mengira, mereka bentuk

dan menguji paku elektromagnet yang terhasil. Hal ini adalah selari dengan teori

konstruktivis (Christie, 2005) yang menerangkan bagaimana pengetahuan disusun

dalam minda pelajar. Pengetahuan dikembangkan secara aktif oleh pelajar itu sendiri

dan tidak diterima secara pasif dari persekitarannya (Colburn, 2000). Hal ini

bermakna, pembelajaran merupakan hasil daripada usaha pelajar itu sendiri dari

pengalaman sedia ada mereka dan bukan dipindahkan daripada guru kepada pelajar

(Capraro & Han, 2014). Melalui pembinaan paku elektromagnet ini juga pelajar dapat

melihat sendiri bagaimana daya magnet terhasil oleh konduktor yang membawa arus

elektrik iaitu dengan melihat clip paper dapat ditarik oleh paku besi yang dililit oleh

dawai kuprum yang membawa arus elektrik.

132

Hal sebegini tidak dapat dilakukan dalam kelas kerana ia adalah abstrak iaitu

medan magnet tidak dapat dilihat oleh mata kasar. Di dalam kelas, guru hanya mampu

menerangkan secara teori sahaja bagaimana medan magnet dan daya magnet terhasil

oleh konduktor membawa arus elektrik dengan menggunakan gambarajah.

Gambarajah sahaja tidak mencukupi untuk pelajar memahami konsep medan

magnet yang abstrak dan dikhuatiri objektif pelajaran tidak dapat dicapai sepenuhnya.

Selain itu, aktiviti modul ini juga memberi peluang kepada pelajar memupuk semangat

bekerjasama dalam kumpulan dan menyedari bahawa sains merupakan salah satu cara

untuk memahami alam.

133

Jadual 4.5


Unit

Pembelajaran

STEM

Sukatan Pelajaran

MPM

Tempoh

(Masa)


MPM

Hasil Pembelajaran

STEM 2

Pengisian

kurikulum

2 Pemburu dan

Monyet

HSP Fizik Tingkatan 6

Topik Topik 2: Kinematik Topik 16: Medan Magnet

Minggu

3

(3 jam)

Pelajar dapat:

2.0 Menerbitkan dan menggunakan persamaan gerakan bagi pecutan seragam.

Pelajar dapat:

Mengintegrasikan Sains, Teknologi, Kejuruteraan

dan Matematik bagi menghasilkan Peranti Menembak Monyet.

Elemen Merentas

Kurikulum:

STEM

Kreativiti

& inovasi

Nilai: -Berfikiran kritis dan kreatif. -Menyedari bahawa Sains merupakan satu daripada cara untuk memahami

alam.


Pencapaian: Berjaya memahami konsep Gerakan

Luncuran dan konsep Medan Magnet

Subtopik 2.2 Gerakan Luncuran 16.4 Medan Magnet

terhasil oleh konduktor

membawa arus elektrik

2.2 Menyelesaikan masalah gerakan luncuran tanpa rintangan udara.

16.0 Menerangkan medan magnet sebagai medan kekuatan yang dihasilkan oleh konduktor yang membawa arus atau oleh magnet kekal.

Menggunakan pendekatan Cabaran Reka bentuk

Kejuruteraan bagi menghasilkan Peranti Menembak Monyet

16.4 Menyatakan Hukum Ampere dan menerbitkan formula medan magnet, B bagi konduktor elektrik lurus.

Pengintegrasian STEM Sains: Aplikasi konsep fizik Gerakan Luncuran.

Uji fungsi peranti yang dihasilkan dengan cara memerhati: i) Kebolehfungsian paku berkuasa elektromagnet ii) Peluru mengenai tepat pada sasaran.

Mereka bentuk Peranti Menembak Monyet. Pembuktian ketepatan tembakan melalui pengiraan.

Teknologi:

Kejuruteraan:

Matematik:


134



Peperiksaan Malaysia, 2012). Kandungan unit pembelajaran ini disesuaikan dengan

sukatan pelajaran yang hendak diajar kepada pelajar iaitu melibatkan topik 2:

Kinematik dan topik 16: Medan Magnet. Manakala subtopik yang terlibat adalah 2.2:

Gerakan Luncuran dan 16.4: Medan Magnet yang Terhasil oleh Konduktor yang

Membawa Arus Elektrik.

Dalam unit pembelajaran STEM 2 ini pelajar diberi cabaran untuk membina

peranti menembak monyet. Melalui aktiviti cabaran ini, pelajar dapat

mengintegrasikan sains, teknologi, kejuruteraan dan matematik semasa proses

pembinaan peranti menembak monyet iaitu melalui aktiviti melukis, mengira, mereka

bentuk dan menguji peranti menembak monyet yang terhasil. Melalui pembinaan

peranti menembak monyet ini juga pelajar dapat melihat sendiri bagaimana gerakan

luncuran terhasil oleh peluru yang ditembak keluar dari peranti tersebut. Hal ini selari

dengan pandangan Eisenkraft (2010) yang mengkonsepsikan pembelajaran fizik

sebagai pembelajaran yang melibatkan ruang dan geometri. Aktiviti ini memberi

peluang kepada pelajar untuk melihat sendiri dengan mata kasar bagaimana

pergerakan luncuran sebenar berlaku dalam kehidupan seharian dan menganalisa

mengapa ia berlaku sedemikian rupa sesuai dengan teori konstruktivis sosial yang

menyatakan bahawa pelajar membina pengetahuan sendiri melalui pengalaman

(Bandura, 1977 & Vygotsky, 1978).

135

Hal sebegini tidak dapat dilakukan dalam kelas kerana kekangan masa yang

terhad dan keterbatasan alat/bahan untuk menjalankan ujikaji tersebut. Di dalam kelas,

guru hanya mampu menerangkan secara teori sahaja bagaimana gerakan luncuran

terjadi dengan menggunakan imej dua dimensi. Imej dua dimensi sahaja tidak

mencukupi untuk pelajar memahami konsep medan magnet yang abstrak dan

dikhuatiri objektif pelajaran tidak dapat dicapai sepenuhnya. Menurut Yarker dan Park

(2012) pembelajaran STEM yang melibatkan aktiviti berkumpulan, ruang dan

geometri, dan penghasilan produk membolehkan pelajar menganalisa sesuatu konsep

fizik secara lebih mendalam dan berkesan. Selain itu, modul ini juga memberi peluang

kepada pelajar memupuk semangat bekerjasama dalam kumpulan dan menyedari

bahawa sains merupakan salah satu cara untuk memahami alam.

136

Jadual 4.6


Unit

Pembelajaran

STEM

Sukatan Pelajaran

MPM

Tempoh

(Masa)

Objektif Pembelajaran MPM Hasil Pembelajaran STEM 3 Pengisian kurikulum

3

Pembinaan

Keretapi

Elektrik

HSP Fizik Tingkatan

6

Topik 17: Aruhan

Elektromagnet

Subtopik

17.2 Hukum Faraday dan

Hukum Lenz

Minggu

5

(3 jam)

Pelajar dapat:

17.2a Nyatakan dan gunakan

Hukum Faraday dan Hukum Lenz.

17.2b Gunakan dan terbitkan

persamaan untuk d.g.e teraruh bagi

konduktor linear dan satah gegelung dalam medan magnet

seragam.

Pelajar dapat:

Mengintegrasikan Sains, Teknologi, Kejuruteraan

dan Matematik bagi menghasilkan Keretapi Elektrik.

Menggunakan pendekatan Cabaran Reka bentuk Kejuruteraan bagi menghasilkan Keretapi

Elektrik.

Elemen Merentas

Kurikulum:

STEM

Kreativiti & inovasi

Nilai: -Berfikiran kritis dan

kreatif.

-Menyedari bahawa Sains merupakan satu

daripada cara untuk

memahami alam.

Sikap:

-Bekerjasama.

Pencapaian: Berjaya

memahami konsep

Aruhan Elektromagnet.

Pengintegrasian

STEM

Sains: Teknologi:

Kejuruteraan: Matematik:

Aplikasi konsep fzik elektromagnet.

Kebolehfungsian keretapi elektrik bergerak dalam

terowong landasan.

Mereka bentuk keretapi elektrik yang sesuai dan

praktikal.

Kesesuaian bentuk bulat terowong landasan

keretapi yang mahu dibina.


137




sukatan pelajaran yang hendak diajar kepada pelajar iaitu melibatkan topik topik 17:

Aruhan Elektromagnet manakala subtopik yang terlibat adalah 17.2: Hukum Faraday

dan Hukum Lenz.


keretapi elektrik. Melalui aktiviti cabaran ini, pelajar dapat mengintegrasikan sains,

teknologi, kejuruteraan dan matematik semasa proses pembinaan keretapi elektrik iaitu

melalui aktiviti melukis, mengira, mereka bentuk dan menguji keretapi elektrik yang

terhasil. Melalui pembinaan keretapi elektrik ini juga pelajar dapat melihat sendiri

bagaimana keretapi elektrik itu dapat bergerak dengan sendiri dalam terowong yang

dibentuk oleh dawai kuprum. Aktiviti ini memberi peluang kepada pelajar untuk melihat

sendiri bagaimana pergerakan keretapi elektrik dipengaruhi oleh aruhan elektromagnet

dan menganalisa mengapa ia berlaku sedemikian rupa.



guru hanya mampu menerangkan secara teori sahaja bagaimana aruhan elektromagnet

terjadi dengan menggunakan animasi dua dimensi melalui tayangan powerpoint. Kaedah

pengajaran sebegini tidak memberi peluang kepada pelajar untuk mengalami dan

merasai sendiri kewujudan aruhan elektromagnet. Hal ini dikhuatiri boleh menyebabkan

objektif pelajaran tidak dapat dicapai sepenuhnya. Selain itu, modul ini juga memberi

peluang kepada pelajar memupuk semangat bekerjasama dalam kumpulan dan

menyedari bahawa sains merupakan salah satu cara untuk memahami alam.

138

Jadual 4.7


Unit

Pembelajaran

STEM

Sukatan Pelajaran

MPM

Tempoh

(Masa)


MPM

Hasil

Pembelajaran

STEM 4

Pengisian

kurikulum

4

Penjana Elektrik Ubi

Kentang


Topik 14: Arus Elektrik

Subtopik

14.1 Kekonduksian elektrik

14.4 Rintangan dan kekonduksian

elektrik

Minggu

7

(3 jam)

Pelajar dapat:

14.1 Menyatakan definisi bagi arus elektrik, menggunakan

persamaan I = 𝑑𝑄

dan

𝑑𝑇

menerangkan mekanisme

kekonduksian elektrik.

14.4 Menyatakan definisi bagi rintangan dan menggunakan

rumus ρ = 𝑅𝐴

𝑙

Pelajar dapat:

Mengintegrasikan Sains, Teknologi,

Kejuruteraan dan Matematik bagi menghasilkan Penjana Elektrik Ubi Kentang.

Menggunakan pendekatan Cabaran Reka bentuk Kejuruteraan bagi menghasilkan Penjana

Elektrik Ubi Kentang.

Elemen Merentas

Kurikulum:

STEM

Kreativiti &

inovasi

Nilai:

-Berfikiran kritis dan kreatif. -Menyedari bahawa Sains merupakan satu daripada cara untuk memahami alam.

Sikap:

-Bekerjasama.

Pencapaian: Berjaya memahami konsep Pengaliran Elektrik.

Pengintegrasian

STEM

Sains:

Teknologi:

Kejuruteraan:

Matematik:

Aplikasi konsep Pengaliran Elektrik.

Kebolehfungsian litar elektrik yang disambung secara siri dan selari.

Mereka bentuk litar elektrik yang sesuai dan praktikal.

Teknik penyambungan litar elektrik siri dan selari serta pengiraan voltan yang terhasil.


139

Jadual 4.7 menunjukkan pemetaan Unit Pembelajaran STEM 4 PSB-CRBK bagi

minggu 7 dalam modul ini dengan Sukatan Pelajaran Fizik MPM (Majlis Peperiksaan

Malaysia, 2012). Kandungan unit pembelajaran ini disesuaikan dengan sukatan pelajaran

yang hendak diajar kepada pelajar iaitu melibatkan topik 14: Arus Elektrik manakala subtopik

yang terlibat adalah 14.2: Kekonduksian Elektrik dan 14.4: Rintangan dan Kekonduksian

Elektrik. Dalam unit pembelajaran STEM 4 ini pelajar diberi cabaran untuk membina penjana

elektrik ubi kentang. Melalui aktiviti cabaran ini, pelajar dapat mengintegrasikan sains,

teknologi, kejuruteraan dan matematik semasa proses pembinaan penjana elektrik ubi kentang

iaitu melalui aktiviti mengira, menyusun litar secara siri atau selari dan menguji penjana

elektrik ubi kentang yang terhasil. Melalui pembinaan penjana elektrik ubi kentang ini juga

pelajar dapat melihat sendiri bagaimana elektrik itu boleh dijana dengan menggunakan paku

besi dan paku kuprum sebagai terminal positif dan negatif. Aktiviti ini memberi peluang

kepada pelajar untuk melihat sendiri bagaimana voltan dihasilkan oleh ubi kentang dengan

mengukurnya menggunakan multimeter dan menganalisa mengapa ia berlaku sedemikian

rupa.

Hal sebegini tidak dapat dilakukan dalam kelas kerana kekangan masa yang terhad

dan keterbatasan alat/bahan untuk menjalankan ujikaji tersebut. Di dalam kelas, guru hanya

mampu menerangkan secara teori sahaja bagaimana elektrik boleh dijana menggunakan

bahan semulajadi tertentu melalui tayangan powerpoint. Kaedah pengajaran sebegini tidak

memberi peluang kepada pelajar untuk mengalami dan merasai sendiri kewujudan elektrik

yang dijana oleh ubi kentang tersebut menyebabkan pelajar kurang yakin dan percaya. Hal ini

dikhuatiri boleh menyebabkan objektif pelajaran tidak dapat dicapai sepenuhnya.

140

Jadual 4.8


Unit

Pembelajaran

STEM

Sukatan Pelajaran

MPM

Tempoh

(Masa)


MPM

Hasil Pembelajaran

STEM 5

Pengisian

kurikulum

5

Pembinaan Vakum Elektrik


Topik 17: Aruhan

Elektromagnet

Subtopik

17.3 Aruhan Kendiri

Minggu

9

(3 jam)

Pelajar dapat:

17.3 Menerangkan fenomena aruhan

kendiri menyatakan definisi aruhan kendiri.

Pelajar dapat:

Mengintegrasikan Sains, Teknologi, Kejuruteraan dan

Matematik bagi menghasilkan Vakum Elektrik.

Menggunakan pendekatan Cabaran Reka bentuk Kejuruteraan bagi menghasilkan Vakum Elektrik.

Elemen Merentas

Kurikulum:

STEM

Kreativiti

& inovasi

Topik 3: Daya dan Tekanan

Subtopik 3.6 Memahami Prinsip

Bernoulli

3.6 Menyatakan Prinsip Bernoulli dan menyelesaikan masalah berkaitan

dengannya.

Nilai: -Berfikiran kritis

dan kreatif. -Menyedari bahawa Sains merupakan satu daripada cara untuk memahami alam.

Pengintegrasian

STEM

Sains: Aplikasi konsep Motor Elektrik dan Prinsip Bernoulli. Kebolehfungsian Vakum Elektrik yang telah dibina.

Mereka bentuk Vakum Elektrik yang sesuai dan praktikal.

Menanda, mengukur dan memotong botol plastik dengan tepat supaya tidak berlaku pembaziran.


Teknologi:

Kejuruteraan:

Matematik:

Pencapaian: Berjaya memahami konsep Aruhan Kendiri dan Prinsip Bernoulli.


141

Jadual 4.8 menunjukkan pemetaan Unit Pembelajaran STEM 5 PSB-CRBK

bagi minggu 9 dalam modul ini dengan Sukatan Pelajaran Fizik MPM (Majlis


sukatan pelajaran yang hendak diajar kepada pelajar iaitu melibatkan topik 3: Daya

dan Tekanan dan topik 17: Aruhan Elektromagnet. Manakala subtopik yang terlibat

adalah 3.6: Memahami Prinsip Bernoulli dan 17.3: Aruhan Kendiri.


vakum elektrik. Melalui aktiviti cabaran ini, pelajar dapat mengintegrasikan sains,

teknologi, kejuruteraan dan matematik semasa proses pembinaan vakum elektrik iaitu

melalui aktiviti mengukur, memotong, menyusun, mereka bentuk dan menguji vakum

elektrik yang terhasil. Melalui pembinaan vakum elektrik ini juga pelajar dapat melihat

sendiri bagaimana prinsip Bernoulli diaplikasikan dan konsep aruhan kendiri dalam

motor elektrik itu boleh berlaku. Aktiviti ini memberi peluang kepada pelajar untuk

melihat sendiri bagaimana vakum elektrik berupaya menyedut habuk dan pasir serta

menganalisa mengapa ia berlaku sedemikian rupa.



guru hanya mampu menerangkan secara teori sahaja apakah itu prinsip Bernoulli dan

konsep aruhan kendiri dalam motor elektrik melalui tayangan powerpoint. Kaedah


merasai sendiri bagaimana prinsip Bernoulli diaplikasikan menyebabkan pelajar

kurang memahami konsep yang dipelajari. Hal ini dikhuatiri boleh menyebabkan

objektif pelajaran tidak dapat dicapai sepenuhnya. Selain itu, modul ini juga memberi

peluang kepada pelajar memupuk semangat bekerjasama dalam kumpulan dan

menyedari bahawa sains merupakan salah satu cara untuk memahami alam.

142

Jadual 4.9


Unit

Pembelajaran

STEM

Sukatan Pelajaran

MPM

Tempoh

(Masa)


MPM

Hasil Pembelajaran

STEM 6

Pengisian

kurikulum

6

Pembinaan Penghawa

Dingin Elektrik


Topik 17: Aruhan

Elektromagnet

Subtopik

17.3 Aruhan Kendiri

Minggu

11

(3 jam)

Pelajar dapat:

17.3 Menerangkan fenomena aruhan kendiri menyatakan definisi aruhan kendiri.

Pelajar dapat:

Mengintegrasikan Sains, Teknologi, Kejuruteraan dan

Matematik bagi menghasilkan Penghawa Dingin Elektrik.

Menggunakan pendekatan Cabaran Reka bentuk Kejuruteraan bagi menghasilkan Penghawa Dingin Elektrik.

Elemen Merentas

Kurikulum:

STEM

Kreativiti

& inovasi

Nilai: -Berfikiran kritis dan kreatif. -Menyedari bahawa Sains merupakan satu daripada cara untuk memahami

alam.


Pencapaian: Berjaya memahami konsep Motor

Elektrik dan konsep Penyejatan.

Topik 5: Air dan Larutan

Subtopik 5.1.2 Proses Penyejatan

Air

5.1.2 Menyatakan faktor yang mempengaruhi kadar penyejatan

air iaitu kelembapan udara, suhu sekitaran, luas permukaan dan gerakan udara.

Pengintegrasian

STEM

Sains: Aplikasi konsep Motor Elektrik dan Konsep Penyejatan.

Teknologi: Kebolehfungsian Penghawa Dingin Elektrik yang telah dibina.

Kejuruteraan:

Mereka bentuk Penghawa Dingin Elektrik yang sesuai dan praktikal. Matematik: Menanda, mengukur dan memotong botol plastik dengan tepat

supaya tidak berlaku pembaziran.


143

Jadual 4.9 menunjukkan pemetaan Unit Pembelajaran STEM 6 PSB-CRBK

bagi minggu 11 dalam modul ini dengan Sukatan Pelajaran Fizik MPM (Majlis


sukatan pelajaran yang hendak diajar kepada pelajar iaitu melibatkan topik 17: Aruhan

Elektomagnet dan topik 5: Air dan Larutan. Manakala subtopik yang terlibat adalah

17.3: Aruhan Kendiri dan 5.1.2: Proses Penyejatan Air.


penghawa dingin elektrik. Melalui aktiviti cabaran ini, pelajar dapat mengintegrasikan

sains, teknologi, kejuruteraan dan matematik semasa proses pembinaan penghawa

dingin elektrik iaitu melalui aktiviti mengukur, memotong, menyusun, mereka bentuk

dan menguji penghawa dingin elektrik yang terhasil. Melalui pembinaan penghawa

dingin elektrik ini juga pelajar dapat melihat sendiri bagaimana konsep penyejatan air

diaplikasikan dan konsep aruhan kendiri dalam motor elektrik itu boleh berlaku.

Aktiviti ini memberi peluang kepada pelajar untuk melihat sendiri bagaimana

penghawa dingin elektrik berupaya menurunkan suhu di sekitarnya dan menganalisa

mengapa ia berlaku sedemikian rupa.



guru hanya mampu menerangkan secara teori sahaja apakah itu proses penyejatan air

dan konsep aruhan kendiri dalam motor elektrik melalui tayangan powerpoint. Kaedah


merasai sendiri bagaimana konsep fizik tersebut diaplikasikan menyebabkan pelajar

kurang memahami konsep yang dipelajari. Hal ini dikhuatiri boleh menyebabkan

objektif pelajaran tidak dapat dicapai sepenuhnya.

144

4.4.3 Fasa 3: Pemilihan Kaedah, Bahan dan Media

Setiap perancangan pengajaran yang baik memerlukan pemilihan kaedah,

bahan dan media yang dibuat secara sistematik dan terancang. Proses pemilihan

tersebut merangkumi aspek-aspek berikut:

Membuat keputusan tentang kaedah yang paling sesuai dengan

objektif yang hendak dicapai.

Memilih media yang sesuai dengan kaedah yang dipilih.

Memilih, mengubahsuai atau mereka bentuk bahan pembelajaran.

Dalam kajian ini, kaedah Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan dilihat sesuai

dengan objektif yang hendak dicapai iaitu untuk memupuk sikap positif terhadap

STEM dan meningkatkan pencapaian pelajar tingkatan enam dalam topik Keelektrikan

dan Kemagnetan melalui modul PSB-CRBK yang dibina.

Justeru itu, Hynes et al. (2011) mencadangkan dalam melakukan

pengintegrasian cabaran reka bentuk kejuruteraan ke dalam kurikulum sekolah mesti

mengandungi beberapa kriteria berikut; dapat membangun dan membantu pelajar

untuk memiliki sikap kreativiti, menyelesaikan masalah-masalah terbuka, membangun

dan mengunakan reka bentuk teori serta metodologi moden, memformulasikan

masalah reka bentuk serta spesifikasinya, penghuraian proses hasil pengeluaran yang

selari dengan prinsip reka bentuk kejuruteraan, dan dapat menjelaskan secara

terperinci sistem yang digunakan. Tambahan beliau, sekiranya pengintegrasian reka

bentuk kejuruteraan dilakukan dalam pembelajaran sains, kemampuan pelajar dalam

bidang sains juga harus memadai kerana ia akan mempengaruhi kemampuan pelajar

semasa melakukan proses reka bentuk kejuruteraan, terutamanya proses reka bentuk

kejuruteraan yang melibatkan pengaplikasian konsep-konsep sains.

145

Secara umumnya, terdapat pelbagai model kaedah reka bentuk kejuruteraan

yang boleh digunakan dalam kajian-kajian kejuruteraan dan juga kajian lain yang

mengunakan cabaran reka bentuk kejuruteraan sebagai model pendekatan kajiannya.

Salah satunya adalah model yang diperkenalkan oleh National Center for Engineering

and Technology Education (NCETE).

Rajah 4.1. Model cabaran reka bentuk kejuruteraan oleh NCETE

(Sumber: Hynes et al., 2011)

146

Rajah 4.1 menunjukkan model cabaran reka bentuk kejuruteraan yang

dikemukakan oleh NCETE yang dibahagikan kepada sembilan langkah (Hynes et al.,

2011). Setiap langkah ini tidak semestinya mengikuti satu pola berurutan, namun

menyediakan maklumat antara satu sama lain dalam satu sistem reka bentuk, yakni

hasil bagi sesuatu tahap akan menjadi hasil kepada tahap yang berikutnya. Justifikasi

model ini dipilih dalam kajian ini kerana ia dibina oleh pendidik kejuruteraan

berpengalaman, pembuat kurikulum, saintis kognitif, dan penyedia pembangunan

profesional yang terlibat dalam perbincangan mengenai garis panduan, pemilihan dan

pembangunan cabaran reka bentuk kejuruteraan yang sesuai untuk pembelajaran

STEM bagi pelajar sekolah menengah dan lepasan menengah. Usaha itu menghasilkan

tujuh kertas provokatif (Carr & Strobel, 2011; Denson, 2011; Eisenkraft, 2011; Hynes

et al., 2011; Jonassen, 2011a; Schunn, 2011; Sneider, 2011) yang boleh diakses di

laman web NCETE http://ncete.org/flash/research.php. Berikut adalah contoh

bagaimana modul PSB-

CRBK dibina menggunakan kesembilan langkah cabaran reka bentuk

kejuruteraan mengikut model NCETE bagi unit pembelajaran STEM 1: Pembinaan

Paku Elektromagnet;

i. Kenal Pasti Masalah (Identify Need or Problem)

Langkah mengenal pasti pelbagai masalah dan kekangan produk semasa serta

dihubungkaitkan dengan apa yang hendak dicapai dengan produk baru. Mengikut Cross

(2008) pengenalpastian masalah untuk mereka bentuk sesuatu produk, umumnya

merangkumi tiga komponen iaitu matlamat, objektif dan kekangan. Bagi unit

pembelajaran STEM 1: Pembinaan Paku Elektromagnet, masalah yang dikenal pasti

adalah bagaimana untuk menghasilkan paku besi yang mempunyai kuasa elektromagnet.

http://ncete.org/flash/research.php

147

ii. Kaji Masalah (Research Need or Problem)

Langkah memahami dan mengenali apa sebetulnya yang menjadi keperluan

daripada sesuatu produk yang hendak direka bentuk (Cross, 2008). Langkah ini

lazimnya disebut sebagai langkah analisis keperluan (need analysis). Dengan

menjalankan langkah pengenalpastian keperluan ini, tentunya produk yang hendak

direka bentuk nanti akan sesuai dengan apa yang diinginkan. Dalam pembinaan paku

elektromagnet, masalah yang perlu dikaji adalah apakah faktor-faktor yang

menjadikan paku besi itu berkuasa elektromagnet dan bagaimana untuk meningkatkan

kuasa elektromagnet paku besi tersebut.

iii. Membangunkan Penyelesaian (Develop Possible Solution)

Langkah merencanakan apa yang mesti dilakukan untuk membangun idea dan

rancangan produk. Perencanaan yang terancang secara baik dan sistematik selalunya

akan dapat membantu dalam pengaplikasian proses reka bentuk secara tepat dan betul

(Eide et al., 2012). Dalam langkah ini pelajar perlu membangunkan penyelesaian

dengan menyenaraikan faktor-faktor yang mempengaruhi kuasa elektromagnet paku

besi tersebut, antaranya ialah bilangan lilitan dawai kuprum yang digunakan, panjang

dawai kuprum, jenis dawai kuprum, saiz dawai kuprum, saiz paku besi, jenis paku besi,

jenis bateri, voltan bateri dan cara dan bentuk lilitan.

iv. Memilih Penyelesaian Terbaik (Select Best Possible Solution)

Langkah mengumpulkan maklumat mengenai pelbagai produk sejenis yang

telah ada sebelumnya. Produk yang hendak direka bentuk hendaklah mempunyai

keunikan dan ciri-ciri tersendiri (Cross, 2008). Dalam aktiviti pembinaan paku

elektromagnet ini, bahan-bahan dan peralatan telah disediakan kepada pelajar. Oleh

148

itu, faktor-faktor yang mempengaruhi kuasa elektromagnet paku besi itu adalah terhad

dan tertakluk kepada bahan-bahan dan peralatan yang disediakan. Justeru itu, pelajar

perlu bijak membuat keputusan dalam memilih jalan penyelesaian yang terbaik.

v. Membina Prototaip (construct a prototype)

Langkah untuk mencari beberapa kemungkinan reka bentuk yang dapat

diaplikasikan untuk menghasilkan sesuatu produk sesuai dengan keperluan dan tujuan

yang hendak dicapai. Sudah tentu untuk menghasilkan produk memerlukan

kemampuan kreativiti dan imaginasi yang tinggi (Cross, 2008). Langkah ini

memerlukan pelajar berfikir secara kreatif dan inovatif dalam menghasilkan prototaip

iaitu paku elektromagnet yang cantik, menarik, praktikal dan boleh membantu serta

memudahkan kerja seharian.

vi. Menguji dan Menilai Penyelesaian (Test and Evaluate Solution)

Langkah menilai secara saksama pada semua penyelesaian untuk diaplikasikan

yang mana ia bersesuaian dengan objektif dan permasalahan yang ingin

diselesaikan. Bagi menjalankan langkah menilai penyelesaian, kemampuan

matematik dan pengetahuan sains yang baik amat diperlukan (Dym et al., 2005; Eide

et al., 2008). Dalam langkah ini prototaip yang telah dibina diuji sama ada berfungsi

dengan baik atau sebaliknya. Seterusnya, ia dinilai dari segi rupa bentuk, praktikaliti

dan fleksibliti kegunaannya dalam kehidupan seharian.

vii. Memaparkan Penyelesaian (Communicate the Solution)

Langkah memilih salah satu pendekatan reka bentuk yang paling sesuai untuk

diaplikasikan berdasarkan keperluan dan objektif yang hendak dicapai. Dalam

memilih pendekatan reka bentuk yang paling sesuai mesti juga mempertimbangkan

149

aspek perbelanjaan, bentuk, ruang dan juga fungsi (Cross, 2008). Langkah ini

merupakan langkah untuk mendapatkan maklum balas daripada mereka yang mencuba

dan menguji prototaip yang dibina dengan memaparkan semua maklumat mengenai

prototaip yang hendak diaplikasikan kepada pengguna. Maklum balas pengguna

adalah penting untuk memastikan produk yang dibina tidak membahayakan pengguna

dan orang disekelilingnya.

viii. Mereka bentuk Semula (Redesign)

Setelah menerima maklum balas daripada pengguna, prototaip diubahsuai dan

direka bentuk semula untuk dijadikan produk sebenar yang mesra pengguna.

ix. Memuktamadkan Reka Bentuk (Finalize Design)

Setelah produk sebenar iaitu paku elektromagnet siap dibina berdasarkan

maklum balas pengguna, produk ini diuji sekali lagi keberkesanannya sebelum

memuktamadkan reka bentuknya. Pengaplikasian reka bentuk pilihan ini hendaklah

dijalankan sesuai dengan apa yang telah direncanakan sebelumnya, baik dari aspek

keperluan, objektif mahupun permasalahan atau kekangan yang ingin diatasi (Cross,

2008).

Dalam modul PBS-CRBK ini terdapat enam unit pembelajaran. Berikut adalah

jadual 4.10 bagi enam unit pembelajaran STEM berserta dengan bahan, media dan

kaedah yang digunakan.

150

Jadual 4.10

Unit Pembelajaran STEM, Bahan, Media dan Kaedah

Unit

pembelajaran

STEM

Bahan Media Kaedah

1. Pembinaan Paku Elektromagnet

Pita pelekat, kertas pasir, dawai kuprum,

bongkah kayu, bateri

1.5V (saiz D), tukul,

paku, gunting, klip

kertas & foil

aluminium.

2. Pemburu dan

Monyet

Pita pelekat, paip pvc,

apit G, kaki retort,

dawai kuprum,

bongkah kayu, bateri

1.5V, tukul, paku,

gunting, klip kertas,

foil aluminium, peluru

mainan, gam, kertas

tebal dan gambar

monyet

3. Pembinaan

Keretapi Elektrik

Dawai kuprum,

magnet berbentuk

bulat, bateri saiz A27,

gunting dan pemotong

dawai.

4. Penjana Elektrik Ubi Kentang

Ubi kentang, paku kuprum, paku besi,

dawai penyambung

dengan klip buaya,

lampu LED dan

multimeter.

Modul PSB- CRBK,

Komputer riba,

Projektor LCD dan

skrin putih.

Cabaran reka

bentuk

kejuruteraan.

5. Pembinaan

Vakum

Elektrik

Botol minuman, tin isi

semula gas butana,

dawai besi, motor

elektrik, suis, pisau,

gunting, pen, gam,

double sided tape,

kertas warna, hos

mesin basuh terpakai,

pembaris, gerudi,

gergaji besi dan bateri.

6. Pembinaan

Penghawa

Dingin

Elektrik

Botol minuman, bekas

plastik, penyambung

dawai, motor elektrik,

cat semburan, pisau,

gunting, pen, pistol

gam, soldering iron,

dan bateri.

151

Menurut Sadaghiani (2011) untuk memilih bahan yang sesuai pula, antara

perkara yang perlu dititik beratkan adalah sama ada bahan dan isi pelajaran menepati

kurikulum, dari segi laras bahasa jelas atau tidak, bahan yang digunakan menarik dan

dapat memotivasikan pelajar, dapat menarik penglibatan pelajar, bahan berkualiti dan

memberi kesan kepada pelajar. Oleh itu, memilih bahan sedia ada yang menepati

kriteria dan objektif pengajaran dan pembelajaran adalah sangat penting dalam

menentukan keberkesanan pembelajaran tersebut.

Langkah seterusnya yang juga penting ialah memilih kaedah pembelajaran

yang sesuai bagi menyampaikan isi kandungan modul yang telah ditentukan. Kaedah

yang dipilih ialah yang bersesuaian dengan isi kandungan modul, mudah dilaksanakan

serta sesuai dengan tahap kebolehan pengguna iaitu pelajar (Koszalka & Wu, 2010).

Pemilihan kaedah yang sesuai membolehkan objektif PSB-CRBK iaitu meningkatkan

sikap positif terhadap STEM dan pencapaian pelajar dalam topik Keelektrikan dan

Kemagnetan dapat dipenuhi dan direalisasikan.

4.4.4 Fasa 4: Menggunakan Bahan dan Media

Bagi memastikan kejayaan penggunaan bahan dan media guru perlu

menyemak (pratonton dan mengkaji) sumber bahan dan media sebelum dipilih dan

digunakan di dalam kelas. Ini dapat membantu guru memastikan bahan dan media

tersebut benar- benar sesuai dengan objektif pengajaran dan pembelajaran. Berikut

adalah jadual pemetaan unit pembelajaran, bahan/media dan cara penggunaannya;

152

Jadual 4.11

Pemetaan Unit Pembelajaran STEM, Bahan/Media dan Cara Penggunaan

Unit

pembelajaran

STEM

Bahan/Media Cara Penggunaan

1. Pembinaan Paku Elektromagnet

Bahan Pita pelekat, kertas pasir, dawai kuprum, bongkah kayu, bateri 1.5V (saiz D),

tukul, paku, gunting, klip kertas & foil aluminium.

Media Modul PBS- CRBK, Komputer

riba, Projektor LCD dan skrin putih.

i. Pelajar dicadangkan menggunakan bahan/radas seperti yang disediakan.

ii. Pelajar perlu memasang bahan/radas yang disediakan dengan

berpandukan gambarajah seperti di bawah:

iii. Pelajar perlu menggunakan 4 batang paku untuk meletakkan bateri

saiz D pada bongkah kayu yang disediakan dan memakukannya

pada kayu tersebut dengan ketat. iv. Pelajar perlu mengambil 1 batang paku, dan pakukan pada hujung

bongkah kayu seperti dalam rajah di atas. v. Pelajar perlu menggunakan dawai kuprum dan lilitkan pada paku

yang dilekatkan pada hujung bongkah kayu tadi. vi. Setelah siap lilitan tersebut, pelajar perlu pastikan satu hujung

dawai kuprum diletakkan pada terminal positif bateri dan hujung dawai kuprum yang satu lagi pada terminal negatif.

Cabaran pertama pelajar: Berapa banyakkah lilitan dawai kuprum yang perlu untuk membina paku berkuasa elektromagnet yang mampu menampung gambar monyet? Apakah kegunaan kertas pasir dalam aktiviti ini? Terangkan jawapan anda.

Cabaran kedua pelajar: Apakah faktor-faktor yang menyebabkan paku yang berlilit dawai kuprum itu mempunyai kuasa elektromagnet? Jelaskan.

Cabaran ketiga pelajar: Bagaimana anda boleh menambah kekuatan elektromagnet pada paku tersebut? Huraikan.

Cabaran keempat pelajar: Bagaimana anda dapat memastikan paku elektromagnet ini dapat digunakan dalam kehidupan seharian? Huraikan jawapan anda beserta dengan contoh.

153


Unit

pembelajaran

STEM


2. Pemburu

dan Monyet

Pita pelekat,

paip pvc, apit G, kaki retort, dawai kuprum, bongkah kayu, bateri 1.5V, tukul, paku,

gunting, klip kertas, foil aluminium, peluru mainan, gam, kertas tebal dan gambar

monyet

i. Pelajar dicadangkan menggunakan bahan/radas yang disediakan.



154


Unit

pembelajaran

STEM


iii. Setelah siap pasang, pelajar perlu meniup peluru mainan yang diisi

di dalam paip pvc supaya mengena gambar monyet yang digantung

pada paku berkuasa elektromagnet itu. iv. Pelajar perlu memastikan bahawa gambar monyet itu jatuh ke bawah

sejurus selepas meniup peluru mainan tersebut.

Cabaran pertama pelajar: Apakah yang menyebabkan gambar monyet itu jatuh ke bawah sejurus anda meniup peluru mainan tersebut? Sedangkan peluru belum lagi mengena sasaran.

Cabaran kedua pelajar: Bagaimana anda mengetahui sama ada peranti anda bina berfungsi dengan betul atau tidak?

Cabaran ketiga pelajar: Anda dan rakan anda perlu membuktikan secara matematik mengapakah peluru tersebut mengenai tepat pada sasaran walaupun sasaran telah pun jatuh ke bawah.

3. Pembinaan Keretapi

Elektrik

Dawai kuprum,

magnet berbentuk bulat, bateri saiz A27, gunting dan pemotong dawai.




155


Unit

pembelajaran

STEM


iii. Pelajar perlu menggunakan dawai kuprum yang disediakan dan bentukkan ia supaya menjadi terowong landasan keretapi seperti dalam rajah di bawah:

iv. Pelajar perlu lekatkan 3 biji magnet pada kedua-dua hujung bateri saiz A27 seperti dalam rajah di bawah:

v. Bateri A27 beserta dengan magnet itu adalah merupakan keretapi elektrik yang perlu dibina. Pelajar perlu masukkan keretapi itu ke dalam terowong landasan tersebut seperti dalam rajah di bawah. Pelajar akan mendapati keretapi itu dapat bergerak dengan sendiri, sungguh menakjubkan

vi. Pelajar boleh mengggunakan kreativiti masing-masing untuk

membentuk terowong landasan keretapi yang menarik seperti rajah di

bawah:

156


Unit

pembelajaran

STEM


viii. Pelajar juga boleh memasukkan dua keretapi yang sama dalam terowong landasan dan cantumkan kedua-dua hujung landasan itu.

Pelajar akan mendapati kedua-dua keretapi itu akan saling kejar mengejar antara satu sama lain, sangat menarik!

Cabaran pertama pelajar: Mengapa keretapi itu bergerak dengan sendiri?

Cabaran kedua pelajar: Mengapakah keretapi yang berada di belakang tidak dapat mengejar keretapi di hadapan?

Cabaran ketiga pelajar: Bagaimanakah untuk memastikan keretapi di belakang dapat mengejar keretapi yang berada di hadapan?

4. Penjana

Elektrik Ubi Kentang

Ubi kentang,

paku kuprum, paku besi, dawai penyambung dengan klip buaya, lampu LED

dan multimeter.


157


Unit

pembelajaran

STEM


ii. Pelajar perlu memasang bahan/radas yang disediakan dengan berpandukan gambarajah seperti di bawah:

iii. Pelajar perlu menggunakan paku kuprum dan paku besi yang disediakan sebagai terminal positif dan negatif seperti dalam rajah di atas.

Cabaran pertama pelajar: Paku yang mana satukah sebagai terminal positif dan terminal negatif?

iv. Pelajar perlu menggunakan dawai penyambung berserta klip buaya untuk menghubungkan kesemua ubi kentang tersebut secara sambungan bersiri dan kemudiannya secara selari seperti rajah di bawah.

158


Unit

pembelajaran

STEM


Cabaran kedua pelajar: Bagaimanakah cara dan teknik penyambungan

secara siri dan secara selari? Terangkan.

Cabaran ketiga pelajar: Teknik penyambungan yang mana satukah memberikan bacaan voltan yang lebih tinggi? Mengapa? Berikan alasan anda.

v. Pelajar perlu sentuhkan prob positif multimeter ke terminal positif litar elektrik anda manakala prob negatif multimeter ke terminal negatif litar elektrik tersebut seperti rajah di atas. Pastikan mod mutimeter anda dalam

mod voltan. Pelajar akan mendapati multimeter menunjukkan bacaan, wow sungguh menakjubkan!

vi. Sambungkan lampu LED anda seperti dalam rajah di atas.

vii. Pelajar perlu menggunakan kreativiti untuk membentuk litar elektrik bersiri dan selari yang boleh memberikan bacaan voltan yang lebih tinggi daripada sebelumnya. Anda akan mendapati multimeter menunjukkan bacaan yang berbeza apabila anda mengubah susunan ubi kentang tersebut, sangat menarik!

Cabaran keempat pelajar: Mengapakah multimeter menunjukkan bacaan berbeza-beza apabila anda mengubah susunan ubi kentang tersebut? Terangkan.

159


Unit

pembelajaran

STEM


5. Pembinaan

Vakum Elektrik

Botol

minuman, tin isi semula gas butana, dawai besi, motor elektrik, suis, pisau,

gunting, pen, gam, double sided tape, kertas warna, hos mesin basuh terpakai, pembaris,

gerudi, gergaji besi dan bateri.


ii. Pelajar perlu potong botol minuman dan tin isi semula gas butana yang disediakan dengan berpandukan gambar seperti di bawah:

iii. Kemudian, pelajar perlu gunting tin tersebut sehingga mendapat bentuk segiempat seperti dalam gambar di atas.

iv. Pelajar perlu tekap botol pada tin segiempat itu dan perlu lukis saiz bulatan botol tersebut dengan menggunakan pen. Kemudian tin digunting mengikut saiz bulatan yang dilukis seperti gambar di bawah:

Cabaran pertama pelajar: Cadangkan TIGA contoh tin terpakai yang boleh digunakan selain tin isi semula gas butana.

v. Dengan menggunakan pembaris dan pen, pelajar perlu lukis satu garisan diameter menegak dan satu garisan diameter melintang pada bulatan tin itu dan tebuk satu lubang ditengah-tengah tin tersebut seperti

gambar di bawah:

160


Unit

pembelajaran

STEM


vi. Kemudian tin itu perlu digunting supaya menjadi bentuk kipas seperti dalam gambar dibawah:

vii. Kipas tersebut perlu dilekatkan pada motor elektrik dengan

menggunakan plastisin seperti gambar di bawah:

viii. Seterusnya, beberapa lubang perlu ditebuk di bahagian bawah botol

plastik seperti gambar di bawah:

161


Unit

pembelajaran

STEM


ix. Kemudian, kipas dimasukkan beserta motor elektrik ke dalam botol

yang telah ditebuk beberapa lubang. Double sided tape perlu dilekatkan pada dinding botol plastik dan dawai besi yang dibentuk menjadi bulat dimasukkan ke dalam botol plastik seperti gambar di bawah:

x. Pelajar perlu lekatkan secebis kain pada dawai besi sebagai filter seperti gambar di bawah dan dimasukkan kembali ke dalam botol plastik tersebut.

xi. Polisterin dipotong untuk dijadikan pemegang dan tapak vakum elektrik anda. Pelajar perlu potong sedikit hos saluran keluar air mesin basuh yang terpakai untuk dijadikan muncung vakum. Pelajar perlu

gunting sedikit kertas warna kepada beberapa jalur kecil untuk dijadikan hiasan pada badan vakum. Pelajar juga boleh hias vakum elektrik mreka mengikut citarasa masing masing. Sila rujuk gambar di bawah:

162


Unit

pembelajaran

STEM


163


Unit

pembelajaran

STEM


Cabaran kedua pelajar: Namakan prinsip fizik yang terlibat dalam pembinaan vakum elektrik?

Cabaran ketiga pelajar: Terangkan bagaimana prinsip fizik tersebut diaplikasikan dalam vakum elektrik?

Cabaran keempat pelajar: Apakah faktor-faktor yang menyebabkan pasir dan kotoran dapat disedut masuk ke dalam vakum tersebut dengan mudah dan pantas?

6. Pembinaan

Penghawa Dingin Elektrik

Botol

minuman, bekas plastik, penyambung dawai, motor elektrik, cat semburan,

pisau, gunting, pen, pistol gam, soldering iron, dan bateri.


164


Unit

pembelajaran

STEM


ii. Penutup bekas plastik yang disediakan dipotong dan ditebuk lubang segiempat dengan menggunakan pisau berpandukan gambar seperti di

bawah:

iii. Kemudian, beberapa lubang kecil pada tudung bekas plastik tersebut ditebuk dengan menggunakan soldering iron sehingga menjadi seperti dalam gambar di bawah:

iv. Motor elektrik dilekatkan pada lubang segiempat itu dengan menggunakan pistol gam seperti gambar di bawah

v. Botol plastik yang disediakan dipotong dengan menggunakan pisau berpandukan gambar seperti di bawah

165


Unit

pembelajaran

STEM


vi. Botol plastik yang telah siap dipotong dicat dengan menggunakan cat semburan supaya kelihatan lebih menarik seperti gambar:

Cabaran pertama pelajar: Cadangkan TIGA contoh bahan yang boleh digunakan bagi menggantikan bekas plastik yang telah dicadangkan dan SATU contoh bahan yang boleh menggantikan botol plastik?

vii. Dengan menggunakan pen, satu bulatan dilukis mengikut saiz botol

plastik yang telah dipotong dan ditebuk satu lubang ditengah-tengah bekas plastik seperti gambar di bawah:

viii. Kemudian bekas plastik itu ditebuk lubang, dilekatkan botol plastik dengan gam pistol supaya menjadi bentuk corong seperti dalam gambar

di bawah

166


Unit

pembelajaran

STEM


ix. Suis pada motor elektrik dipasangkan dengan menggunakan soldering iron dan disambungkan dengan dawai penyambung seperti gambar di bawah

x. Seterusnya, bateri dan motor elektrik tersebut disambungkan dan dilekatkan pada badan bekas plastik seperti gambar di bawah:

xi. Kemudian, kipas dilekatkan pada motor elektrik dan dimasukkan ke dalam botol seperti gambar di atas:

xii. Pelajar perlu menguji motor elektrik tersebut dengan menekan suis yang telah disambungkan tadi. Jika kipas berpusing bermaksud motor elektrik dalam keadaan baik.

167


Unit

pembelajaran

STEM


xiii. Akhir sekali, beberapa ketulan ais dimasukkan ke dalam bekas plastik

tersebut. Gambar di bawah menunjukkan Penghawa Dingin Elektrik yang telah siap dibina dan sedia untuk digunakan

Cabaran kedua pelajar: Namakan konsep fizik yang terlibat dalam pembinaan Penghawa Dingin Elektrik?

Cabaran keempat pelajar: Apakah faktor-faktor yang menyebabkan

penghawa dingin itu dapat berfungsi dengan baik?

4.4.5 Fasa 5: Melibatkan Pelajar

Sesuatu pembelajaran yang melibatkan pelajar beraktiviti atau berfikir secara

aktif akan menghasilkan perubahan tingkah laku yang kekal. Ini disokong oleh teori

pembelajaran seperti teori konstruktivis sosial dan juga teori ekspektasi-nilai.

Pengalaman rasa berjaya pelajar akan dapat mengekalkan motivasi pelajar terhadap

aktiviti pembelajaran (Eccles & Wigfield, 2002). Latihan dalam bentuk perbincangan,

latih tubi, latihan bertulis, permainan bahasa dan sebagainya dapat terus mengekalkan

penglibatan pelajar dalam aktiviti pembelajaran. Penyediaan media dan sumber bahan

yang sesuai sebenarnya dapat membantu dan mengekalkan penglibatan pelajar dalam

proses belajar. Gambar foto, video dapat mencetuskan perbincangan dalam kumpulan,

dapat menjana idea dan juga aktiviti penyelesaian masalah. Sebagai contoh, dalam

kajian ini unit pembelajaran 2 bertajuk Pemburu dan Monyet dijalankan dalam tempoh

3 jam pada perjumpaan pertama dan diadakan sebanyak dua kali. Hal ini kerana pada

168

perjumpaan pertama pelajar hanya diberi cabaran melalui tajuk iaitu Pemburu dan

Monyet.

Dalam perjumpaan ini, pelajar dibahagikan kepada beberapa kumpulan yang

terdiri daripada 4 orang pelajar. Pelajar perlu berbincang dengan rakan-rakan dalam

kumpulan masing-masing mengenai tajuk yang diberi. Mereka dikehendaki

memikirkan bagaimana untuk menghasilkan peranti menembak monyet dengan tepat

dengan menggunakan konsep gerakan luncuran dan medan magnet yang terhasil oleh

konduktor yang membawa arus elektrik. Mereka diberi tempoh seminggu untuk

memikirkan cara dan kaedahnya berdasarkan bahan-bahan dan alatan yang disediakan

oleh guru. Mereka juga dibenarkan membuat carian maklumat yang lain yang boleh

membantu mereka dalam menyelesaikan masalah ini. Seterusnya, pada minggu

berikutnya setiap kumpulan perlu membuat pembentangan maklumat yang diperolehi

dan menjelaskan cara masing-masing untuk menghasilkan peranti tersebut dan

seterusnya perlu menyiapkannya secara berkumpulan. Secara ringkasnya, penglibatan

pelajar dalam kajian ini mengikut minggu, unit pembelajaran, aktiviti pelajar dan

penilaian adalah seperti dalam jadual 4.12.

169

Jadual 4.12

Penglibatan Pelajar Mengikut Minggu/Unit Pembelajaran STEM, Pengintegrasian STEM, Aktiviti Pelajar dan Penilaian

Minggu/ Unit pembelajaran

STEM

Pengintegrasian STEM Aktiviti pelajar Penilaian

1 Pembinaan Paku Elektromagnet Secara umumnya, pelajar membina paku elektromagnet dengan berpandukan modul yang disediakan, tayangan video dan demonstrasi oleh guru fasilitator.

Rubrik Penghasilan Produk STEM Tahap Cemerlang (5 Markah)

Tahap Sederhana (3 Markah) Tahap Rendah (2 Markah)

Indikator 1: Paku Elektromagnet dapat disiapkan dengan sangat kemas, sempurna dan cara lilitan dawai yang betul dalam masa kurang 30 minit. (Aspek Sains & Kejuruteraan)

Indikator 2: Paku Elektromagnet yang dibina berfungsi dengan cemerlang yang mana dapat menampung dengan cemerlang berat gambar monyet yang disediakan. (Aspek Teknologi)

Indikator 3: Pengiraan matematik yang betul dari segi bilangan lilitan dawai kuprum pada paku yang mana bilangan lilitan melebihi 300. (Aspek Matematik)

Sains: Mengaplikasi konsep fzik elektromagnet.

Teknologi: Menguji fungsi dengan cara memerhati: Kebolehfungsian paku berkuasa elektromagnet. Kebolehgunaan paku elektromagnet dalam pelbagai keadaan.

Kejuruteraan: Mereka bentuk paku elektromagnet dengan kemas dan kreatif.

Matematik: Pengiraan untuk lilitan wayar kuprum pada paku yang diperlukan dan ukuran saiz bongkah kayu yang sesuai.

170



STEM


3 Pemburu dan Monyet Pelajar membina peranti menembak monyet dengan berpandukan modul yang disediakan, tayangan video dan demonstrasi oleh guru fasilitator.

Rubrik Penghasilan Produk STEM

Tahap Cemerlang (5 Markah)

Tahap Sederhana (3 Markah)

Tahap Rendah (2 Markah)

Indikator 1: Peranti dapat disiapkan dengan kemas dalam masa kurang 1 jam. (Aspek Sains & Kejuruteraan)

Indikator 2: Peranti yang dibina berfungsi dengan cemerlang. (Aspek

Teknologi)

Indikator 3: Pengiraan secara matematik yang betul dari segi 4 pemboleh ubah (halaju awal, masa, jarak menegak & jarak melintang) berkenaan mengapakah peluru tersebut mengenai tepat pada

monyet. (Aspek Matematik)

Sains: Mengaplikasi konsep fizik Gerakan Luncuran.

Teknologi: Menguji fungsi peranti yang dihasilkan dengan cara memerhati:

1. Kebolehfungsian paku berkuasa elektromagnet.

2. Peluru mengenai tepat pada sasaran.

Kejuruteraan: 3. Mereka bentuk Peranti Menembak Monyet.

Matematik: 4. Pembuktian ketepatan tembakan melalui pengiraan.

171



STEM


5. Pembinaan Keretapi Elektrik Pelajar membina keretapi elektrik dengan berpandukan modul yang disediakan, tayangan video dan demonstrasi oleh guru fasilitator.





Indikator 1: Keretapi Elektrik dapat disiapkan dengan sangat kemas, sempurna dan kreatif dalam masa kurang 30 minit. (Aspek Sains & Kejuruteraan)

Indikator 2: Keretapi Elektrik yang

dibina berfungsi dengan cemerlang yang mana dapat bergerak dengan laju dan lancar dalam terowong landasan. (Aspek Teknologi)

Indikator 3: Pengiraan matematik dari segi luas bulatan terowong yang sesuai dengan saiz keretapi elektrik

yang dibina. (Aspek Matematik)

Sains: Mengaplikasi konsep fzik elektromagnet.

Teknologi: Menguji kebolehfungsian keretapi elektrik bergerak dalam terowong landasan.

Kejuruteraan: Mereka bentuk keretapi elektrik yang sesuai dan praktikal.

Matematik: Mengira kesesuaian bentuk bulat terowong landasan keretapi yang mahu dibina.

172



STEM


7

Penjana Elektrik Ubi Kentang

Pelajar membina Penjana Elektrik Ubi Kentang dengan

berpandukan modul yang disediakan, tayangan video dan demonstrasi oleh guru fasilitator.





Indikator 1: Litar Elektrik dapat disiapkan dengan sangat kemas, sempurna dan kreatif dalam masa kurang 30 minit. (Aspek Sains & Kejuruteraan)

Indikator 2: Litar Elektrik yang dibina

berfungsi dengan cemerlang yang mana dapat menghasilkan voltan paling tinggi. (Aspek Teknologi)

Indikator 3: Pengiraan matematik

dari segi penghasilan voltan yang paling tinggi (Aspek Matematik)

Sains: Mengaplikasi konsep Pengaliran Elektrik.

Teknologi: Menguji kebolehfungsian litar elektrik yang disambung secara siri

dan selari.

Kejuruteraan: Mereka bentuk litar elektrik yang sesuai dan praktikal.

Matematik: Menggunakan teknik penyambungan litar elektrik siri dan selari serta pengiraan voltan yang terhasil.

173



STEM


9. Pembinaan Vakum Elektrik Pelajar membina Vakum Elektrik dengan berpandukan modul yang disediakan, tayangan video dan demonstrasi oleh guru fasilitator.





Indikator 1: Vakum Elektrik dapat disiapkan dengan sangat kemas, sempurna dan kreatif dalam masa kurang 1 jam. (Aspek Sains & Kejuruteraan)

Indikator 2: Vakum Elektrik yang dibina

berfungsi dengan cemerlang yang mana dapat menyedut pasir dan kotoran dengan cepat dan pantas. (Aspek Teknologi)

Indikator 3: Pengiraan matematik dari segi pengukuran bahan yang tepat supaya pembaziran bahan

adalah paling minima. (Aspek

Matematik)

Sains: Mengaplikasi konsep Motor Elektrik dan Prinsip Bernoulli.

Teknologi: Menguji Kebolehfungsian Vakum Elektrik yang telah dibina.

Kejuruteraan: Mereka bentuk Vakum Elektrik yang sesuai dan praktikal.

Matematik: Menanda, mengukur dan memotong botol plastik dengan tepat

supaya tidak berlaku pembaziran.

174



STEM


11 Pembinaan Penghawa Dingin Elektrik Pelajar membina Penghawa Dingin Elektrik dengan berpandukan modul yang disediakan, tayangan video dan demonstrasi oleh guru fasilitator.





Indikator 1: Penghawa Dingin Elektrik

dapat disiapkan dengan sangat kemas, sempurna dan kreatif dalam masa 1 jam. (Aspek Sains & Kejuruteraan)

Indikator 2: Penghawa Dingin Elektrik yang dibina berfungsi dengan cemerlang yang mana dapat memberi kesejukan dengan cepat dan pantas. (Aspek Teknologi)

Indikator 3: Pengiraan matematik dari segi pengukuran bahan yang tepat supaya pembaziran bahan

adalah paling minima. (Aspek Matematik)

Sains: Mengaplikasi konsep Motor Elektrik dan konsep Penyejatan.

Teknologi: Menguji Kebolehfungsian Penghawa Dingin Elektrik yang telah

dibina.

Kejuruteraan: Mereka bentuk Penghawa Dingin Elektrik yang sesuai dan praktikal.

Matematik: Menanda, mengukur dan memotong botol plastik dengan tepat supaya tidak berlaku pembaziran.

175

4.4.6 Fasa 6: Menilai dan Semak semula

Ini merupakan fasa terakhir dalam Model ASSURE. Sebenarnya fasa ini

menyentuh aspek penilaian modul pembelajaran PSB-CRBK yang dibangunkan. Pada

peringkat ini, draf modul yang dibangunkan telah dicuba melalui kajian rintis untuk

menentukan kesahan dan kebolehpercayaannya. Peringkat ini mengandungi dua

bahagian iaitu kajian rintis dan kemudian menentukan kesahan dan kebolehpercayaan

modul. Jika terbukti draf modul ini mempunyai kesahan dan kebolehpercayaan yang

tinggi, barulah ia boleh dianggap sebagai modul yang lengkap.

4.4.6(a) Kajian Rintis

Kajian rintis dijalankan untuk memastikan kesesuaian draf modul dari segi

peruntukan masa, kesesuaian isi kandungan, kejelasan arahan, penerimaan pelajar,

situasi sekolah, kemudahan sokongan pembelajaran dan aspek-aspek lain. Masalah dan

kekangan yang timbul dalam pelaksanaannya juga dikenal pasti. Hasil dapatan kajian

rintis membolehkan penambahbaikan dibuat pada modul ini bagi meningkatkan

keberkesanan dalam penggunaannya.

Kajian rintis bagi pelaksanaan draf Modul PSB-CRBK telah dijalankan di

sebuah sekolah menengah di daerah Kuala Muda, Kedah. Guru yang terlibat iaitu

seorang guru fizik dan sekumpulan 36 orang pelajar tingkatan enam telah terlibat bagi

melaksanakan keenam-enam unit pembelajaran STEM dalam modul ini. Kajian rintis

PSB-CRBK telah dijalankan secara informal iaitu selepas waktu persekolahan. Selama

enam jam diperuntukkan bagi setiap unit pembelajaran STEM dan telah berlangsung

dalam tempoh dua minggu. Persetujuan dengan pihak sekolah dan ibu bapa pelajar-

pelajar yang terlibat telah diperoleh bagi melaksanakan kajian rintis PSB-CRBK

176

sebagai aktiviti sains selepas sekolah. Berikut adalah jadual 4.13 yang menunjukkan

taburan sampel kajian rintis berdasarkan jantina dan bangsa.

Jadual 4.13

Taburan Sampel Kajian Rintis Berdasarkan Jantina dan Bangsa

Jantina Bilangan Peratus (%)

Lelaki 14 39

Perempuan 22 61

Jumlah 36 100

Bangsa

Melayu 11 30.6

Cina 17 47.2

India 8 22.2

Jumlah 36 100

Jadual 4.13 menunjukkan sampel kajian rintis terdiri daripada 14 orang atau

39% pelajar lelaki dan 22 orang atau 61% pelajar perempuan aliran sains tingkatan

enam. Mereka adalah 30.6% pelajar Melayu, 47.2% pelajar Cina dan pelajar India

22.2%.

Guru yang terlibat bertindak sebagai fasilitator atau pemudah cara dalam

menjalankan keseluruhan sesi PSB-CRBK. Mereka dibekalkan draf Modul PSB-

CRBK serta diberi penerangan oleh penyelidik mengenai pelaksanaan PSB-CRBK

seminggu sebelum pelaksanaannya. Pelajar-pelajar juga dibekalkan modul PSB-

CRBK seminggu lebih awal bagi membolehkan mereka meneliti kandungan modul

tersebut. Semasa berlangsungnya kajian rintis, maklumat tentang masalah atau

kekangan yang dihadapi diperoleh melalui temu bual dengan guru fasilitator supaya

penambahbaikan boleh dibuat bagi meningkatkan kualiti modul. Maklumat diperoleh

177

secara temu bual (TBR) iaitu guru yang terlibat dalam kajian rintis ini merupakan

responden yang dikodkan sebagai R5 iaitu guru fizik manakala pelajar dikodkan

sebagai RP4 dan RP5.

Berdasarkan respon temu bual, didapati bahawa terdapat beberapa aspek yang

perlu diberi perhatian untuk penambahbaikan. Aspek pertama yang perlu

ditambahbaik adalah dari segi peruntukan masa. Menurut responden, masa yang

diperuntukan selama dua setengah jam bagi setiap unit pembelajaran tidak mencukupi

kerana kebanyakan aktiviti memerlukan pelajar mencari maklumat, berbincang dan

menjalankan aktiviti untuk menghasilkan produk. Oleh itu, masa yang diperuntukan

perlu dipanjangkan lagi. Antara komen dan cadangan yang diberikan oleh R5 iaitu

guru fizik ialah;

...Pelajar-pelajar ni depa (mereka) perlu masa nak bincang. Ada fakta-

fakta fizik yang nak kena bagi faham dulu. Tambah-tambah pula ada

aktiviti cetusan idea, perbincangan… Jadi kita kena bagi masa lebih.

Mungkin kalau kita pecah dua setiap satu unit tu lagi baik. Depa ada

masa bincang kemudian balik rumah cari maklumat, kemudian minggu

depan sambung lagi. Saya rasa cara ni lebih baik..

(TBR/R5GF)

Berdasarkan pandangan di atas, peruntukan masa telah ditambah lagi iaitu

selama enam jam bagi setiap unit pembelajaran. Setiap unit pembelajaran dirancang

untuk dilaksanakan dalam dua sesi interaksi bagi memberi masa yang mencukupi

untuk pelajar-pelajar mencari maklumat, berbincang dan menjalankan aktiviti-aktiviti

menghasilkan produk. Namun demikian, waktu pembelajaran selepas sekolah juga

terhad. Pelajar-pelajar dan guru-guru terlibat dalam pelbagai aktiviti lain seperti kelas

tambahan, mesyuarat, latihan sukan dan sebagainya. Menurut R5;

178

...Seminggu tiga kali interaksi tak boleh… tak sesuai. Seminggu sekali

boleh lah..Aktiviti ko akademik banyak sangat, tu pun belum masuk

aktiviti sukan dan sebagainya..

(TBR/R5GF)

Oleh hal yang demikian, waktu interaksi yang sesuai juga perlu dirancang

supaya tidak mengganggu aktiviti-aktiviti yang ditetapkan oleh pihak sekolah. R5

mencadangkan supaya PSB-CRBK dilaksanakan sebagai aktiviti ko-kurikulum.

...Kalau tuan tengok haritu, ada yang tak boleh mai sebab kelas

tambahan dan sebagainya. Pelajar-pelajar yang volunteer untuk hadir

seramai 50 orang mulanya hanya tinggal 36 sahaja. Rugi depa. Jadi

kalau kita buat dalam aktiviti persatuan, macam dalam waktu

kokurikulum macam ni kan.. boleh la, kan. Tapi waktu pun agak

singkat, kena rancang elok-elok..

(TBR/R5GF)

Oleh itu hanya satu sesi interaksi dijalankan bagi mengisi waktu ko-kurikulum

setiap minggu mengikut cadangan guru. Untuk melengkapkan keseluruhan modul

yang terdiri daripada enam unit pembelajaran, jumlah masa yang perlu diperuntukkan

ialah 36 jam dan boleh disempurnakan dalam masa 12 minggu.

Dari segi penerimaan pelajar terhadap kaedah pembelajaran PSB-CRBK,

responden memaklumkan bahawa penerimaan pelajar juga di tahap yang baik

berdasarkan respon dan penglibatan pelajar dalam setiap aktiviti. Meskipun terdapat

beberapa orang pelajar yang lemah dan pasif, mereka masih boleh digerakkan untuk

menjalankan aktiviti pada tahap keupayaan mereka dengan bimbingan guru fasilitator.

Dari segi kejelasan arahan pula, menurut responden, arahan yang diberi dalam modul

179

juga jelas berdasarkan kebolehan pelajar mengikuti arahan yang diberi dengan betul.

Menurut responden pelajar 4 dan 5 yang terlibat dengan kajian rintis;

...Pandangan saya program ini membina keyakinan diri, dan

menjadikan pelajar lebih berdikari..

(TBR/RP4)

...Dalam program ini dapat menambahkan kemahiran, memberi

peluang berkomunikasi antara satu sama lain, mengeratkan hubungan

dengan rakan yang lain..

(TBR/RP4)

...Saya pula berpendapat bahawa program ini membantu kita

mengaplikasikan apa yang kita belajar dalam kehidupan seharian..

(TBR/RP5)

...Aktiviti membina paku elektromagnet menyenangkan kita untuk

mendapatkan barang-barang kecil seperti syiling jatuh dicelah yang

kecil yang mana tidak dapat diambil dengan tangan..

(TBR/RP5)

Selain itu, R5 berpendapat bahawa nota-nota tambahan perlu dilampirkan

untuk rujukan guru. Hal ini mengurangkan bebanan guru untuk membuat persediaan

dari segi bahan-bahan rujukan. Oleh itu, nota-nota rujukan telah ditambahkan bagi

setiap unit pembelajaran dalam modul ini. Penyediaan slaid-slaid persembahan

powerpoint yang memaparkan arahan-arahan aktiviti dan konsep-konsep sains yang

terkandung dalam modul pelajar telah mendapat respon positif daripada responden.

Hal ini kerana ia telah memudahkan guru membimbing aktiviti pembelajaran

180

mengikut langkah-langkah yang betul seperti mana yang terdapat di dalam modul.

Selain itu, penggunaannya telah dapat menarik perhatian pelajar daripada terlalu

bertumpu kepada teks di dalam modul. Hal ini sebagaimana yang dinyatakan oleh R5;

...Slaid powerpoint itu memang banyak membantu. Gambar-gambar

lebih jelas dan ada audio, video.. sesuai.. pelajar pun suka. Tak lah

terlalu bergantung kepada teks sepanjang masa.. cikgu pun tak

tertinggal mana-mana bahagian sebab dah ada panduan dalam

powerpoint tu..

(TBR/R5GF)

Selain aspek-aspek yang dibincangkan di atas, responden bersetuju bahawa

pelaksanaan modul ini dapat menepati ciri-ciri PSB-CRBK yang mengutamakan

sembilan langkah iaitu Kenal Pasti Masalah, Kaji Masalah, Membangunkan

Penyelesian, Pilih Penyelesaian Terbaik, Membina Prototaip, Menguji dan Menilai

Penyelesaian, Memaparkan Penyelesaian, Mereka Bentuk Semula dan

Memuktamadkan Reka Bentuk mengenai isu STEM manakala CRBK dapat

disepadukan melalui aktiviti-aktiviti tersebut. Menurut R5;

...Kaedah ni memang berbeza daripada dalam kelas. Boleh dikatakan

setiap tajuk ada aktiviti yang melibatkan pelajar berbincang, soal-

jawab, dan ada juga perbahasan. Pelajar perlu banyak berfikir dan beri

pendapat sendiri. Saya sendiri taklah mengajar sepanjang masa.

Peranan saya lebih banyak kepada membimbing pelajar terutama

bahagian-bahagian yang melibatkan elemen teknikal..

(TBR/R5GF)

181

R5 merumuskan bahawa PSB-CRBK sesuai untuk dilaksanakan bagi mencapai

objektif yang dihasratkan. Isi kandungan dan hasil pembelajaran dalam setiap unit

pembelajaran selaras dengan kandungan kurikulum sains sekolah menengah. Elemen-

elemen sikap dan nilai murni jelas dilihat dalam modul dan sesuai untuk dilaksanakan

di sekolah jika aspek-aspek penambahbaikan dilaksanakan sebagaimana yang

dicadangkan (TBR/R5GF). Seterusnya pembetulan dan penambahbaikan dibuat pada

bahagian-bahagian tertentu dalam draf modul sebagaimana yang dicadangkan oleh

guru fasilitator yang terlibat dalam kajian rintis ini.

4.4.6(b) Menentukan Kesahan

Kesahan sesuatu modul menggambarkan sejauh mana modul tersebut

menghasilkan apa yang sepatutnya ia hasilkan. Menurut Pallant (2011), kesahan

adalah merujuk kepada kebolehan sesuatu alat kajian yang digunakan untuk mengukur

dengan tepat ciri-ciri yang dikaji dalam sesebuah kajian. Kesahan dilaksanakan

bertujuan untuk memastikan sama ada indikator yang digunakan mempunyai semua

ciri-ciri yang perlu ada dalam aspek-aspek yang diukur dalam kajian (Standish,

Christensen, Knezek, Kjellstrom, & Bredder, 2016). Ini bermaksud, sesuatu instrumen

itu boleh dianggap sah jika dapat mengukur apa yang sepatutnya diukur. Sesuatu

modul dikatakan mempunyai kesahan sekiranya darjah kebolehannya menghasilkan

apa yang sepatutnya ia hasilkan daripada pelaksanaannya adalah tinggi. Jadi, modul

yang mempunyai kesahan yang tinggi adalah modul yang dapat mencapai dengan baik

apa yang ingin dicapai dalam objektifnya (Sidek Mohd. Noah & Jamaludin Ahmad,

2005).

182

Selepas draf pertama modul disiapkan, khidmat beberapa orang panel penilai

yang terdiri daripada guru dan pensyarah yang berkepakaran atau berpengalaman

dalam bidang pendidikan fizik dan pembinaan modul telah diperoleh untuk menilai

dan mengesahkan modul ini. Penilaian modul bertujuan menilai kesesuaian butiran

yang digunakan bagi mengukur domain yang terdapat dalam variabel kajian. Setelah

disahkan, barulah modul ini dapat digunakan untuk mengkaji keberkesanan kaedah

intervensi PSB-CRBK ke atas sampel kajian.

Ulasan, cadangan penambahbaikan dan pengesahan modul diperoleh melalui

kaedah temu bual dengan panel penilai terdiri daripada pakar-pakar yang dikenal pasti

berdasarkan pengalaman mereka dalam bidang-bidang berkaitan modul ini. Setiap

orang penilai telah dihubungi bagi mendapatkan persetujuan mereka melibatkan diri

dalam proses penilaian dan pengesahan modul ini. Mereka diberi penerangan tentang

latar belakang kajian dan tujuan kajian, kaedah PSB-CRBK serta Modul PSB-CRBK.

Draf lengkap modul diberikan kepada mereka beberapa hari lebih awal untuk diteliti

sebelum sesi temu bual dijalankan. Pakar-pakar diminta menyemak setiap unit

pembelajaran dan menilai keseluruhan modul dengan memberi respon kepada soalan-

soalan yang dikemukakan dalam sesi temu bual. Protokol temu bual dibina untuk

mendapatkan ulasan dan cadangan panel terhadap modul ini dan dapat dirujuk pada

Lampiran F. Butiran pakar penyemak dan penilai modul ditunjukkan dalam

Jadual 4.14.

183

Jadual 4.14

Butiran Panel Penyemak dan Penilai Modul PSB-CRBK yang ditemubual

Penilai /

Kod

(Respon-

den) /

Profil

Ringkas dan

Institusi

Pengalaman dalam

Bidang yang

Berkaitan Modul

Pengalaman dalam

Semakan Modul

Tarikh

Temu

bual

Pengesa-

han (TBP)

Penilai 1

R6PKF

Pensyarah

Kanan,

PhD.

(Fizik)

Universiti Sains

Malaysia

(Pulau

Pinang)

Penulis Modul Fizik

Keadaan Pepejal untuk

pelajar sarjana muda

USM 2016

1. Modul Fizik Topik

Keelektrikan dan

Kemagnetan, pelajar

sarjana UniMAP 2017

2. Modul Fizik

Gelombang, pelajar

sarjana UniMAP 2016

18 Okt 2017

Penilai 2

R7PKT

Pensyarah

Kanan

PhD.

(Reka Bentuk

Teknologi)

Institut

Pendidikan

Guru (Perlis)

Tesis PhD:

Membangun Model

dan Kepenggunaan

Modul Fizik Tingkatan

Empat

Menyelia pelajar PhD

dalam mereka bentuk

Modul Kerangka

Konseptual

1. Semakan Modul

Pembangunan Kerjaya

Pelajar UPSI 2017

2. Semakan dan

Penilaian Modul Program Latihan Pelajar

IPG 2017

19 Okt 2017

Penilai 3

R8GF

Guru

Fizik Tingkatan

Enam (Pulau

Pinang)

Penglibatan dalam

pembinaan bahan- bahan PdP Fizik

peringkat daerah dan

negeri

Tiada

23 Okt 2017

Penilai 4

R9GRC

Guru

Reka Cipta

Teknologi

(Perak)

Jurulatih Kebangsaan

Modul STEM Reka

Cipta dan Ketua

Pentaksir Negeri

m/pelajaran Reka

Cipta

1. Semakan Modul

STEM Reka Cipta 2017

2. Semakan modul

KSSM m/pelajaran

Reka Cipta

24 Okt 2017

184

Setiap responden dan respon temu bual dikodkan dengan cara yang sama

seperti temu bual peringkat analisis keperluan yang mana TBP mewakili temu bual

peringkat pengesahan.

Secara keseluruhannya, panel penilai berpuas hati dengan isi kandungan modul

ini dari semua aspek yang dinilai. Namun demikian, panel telah memberi komen dan

cadangan untuk penambahbaikan pada beberapa bahagian dalam modul ini. Komen

dan cadangan panel adalah berdasarkan aspek-aspek yang terdapat dalam soalan-

soalan yang dikemukakan dalam temu bual tersebut. Aspek-aspek utama yang dinilai

ialah isi kandungan modul, persembahan modul, panduan guru dan kualiti modul.

Isi Kandungan Modul:

Bahagian pertama yang dinilai ialah sama ada isi kandungan modul ini

menggambarkan asas-asas kepada kaedah PSB-CRBK yang digunakan. Panel pakar

telah mengesahkan bahawa isi kandungan modul relevan dengan asas-asas kaedah

PSB-CRBK terutamanya dari segi fokus kepada isu STEM dan cabaran reka bentuk

kejuruteraan yang jelas. Pendekatan yang sesuai untuk cabaran reka bentuk

kejuruteraan juga dipaparkan menerusi isi kandungan modul ini. Sebagai contoh,

pandangan berikut diberi oleh R8;

...Kaedah ini berbeza dari kaedah pengajaran dan pembelajaran sains

biasa dari segi fokus iaitu kepada isu STEM dan mereka bentuk produk.

Kebanyakan aktiviti melibatkan pelajar berbincang, berhujah, proses

mereka cipta produk yang melibatkan pelajar mencari maklumat, dan

memberi justifikasi ke atas jawapan..ia menggambarkan kaedah

pembelajaran yang digunakan..

(TBP/R8GF)

185

Respon di atas menunjukkan bahawa responden berpuas hati dengan isi

kandungan yang jelas memaparkan asas kaedah PSB-CRBK. Kaedah pembelajaran ini

didapati berbeza daripada kaedah pembelajaran sains dalam kelas formal kerana ia

memberi fokus kepada kaedah pembelajaran berasaskan isu STEM yang menekankan

penggunaan kaedah cabaran reka bentuk kejuruteraan melalui perbincangan, mencari

maklumat dan membuat keputusan sebagaimana dikemukakan oleh pakar dalam

bidang pembelajaran STEM.

Panel juga mengesahkan bahawa isi kandungan modul iaitu penggunaan bahan

dan strategi penyampaian sesuai dan berasaskan kepada literatur berkaitan STEM dan

CRBK. Aktiviti-aktiviti yang dipilih dalam modul ini didapati bertepatan dengan ciri-

ciri STEM yang dihuraikan oleh pakar-pakar dalam bidang ini. R6 mengesahkan

bahawa aktiviti yang berkaitan kejuruteraan yang melibatkan konsep keelektrikan dan

kemagnetan serta alam sekitar sering kali digunakan dalam kebanyakan kajian yang

menyiasat kesan pembelajaran STEM ke atas pembolehubah-pembolehubah tertentu.

Berdasarkan respon temu bual, secara keseluruhannya panel mengesahkan isi

kandungan modul ini menepati asas-asas kaedah pembelajaran STEM berasaskan

cabaran reka bentuk kejuruteraan, kesesuaian strategi pembelajaran dan kesepaduan

STEM dalam kehidupan seharian. Di samping itu, pemilihan isu kandungan Modul

PSB-CRBK diterima sebagai berasaskan kepada literatur dalam bidang-bidang

berkenaan.

Sungguhpun demikian, terdapat beberapa cadangan yang diberi bagi

menambah baik aspek isi kandungan modul ini. Antaranya ialah cadangan yang

dikemukakan oleh R7 iaitu supaya memasukkan Falsafah Pendidikan Sains Negara

(FPSN) bersama-sama Falsafah Pendidikan Kebangsaan (FPK) dalam bahagian

186

pengenalan supaya pengguna modul menyedari bahawa matlamat pembelajaran

selaras dengan hasrat falsafah tersebut. R8 pula mencadangkan supaya pelajar

membaca dan membincangkan isu-isu STEM berkaitan tajuk keelektrikan dan

kemagnetan dalam konteks kehidupan seharian. Hal ini menurut R8, dapat

meningkatkan lagi kesepaduan elemen sains, teknologi, kejuruteraan dan matematik

kerana dalam PSB-CRBK menggalakkan pelajar mereka cipta produk untuk

menyelesaikan masalah dalam kehidupan seharian. Cadangan seterusnya diutarakan

oleh R7 iaitu supaya penulisan prosedur bagi aktiviti Pemburu dan Monyet dalam unit

pembelajaran 2 diperbaiki supaya lebih jelas agar pelajar dapat menghubungkan litar

paku elektromagnet dengan peranti menembak monyet dalam tempoh masa yang

sepatutnya.

Berpandukan cadangan yang diberi, penambahbaikan telah dilakukan

sebagaimana yang dicadangkan, iaitu dengan memasukkan FPK dan FPSN pada

bahagian pengenalan modul. Bahan-bahan bacaan yang relevan dengan topik

diberikan terlebih dahulu untuk merangsang minda pelajar terhadap isu yang akan

dipelajari termasuk bahan-bahan yang membincangkan isu-isu STEM dalam konteks

kehidupan seharian. Bahan-bahan bacaan lain yang bersesuaian dengan isu dalam unit-

unit pembelajaran lain juga ditambah, contohnya dalam unit pembelajaran 5:

Pembinaan Vakum Elektrik pelajar digalakkan menghasilkan vakum elektrik yang

ideal dan mesra pengguna melalui bacaan yang dibuat.

Bahagian seterusnya yang dinilai ialah isi kandungan modul ini iaitu dari segi

kesesuaian pemilihan bahan dan strategi penyampaian serta sejauh mana isi

kandungan modul mewakili domain kedua-dua variabel kajian iaitu sikap terhadap

STEM dan pencapaian dalam topik keelektrikan dan kemagnetan. Panel penilai

187

bersetuju bahawa pemilihan keenam-enam unit pembelajaran modul ini amat sesuai

dan relevan dengan domain kedua-dua variabel kajian. Sebagai contoh, ulasan yang

diberi oleh R7;

.. semua isu dalam modul ini memang sesuai, untuk diajar dengan

kaedah-kaedah yang digunakan.. saya dapat melihat adanya penerapan

elemen STEM, nilai-nilai murni dan sikap dalam isi kandungan modul..

ya, semua variabel itu ada, sama ada melalui isi kandungan dan aktiviti

yang dijalankan.. adanya nilai-nilai murni seperti bekerjasama,

rasional... dapat dilihat. Aktiviti berbincang dan mereka cipta produk

dalam kumpulan sudah tentu memupuk semangat kerjasama..

(TBP/R7PKT)

Strategi yang digunakan melibatkan pelajar dan dapat menarik minat terhadap STEM.

R7 mengesahkan bahawa modul ini menggunakan bahan, aktiviti dan strategi yang sesuai

untuk meningkatkan sikap pelajar terhadap STEM dan pencapaian pelajar manakala R8

menyatakan bahawa pembelajaran STEM berasaskan cabaran reka bentuk kejuruteraan yang

digunakan dapat mendekatkan pelajar dengan masyarakat, memberi kesedaran serta

membentuk sikap yang positif terhadap STEM dalam kalangan pelajar. Menurut R9, kaedah

inkuiri seperti penyiasatan dan pencarian maklumat yang digunakan mampu memotivasi

pelajar untuk meminati dan menceburi pelbagai bidang STEM. Kaedah perbincangan dan

aktiviti berkumpulan yang digunakan mampu meningkatkan sikap terhadap STEM dan

pencapaian pelajar. R9 turut berpendapat bahawa,

...isi kandungan modul ini tepat, lengkap, menarik, melibatkan pelajar, dan

membantu guru untuk melaksanakan PSB-CRBK kepada pelajar.. elemen-

elemen cabaran STEM dan nilai murni yang diterapkan terdapat di dalam

bahan dan aktiviti pembelajaran.. ianya dapat membantu guru memberi

188

penekanan kepada peningkatan sikap dan pencapaian yang merupakan hasil

pembelajaran modul ini..

(TBP/R9GRC)

Berdasarkan respon-respon yang diberikan, semua panel mengesahkan bahawa

isi kandungan modul ini mengandungi bahan dan aktiviti pembelajaran yang sesuai

untuk menggalakkan pembentukan sikap positif pelajar terhadap STEM manakala

aktiviti-aktiviti yang terdapat dalam modul mengandungi elemen-elemen yang sesuai

untuk meningkatkan pencapaian dalm topik keelektrikan dan kemagnetan. R9

bersetuju dengan pendekatan penerapan nilai murni yang terdapat dalam modul ini,

antaranya melalui langkah-langkah keselamatan dan prosedur untuk dibaca dan

aktiviti perbincangan kumpulan yang mengandungi nilai-nilai murni yang ingin

diterapkan.

Panel juga mengesahkan bahawa semua aktiviti yang dimasukkan dalam

modul ini sangat sesuai bagi kaedah PSB-CRBK. Namun begitu, terdapat cadangan

penambahbaikan yang dikemukakan oleh R8 iaitu supaya contoh reka bentuk dan

cabaran yang dikemukakan perlu lebih menarik untuk memotivasi pelajar untuk

terlibat dalam pembelajaran. Oleh itu, contoh reka bentuk dalam Unit Pembelajaran 1

dan 3 telah diubah suai bagi menjadikan aktiviti lebih menarik dan disertai soalan

cabaran yang relevan dengan aktiviti pelajar. Dengan itu, dapat mencabar minda

pelajar berfikir secara kreatif dan inovatif sebelum membuat keputusan dan

menghasilkan sesuatu produk. Rumusan ulasan dan cadangan panel serta tindakan

penambahbaikan yang dilakukan dari aspek isi kandungan modul ditunjukkan dalam

Jadual 4.15.

189

Jadual 4.15

Rumusan Ulasan dan Cadangan Panel serta Penambahbaikan dari Aspek Isi

Kandungan Modul

Aspek Ulasan dan Cadangan Penambahbaikan

1. Asas-asas kepada

kaedah yang digunakan iaitu PSB-

CRBK serta sejauh

manakah ia memperlihatkan

perbezaan daripada

kaedah pembelajaran

lain.

2. Kesesuaian konsep

dan aktiviti yang dipilih dengan ciri

pembelajaran STEM.

3. Kesesuaian strategi

yang digunakan

dengan ciri

pembelajaran STEM.

Ulasan :

Bahagian pengenalan modul

menggambarkan asas-asas kaedah yang digunakan.

Mempunyai pendekatan yang

sesuai untuk Integrasi STEM.

Kaedah ini berbeza dari segi

fokus iaitu kepada isu-isu STEM, kebanyakan aktiviti

melibatkan pelajar berbincang,

mencari maklumat, proses

membuat keputusan, mereka cipta produk, menguji dan

menilai produk.

Semua isu mempunyai sepadan

dengan ciri pembelajaran STEM, ada sokongan literatur

yang kukuh.

Strategi yang digunakan juga

sesuai dengan ciri STEM. Penekanan pada elemen STEM

dapat dilihat melalui strategi

CRBK.

Kaedah ini sesuai untuk

memperbaiki sikap terhadap STEM dan meningkatkan

pencapaian pelajar.

FPK dan FPSN telah

dimasukkan pada

bahagian pengenalan modul.

Bahan-bahan bacaan yang

relevan dengan topik

diberikan terlebih dahulu untuk merangsang minda

pelajar terhadap konsep

dan aktiviti yang akan

dipelajari.

190


Aspek Ulasan dan Cadangan Penambahbaikan

Cadangan:

Memasukkan Falsafah

Pendidikan Sains Negara

(FPSN) bersama-sama Falsafah

Pendidikan Kebangsaan (FPK) dalam bahagian pengenalan

supaya pengguna modul

menyedari bahawa matlamat pembelajaran selaras dengan

hasrat falsafah

Penulisan prosedur aktiviti

perlu diperbaiki supaya pelajar boleh melaksanakan aktiviti

seperti yang diharapkan.

Panduan untuk melaksanakan

CRBK perlu diberi dengan

jelas. Kemungkinan pelajar atau guru tidak begitu biasa dengan

cara pelaksanaannya.

Penggunaan ayat-ayat

dalam prosedur diubahsuai

supaya lebih jelas dan

terang.

4. Kesesuaian aktiviti-aktiviti yang

dimasukkan di dalam

modul ini sebagai

aplikasi bagi kaedah PSB-CRBK.

Ulasan:

Semua aktiviti sangat sesuai

bagi kaedah PSB-CRBK

Cadangan:

Contoh yang dikemukakan

perlu lebih menarik untuk memotivasi pelajar untuk

belajar serta menggunakan

pemikiran kritis

Contoh reka bentuk dan

cabaran dalam unit pembelajaran 1 dan 3

telah diubahsuai bagi

menjadikan aktiviti lebih menarik dan disertai

soalan cabaran yang

relevan dengan aktiviti

pelajar.

191

Persembahan Modul:

Bahagian seterusnya ialah penilaian teknikal iaitu cara modul ini dipersembahkan. R7

memberi pandangan bahawa isi kandungan modul ini ditulis dengan baik, jelas dan mudah

difahami. R8 menyatakan bahawa isi kandungan modul dilihat telah dirancang dengan teliti

dan sistematik. Contoh respon yang diberi oleh R7 ialah;

..saya dapati seluruh isi kandungan modul ini dipersembahkan dalam bentuk

yang dapat menarik minat pengguna iaitu pelajar sekolah menengah. Cuma,

saiz tulisan harus diperbesarkan sedikit bagi memberi impak lebih baik

berbanding saiz sekarang yang agak kecil..

(TBP/R7PKT)

Dari segi penggunaan elemen teknologi maklumat dan komunikasi atau TMK,

didapati panel juga berpuas hati dengan penggunaan unsur TMK di dalam modul dan dalam

aktiviti pembelajaran. Menurut R8, penggunaan video adalah sesuai dan dapat memberi

penerangan lebih jelas kepada pelajar terutamanya dari segi teknikal iaitu penyambungan

dawai, pemasangan alatan dan bahan bagi menjelaskan beberapa perkara yang menjadi

kekeliruan dalam kalangan pelajar. R7 mencadangkan supaya penambaikan pada Unit

Pembelajaran 2: Pemburu dan Monyet dibuat dengan memperbaiki cara penulisan prosedur

perlaksanaan aktiviti. Cadangan beliau;

...penulisan prosedur untuk aktiviti Pemburu dan Monyet dibuat dalam

bentuk ayat aktif, bukan ayat pasif supaya memperlihatkan penegasan yang

perlu dibuat oleh pelajar dan lebih bersungguh-sungguh. Gunakan kata

seruan, tanda soal dan sebagainya dalam penulisan prosedur supaya pelajar

lebih faham dan jelas tentang perkara yang perlu dibuat..

(TBP/R7PKT)

192

Dari segi kesesuaian dan kerelevanan penggunaan grafik seperti senarai bahan

dan alatan, gambar rajah, jadual dan sebagainya, menurut panel, ianya sesuai dan

membantu dari segi menambahkan maklumat dan meningkatkan kejelasan isi

kandungan modul. Gambar-gambar serta rajah yang digunakan mencukupi, relevan

dan sangat membantu pelajar untuk memahami konsep berkaitan isu yang

dibincangkan. Menurut R8;

...Idea memasukkan grafik dan gambarfoto seperti dalam modul sangat

bagus, dapat memberi impak yang besar terhadap pelajar, dapat

membantu pelajar memahami dan menghayati bahan bacaan..

(TBP/R8PKT)

Panel juga mencadangkan supaya digunakan seberapa banyak grafik yang

boleh di dalam modul ini bagi meningkatkan motivasi pelajar. Contohnya dalam

cadangan yang diberi;

...Gunakan grafik yang meliputi persekitaran dan pengetahuan pelajar

supaya pelajar lebih bermotivasi..

(TBP/R8PKT)

Panel juga diminta memberi pandangan sama ada modul ini berupaya

memotivasi pengguna untuk membaca dan menggunakan isi kandungannya. Antara

respon yang diberi ialah;

...Pelaksanaan PSB-CRBK melalui modul ini mampu memotivasi

pelajar dan mampu meransang minda jika modul ini diimplementasi

kepada pelajar..

(TBP/R9GF)

193

R7 mengemukakan cadangan untuk meningkatkan motivasi pelajar dengan

lebih berkesan iaitu dengan memasukkan beberapa ungkapan motivasi saintis yang

telah terkenal dalam sesuatu bidang. Penambahbaikan dilakukan antaranya

memasukkan ungkapan oleh Albert Einstein dan angkasawan terkenal iaitu Neil

Armstrong ketika menjejakkan kakinya ke permukaan bulan. Rumusan ulasan dan

cadangan panel serta tindakan penambahbaikan yang dilakukan dari aspek

persembahan modul ditunjukkan dalam Jadual 4.16.

Jadual 4.16

Rumusan Ulasan dan Cadangan Panel serta Penambahbaikan daripada Aspek

Persembahan Modul

Aspek Rumusan Ulasan dan Cadangan Penambahbaikan

1. Penulisan dan penyampaian

modul secara baik,

jelas dan mudah difahami

Ulasan:

Isi kandungan dirancang dan

disampaikan dengan teliti dan

sistematik.

Cadangan:

Font iaitu jenis tulisan yang sesuai

dan lebih besar digunakan dalam

penulisan modul ini dan ini mungkin

melibatkan sedikit kos. Font yang digunakan agak kecil.

Modul pelajar dan guru dibuat

secara berasingan. Modul guru lebih

lengkap dengan maklumat-maklumat supaya penerapan nilai dapat berlaku

dengan lebih berkesan dan hasil

pembelajaran tercapai.

Modul pelajar boleh ditambah baik

dengan memasukkan ungkapan

motivasi dalam bentuk grafik.

Penulisan prosedur perlaksanaan

aktiviti dibuat dalam bentuk ayat

aktif supaya pelajar lebih faham dan jelas tentang perkara yang perlu

dibuat.

Jenis tulisan yang sedia

ada dikekalkan tetapi saiznya dibesarkan

sedikit supaya mudah

dibaca.

Modul guru telah

dibuat berasingan

daripada pelajar dalam

bentuk “Panduan

Guru”. Maklumat berkenaan elemen

pembolehubah yang

perlu ditekankan telah dinyatakan dengan

jelas. Penambahbaikan

untuk Panduan Guru dibincangkan dalam

bahagian seterusnya.

Ungkapan-ungkapan

motivasi dimasukkan

dalam bentuk grafik. Ungkapan-ungkapan

lain yang mengandungi

elemen nilai murni turut dimasukkan

dalam unit-unit

pembelajaran lain.

194


Aspek Rumusan Komen dan

Cadangan Penambahbaikan

Dalam penulisan prosedur

perlaksanaan aktiviti, penyelidik diminta

menulisnya dalam bentuk

ayat aktif yang menggunakan tanda seruan, tanda soal,

tanda koma dan sebagainya

yang sesuai dengan ayat.

Penulisan prosedur

perlaksanaan aktiviti telah

ditambahbaik sebagaimana yang

dicadangkan oleh panel.

2. Penggunaan grafik seperti gambar rajah,

jadual dan sebagainya

sesuai, relevan dan berguna serta

menambahkan

maklumat.

Ulasan:

Gambar-gambar serta rajah

yang digunakan mencukupi,

relevan dan sangat membantu

dalam memahamkan konsep dalam isu yang dibincangkan.

Ia turut memberi maklumat

tambahan kepada isi

kandungan yang disampaikan

Cadangan:

Cuba gunakan seberapa

banyak grafik yang mungkin

dalam modul ini.

Gunakan grafik yang meliputi

persekitaran dan pengetahuan

pelajar supaya pelajar lebih

bermotivasi.

Grafik yang mewakili ikon-

ikon/watak perlu lebih

sempurna dari segi

penampilan supaya ia

memberi impak yang besar terhadap pelajar.

Gambar kartun-kartun/saintis

yang sesuai boleh

dimasukkan dalam modul ini supaya lebih menarik dan

menambahkan motivasi untuk

menggunakan modul ini.

Grafik-grafik telah

ditambah pada bahagian-bahagian yang

menjelaskan konsep sains.

Gambar-gambar telah

dimasukkan dalam petikan bagi menarik minat

pembaca menghayati

bahan bacaan.

195

Panduan Guru:

Panel juga menyemak Panduan Guru yang disediakan iaitu sama ada dapat membantu

guru membimbing pelaksanaan PSB-CRBK menggunakan modul ini. Panel memberi

pandangan bahawa Panduan Guru sesuai kerana memperlihatkan peranan guru sebagai

fasilitator sebagaimana ciri PSB-CRBK. Namun demikian, R7 mencadangkan supaya

peranan guru fasilitator dijelaskan secara khusus mengikut kepakaran guru pada setiap

langkah kerana ia melibatkan bimbingan secara kolaboratif.

R7 turut mencadangkan;

...modul guru perlu diterangkan dengan lebih jelas iaitu dari segi peranan yang

perlu mereka lakukan semasa aktiviti, bagaimana kaedah penilaian yang perlu

dilaksanakan dan mungkin penulis boleh sediakan rubrik untuk memudahkan

guru mencapai kehendak modul ini..

(TBP/R7PCS)

Oleh itu aspek penambahbaikan dilakukan kepada panduan guru supaya penulisannya

lebih jelas dan sistematik terutama garis panduan untuk guru menekankan elemen-elemen

berkaitan variabel sikap, nilai murni dan pencapaian pelajar bersesuaian dengan aktiviti yang

dilaksanakan. Peranan guru fizik dan guru matematik diperincikan bagi melancarkan

pelaksanaan bimbingan secara kolaboratif. Oleh sebab PSB-CRBK dilaksanakan secara

informal, tiada kaedah penilaian berstruktur disediakan untuk guru, namun demikian soalan-

soalan cabaran yang dikemukakan telah ditambah baik supaya dapat mengukur pencapaian hasil

pembelajaran pelajar. Bagi memudahkan guru ketika membimbing pelaksanaan PSB- CRBK,

rubrik untuk mengukur pencapaian pelajar dalam aktiviti tertentu dan jawapan kepada soalan-

soalan cabaran disediakan secara ringkas untuk rujukan guru. Rumusan ulasan dan cadangan

panel serta tindakan penambahbaikan yang dilakukan ditunjukkan dalam Jadual 4.17.

196

Jadual 4.17

Rumusan Ulasan dan Cadangan Panel serta Penambahbaikan dari Aspek Panduan

Guru

Aspek Rumusan Ulasan dan Cadangan Penambahbaikan

Kesesuaian

garis panduan yang

disediakan

kepada guru kepada ciri

pembelajaran

ini dan

berasaskan kepada

literatur dalam

bidang berkaitan.

Ulasan:

Garis panduan sesuai kerana peranan

guru sebagai fasilitator adalah jelas sebagaimana yang dicirikan dalam

kaedah pembelajaran ini.

Cadangan:

Dalam modul guru perlu diterangkan

dengan lebih jelas apa yang perlu

mereka lakukan semasa aktiviti,

bagaimana kaedah penilaian yang perlu

dilaksanakan dan mungkin penyelidik boleh memperincikan rubrik untuk

memudahkan guru mencapai kehendak

modul ini.

Perlu ditulis dengan lebih berstruktur

dan sistematik supaya aktiviti yang

dijalankan lebih kemas dan lancar.

Panduan guru

mengandungi garis

panduan yang jelas dan sistematik, disusun

mengikut langkah aktiviti

dalam modul pelajar. Selain itu, panduan untuk

guru menekankan elemen-

elemen berkaitan variabel

sikap, nilai murni dan pencapaian telah

diperjelaskan bersesuaian

dengan aktiviti yang dilaksanakan.

Peranan guru diperincikan

supaya pelaksanaan

bimbingan secara

berpasangan lebih lancar.

Tiada kaedah penilaian

yang berstruktur bagi

pembelajaran informal,

sebaliknya soalan-soalan cabaran dikemukan dan

rubrik telah diperincikan

supaya dapat mengukur pembelajaran pelajar.

Maklumat

serta arahan di

dalam panduan guru

mencakupi

setiap aktiviti yang

disediakan di

dalam modul.

Ulasan:

Arahan kepada guru mencukupi tetapi

mungkin sukar diikuti kerana agak

panjang.

Soalan-soalan cabaran tiada jawapan

untuk rujukan guru, ianya memerlukan

masa guru untuk mencari jawapan.

Cadangan:

Beri panduan kepada guru terhadap

persoalan yang dikemukakan.

Mungkin dalam bentuk jawapan

ringkas kerana ia dapat menjimatkan masa guru.

Maklumat dan garis panduan perlu

ditambah supaya aktiviti berjalan

lancar.

Bagi melancarkan

pelaksanaan PSB-CRBK,

panduan guru turut

diringkaskan dalam bentuk rancangan

pengajaran di mana

langkah-langkah aktiviti pembelajaran disusun

mengikut peruntukan

masa yang sesuai.

Jawapan kepada soalan-

soalan cabaran disediakan

secara ringkas untuk

rujukan guru.

197

Kualiti Modul dan Keesahan:

Pada penghujung sesi temu bual untuk kesahan modul ini, panel diminta

memberi ulasan mengenai modul ini dari segi kualiti dan kesahan modul ini. Dari segi

kualiti modul ini, panel berpendapat bahawa modul ini berkualiti dan sesuatu yang

baharu untuk diimplementasi kepada pelajar. Kaedah PSB-CRBK dalam modul

menggunakan pendekatan, aktiviti dan strategi yang sesuai kepada pelajar manakala

perbincangan isu STEM berupaya mendekatkan pelajar dengan masyarakat, memberi

kesedaran, membentuk sikap yang positif dan pencapaian pelajar.

Keseluruhannya, R7 berpuas hati dengan strategi cabaran reka bentuk

kejuruteraan yang berupaya meningkatkan sikap positif pelajar terhadap STEM dan

mengesahkan bahawa modul ini sesuai digunakan di sekolah. R7 mengulas bahawa;

...kaedah yang berbentuk inkuiri dan penyelesaian masalah contohnya..

penyiasatan, mencari maklumat.. penghasilan produk.. saya kira

mampu memotivasi pelajar untuk berminat dan menceburi bidang

STEM... seperti kejuruteraan. Kemudian ada pula kaedah

perbincangan, soalan cabaran.. ini boleh mencabar minda dan

memperbaiki kemahiran berkomunikasi.. pelajar boleh belajar dengan

berkesan..

(TBP/R7PCS)

R7 merumuskan bahawa modul ini sangat menarik, sesuai untuk peringkat

sekolah menengah dan sedia untuk digunakan sekiranya pembetulan dibuat seperti

yang dicadangkan. R8 pula mengesahkan bahawa keseluruhan modul ini sesuai

digunakan dalam kajian. R9 mengesahkan bahawa modul ini telah dinilai dan sesuai

digunakan untuk pelajar peringkat menengah. Berdasarkan ulasan dan cadangan

penambahbaikan yang dikemukakan oleh panel penilai modul, pemurnian bahagian-

198

bahagian tertentu dalam modul ini telah dibuat. Setelah selesai proses pemurnian,

panel-panel diminta sekali lagi untuk menilai semula modul. Setelah semua panel

bersetuju dengan modul yang telah dimurnikan maka pengesahan diperoleh bahawa

modul ini telah selesai dibina dan boleh digunakan dalam kajian eksperimen sebenar

di sekolah bagi mengukur keberkesanan PSB-CRBK ke atas variabel-variabel kajian.

4.4.6(c) Penilaian Keberkesanan Modul Bersepadu PSB-CRBK

Penilaian keberkesanan merupakan fasa terakhir dalam proses pembinaan

modul sebelum dibuat pengesahan sama ada modul ini benar-benar berkualiti dan sedia

untuk diguna pakai untuk mencapai matlamat penggunaan modul. Kajian ini bertujuan

untuk mengukur kesan PSB-CRBK ke atas dua variabel kajian, manakala modul ini

dibangunkan bertujuan untuk menyediakan garis panduan pelaksanaan PSB-CRBK

supaya kesan PSB-CRBK ke atas kedua-dua variabel berkenaan dapat diukur. Oleh

sebab matlamat pembinaan modul ini juga untuk menghasilkan peningkatan kepada

kedua-dua variabel kajian, maka menilai keberkesanan PSB-CRBK boleh

dilaksanakan melalui penilaian keberkesanan Modul PSB-CRBK ini. Prosedur

pelaksanaan penilaian keberkesanan dihuraikan dalam Bab 3 (Metodologi) manakala

dapatan kepada kajian keberkesanaan PSB-CRBK dibincangkan dalam Bab 5

(Dapatan Kajian).

199

4.5 Rumusan

Modul PSB-CRBK telah dibina berlandaskan Model Reka Bentuk Pengajaran

ASSURE yang mempunyai enam fasa iaitu Menganalisis Pelajar, Menyatakan Objektif,

Memilih Kaedah, Media, dan Bahan, Menggunakan Media dan Bahan, Melibatkan Pelajar,

Menilai dan Semak Semula. Sebelum draf pertama modul dibina, analisis pengetahuan,

pengalaman dan keperluan pelajar telah dijalankan terlebih dahulu melalui ujian pra dan

kaedah tinjauan. Hasil kaedah tinjauan dan ujian pra unit pembelajaran, didapati terdapat

keperluan untuk membina modul. Selepas draf pertama modul disiapkan, pelajar dan guru

diberikan draf modul PSB-CRBK untuk dibaca, disemak dan diteliti dan mendapati bahawa

terdapat beberapa aspek yang perlu diberi perhatian untuk penambahbaikan. Setelah beberapa

aspek diperbaiki dan ditambah baik, draf modul ini digunakan dalam kajian rintis untuk

memastikan kesesuaian draf modul dari segi peruntukan masa, kesesuaian isi kandungan,

kejelasan arahan, penerimaan pelajar, situasi sekolah, kemudahan sokongan pembelajaran dan

aspek-aspek lain supaya modul ini dapat ditingkatkan keberkesanannya.

Seterusnya, khidmat beberapa orang panel penilai yang terdiri daripada guru dan

pensyarah yang berkepakaran atau berpengalaman dalam bidang pendidikan fizik dan

pembinaan modul telah diperoleh untuk menilai dan mengesahkan modul ini. Secara

keseluruhannya, panel penilai berpuas hati dengan isi kandungan modul ini dari semua aspek

yang dinilai dengan memberikan komen dan cadangan untuk penambahbaikan dari aspek isi

kandungan modul, persembahan modul, panduan guru dan kualiti modul. Setelah selesai

proses pemurnian, panel-panel diminta sekali lagi untuk menilai semula modul. Setelah semua

panel bersetuju dengan modul yang telah dimurnikan maka pengesahan diperoleh bahawa

modul ini telah selesai dibina dan boleh digunakan dalam kajian eksperimen sebenar.

200

BAB 5

DAPATAN KAJIAN

5.1 Pendahuluan

Tujuan kajian ini adalah untuk mengkaji kesan Modul Pembelajaran STEM

Berasaskan Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan (PSB-CRBK) ke atas sikap terhadap

STEM dan pencapaian bagi topik keelektrikan dan kemagnetan dalam kalangan pelajar

tingkatan enam. Sampel kajian sejumlah 36 orang pelajar menerima rawatan Modul

PSB-CRBK dan bertindak sebagai kumpulan eksperimen. Kajian ini menggunakan

kaedah eksperimen kuasi dengan reka bentuk kumpulan eksperimen tunggal tanpa

kumpulan kawalan. Kesan modul PSB-CRBK dilihat terhadap dua variabel bersandar

iaitu sikap terhadap STEM dan pencapaian topik keelektrikan dan kemagnetan dalam

kalangan pelajar tingkatan enam. Variabel-variabel ini diukur sebanyak tiga kali iaitu

ujian pra, ujian pos dan ujian pos lanjutan. Seterusnya, analisis temubual dan dokumen

pelajar juga dipersembahkan sebagai dapatan sokongan untuk dapatan kuantitatif

kajian.

Dapatan kajian pada bahagian ini ialah untuk menjawab persoalan kedua,

ketiga, keempat dan kelima berikut:

ii) Adakah penggunaan modul Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka

Bentuk Kejuruteraan untuk pelajar Tingkatan Enam memberi kesan dalam

meningkatkan Sikap terhadap STEM yang merangkumi:




201

iii) Adakah penggunaan modul Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka

Bentuk Kejuruteraan untuk pelajar Tingkatan Enam memberi kesan





iv) Adakah penggunaan modul Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka



v) Adakah penggunaan modul Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka



Bagi menjawab persoalan kajian ini, data-data kuantitatif dianalisis

menggunakan program SPSS versi 23.0. Statistik deskriptif iaitu frekuensi, min skor,

dan perubahan min skor digunakan bagi menjelaskan profil sampel kajian. Seterusnya,

Statistik inferensi digunakan dalam pengujian hipotesis. Dapatan hasil kajian dibuat

mengikut kesan intervensi terhadap variabel bersandar kajian iaitu sikap terhadap

STEM dan pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan kemagnetan. Bagi

variabel sikap terhadap STEM, Ujian Multivariate Analysis of Variance (MANOVA)

dengan pengukuran berulang dilakukan kerana variabel ini terdiri daripada konstruk

sains, matematik, kejuruteraan dan teknologi. Justeru dalam konteks MANOVA,

analisis yang terlibat bukan merujuk kepada sikap terhadap STEM secara keseluruhan,

sebaliknya variabel yang terlibat dalam analisis ini melibatkan tiga variabel bersandar

iaitu sikap terhadap sains, sikap terhadap matematik, sikap terhadap kejuruteraan dan

202

teknologi dengan tujuan untuk mengesan secara lebih tepat sama ada wujud kesan

interaksi yang signifikan antara waktu ujian dengan ketiga-tiga variabel bersandar

tersebut. Manakala bagi variabel pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan

kemagnetan ujian Analysis of Variance (ANOVA) dengan pengukuran berulang

digunakan kerana ia hanya melibatkan analisis variabel pencapaian pelajar secara

keseluruhan maka hanya satu variabel bersandar yang terlibat iaitu pencapaian pelajar.

5.2 Analisis Statistik Deskriptif Min Skor Soal Selidik Pra, Pos dan Pos

Lanjutan bagi Sikap Pelajar Terhadap STEM

Analisis statistik deskriptif dilakukan terlebih dahulu untuk mengenal pasti min

skor soal selidik pra, pos dan pos lanjutan bagi variabel sikap pelajar terhadap STEM.

Selain itu, nilai sisihan piawai, minimum, maksimum, skewness dan kurtosis juga

dipaparkan dalam dapatan di bawah. Variabel sikap terhadap STEM terbahagi kepada

sikap terhadap sains, sikap terhadap matematik, sikap terhadap kejuruteraan dan

teknologi.

Skor maksimum sikap terhadap sains adalah 36 dan skor yang paling minimum

yang mungkin boleh dicapai adalah 9. Jadual 5.1 di bawah menunjukkan min skor soal

selidik pos sikap terhadap sains iaitu 30.86 (N=36, S.P.=3.14) lebih tinggi berbanding

min skor soal selidik pra iaitu 25.72 (N=36, S.P.= 3.40). Didapati juga min skor soal

selidik pos lanjutan sikap terhadap sains iaitu 31.08 (N=36, S.P.=3.58) lebih tinggi

berbanding min skor soal selidik pos iaitu 30.86 (N=36, S.P.=3.14) dan secara

relatifnya juga lebih tinggi daripada min skor soal selidik pra. Perbandingan yang sama

juga diperlihatkan dalam Rajah 5.1 di bawah. Manakala nilai skewness dan kurtosis

yang diperoleh menunjukkan nilai-nilai yang menghampiri sifar. Berpandukan julat

nilai antara -1 hingga +1 yang ditetapkan oleh George dan Mallery (2003), dapatan ini

203

membawa kepada rumusan bahawa bentuk taburan min skor soal selidik pra sikap

terhadap sains, min skor soal selidik pos sikap terhadap sains dan min skor soal selidik

pos lanjutan sikap terhadap sains cenderung menghampiri bentuk normal. Dapatan ini

disokong oleh penelitian terhadap plot normal Q-Q taburan min skor soal selidik pra,

pos, dan pos lanjutan Sikap Terhadap Sains (Lampiran H) iaitu titik-titik menghampiri

garisan lurus plot normal Q-Q.

Jadual 5.1

Deskripsi Min, Sisihan Piawai, Minimum, Maksimum, Skewness dan Kurtosis Soal

Selidik Pra, Soal Selidik Pos dan Soal Selidik Pos Lanjutan Sikap Terhadap Sains

Soal selidik pra Soal selidik pos

Soal selidik pos

lanjutan

N 36 36 36

Min 25.72 30.86 31.08

Sisihan Piawai 3.40 3.14 3.58

Minimum 9.00 9.00 9.00

Maksimum 28.00 34.00 36.00

Skewness -0.112 0.765 0.758

Kurtosis 0.022 2.119 1.320

Rajah 5.1. Carta palang min skor soal selidik pra, min skor soal selidik pos dan min

skor soal selidik pos lanjutan sikap terhadap sains

25.72

30.86 31.08

SOAL SELIDIK PRA SOAL SELIDIK POS SOAL SELIDIK POS LANJUTAN

Min

Sko

r So

al S

elid

ik S

ikap

Ter

had

ap

Sain

s

204

Manakala Skor maksimum bagi sikap terhadap matematik adalah 32 dan skor

yang paling minimum yang mungkin boleh dicapai adalah 8. Jadual 5.2 menunjukkan

min skor soal selidik pos sikap terhadap matematik iaitu 21.67 (N=36, S.P.=4.32) lebih

tinggi berbanding min skor soal selidik pra iaitu 20.89 (N=36, S.P.= 4.33). Didapati

juga min skor soal selidik pos lanjutan iaitu 22.03 (N=36, S.P.=5.23) lebih tinggi

berbanding min skor soal selidik pos iaitu 21.67 (N=36, S.P.=4.32) dan secara

relatifnya juga lebih tinggi daripada min skor soal selidik pra. Manakala nilai skewness

dan kurtosis yang diperoleh menunjukkan nilai-nilai yang menghampiri sifar.

Berpandukan julat nilai antara -1 hingga +1 yang ditetapkan oleh George dan Mallery

(2003), dapatan ini membawa kepada rumusan bahawa bentuk taburan min skor soal

selidik pra, pos dan pos lanjutan sikap terhadap matematik cenderung menghampiri

bentuk normal. Dapatan ini disokong oleh penelitian terhadap plot normal Q-Q taburan

min skor soal selidik pra, pos, dan pos lanjutan Sikap Terhadap Matematik (Lampiran

H) iaitu titik-titik menghampiri garisan lurus plot normal Q-Q. Perbandingan min skor

soal selidik pra, pos dan pos lanjutan bagi sikap terhadap matematik juga diperlihatkan

dalam Rajah 5.2 di bawah.

Jadual 5.2

Deskripsi Min, Sisihan Piawai, Minimum dan Maksimum Soal Selidik Pra, Soal

Selidik Pos dan Soal Selidik Pos Lanjutan Sikap Terhadap Matematik


Soal selidik pos

lanjutan

N 36 36 36

Min 20.89 21.67 22.03


Minimum 11.00 11.50 10.50

Maksimum 28.00 28.50 31.50

Skewness -0.455 -0.564 -0.281

Kurtosis -0.506 -0.348 -0.214

205


skor soal selidik pos lanjutan sikap terhadap matematik

Seterusnya skor maksimum sikap terhadap kejuruteraan dan teknologi adalah

36 dan skor yang paling minimum yang mungkin boleh dicapai adalah 9. Jadual 5.3

menunjukkan min skor soal selidik pos sikap terhadap kejuruteraan dan teknologi iaitu

29.42 (N=36, S.P.=3.92) lebih tinggi berbanding min skor soal selidik pra iaitu 24.72

(N=36, S.P.= 4.22). Didapati juga min skor soal selidik pos lanjutan iaitu 31.17 (N=36,

S.P.=4.48) lebih tinggi berbanding min skor soal selidik pos iaitu 29.42 (N=36,

S.P.=3.92) dan secara relatifnya juga lebih tinggi daripada min skor soal selidik pra.

Perbandingan yang sama juga diperlihatkan dalam Rajah 5.3. Manakala nilai skewness

dan kurtosis yang diperoleh menunjukkan nilai-nilai yang menghampiri sifar.

Berpandukan julat nilai antara -1 hingga +1 yang ditetapkan oleh George dan Mallery

(2003), dapatan ini membawa kepada rumusan bahawa bentuk taburan min skor soal

selidik pra, pos dan pos lanjutan sikap terhadap kejuruteraan dan teknologi cenderung

menghampiri bentuk normal. Dapatan ini disokong oleh penelitian terhadap plot

normal Q-Q taburan min skor soal selidik pra, pos, dan pos lanjutan Sikap Terhadap

20.89

21.67

22.03


Min

sko

r So

al S

elid

ik S

ikap

Ter

had

ap

Mat

emat

ik

Min

206

Kejuruteraan dan Teknologi (Lampiran H) iaitu titik-titik menghampiri garisan lurus

plot normal Q-Q.

Jadual 5.3

Deskripsi Min, Sisihan Piawai, Minimum dan Maksimum Soal Selidik Pra, Soal

Selidik Pos dan Soal Selidik Pos Lanjutan Sikap Terhadap Kejuruteraan dan

Teknologi


Soal selidik pos

lanjutan

N 36 36 36

Min 24.72 29.42 31.17


Minimum 9.00 9.00 9.00

Maksimum 36.00 36.00 36.00

Skewness 1.056 0.787 0.872

Kurtosis 1.345 1.728 0.918


skor soal selidik pos lanjutan sikap terhadap kejuruteraan dan teknologi

24.72

29.4231.17

SOAL SELIDIK PRA SOAL SELIDIK POS SOAL SELIDIK POS LANJUTANM

in S

kor

Soal

Se

lidik

Sik

ap T

erh

adap

Kej

uru

tera

an

dan

Tek

no

logi

207

5.3 Analisis Statistik Deskriptif Min Skor Ujian Pra, Pos dan Pos Lanjutan

bagi Pencapaian Pelajar dalam Topik Keelektrikan dan Kemagnetan

Manakala bagi variabel pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan

kemagnetan adalah terdiri daripada 30 soalan aneka pilihan. Skor maksimum

pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan kemagnetan adalah 30 manakala skor

yang paling minimum yang mungkin boleh dicapai adalah 0. Analisis deskriptif bagi

variabel ini ditunjukkan dalam Jadual 5.4 dan Rajah 5.4.

Jadual 5.4 menunjukkan min skor ujian pos pencapaian pelajar dalam topik

keelektrikan dan kemagnetan iaitu 22.44 (N=36, S.P.=4.71) lebih tinggi berbanding

min skor ujian pra iaitu 18.81 (N=36, S.P.= 2.03). Didapati juga min skor ujian pos

lanjutan iaitu 23.42 (N=36, S.P.=3.07) lebih tinggi berbanding min skor ujian pos iaitu

22.44 (N=36, S.P.=4.71) dan secara relatifnya juga lebih tinggi daripada min skor ujian

pra. Manakala nilai skewness dan kurtosis yang diperoleh menunjukkan nilai-nilai

yang menghampiri sifar. Berpandukan julat nilai antara -1 hingga +1 yang ditetapkan

oleh George dan Mallery (2003), dapatan ini membawa kepada rumusan bahawa

bentuk taburan min skor ujian pra, pos dan pos lanjutan pencapaian pelajar dalam topik

keelektrikan dan kemagnetan cenderung menghampiri bentuk normal. Dapatan ini

disokong oleh penelitian terhadap plot normal Q-Q taburan min skor ujian pra, pos,

dan pos lanjutan pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan kemagnetan

(Lampiran I) iaitu titik-titik menghampiri garisan lurus plot normal Q-Q.

208

Jadual 5.4

Deskripsi Min, Sisihan Piawai, Minimum dan Maksimum Ujian Pra, Ujian Pos dan

Ujian Pos Lanjutan Pencapaian Pelajar dalam Topik Keelektrikan dan Kemagnetan

Ujian pra Ujian pos

Ujian pos

lanjutan

N 36 36 36

Min 18.81 22.44 23.42


Minimum 0.00 0.00 0.00

Maksimum 30.00 30.00 30.00

Skewness -0.113 -1.166 -0.436

Kurtosis -0.729 2.134 0.081

Rajah 5.4. Carta palang min skor ujian pra, min skor ujian pos dan min skor ujian

pos lanjutan pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan kemagnetan

Seterusnya persoalan kajian ini dijawab dengan menjalankan analisis ANOVA

dan MANOVA Pengukuran Berulang. Sebelum menentukan jenis statistik yang sesuai

untuk menguji hipotesis, taburan data kajian harus dipastikan normal. Oleh itu, ujian

kenormalan telah dijalankan. Pada asasnya, bagi tujuan memastikan sama ada taburan

data kajian yang dikumpul adalah normal, dua kaedah telah digunakan iaitu secara

18.81

22.4423.42


Min

Sko

r U

jian

Pen

cap

aian

To

pik

K

eele

ktri

kan

& K

emag

net

an

209

statistik deskriptif melalui nilai pencongan (skewness) serta kurtosis dan secara

analisis grafik iaitu melalui semakan graf plot normal Q-Q dan juga ujian kenormalan

berasaskan statistik Shapiro-Wilk.

Berdasarkan dapatan kajian ini, nilai pencongan dan kurtosis yang diperoleh

menunjukkan nilai-nilai yang menghampiri sifar. Berpandukan julat nilai antara -1

hingga +1 yang ditetapkan oleh George dan Mallery (2003), dapatan ini membawa

kepada rumusan bahawa bentuk taburan min skor soal selidik sikap terhadap STEM

dan ujian pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan kemagnetan cenderung

menghampiri bentuk normal. Semakan pada graf plot normal Q-Q (Lampiran H & I)

bagi kesemua variabel yang diperoleh daripada data-data ujian pra, pos dan pos

lanjutan juga memperlihatkan sebahagian besar titik-titik menghampiri garis normal.

Selain itu, ujian kenormalan juga telah dilakukan menggunakan statistik

Shapiro-Wilk iaitu dengan melihat nilai p. Nilai p yang tidak signifikan (p>0.05)

menunjukkan taburan data adalah normal. Jadual 5.5, 5.6, 5.7 dan 5.8 menunjukkan

nilai statistik Shapiro-Wilk kedua-dua variabel kajian bagi ketiga-tiga jenis ujian.

Keputusan ujian statistik Shapiro-Wilk didapati tidak signifikan (p>0.05) bagi semua

data kajian dan ini menunjukkan bahawa min skor bertaburan secara normal.

Jadual 5.5

Ujian Kenormalan Berasaskan Statistik Shapiro-Wilk Sikap Terhadap Sains

Sikap terhadap

Sains

Shapiro-Wilk

Statistik Darjah

Kebebasan Signifikan

Soal selidik pra 0.974 36 0.553

Soal selidik pos 0.941 36 0.164

Soal selidik pos

lanjutan

0.932 36 0.128

210

Jadual 5.6

Ujian Kenormalan Berasaskan Statistik Shapiro-Wilk Sikap Terhadap Matematik

Sikap terhadap

Matematik

Shapiro-Wilk

Statistik Darjah Kebebasan Signifikan



Soal selidik pos

lanjutan

0.976 36 0.626

Jadual 5.7

Ujian Kenormalan Berasaskan Statistik Shapiro-Wilk Sikap Terhadap Kejuruteraan

dan teknologi

Sikap terhadap

Kejuruteraan dan

teknologi

Shapiro-Wilk




Soal selidik pos

lanjutan

0.923 36 0.216

Jadual 5.8

Ujian Kenormalan Berasaskan Statistik Shapiro-Wilk Pencapaian Pelajar dalam

Topik Keelektrikan dan Kemagnetan

Penghayatan nilai

murni

Shapiro-Wilk




Soal selidik pos

lanjutan 0.968 36 0.367

211

Rumusan daripada semua ujian kenormalan di atas menunjukkan bahawa

semua data kajian adalah bertaburan normal. Oleh itu, ujian ANOVA dan MANOVA

Pengukuran Berulang sesuai digunakan untuk statistik inferensi dalam kajian ini.

5.4 Analisis Statistik inferensi Min Skor Soal Selidik Pra, Pos dan Pos

Lanjutan bagi Sikap Pelajar Terhadap STEM

Analisis statistik inferensi bertujuan mengukur keberkesanan Modul

Pembelajaran STEM berasaskan Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan ke atas variabel

kajian iaitu sikap terhadap STEM. Ujian MANOVA dengan Pengukuran Berulang

digunakan untuk menguji hipotesis-hipotesis yang dibina bagi menjawab setiap

persoalan kajian.

Justeru, ujian MANOVA dengan Pengukuran Berulang pada aras signifikan

p=0.05 dijalankan untuk menentukan kesan utama waktu ujian terhadap variabel-

variabel bersandar yang terlibat iaitu sikap terhadap sains, sikap terhadap matematik,

sikap terhadap kejuruteraan dan teknologi. Waktu ujian dikategorikan sebagai variabel

dalaman (within variable) yang digunakan. Berdasarkan perspektif ujian MANOVA

dengan Pengukuran Berulang (Hair, 2009), sesuatu variabel kajian dianggap sebagai

variabel dalaman apabila variabel berkenaan diukur berulang kali pada sampel yang

sama.

Dalam konteks kajian ini, waktu ujian merujuk kepada variabel yang diukur

berulang kali terhadap sampel kajian iaitu sebelum intervensi (soal selidik pra), sebaik

sahaja selepas intervensi (soal selidik pos) dan setelah jangka waktu tertentu selepas

tamat intervensi (soal selidik pos lanjutan). Justeru, tujuan menguji kesan utama

variabel dalaman iaitu waktu ujian terhadap variabel bersandar ialah bagi mengetahui

212

sama ada terdapat perbezaan signifikan pada min skor soal selidik berdasarkan kepada

pengukuran berulang sebanyak tiga kali iaitu soal selidik pra, soal selidik pos dan soal

selidik pos lanjutan. Berdasarkan analisis statistik inferensi juga, saiz kesan yang

disebabkan oleh variabel dalaman ini dapat dijangka (Tabachnick & Fidell, 2007).

Dalam kajian ini, Ujian MANOVA dengan Pengukuran Berulang melibatkan

analisis beberapa ujian iaitu ujian multivariate, ujian Kesferaan Mauchly, ujian

univariate, ujian Bonferroni Post Hoc dan ujian Estimated Marginal Means.

Keputusan ujian multivariate menunjukkan kesan utama waktu ujian terhadap variabel

bersandar berdasarkan nilai signifikan p<0.05. Keputusan ujian multivariate dapat

disokong dengan dapatan ujian univariate untuk variabel dalaman (within) subjek.

Namun, bagi memilih ujian univariate yang bersesuaian, andaian kesferaan diperiksa

terlebih dahulu menggunakan keputusan ujian Kesferaan Mauchly. Ujian univariate

berdasarkan andaian kesferaan dipatuhi digunakan sekiranya nilai p yang diperoleh

adalah tidak signifikan (p>0.05). Seterusnya ujian Bonferroni Post Hoc dijalankan

untuk menentukan signifikasi antara pasangan ujian. Akhir sekali, ujian Estimated

Marginal Means dijalankan bertujuan melihat pola perbezaan min skor bagi

pencerapan setiap ujian. Setelah menganalisis semua dapatan ujian di atas, barulah

keputusan mengenai kesan intervensi ke atas variabel-variabel kajian dirumuskan.

Dapatan kajian pada bahagian ini bertujuan menjawab persoalan kedua dan

ketiga seperti berikut:

ii) Adakah penggunaan modul Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran

Reka Bentuk Kejuruteraan untuk pelajar Tingkatan Enam memberi kesan

dalam meningkatkan Sikap terhadap STEM yang merangkumi:

213




iii) Adakah penggunaan modul Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran

Reka Bentuk Kejuruteraan untuk pelajar Tingkatan Enam memberi kesan





Bagi menjawab persoalan-persoalan kajian di atas, ujian statistik inferensi

dijalankan ke atas hipotesis-hipotesis kajian yang dibentuk. Bagi persoalan kajian (ii),

Hipotesis utama Ho2 yang diuji pada aras signifikan 0.05;

Ho2: Tidak terdapat kesan utama yang signifikan oleh waktu ujian (pra, pos, pos

lanjutan) terhadap min skor soal selidik Sikap terhadap STEM dalam kalangan



Ho2a: Tidak terdapat perbezaan yang signifikan antara min skor soal selidik

pra dan soal selidik pos Sikap terhadap Sains dalam kalangan pelajar

Tingkatan Enam.

Ho2b: Tidak terdapat perbezaan yang signifikan antara min skor soal selidik

pra dan soal selidik pos Sikap terhadap Matematik dalam kalangan


214

Ho2c: Tidak terdapat perbezaan yang signifikan antara min skor soal selidik

pra dan soal selidik pos Sikap terhadap Kejuruteraan dan Teknologi


Bagi persoalan kajian (iii), berikut adalah hipotesis utama, Ho3 yang diuji pada


Ho3: Tidak terdapat kesan utama yang signifikan oleh waktu ujian (pra, pos, pos

lanjutan) terhadap min skor soal selidik Sikap terhadap STEM dalam kalangan



Ho3a: Tidak terdapat perbezaan yang signifikan antara min skor soal selidik

pos dan soal selidik pos lanjutan Sikap terhadap Sains dalam kalangan


Ho3b: Tidak terdapat perbezaan yang signifikan antara min skor soal selidik

pos dan soal selidik pos lanjutan Sikap terhadap Matematik dalam


Ho3c: Tidak terdapat perbezaan yang signifikan antara min skor soal selidik

pos dan soal selidik pos lanjutan Sikap terhadap Kejuruteraan dan

Teknologi dalam kalangan pelajar Tingkatan Enam.

5.4.1 Dapatan Ujian MANOVA bagi Sikap Terhadap STEM

Ujian multivariate (Jadual 5.9) menunjukkan kesan utama bagi waktu ujian

adalah signifikan, Wilks’= 0.202, F (2, 34)=67.335, p= 0.000, η2 = 0.798; kesan utama

yang signifikan bagi sikap terhadap STEM, Wilks’= 0.245, F (2, 34)=52.365, p=

215

0.000, η2 = 0.755; kesan interaksi yang signifikan antara waktu ujian dengan sikap

terhadap STEM, Wilks’= 0.210, F (4, 32)=30.030, p= 0.000, η2 = 0.790.

Jadual 5.9

Keputusan Ujian MANOVA untuk Min Skor Soal Selidik Sikap Terhadap STEM

Kesan Nilai F Darjah

Kebebasan

Hipotesis

Darjah

Kebebasan

Ralat

Sig. Eta Separa

Kuasa Dua

Waktu

ujian

Wilks’

Lambda

0.202

67.335

2

34

0.000

0.798

Konstruk

sikap

terhadap STEM

Wilks’

Lambda

0.245 52.365 2 34 0.000 0.755

Waktu

ujian*

Konstruk

sikap

terhadap

STEM

Wilks’

Lambda

0.210 30.030 4 32 0.000 0.790

Keputusan ujian multivariate disokong dengan dapatan ujian univariate untuk

variabel dalaman subjek dipersembahkan dalam Jadual 5.11. Namun, bagi memilih

ujian univariate yang bersesuaian (Jadual 5.11), andaian kesferaan diperiksa terlebih

dahulu menggunakan keputusan ujian Mauchly (Jadual 5.10). Keputusan ujian

kesferaan Mauchly menunjukkan nilai p yang diperoleh bagi kesan utama waktu ujian

adalah tidak signifikan, nilai p=0.404; kesan utama yang tidak signifikan bagi konstruk

sikap terhadap STEM, nilai p=0.230; dan kesan interaksi yang tidak signifikan antara

waktu ujian dengan konstruk sikap terhadap STEM, nilai p=0.331 (Jadual 5.10).

Keputusan ujian kesferaan Mauchly menunjukkan kesemua nilai p adalah melebihi

daripada 0.05. Keputusan ini adalah tidak signifikan dan menunjukkan bahawa

andaian kesferaan matriks varian kovarian dipatuhi (Howell, 2009) akan digunakan

dalam ujian univariate.

216

Jadual 5.10

Keputusan Ujian Kesferaan Mauchly Sikap Terhadap STEM

Kesan

dalam

tempoh

masa

Mauchy’s

W

Khi Kuasa

Dua

Darjah

Kebebasan

Sig. Epsilon

Greenhouse-

Geisser

Waktu ujian 0.719 11.216 2 0.404 0.781

Konstruk

sikap

terhadap STEM

0.558 19.809 2 0.230 0.694

Waktu

ujian*

sikap

terhadap

STEM

0.736 10.252 9 0.331 0.854

Berdasarkan keputusan ujian univariate yang bersandarkan andaian kesferaan

(Jadual 5.11), semua dapatan yang signifikan pada aras keyakinan 0.05 diambil kira

iaitu:

(i) Kesan utama yang signifikan bagi waktu ujian, F= 72.633, p= 0.000, η2 =

0.041

(ii) Kesan utama yang signifikan bagi konstruk sikap terhadap STEM, F=

67.246, p= 0.000, η2 = 0.658

(iii) Kesan interaksi yang signifikan antara konstruk sikap terhadap STEM

dengan waktu ujian, F= 33.770, p= 0.000, η2 = 0.491

217

Jadual 5.11

Keputusan Ujian Univariate Sikap Terhadap STEM

Sumber Jumlah

Kuasa

Dua

Jenis III

Darjah

Kebeba-

san

Kuasa

Dua Min

F Sig. Separa

Eta

Kuasa

Dua

Waktu

ujian

Andaian

kesferaan

Green

house-

Geissser

1142.395

1142.395

2

1.561

571.198

731.700

72.633

72.633

0.000

0.000

0.041

0.041

Konstruk

sikap

terhadap STEM

Andaian

Kesferaan

Green house-

Geissser

3871.302

3871.302

2

1.387

1935.651

2790.354

67.246

67.246

0.000

0.000

0.658

0.658

Waktu ujian*

Konstruk

sikap terhadap

STEM

Andaian Kesferaan

Green house-

Geissser

343.957

343.957

4

3.418

85.989

100.642

33.770

33.770

0.000

0.000

0.491

0.491

Dapatan Jadual 5.11 menunjukkan kesan waktu ujian yang signifikan (p <

0.05). Ini bermakna terdapat perbezaan yang signifikan antara ujian pra, pos dan pos

lanjutan. Dapatan juga menunjukkan kesan utama yang signifikan bagi konstruk sikap

terhadap STEM. Ini menunjukkan bahawa terdapat perbezaan dapatan antara

konstruk-konstruk sikap terhadap STEM iaitu sikap terhadap sains, matematik,

kejuruteraan dan teknologi. Didapati kesan interaksi adalah signifikan antara waktu

ujian dengan konstruk sikap terhadap STEM yang menunjukkan bahawa skor ujian

bagi subjek kajian dipengaruhi atau mempunyai hubungan dengan jenis rawatan.

Kesan interaksi yang signifikan antara waktu ujian dengan konstruk sikap terhadap

STEM membawa kepada kesimpulan bahawa min skor sikap terhadap STEM

218

dipengaruhi oleh kombinasi waktu ujian dan konstruk sikap terhadap STEM. Justeru,

analisis kesan interaksi ringkas (simple interaction effect) dilaksanakan bagi mengesan

punca kesan interaksi antara waktu ujian dengan konstruk sikap terhadap STEM. Oleh

demikian, analisis dilakukan secara berasingan untuk melihat kesan utama waktu ujian

untuk setiap konstruk iaitu:

i) Analisis kesan utama waktu ujian ke atas konstruk sikap terhadap sains

ii) Analisis kesan utama waktu ujian ke atas konstruk sikap terhadap matematik

iii) Analisis kesan utama waktu ujian ke atas konstruk sikap terhadap kejuruteraan

dan teknologi.

5.4.2 Analisis Kesan Utama Waktu Ujian ke atas Konstruk Sikap Terhadap

Sains

Keputusan ujian multivariate menunjukkan kesan utama waktu ujian ke atas

sikap terhadap sains adalah signifikan iaitu Wilks’ Lambda = 0.210, F(2, 34)= 64.100,

p < 0.05, eta separa kuasa dua, η2 = 0.790 (Jadual 5.12).

Jadual 5.12

Keputusan Ujian Multivariate untuk Min Skor Sikap Terhadap Sains

Kesan Nilai F

Darjah

Kebebasan

Hipotesis

Darjah

Kebebasan

Ralat

Sig.

Eta

Separa

Kuasa

Dua

Sikap Terhadap

Sains

Wilks’

Lambda 0.210 64.100 2 34 0.000 0.790

219

Nilai eta separa kuasa dua, η2 iaitu saiz kesan dapat menunjukkan magnitud

relatif perbezaan antara min, atau jumlah varians dalam variabel bersandar yang boleh

dijangka daripada pengetahuan mengenai variabel tidak bersandar (Tabachnick &

Fidell, 2007). Cohen (1988) telah mencadangkan garis panduan untuk nilai eta kuasa

dua iaitu 0.01 = kecil, 0.06 = sederhana, manakala 0.14 = kesan besar. Menurut

Tabachnick dan Fidell (2007), garis panduan yang sama boleh digunakan untuk

meramal saiz kesan daripada nilai eta separa kuasa dua yang diperoleh. Oleh itu nilai

eta separa kuasa dua, η2 = 0.790 yang diperolehi dalam kajian ini menunjukkan

bahawa saiz kesan waktu ujian bagi sikap terhadap sains adalah besar.

Keputusan ujian multivariate dapat disokong dengan dapatan ujian univariate

untuk variabel dalaman subjek. Bagi memilih ujian univariate yang bersesuaian,

andaian kesferaan diperiksa terlebih dahulu menggunakan keputusan ujian Kesferaan

Mauchly.

Jadual 5.13

Keputusan Ujian Kesferaan Mauchly Sikap Terhadap Sains

Kesan dalam

tempoh masa Mauchly’s W

Khi

Kuasa

Dua

Darjah

Kebebasan Sig.

Epsilon

Greenhouse

Geisser /

Huynh-Feldt

Sikap Terhadap Sains

0.811 7.117 2 0.028 0.841 / 0.879

Keputusan ujian kesferaan Mauchly dalam Jadual 5.13 menunjukkan nilai

p=0.028 iaitu lebih kecil daripada 0.05. Keputusan ini adalah signifikan dan

menunjukkan bahawa andaian kesferaan matriks varian kovarian tidak dipatuhi

(Howell, 2009).

220

Jadual 5.14

Keputusan Ujian Univariate Sikap Terhadap Sains

Sumber

Jumlah

Kuasa

Dua

Jenis III

Darjah

Kebebasan

Kuasa

Dua

Min

F SSig.

Eta

Separa

Kuasa

Dua

Sikap terhadap

Sains

Greenhouse-

Geisser 662.389 1.682 393.750 72.236 0.000 0.674

Berdasarkan keputusan ujian univariate yang bersandarkan Greenhouse-

Geisser (Jadual 5.14), didapati kesan utama waktu ujian adalah signifikan bagi sikap

terhadap terhadap sains (F=72.236, p<0.05, η2 = 0.674). Nilai eta separa kuasa dua, η2

= 0.674 juga menunjukkan bahawa saiz kesan waktu ujian bagi sikap terhadap sains

adalah besar (Cohen, 1988).

Keputusan ujian multivariate dalam Jadual 5.12 dan ujian univariate dalam

Jadual 5.14 yang signifikan bererti terdapat sekurang-kurangnya satu pasangan ujian

yang mempunyai perbezaan min skor soal selidik sikap terhadap sains yang signifikan.

Bagi menentukan pasangan ujian yang mempunyai perbezaan yang signifikan, Ujian

Bonferroni Post Hoc dijalankan. Jadual 5.15 menunjukkan keputusan Ujian

Bonferroni Post Hoc sikap terhadap sains.

221

Jadual 5.15

Keputusan Ujian Bonferroni Post Hoc Sikap Terhadap Sains

Sikap Terhadap Sains Perbezaan Min Ralat Sig.*

Soal selidik

Pra

Soal selidik Pos

Soal selidik Pos Lanjutan

-5.139*

-5.361*

0.451

0.604

0.000

0.000

Soal selidik Pos

Soal selidik Pra


5.139*

-0.222

0.451

0.442

0.000

1.000

Soal selidik

Pos Lanjutan

Soal selidik Pra

Soal selidik Pos

5.361*

0.222

0.604

0.442

0.000

1.000

Berdasarkan estimated marginal means

* Perbezaan min adalah signifikan pada aras 0.05

Keputusan ujian Bonferroni Post Hoc menunjukkan bahawa wujud perbezaan

yang signifikan (p< 0.05) pada dua pasangan min skor yang berikut:

i. min skor soal selidik pra sikap terhadap sains dengan min skor soal selidik

pos sikap terhadap sains,

ii. min skor soal selidik pra sikap terhadap sains dengan min skor soal selidik

pos lanjutan sikap terhadap sains,

Keputusan ujian menunjukkan perbezaan pada pasangan min skor soal selidik

pos sikap terhadap sains dengan min skor soal selidik pos lanjutan sikap terhadap sains

adalah tidak signifikan (p > 0.05). Pola perbezaan min skor bagi pencerapan setiap

ujian sikap terhadap sains boleh dilihat pada nilai estimated marginal means yang

diperoleh.

222

Jadual 5.16

Keputusan Ujian Estimated Marginal Means Sikap Terhadap Sains

Sikap Terhadap

Sains Min Ralat

95% Selang Keyakinan

Had Bawah Had Atas

Soal selidik Pra 25.72 0.567 24.571 26.874

Soal selidik Pos 30.86 0.523 29.800 31.992


31.08 0.597 29.872 32.295

Keputusan dalam Jadual 5.16 menunjukkan min soal selidik pra sikap terhadap

sains ialah 25.72 manakala min soal selidik pos sikap terhadap sains ialah 30.86. Ini

bermakna terdapat peningkatan min skor soal selidik sikap terhadap sains dari sebelum

intervensi ke selepas intervensi. Keputusan Ujian Bonferroni Post Hoc sikap terhadap

sains (Jadual 5.15) menunjukkan bahawa perbezaan pada pasangan min skor ini adalah

signifikan. Oleh itu, hipotesis nol H02a bahawa tidak terdapat perbezaan yang

signifikan pada min skor soal selidik pra dan min skor soal selidik pos sikap terhadap

sains dalam kalangan pelajar tingkatan enam adalah ditolak. Keputusan ini

menunjukkan bahawa terdapat peningkatan signifikan pada sikap terhadap sains

selepas intervensi.

Akhir sekali, min skor selidik pos sikap terhadap sains iaitu 30.86 terdapat

sedikit peningkatan kepada 31.08 bagi min skor soal selidik pos lanjutan sikap

terhadap sains. Namun demikian, keputusan ujian Bonferroni Post Hoc (Jadual 5.15)

menunjukkan bahawa perbezaan adalah tidak signifikan pada pasangan min skor ini.

Justeru, hipotesis nol H03a bahawa tidak terdapat perbezaan yang signifikan pada min

skor soal selidik pos dan min skor soal selidik pos lanjutan sikap terhadap sains dalam

kalangan pelajar tingkatan enam gagal ditolak. Keputusan ini menunjukkan bahawa

223

terdapat pengekalan pada sikap terhadap sains selepas tujuh minggu intervensi

berakhir.

Oleh itu, dapat disimpulkan bahawa modul pembelajaran STEM berasaskan

cabaran reka bentuk kejuruteraan memberi kesan yang signifikan ke atas peningkatan

dan pengekalan sikap terhadap sains dalam kalangan pelajar tingkatan enam.


Matematik

Berikutnya adalah keputusan ujian multivariate (Jadual 5.17) menunjukkan

kesan utama waktu ujian ke atas sikap terhadap matematik adalah signifikan (Wilks’

Lambda = 0.833, F(2, 34)= 3.420, p< 0.05, eta separa kuasa dua, η2 = 0.167).

Jadual 5.17

Keputusan Ujian Multivariate untuk Min Skor Sikap Terhadap Matematik

Kesan Nilai F

Darjah

Kebebasan

Hipotesis

Darjah

Kebebasan

Ralat

Sig.

Eta

Separa

Kuasa

Dua

Sikap

Terhadap

Matematik

Wilks’ Lambda

0.833 3.420 2 34 0.044 0.167








224


bahawa saiz kesan waktu ujian bagi sikap terhadap matematik adalah besar.




Mauchly.

Jadual 5.18

Keputusan Ujian Kesferaan Mauchly Sikap Terhadap Matematik

Kesan dalam


Khi

Kuasa

Dua

Darjah

Kebebasan Sig.

Epsilon

Greenhouse

Geisser /

Huynh-Feldt

Sikap Terhadap Matematik

0.955 1.561 2 0.458 0.957 / 1.000


p=0.458 iaitu lebih besar daripada 0.05. Keputusan ini adalah tidak signifikan dan

menunjukkan bahawa andaian kesferaan matriks varian kovarian dipatuhi (Howell,

2009) akan digunakan dalam ujian univariate.

Jadual 5.19

Keputusan Ujian Univariate Sikap Terhadap Matematik

Sumber

Jumlah

Kuasa

Dua Jenis

III

Darjah

Kebebasan

Kuasa

Dua

Min

F Sig.

Eta

Separa

Kuasa

Dua

Sikap

terhadap Matematik

Andaian

kesferaan dipatuhi

24.389 2 12.194 3.959 0.024 0.102

225


dipatuhi (Jadual 5.19), didapati kesan utama waktu ujian adalah signifikan bagi sikap

terhadap terhadap sains (F=3.959, p<0.05, η2 = 0.102). Nilai eta separa kuasa dua,

η2 = 0.102 menunjukkan bahawa saiz kesan waktu ujian bagi sikap terhadap matematik

adalah sederhana (Cohen, 1988).






Bonferroni Post Hoc sikap terhadap matematik.

Jadual 5.20

Keputusan Ujian Bonferroni Post Hoc Sikap Terhadap Matematik

Sikap Terhadap Matematik Perbezaan Min Ralat Sig.*

Soal selidik Pra

Soal selidik Pos


-0.778

-1.139*

0.378

0.453

0.142

0.050

Soal selidik

Pos

Soal selidik Pra


0.778

-0.361

0.378

0.407

0.142

1.000


Soal selidik Pra

Soal selidik Pos

1.139*

0.361

0.453

0.407

0.050

1.000



226

Keputusan ujian Bonferroni Post Hoc menunjukkan bahawa perbezaan yang

signifikan (p = 0.05) terdapat pada satu pasangan min skor yang berikut:

i. min skor soal selidik pra sikap terhadap matematik dengan min skor soal

selidik pos lanjutan sikap terhadap matematik,


pos sikap terhadap matematik dengan min skor soal selidik pos lanjutan sikap terhadap

matematik adalah tidak signifikan (p > 0.05). Pola perbezaan min skor bagi pencerapan

setiap ujian sikap terhadap matematik boleh dilihat pada nilai estimated marginal

means yang diperoleh.

Jadual 5.21

Keputusan Ujian Estimated Marginal Means Sikap Terhadap Matematik

Sikap Terhadap

Sains Min Ralat


Had Bawah Had Atas

Soal selidik Pra 20.89 0.722 19.422 22.355

Soal selidik Pos 21.67 0.720 20.204 23.129

Soal selidik Pos

Lanjutan 22.03 0.872 20.257 23.799


matematik ialah 20.89 manakala min soal selidik pos sikap terhadap matematik ialah

21.67. Ini bermakna terdapat sedikit peningkatan min skor soal selidik sikap terhadap

matematik dari sebelum intervensi ke selepas intervensi. Namun demikian, keputusan

Ujian Bonferroni Post Hoc sikap terhadap matematik (Jadual 5.20) menunjukkan

bahawa perbezaan pada pasangan min skor ini adalah tidak signifikan (p = 0.142).

Oleh itu, hipotesis nol H02b bahawa tidak terdapat perbezaan yang signifikan pada min

227

skor soal selidik pra dan min skor soal selidik pos sikap terhadap matematik dalam

kalangan pelajar tingkatan enam adalah gagal ditolak. Keputusan ini menunjukkan

bahawa tidak terdapat kesan peningkatan pada sikap terhadap matematik selepas

intervensi.

Akhir sekali, min skor selidik pos sikap terhadap matematik iaitu 21.67

meningkat sedikit kepada 22.03 bagi min skor soal selidik pos lanjutan sikap terhadap

matematik. Namun begitu, keputusan ujian Bonferroni Post Hoc (Jadual 5.20)

menunjukkan bahawa perbezaan adalah tidak signifikan pada pasangan min skor ini.

Justeru, hipotesis nol H03b bahawa tidak terdapat perbezaan yang signifikan pada min

skor soal selidik pos dan min skor soal selidik pos lanjutan sikap terhadap matematik

dalam kalangan pelajar tingkatan enam adalah gagal ditolak. Keputusan ini

menunjukkan bahawa terdapat pengekalan pada sikap terhadap matematik selepas

tujuh minggu intervensi berakhir.


cabaran reka bentuk kejuruteraan tidak memberi kesan yang signifikan ke atas

peningkatan sikap terhadap matematik dalam kalangan pelajar tingkatan enam.


Kejuruteraan dan Teknologi

Seterusnya keputusan ujian multivariate (Jadual 5.22) menunjukkan kesan

utama waktu ujian ke atas sikap terhadap kejuruteraan dan teknologi adalah signifikan

(Wilks’ Lambda = 0.222, F(2, 34)= 59.472, p< 0.05, eta separa kuasa dua, η2 = 0.778).

228

Jadual 5.22

Keputusan Ujian Multivariate untuk Min Skor Sikap Terhadap Kejuruteraan dan

Teknologi

Kesan Nilai F Darjah

Kebebasan

Hipotesis

Darjah

Kebebasan

Ralat

Sig. Eta

Separa

Kuasa

Dua

Sikap

Terhadap

Kejuruteraan

dan Teknologi

Wilks’

Lambda

0.222 59.472 2 34 0.000 0.778









bahawa saiz kesan waktu ujian bagi sikap terhadap kejuruteraan dan teknologi adalah

besar.




Mauchly.

229

Jadual 5.23

Keputusan Ujian Kesferaan Mauchly Sikap Terhadap Kejuruteraan dan Teknologi

Kesan dalam


Khi

Kuasa

Dua

Darjah

Kebebasan Sig.

Epsilon

Greenhouse

Geisser /

Huynh-Feldt

Sikap Terhadap

Sains

0.945 1.917 2 0.384 0.948 / 1.000


p=0.384 iaitu lebih besar daripada 0.05. Keputusan ini adalah tidak signifikan dan

menunjukkan bahawa andaian kesferaan matriks varian kovarian dipatuhi (Howell,

2009) akan digunakan dalam ujian univariate.

Jadual 5.24

Keputusan Ujian Univariate Sikap Terhadap Kejuruteraan dan Teknologi

Sumber

Jumlah

Kuasa

Dua

Jenis III

Darjah

Kebebasan

Kuasa

Dua

Min

F SSig.

Eta

Separa

Kuasa

Dua

Sikap

terhadap

Kejuruteraan dan

Teknologi

Andaian

kesferaan dipatuhi

799.574 2 399.787 75.548 0.000 0.683


dipatuhi (Jadual 5.24), didapati kesan utama waktu ujian adalah signifikan bagi sikap

terhadap terhadap kejuruteraan dan teknologi (F=75.548, p<0.05, η2 = 0.683). Nilai eta

separa kuasa dua, η2 = 0.683 juga menunjukkan bahawa saiz kesan waktu ujian bagi

sikap terhadap kejuruteraan dan teknologi adalah besar (Cohen,1988).

230






Bonferroni Post Hoc sikap terhadap kejuruteraan dan teknologi.

Jadual 5.25

Keputusan Ujian Bonferroni Post Hoc Sikap Terhadap Kejuruteraan dan Teknologi

Sikap Terhadap Kejuruteraan

dan Teknologi Perbezaan Min Ralat Sig.*

Soal selidik Pra

Soal selidik Pos


-4.694*

-6.444*

0.540

0.596

0.000

0.000

Soal selidik

Pos

Soal selidik Pra


4.694*

-1.750*

0.540

0.485

0.000

0.003

Soal selidik

Pos Lanjutan

Soal selidik Pra

Soal selidik Pos

6.444*

1.750*

0.596

0.485

0.000

0.003




yang signifikan (p< 0.05) pada tiga pasangan min skor yang berikut:

i. min skor soal selidik pra sikap terhadap kejuruteraan dan teknologi dengan

min skor soal selidik pos sikap terhadap kejuruteraan dan teknologi,

231

ii. min skor soal selidik pos sikap terhadap kejuruteraan dan teknologi dengan

min skor soal selidik pos lanjutan sikap terhadap kejuruteraan dan

teknologi,

iii. min skor soal selidik pra sikap terhadap kejuruteraan dan teknologi dengan

min skor soal selidik pos lanjutan sikap terhadap kejuruteraan dan

teknologi.


pos sikap terhadap kejuruteraan dan teknologi dengan min skor soal selidik pos

lanjutan sikap terhadap kejuruteraan dan teknologi adalah signifikan (p=0.003). Pola

perbezaan min skor bagi pencerapan setiap ujian sikap terhadap kejuruteraan dan

teknologi boleh dilihat pada nilai estimated marginal means yang diperoleh.

Jadual 5.26

Keputusan Ujian Estimated Marginal Means Sikap Terhadap Kejuruteraan dan

Teknologi

Sikap Terhadap

Sains Min Ralat


Had Bawah Had Atas

Soal selidik Pra 24.72 0.703 23.294 26.150

Soal selidik Pos 29.42 0.654 28.089 30.744


31.17 0.747 29.650 32.683


kejuruteraan dan teknologi ialah 24.72 manakala min soal selidik pos sikap terhadap

kejuruteraan dan teknologi ialah 29.42. Ini bermakna terdapat peningkatan min skor

soal selidik sikap terhadap kejuruteraan dan teknologi dari sebelum intervensi ke

selepas intervensi. Keputusan Ujian Bonferroni Post Hoc sikap terhadap kejuruteraan

232

dan teknologi (Jadual 5.25) menunjukkan bahawa perbezaan pada pasangan min skor

ini adalah signifikan. Oleh itu hipotesis nol H02c bahawa tidak terdapat perbezaan yang

signifikan pada min skor soal selidik pra dan min skor soal selidik pos sikap terhadap

kejuruteraan dan teknologi dalam kalangan pelajar tingkatan enam adalah ditolak.

Keputusan ini menunjukkan bahawa terdapat kesan peningkatan pada sikap terhadap

kejuruteraan dan teknologi selepas intervensi.

Akhir sekali, min skor selidik pos sikap terhadap kejuruteraan dan teknologi

iaitu 29.42 meningkat kepada 31.17 bagi min skor soal selidik pos lanjutan sikap

terhadap kejuruteraan dan teknologi. Keputusan ujian Bonferroni Post Hoc (Jadual

5.25) menunjukkan bahawa perbezaan adalah signifikan pada pasangan min skor ini.

Justeru, hipotesis nol H03c bahawa tidak terdapat perbezaan yang signifikan pada min

skor soal selidik pos dan min skor soal selidik pos lanjutan sikap terhadap kejuruteraan

dan teknologi dalam kalangan pelajar tingkatan enam adalah ditolak. Keputusan ini

menunjukkan bahawa terdapat peningkatan pada sikap terhadap kejuruteraan dan

teknologi selepas tujuh minggu intervensi berakhir.



sikap dan pengekalan yang positif terhadap kejuruteraan dan teknologi dalam kalangan

pelajar tingkatan enam.

233

5.5 Analisis Statistik Inferensi Min Skor Ujian Pra, Min Skor Ujian Pos dan

Min Skor Ujian Pos Lanjutan Pencapaian Pelajar dalam Topik


Dapatan kajian pada bahagian ini bertujuan menjawab persoalan keempat dan

kelima seperti berikut:

iv) Adakah penggunaan modul Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka



v) Adakah penggunaan modul Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka



Bagi persoalan kajian (iv), berikut adalah hipotesis utama, Ho4 yang diuji pada


Ho4: Tidak terdapat perbezaan yang signifikan antara min skor ujian pra dan ujian

pos pencapaian topik Keelektrikan dan Kemagnetan dalam kalangan pelajar

Tingkatan Enam.

Bagi persoalan kajian (v), berikut adalah hipotesis utama, Ho5 yang diuji pada


Ho5: Tidak terdapat perbezaan yang signifikan antara min skor ujian pos dan ujian

pos lanjutan pencapaian topik Keelektrikan dan Kemagnetan dalam kalangan


234

Keputusan ujian multivariate dalam jadual 5.27 menunjukkan kesan utama waktu

ujian ke atas pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan kemagnetan adalah

signifikan (Wilks’ Lambda = 0.357, F(2, 34)= 30.667, p< 0.05, eta separa kuasa dua,

η2 = 0.643).

Jadual 5.27

Keputusan Ujian Multivariate untuk Min Skor Pencapaian Pelajar dalam Topik


Kesan Nilai F

Darjah

Kebebasan

Hipotesis

Darjah

Kebebasan

Ralat

Sig.

Eta

Separa

Kuasa

Dua

Pencapaian

Pelajar

Topik

Keelektrikan &

Kemagnetan

Wilks’

Lambda 0.357 30.667 2 34 0.000 0.643









bahawa saiz kesan waktu ujian bagi pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan

kemagnetan adalah besar.

235




Mauchly.

Jadual 5.28

Keputusan Ujian Kesferaan Mauchly Pencapaian Pelajar dalam Topik Keelektrikan

dan Kemagnetan

Kesan dalam tempoh

masa

Mauchly’s

W

Khi

Kuasa

Dua

Darjah

Kebebasan Sig.

Epsilon

Greenhouse

Geisser /

Huynh-Feldt

Pencapaian Pelajar Topik

Keelektrikan &

Kemagnetan

0.754 9.592 2 0.008 0.803/0.835


p=0.008 iaitu lebih kecil daripada 0.05. Keputusan ini adalah signifikan dan

menunjukkan bahawa andaian kesferaan matriks varian kovarian tidak dipatuhi

(Howell, 2009).

Jadual 5.29

Keputusan Ujian Univariate Pencapaian Pelajar dalam Topik Keelektrikan dan

Kemagnetan

Sumber

Jumlah

Kuasa

Dua

Jenis

III

Darjah

Kebebasan

Kuasa

Dua

Min

F sig

Eta

Separa

Kuasa

Dua

Pencapaian

PelajarTopik

Keelektrikan &

Kemagnetan

Greenhouse-

Geisser 425.389 1.605 264.980 23.610 0.000 0.403

236


dipatuhi (Jadual 5.29), didapati kesan utama waktu ujian adalah signifikan bagi

pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan kemagnetan (F=23.610, p<0.05, η2 =

0.403). Nilai eta separa kuasa dua, η2 = 0.403 juga menunjukkan bahawa saiz kesan

waktu ujian bagi pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan kemagnetan adalah

besar (Cohen,1988).



yang mempunyai perbezaan min skor pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan

kemagnetan yang signifikan. Bagi menentukan pasangan ujian yang mempunyai

perbezaan yang signifikan, Ujian Bonferroni Post Hoc dijalankan. Jadual 5.30

menunjukkan keputusan Ujian Bonferroni Post Hoc pencapaian pelajar dalam topik

keelektrikan dan kemagnetan.

Jadual 5.30

Keputusan Ujian Bonferroni Post Hoc Pencapaian Pelajar dalam Topik


Pencapaian PelajarTopik Keelektrikan &

Kemagnetan Perbezaan Min Ralat Sig.*

Soal selidik

Pra

Soal selidik Pos


-3.639*

-4.611*

0.864

0.590

0.001

0.000

Soal selidik

Pos

Soal selidik Pra


3.639*

-0.972

0.864

0.638

0.000

0.410

Soal selidik

Pos Lanjutan Soal selidik Pra

Soal selidik Pos

4.611*

0.972

0.590

0.638

0.000

0.410



237


yang signifikan (p< 0.05) pada dua pasangan min skor yang berikut:

i. min skor ujian pra pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan

kemagnetan dengan min skor ujian pos pencapaian pelajar dalam topik

keelektrikan dan kemagnetan,

ii. min skor ujian pra pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan

kemagnetan dengan min skor ujian pos lanjutan pencapaian pelajar dalam

topik keelektrikan dan kemagnetan,

Keputusan ujian menunjukkan perbezaan pada pasangan min skor ujian pos

pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan kemagnetan dengan min skor ujian

pos lanjutan pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan kemagnetan adalah tidak

signifikan (p=0.410). Pola perbezaan min skor bagi pencerapan setiap ujian

pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan kemagnetan boleh dilihat pada nilai

estimated marginal means yang diperoleh.

Jadual 5.31

Keputusan Ujian Estimated Marginal Means Pencapaian Pelajar dalam Topik


Pencapaian PelajarTopik

Keelektrikan &

Kemagnetan

Min Ralat 95% Selang Keyakinan

Had Bawah Had Atas

Soal selidik Pra 18.81 0.338 18.120 19.491

Soal selidik Pos 22.44 0.784 20.852 24.036

Soal selidik Pos Lanjutan 23.42 0.512 22.377 24.457

238

Keputusan dalam Jadual 5.31 menunjukkan min ujian pra pencapaian pelajar

dalam topik keelektrikan dan kemagnetan ialah 18.81 manakala min ujian pos

pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan kemagnetan ialah 22.44. Ini

bermakna terdapat peningkatan min skor ujian pencapaian pelajar dalam topik

keelektrikan dan kemagnetan dari sebelum intervensi ke selepas intervensi. Keputusan

ujian Bonferroni Post Hoc pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan

kemagnetan dalam jadual 5.30 menunjukkan bahawa perbezaan pada pasangan min

skor ini adalah signifikan. Oleh itu, hipotesis nol H04 bahawa tidak terdapat perbezaan

yang signifikan antara min skor ujian pra dan ujian pos pencapaian topik keelektrikan

dan kemagnetan dalam kalangan pelajar tingkatan enam adalah ditolak. Keputusan ini

menunjukkan bahawa terdapat kesan peningkatan pada pencapaian pelajar dalam topik

keelektrikan dan kemagnetan selepas intervensi.

Akhir sekali, min skor ujian pos pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan

dan kemagnetan iaitu 22.44 meningkat kepada 23.42 bagi min skor ujian pos lanjutan

pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan kemagnetan. Keputusan ujian

Bonferroni Post Hoc (Jadual 5.30) menunjukkan bahawa perbezaan adalah tidak

signifikan pada pasangan min skor ini. Justeru, hipotesis nol H05 bahawa tidak terdapat

perbezaan yang signifikan pada min skor ujian pos dan min skor ujian pos lanjutan

pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan kemagnetan dalam kalangan pelajar

tingkatan enam adalah gagal ditolak. Keputusan ini menunjukkan bahawa terdapat

pengekalan pada pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan kemagnetan selepas

tujuh minggu intervensi berakhir.

239



dan pengekalan pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan kemagnetan dalam

kalangan pelajar tingkatan enam.

5.6 Analisis Statistik Peratusan Skor ‘Setuju’ dan ‘Sangat Setuju’ bagi Soal

Selidik Pra, Soal Selidik Pos dan Soal Selidik Pos Lanjutan Sikap Pelajar

Terhadap STEM

5.6.1 Sikap Pelajar Terhadap Sains

Jadual 5.32

Keputusan Analisis Statistik Peratusan Skor ‘Setuju’ dan ‘Sangat Setuju’ bagi Soal

Selidik Pra, Soal Selidik Pos dan Soal Selidik Pos Lanjutan Sikap Pelajar Terhadap

Sains

Soal

selidik

Pra Pos Pos Lanjutan

Item S

(%)

SS

(%)

Jum

(S+SS)

S

(%)

SS

(%)

Jum

(S+SS)

S

(%)

SS

(%)

Jum

(S+SS)

9 27.8 25.0 52.8 47.2 36.1 83.3 83.3 5.6 88.9

10 25.0 22.2 47.2 33.3 16.7 50.0 30.6 19.4 50.0

11 33.3 16.7 50.0 77.8 8.3 86.1 11.1 77.8 88.9

12 38.9 8.3 47.2 41.7 50.0 91.7 66.7 27.8 94.5

13 41.7 11.1 52.8 75.0 8.3 83.3 66.7 19.4 86.1

14 30.5 13.9 44.4 25.0 25.0 50.0 38.9 8.3 47.2

15 44.4 5.6 50.0 77.8 11.1 88.9 66.7 27.8 94.5

16 19.4 16.7 36.1 25.0 5.6 30.6 25.0 8.3 33.3

17 13.9 38.9 52.8 69.4 16.7 86.1 86.1 2.8 88.9

240


Soal selidik Pra Pos Pos

Lanjutan

Peningkatan

Pra-Pos

Peningkatan

Pos-Pos

lanjutan

Item Jum

(S+SS)

Jum

(S+SS)

Jum

(S+SS)

(%) (%)

9 52.8 83.3 86.1 30.5 5.6

11 50.0 86.1 88.9 36.1 2.8

12 47.2 91.7 94.5 44.5 2.8 13 52.8 83.3 86.1 30.5 2.8

15 50.0 88.9 94.5 38.9 5.6

17 52.8 86.1 88.9 33.3 2.8

Petunjuk:

S = Setuju

SS= Sangat Setuju

Berdasarkan analisis statistik inferensi, didapati terdapat peningkatan yang

signifikan daripada soal selidik pra kepada soal selidik pos sikap pelajar terhadap

sains. Seterusnya, didapati berlakunya pengekalan nilai min skor pos lanjutan apabila

dibandingkan dengan nilai min skor pos bagi sikap pelajar terhadap sains. Ini

bermakna intervensi PSB-CRBK berupaya meningkatkan sikap positif pelajar

terhadap sains setelah intervensi berlaku dan sikap positif pelajar terhadap sains

berjaya dikekalkan walaupun intervensi PSB-CRBK telah tamat. Untuk mengenal

pasti indikator mana yang menyumbang terhadap peningkatan sikap positif pelajar

terhadap sains, maka analisis peratus dilaksanakan pada setiap item.

Secara keseluruhannya, daripada 9 item berkaitan sikap terhadap sains yang

ditanya, 6 item berkenaan iaitu item 9, 11, 12, 13, 15 dan 17 mencatatkan peningkatan

peratusan pemilihan skala ‘Setuju’ dan ‘Sangat Setuju’ yang tinggi pada soal selidik

pos dan pos lanjutan, dengan nilai peratusan adalah lebih daripada 80%. Didapati

peningkatan peratusan yang tertinggi berlaku pada item 12. Ini dapat diperhatikan pada

241

jumlah peratusan pemilihan ‘Setuju’ dan ‘Sangat Setuju’ daripada soal selidik pra iaitu

47.2% kepada soal selidik pos iaitu 91.7% menunjukkan peningkatan sebanyak 44.5%.

Peratusan soal selidik pos ini iaitu 91.7% tidak jauh beza dengan peratusan soal selidik

pos lanjutan iaitu 94.5% yang menunjukkan ciri pengekalan. Ini bermakna

peningkatan yang paling tinggi bagi item sikap terhadap sains berlaku pada item yang

menanyakan persetujuan responden tentang “pengetahuan sains membantu saya

menjalani kehidupan seharian”. Seterusnya, item kedua yang mencatatkan peratusan

tertinggi untuk pemilihan skala ‘Setuju’ dan ‘Sangat Setuju’ adalah item 15 yang

berkaitan “sains penting untuk dipelajari sepanjang hidup saya”. Ini dapat diperhatikan

menerusi dapatan yang menunjukkan peratusan ‘Setuju’ dan ‘Sangat Setuju’ yang

tinggi pada soal selidik pos 88.9% dan pos lanjutan 94.5% berbanding soal selidik pra

50%. Apabila soal selidik pos dibandingkan dengan soal selidik pra didapati

peningkatan sebanyak 38.9% manakala perbandingan antara soal selidik pos lanjutan

dengan soal selidik pos peningkatan sebanyak 5.6%. Item ketiga tertinggi dari segi

pemilihan skala ‘Setuju’ dan ‘Sangat Setuju’ pula ialah item 11 yang menyebut tentang

“saya akan menggunakan pengetahuan sains di luar waktu persekolahan” dengan

peningkatan sebanyak 36.1% antara soal selidik pra dan pos manakala 2.8% antara

soal selidik pos dan pos lanjutan.

Dapatan ini menjelaskan bahawa intervensi PSB-CRBK memberi impak pada

peningkatan sikap positif pelajar terhadap sains pada tiga indikator berikut

berdasarkan bacaan tiga tertinggi pada nilai peratus soal selidik pos dan pos lanjutan

iaitu bagi item 12 “pengetahuan sains membantu saya menjalani kehidupan seharian”,

item 15 “sains penting untuk dipelajari sepanjang hidup saya” dan item 11 “saya akan

menggunakan pengetahuan sains di luar waktu persekolahan”.

242

Walau bagaimanapun, diperhatikan bahawa terdapat tiga item yang tidak

menunjukkan peningkatan positif dari segi pemilihan skala ‘Setuju’ dan ‘Sangat

Setuju’ apabila perbandingan dilakukan pada soal selidik pra, pos dan pos lanjutan.

Item-item sikap pelajar terhadap sains yang tidak mengalami perubahan walaupun

setelah tamat intervensi PSB-CRBK ialah item yang menanyakan tentang perkara

berikut iaitu item 10 “saya bercita-cita menjadi ahli sains apabila dewasa kelak”, item

14 “saya tahu saya boleh belajar sains dengan baik” dan item 16 “saya boleh belajar

semua mata pelajaran lain dengan mudah kecuali sains.”

5.6.2 Sikap Pelajar Terhadap Matematik

Jadual 5.33



Matematik

Soal

selidik


Item S

(%)

SS

(%)

Jum

(S+SS)

S

(%)

SS

(%)

Jum

(S+SS)

S

(%)

SS

(%)

Jum

(S+SS)

1 25.0 8.3 33.3 27.8 8.3 36.1 36.1 2.8 38.9

2 25.0 2.8 27.8 44.4 2.8 47.2 33.3 16.7 50.0

3 25.0 13.9 38.9 30.6 8.3 38.9 30.5 5.6 36.1

4 38.9 8.3 47.2 30.6 19.4 50.0 27.8 25.0 52.8

5 41.7 11.1 52.8 27.8 25.0 52.8 41.7 13.9 55.6

6 30.5 13.9 44.4 8.3 38.9 47.2 33.3 13.9 47.2

7 38.9 8.3 47.2 25.0 25.0 50.0 33.3 16.7 50.0

8 19.4 16.7 36.1 25.0 13.9 38.9 27.8 8.3 36.1

243



Lanjutan

Peningkatan

Pra-Pos

Peningkatan

Pos-Pos

lanjutan

Item Jum

(S+SS)

Jum

(S+SS)

Jum

(S+SS)

(%) (%)

1 33.3 36.1 38.9 2.8 2.8

2 27.8 47.2 50.0 19.4 2.8

3 38.9 38.9 36.1 0 -2.8

4 47.2 50.0 52.8 2.8 2.8

5 52.8 52.8 55.6 0 2.8

6 44.4 47.2 47.2 2.8 0

7 47.2 50.0 50.0 2.8 0

8 36.1 38.9 36.1 2.8 -2.8

Petunjuk:

S = Setuju

SS= Sangat Setuju

Berdasarkan analisis statistik inferensi, didapati tidak terdapat peningkatan

yang signifikan daripada soal selidik pra kepada soal selidik pos sikap pelajar terhadap

matematik. Seterusnya, didapati tidak juga berlakunya peningkatan nilai min skor pos

lanjutan apabila dibandingkan dengan nilai min skor pos sikap pelajar terhadap

matematik. Ini bermakna intervensi PSB-CRBK tidak berupaya meningkatkan sikap

positif pelajar terhadap Matematik setelah intervensi berlaku dan sikap positif pelajar

terhadap Matematik masih kekal tidak meningkat walaupun intervensi PSB-CRBK

telah tamat.

Dapatan yang konsisten juga diperolehi apabila analisis dilakukan berdasarkan

peratusan item. Didapati tujuh item sikap terhadap Matematik iaitu item 1, 3, 4, 5, 6,

7 dan 8 tidak menunjukkan perubahan peratusan yang ketara bagi pemilihan skala

‘Setuju’ dan ‘Sangat Setuju’ bermula daripada soal selidik pra, kepada soal selidik pos

dan seterusnya diakhiri dengan soal selidik pos lanjutan. Hanya satu item sahaja iaitu

244

item 2 yang menunjukan perubahan peratusan yang tinggi dengan peningkatan

sebanyak 19.4% antara soal selidik pra dan pos. Item-item pada sikap terhadap

matematik menanyakan perkara-perkara berikut:

Item 1: “Saya tidak gemar belajar matematik.”

Item 2: “Saya bercita-cita menjadi pakar matematik apabila dewasa kelak.”

Item 3: “Matematik adalah mata pelajaran yang sukar difahami oleh saya.”

Item 4: “Saya anggap saya adalah pelajar yang cemerlang dalam matematik.”

Item 5: “Saya boleh belajar semua mata pelajaran lain dengan mudah kecuali

matematik.”

Item 6: “Saya yakin saya boleh belajar formula matematik yang lebih susah.”

Item 7: “Saya mampu mendapatkan markah yang tinggi dalam matematik.”

Item 8: “Saya hebat dalam belajar matematik.”

Justeru, kesemua indikator-indikator sikap pelajar terhadap matematik tidak

berupaya ditingkatkan persetujuan yang membawa kepada kesimpulan bahawa

intervensi PSB-CRBK gagal memberi impak yang positif bagi sikap pelajar terhadap

matematik.

245

5.6.3 Sikap Pelajar Terhadap Kejuruteraan dan Teknologi

Jadual 5.34



Kejuruteraan dan Teknologi

Soal

selidik


Item S SS Jum

(S+SS)

S SS Jum

(S+SS)

S SS Jum

(S+SS)

18 25.0 25.0 50.0 50.0 25.0 75.0 27.8 66.7 94.5

19 30.6 13.9 44.5 75.0 2.8 77.8 22.2 75.0 97.2

20 13.9 41.7 55.6 72.2 8.3 80.5 83.3 16.7 100.0

21 38.9 8.3 47.2 72.2 2.8 75.0 38.9 52.8 91.7

22 33.3 16.7 50.0 80.6 2.8 83.4 75.0 22.2 97.2

23 22.2 25.0 47.2 50.0 27.8 77.8 27.8 66.7 94.5

24 30.6 8.3 38.9 25.0 50.0 75.0 44.4 52.8 97.2

25 27.8 25.0 52.8 80.6 2.8 83.4 47.2 50.0 97.2

26 13.9 38.9 52.8 72.2 8.3 80.5 75.0 25.0 100.0


Lanjutan

Peningkatan

Pra-Pos

Peningkatan

Pos-Pos

lanjutan

Item Jum

(S+SS)

Jum

(S+SS)

Jum

(S+SS)

(%) (%)

18 50.0 75.0 94.5 25.0 19.5

19 44.5 77.8 97.2 33.3 19.4

20 55.6 80.5 100.0 24.9 19.5

21 47.2 75.0 91.7 27.8 16.7

22 50.0 83.4 97.2 33.4 13.8

23 47.2 77.8 94.5 30.6 16.7

24 38.9 75.0 97.2 36.1 22.2

25 52.8 83.4 97.2 30.6 13.8

26 52.8 80.5 100.0 27.7 19.5

Petunjuk:

S = Setuju

SS= Sangat Setuju

246


signifikan daripada soal selidik pra kepada soal selidik pos sikap pelajar terhadap

kejuruteraan dan teknologi. Seterusnya, didapati berlakunya peningkatan nilai min

skor pos lanjutan apabila dibandingkan dengan nilai min skor pos sikap pelajar

terhadap kejuruteraan dan teknologi. Ini bermakna intervensi PSB-CRBK berupaya

meningkatkan sikap positif pelajar terhadap kejuruteraan dan teknologi setelah

intervensi berlaku dan sikap positif pelajar terhadap kejuruteraan dan teknologi masih

meningkat walaupun intervensi PSB-CRBK telah tamat.

Untuk mengenal pasti indikator mana yang menyumbang terhadap

peningkatan sikap positif pelajar terhadap kejuruteraan dan teknologi, maka analisis

peratus dilaksanakan pada setiap item. Secara keseluruhannya, didapati semua item

sikap pelajar terhadap kejuruteraan dan teknologi mencatatkan peningkatan peratusan

pemilihan skala ‘Setuju’ dan ‘Sangat Setuju’ yang tinggi pada soal selidik pos, dengan

nilai peratusan adalah 75% ke atas. Malahan, kesemua item sikap pelajar terhadap

kejuruteraan dan teknologi masih mencatatkan peningkatan terhadap soal selidik pos

lanjutan dengan nilai peratus lebih daripada 90%. Didapati peningkatan peratusan

yang tertinggi antara soal selidik pra dan pos berlaku pada item 24. Ini dapat

diperhatikan pada jumlah peratusan pemilihan ‘Setuju’ dan ‘Sangat Setuju” daripada

soal selidik pra 38.9% kepada soal selidik pos 75.0% dengan peningkatan sebanyak

36.1%. Manakala bagi perbandingan antara soal selidik pos dan pos lanjutan,

peningkatan peratusan tertinggi juga berlaku pada item yang sama dengan peningkatan

sebanyak 22.2%. Ini bermakna peningkatan yang paling tinggi bagi item sikap pelajar

terhadap kejuruteraan dan teknologi berlaku pada item 24 yang menanyakan

persetujuan responden tentang “saya ingin menggunakan kreativiti dan inovasi dalam

pekerjaan saya apabila dewasa nanti”. Seterusnya, item kedua yang mencatatkan

247

peratusan tertinggi untuk pemilihan skala ‘Setuju’ dan ‘Sangat Setuju’ adalah item 22

berkaitan “mereka cipta produk atau model penting dalam pekerjaan saya apabila

dewasa nanti”. Ini dapat diperhatikan menerusi dapatan yang menunjukkan peratusan

‘Setuju’ dan ‘Sangat Setuju’ yang tinggi pada soal selidik pos 83.4% dan pos lanjutan

97.2% apabila dibandingkan dengan soal selidik pra 50.0%. Item ketiga tertinggi dari

segi pemilihan skala ‘Setuju’ dan ‘Sangat Setuju’ bagi perbandingan antara soal selidik

pra dan pos pula ialah item 19 yang menyebut tentang “jika saya belajar kejuruteraan,

saya boleh memperbaiki peralatan yang digunakan orang setiap hari.”


peningkatan sikap positif terhadap kejuruteraan dan teknologi pada tiga indikator

berikut berdasarkan bacaan tertinggi pada nilai peratus soal selidik pos dan pos

lanjutan iaitu bagi item 24: Soal selidik Pos = 75.0%, Soal selidik Pos Lanjutan =

97.2%; item 22: Soal selidik Pos = 83.4%, Soal selidik Pos Lanjutan = 97.2% manakala

item 19: Soal selidik Pos = 77.8%, Soal selidik Pos Lanjutan = 97.2%.

248

5.7 Analisis Statistik Peratusan Skor ‘Betul’ dan ‘Salah’ bagi Ujian Pra, Ujian

Pos dan Ujian Pos Lanjutan Pencapaian Pelajar dalam Topik


Jadual 5.35

Keputusan Analisis Statistik Peratusan Skor ‘Betul’ dan ‘Salah’ bagi Ujian Pra,

Ujian Pos dan Ujian Pos Lanjutan Pencapaian Pelajar dalam Topik Keelektrikan

dan Kemagnetan

Ujian Pra

(%)

Pos

(%)

Pos lanjutan

(%)

Item Betul Salah Betul Salah Betul Salah

1 41.7 58.3 69.4 30.6 69.4 30.6

2 58.3 41.7 66.7 33.3 63.9 36.1

3 55.6 44.4 63.9 36.1 66.7 33.3

4 44.4 55.6 83.3 16.7 77.8 22.2

5 58.3 41.7 63.9 36.1 58.3 41.7

6 52.8 47.2 75.0 25.0 77.8 22.2

7 38.9 61.1 66.7 33.3 66.7 33.3

8 58.3 41.7 83.3 16.7 80.6 19.4

9 55.6 44.4 61.1 38.9 58.3 41.7

10 38.9 61.1 75.0 25.0 75.0 25.0

11 36.1 63.9 63.9 36.1 66.7 33.3

12 41.7 58.3 69.4 30.6 72.2 27.8

13 58.3 41.7 66.7 33.3 63.9 36.1

14 58.3 41.7 61.1 38.9 61.1 38.9

15 36.1 63.9 86.1 13.9 88.9 11.1

16 47.2 52.8 77.8 22.2 80.6 19.4

17 44.4 55.6 72.2 27.8 80.6 19.4

18 55.6 44.4 61.1 38.9 66.7 33.3

19 55.6 44.4 83.3 16.7 88.9 11.1

20 52.8 47.2 86.1 13.9 88.9 11.1

21 50.0 50.0 83.3 16.7 80.6 19.4

23 47.2 52.8 72.2 27.8 69.4 30.6

24 55.6 44.4 61.1 38.9 63.9 36.1

25 38.9 61.1 80.6 19.4 83.3 16.7

26 55.6 44.4 61.1 38.9 63.9 36.1

27 58.3 41.7 63.9 36.1 66.7 33.3

28 52.8 47.2 61.1 38.9 58.3 41.7

29 58.3 41.7 66.7 33.3 61.1 38.9

30 55.6 44.4 61.1 38.9 52.8 47.2

249


signifikan daripada ujian pra kepada ujian pos pencapaian pelajar dalam topik

keelektrikan dan kemagnetan. Seterusnya, didapati berlakunya pengekalan nilai min

skor ujian pos lanjutan apabila dibandingkan dengan nilai min skor ujian pos bagi

pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan kemagnetan. Ini bermakna intervensi

PSB-CRBK berupaya meningkatkan pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan

kemagnetan setelah intervensi berlaku dan pencapaian pelajar dalam topik ini berjaya

dikekalkan walaupun intervensi PSB-CRBK telah tamat. Untuk mengenal pasti

indikator mana yang menyumbang terhadap peningkatan pencapaian pelajar dalam

topik keelektrikan dan kemagnetan, maka analisis peratus dilaksanakan pada setiap

item.

Secara keseluruhannya, daripada 30 item berkaitan topik keelektrikan dan

kemagnetan yang ditanya, 17 item iaitu item 1, 4, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 15, 16, 17, 19,

20, 21, 22, 23 dan 25 mencatatkan peningkatan peratusan pemilihan skala ‘Betul’ yang

tinggi pada ujian pos dengan nilai peratusan adalah dari 61.1% hingga 86.1%. Didapati

peningkatan peratusan yang tertinggi berlaku pada item 15. Ini dapat diperhatikan pada

jumlah peratusan pemilihan ‘Betul’ daripada ujian pra iaitu 36.1% kepada ujian pos

iaitu 86.1% yang menunjukkan peningkatan sebanyak 50.0%. Peratusan soal selidik

pos ini iaitu 86.1% tidak jauh beza dengan peratusan soal selidik pos lanjutan iaitu

88.9% yang menunjukkan ciri pengekalan. Ini bermakna peningkatan yang paling

tinggi bagi item pencapaian dalam topik keelektrikan dan kemagnetan berlaku pada

item yang menanyakan soalan tentang “Which of the following actions would decrease

the strength of an electromagnet?”. Seterusnya, item kedua yang mencatatkan

peratusan tertinggi untuk pemilihan skala ‘Betul’ adalah item 25 yang berkaitan “A

student connects three identical light bulbs in parallel to a dry. What happens when the

250

student removes one of the light bulbs from its socket?”. Ini dapat diperhatikan

menerusi dapatan yang menunjukkan peratusan ‘Betul’ yang tinggi pada ujian pos

80.6% dan pos lanjutan 83.3% berbanding soal selidik pra 38.9%. Apabila ujian pos

dibandingkan dengan ujian pra didapati peningkatan sebanyak 41.7% manakala

perbandingan antara ujian pos lanjutan dengan ujian pos peningkatan hanya sebanyak

2.7%. Item ketiga tertinggi dari segi pemilihan skala ‘Betul’ pula ialah item 4 yang

menyebut tentang “Rachel made four electromagnets by winding coils of copper wire

around a nail. She connected each end of the wire to a battery to form an electromagnet

which she used to pick up paper clips. In this experiment, what kind of energy is

changed directly into magnetic energy?” dengan peningkatan sebanyak 38.9% antara

ujian pra dan pos manakala negatif 5.5% antara ujian pos dan pos lanjutan.


peningkatan pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan kemagnetan pada tiga

indikator berikut berdasarkan bacaan tiga tertinggi pada nilai peratus ujian pos dan pos

lanjutan iaitu bagi item 15, item 25 dan item 4.

Walau bagaimanapun, diperhatikan bahawa terdapat 13 item yang tidak

menunjukkan peningkatan positif dari segi pemilihan skala ‘Betul’ apabila

perbandingan dilakukan pada ujian pra, pos dan pos lanjutan. Item-item pencapaian

dalam topik keelektrikan dan kemagnetan yang tidak mengalami perubahan walaupun

setelah tamat intervensi PSB-CRBK ialah item 2, 3, 5, 9, 13, 14, 18, 24, 26, 27, 28, 29

dan 30.

251

5.8 Kesimpulan

Oleh itu, analisis dapatan kuantitatif secara keseluruhannya menunjukkan

(i) penggunaaan modul pembelajaran STEM berasaskan cabaran reka

bentuk kejuruteraan memberi kesan yang signifikan ke atas

peningkatan dan pengekalan sikap terhadap sains dalam kalangan

pelajar tingkatan enam.

(ii) modul pembelajaran STEM berasaskan cabaran reka bentuk

kejuruteraan tidak memberi kesan yang signifikan ke atas peningkatan

sikap terhadap matematik dalam kalangan pelajar tingkatan enam.

(iii) modul pembelajaran STEM berasaskan cabaran reka bentuk

kejuruteraan memberi kesan yang signifikan ke atas peningkatan sikap

dan pengekalan yang positif terhadap kejuruteraan dan teknologi dalam

kalangan pelajar tingkatan enam.

(iv) modul pembelajaran STEM berasaskan cabaran reka bentuk

kejuruteraan memberi kesan yang signifikan ke atas peningkatan dan

pengekalan pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan

kemagnetan dalam kalangan pelajar tingkatan enam.

Selain dapatan kuantitatif, kajian ini juga melibatkan dapatan temubual dan

bukti dokumen yang digunakan bagi menyokong dapatan kuantitatif. Bagi

membolehkan dapatan temubual dan bukti dokumen dapat digabungkan dengan

dapatan kuantitatif, kajian ini menggunakan strategi penjelasan susulan (Creswell,

2003). Strategi penjelasan susulan dicirikan oleh pengumpulan dan penganalisaan data

kuantitatif dan diikuti dengan pengumpulan dan penganalisaan data kualitatif. Dapatan

252

yang utama adalah dapatan kuantitatif, manakala dapatan temubual dan bukti dokumen

berfungsi membantu menjelaskan dan menginterpretasi dapatan utama kuantitatif

(Creswell, 2003). Strategi ini berguna terutamanya apabila dapatan kuantitatif yang

diperolehi adalah tidak seperti yang dijangkakan (Morse, 1991). Strategi ini mudah

dilaksanakan kerana fasa penganalisaan dapatan kuantitatif mudah dibezakan dengan

fasa penganalisaan dapatan temubual serta bukti dokumen (Creswell, 2003).

Analisis dapatan temubual dilakukan dengan berpandukan langkah-langkah

yang dicadangkan oleh Braun dan Clarke (2006). Proses analisis peringkat yang

pertama adalah mengenalpasti pernyataan substantif serta mengalihkan ungkapan ayat

yang tidak relevan dan berulang-ulang. Setelah melalui peringkat pengenalpastian

pernyataan-pernyataan substantif, peringkat seterusnya adalah melibatkan penentuan

tema. Walau bagaimanapun, peringkat pengenalpastian pernyataan substantif dan

peringkat penentuan tema bukan dilakukan secara sehala sebaliknya melibatkan proses

berulang-alik sehingga penyelidik jelas dengan kategori-kategori yang muncul hasil

daripada pengenalpastian pernyataan-pernyataan substantif berkenaan (Braun &

Clarke, 2006). Penentuan tema bermula daripada melihat transkrip pertama. Bagi

membolehkan tema ini menjadi lebih signifikan kemunculannya, maka penyelidik

melakukan analisis secara analitik daripada satu transkrip kepada transkrip yang lain.

Darjah persetujuan dicapai antara penyelidik dengan kumpulan panel pakar yang

melibatkan pembentukan tema secara deskriptif yang dijustifikasi melalui

pemeriksaan isi kandungan transkrip.

Kandungan lembaran kerja pelajar turut dianalisa dari aspek perubahan prestasi

dalam memberikan penyelesaian terbaik sepanjang menyelesaikan soalan-soalan

cabaran bagi 6 aktiviti yang terdapat dalam modul PSB-CRBK. Penganalisaan

253

kandungan lembaran kerja pelajar dilakukan dengan menggunakan teknik analisis

dokumen oleh Fraenkel dan Wallen (2006) yang terdiri daripada tujuh langkah utama

iaitu menentukan objektif, mendefinisi terminologi, menentukan unit analisis,

mengenal pasti data yang relevan, memberi rasional, merancang teknik pensampelan,

menganalisa data, dan memeriksa kesahan dan kebolehpercayaan data.

5.9 Analisis Dapatan Temubual Pelajar dan Guru

Interpretasi penyelidik terhadap dapatan temubual dipersembahkan kepada

kumpulan panel yang terdiri daripada seorang pensyarah pendidikan fizik, seorang

pensyarah pendidikan sains dan seorang pakar kualitatif. Mereka diminta untuk

memberikan pandangan sama ada bersetuju atau tidak bersetuju dengan interpretasi

dapatan yang dilakukan terhadap transkrip temubual.

Jadual 5.36

Panduan penginterpretasian Kappa (Landis & Koch, 1977)

Statistik Kappa Darjah Persetujuan

<0.00 Sangat Lemah

0.00-0.20 Sedikit Lemah

0.21-0.40 Sederhana Lemah

0.41-0.60 Sedikit Baik

0.61-0.80 Baik

0.81-1.00 Hampir Sempurna

Seterusnya, darjah persetujuan antara panel-panel kesahan dikira berdasarkan rumus

koefisien Cohen Kappa (Cohen, 1960; Haney et al., 1998). Apabila dibandingkan dengan

nilai yang dicadangkan oleh Landis dan Koch (1977), didapati nilai koefisien Kappa yang

254

diperolehi melebihi nilai 0.61 yang dinyatakan Wheelock et al. (2000) sebagai nilai yang

munasabah untuk mewakili darjah persetujuan yang baik. Dapatan temubual disusun

mengikut tema yang muncul semasa penganalisaan dilakukan terhadap dapatan temubual

pelajar dan guru iaitu Nilai Faedah-Keseronokan, Nilai Pencapaian, Nilai Utiliti dan Kos

Relatif. Nilai Faedah-Keseronokan adalah merujuk kepada topik yang dipelajari, peluang

menyelesaikan tugasan yang mana dalam konteks kajian ini ialah mereka bentuk dan

menghasilkan produk, masa yang mencukupi dan ruang pembelajaran yang sesuai dan

selesa (Eccles, Vida & Barber, 2004). Nilai Pencapaian pula dalam konteks kajian ini

merujuk kepada pembelajaran konkrit iaitu aktiviti pembelajaran berstruktur dan sistematik

melalui arahan prosedur yang terdapat di dalam modul PSB-CRBK. Menurut Havice

(2015), pembelajaran sains yang jelas dan berstruktur menyumbang kepada pencapaian

akademik pelajar. Manakala Nilai Utiliti merujuk kepada aktiviti pembelajaran yang

berkaitan dengan kehidupan seharian seterusnya Kos Relatif merujuk kepada keyakinan

diri. Kebanyakan aktiviti dalam pembelajaran STEM adalah berkait rapat dengan kehidupan

seharian (Gottfried & William, 2013) manakala untuk berjaya dalam tugasan adalah

berdasarkan kepada tahap keyakinan pelajar dan kebolehan mereka menyelesaikan sesuatu

tugas (Eccles & Wigfield, 2002).

(i) Nilai Faedah-Keseronokan

PSB-CRBK ini memberi peluang, masa dan ruang yang mencukupi kepada pelajar

untuk membincangkan topik, mereka bentuk dan membina produk sendiri melalui aktiviti

di luar waktu sekolah. Masa di luar waktu sekolah adalah tidak terhad dan ini memberi

kelebihan kepada pelajar untuk mereka bentuk produk dan menyiapkannya. Justeru itu,

kebanyakan pelajar menyatakan mereka seronok belajar melalui pendekatan pembelajaran

ini seperti yang dipaparkan dalam petikan temubual berikut;

255

“…Saya seronok sebab dapat design sendiri produk yang kita nak

buat… kat tv pun ada buat aktiviti macam ni, saya suka sebab boleh

buat sendiri. Baru tau susah ke senang nak buatnya...”

(Pelajar E)

“…Saya lebih prefer belajar cara ni... Sebab dia tak boring... boleh

ketuk-ketuk paku, main pasang-pasang dan macam-macam lagi…”

(Pelajar C)

“…interesting join aktiviti macam ni sebab saya belajar bagaimana

sesuatu alat tu berfungsi. Pastu ada belajar buat penjana elektrik guna

ubi kentang yang simple dan mudah je nak buat, kos pun tak mahal...”

(Pelajar F)

“…Saya suka buat Aircond electric. Sebab saya tau bagaimana ia boleh

jadi... sebab sebelum ni saya tak tau apa yang ada dalam aircond itu…

ia sangat menarik untuk tahu…”

(Pelajar B)

“…saya suka buat vakum elektrik tu sebab baru saya tau cara dia

berfungsi. Rupanya best gak dapat tau pasal apa yang ada dalam vakum

elektrik ni sebab kat rumah pun ada vakum tapi tak tau pun apa ada

dalam vakum tu sebelum ni sebab tak penah bukak...”

(Pelajar D)

“…seronok vakum elektrik... Vakum yang saya buat tu dapat sedut tu

habuk dan pasir... Happy sangat sebab vakum elektrik tu menjadi...”

(Pelajar D)

256

Selain itu, pelajar mengakui bahawa melalui PSB-CRBK ini mereka dapat

memahami topik yang dipelajari dengan lebih baik berbanding pembelajaran satu hala

dalam kelas;

“…First, saya rasa kaedah ni... seronok la, lebih mudah nak faham…”

(Pelajar C)

“…Saya suka aktiviti ni sebab hands-on… Cara ni lebih jelas dan

nampak apa yang kita nak belajar…”

(Pelajar D)

Sebaliknya, di dalam kelas guru mengajar satu hala sahaja iaitu tidak

melibatkan pelajar belajar secara aktif. Guru tidak memberi penekanan kepada

pembelajaran STEM yang mengintegrasikan sains, matematik, kejuruteraan dan

teknologi;

“…Selalunya cikgu tidak akan mengajar STEM dalam kelas, biasanya

cikgu hanya ajar mengikut silibus yang ada di buku..tiada masa khusus

untuk STEM…”

(Pelajar E)

“… Sangat banyak beza kerana melalui program ini it allow us to use

our hand and body to do the activity, tetapi di dalam kelas kita selalunya

hanya mendengar cikgu mengajar, kurang melibatkan hands on

aktiviti…”

(Pelajar A)

257

Walau bagaimanapun, pelajar yang ditemubual menyatakan bahawa mereka

lebih suka sekiranya aktiviti yang dijalankan itu lebih mencabar minda mereka seperti

petikan temubual berikut;

“…Yang magnetic field itu..sebab susah nak jadi, kena cuba banyak

kali baru dapat… Sebab coil itu…gulungan dia tak betul…”

(Pelajar B)

“…Aktiviti pertama iaitu potato..ia senang saja… mudah sangat…

tidak mencabar…”

(Pelajar A)

“…Jika aktiviti itu menarik saya akan join lagi…”

(Pelajar A)

Selain itu, pelajar yang ditemubual juga mencadangkan supaya aktiviti yang

dijalankan dibuat di kawasan yang lebih luas dan selesa seperti petikan temubual

berikut;

“…Mungkin kami boleh buat di kawasan yang lebih luas..kerana di sini

lebih panas, tak selesa sebab ramai orang dalam satu lab. Kalau buat

dalam dewan lagi selesa…”

(Pelajar F)

Hal ini kerana bilangan pelajar yang terlalu ramai iaitu melibatkan 36 orang

pelajar dalam satu makmal menyebabkan suasana menjadi panas. Di samping itu,

pelajar mengakui bahawa PSB-CRBK ini sesuai dijalankan di sekolah seperti petikan

temubual berikut;

258

“…Sesuai…kerana ia akan menyumbang reka cipta..Melalui program

ini, kita dapat mereka cipta produk-produk baru… Dengan

menggunakan konsep fizik dan matematik…Yang lebih murah

daripada pasaran… tetapi sama fungsi seperti yang ada di pasaran…”

(Pelajar C)

“…Sesuai…amat sesuai…”

(Pelajar F)

“…Aktiviti ini sesuai dijalankan di luar waktu sekolah… Masukkan

aktiviti-aktiviti yang lebih mencabar dan menggunakan teknologi yang

lebih terkini…”

(Pelajar E)

Elemen pembelajaran secara berkumpulan merupakan sebahagian daripada

intipati tersirat PSB-CRBK. Pembelajaran berkumpulan yang berlangsung menerusi

PSB-CRBK membantu pelajar untuk mengurangkan tekanan yang dihadapi sewaktu

mempelajari konsep fizik lantas memupuk minat pelajar untuk belajar:

“…pengalaman yang tidak boleh dilupakan, belajar kurang tekanan.

Sebab kita belajar sama-sama, boleh bantu antara satu sama lain,

belajar sendiri mungkin kurang faham…”

(Pelajar C)

“…elok gak buat aktiviti ni dalam kumpulan sebab kawan-kawan boleh

bantu. Sorang boleh tolong pegang, sorang lagi tolong pasang... Keja

jadi lebih mudah skit...”

(Pelajar E)

259

Melalui pembelajaran secara berkumpulan dalam PSB-CRBK, pelajar-pelajar

diberi peluang untuk bertukar dan berkongsi pandangan bagi menjalani langkah-

langkah CRBK terutamanya semasa menentukan konsep-konsep fizik yang perlu

dipelajari dan menjana beberapa penyelesaian yang mungkin. Pelajar A dan Pelajar F

melaporkan aktiviti perbincangan yang berlaku semasa beliau menjalani langkah-

langkah CRBK membantu beliau menghilangkan rasa bosan untuk mempelajari fizik:

“…boleh berbincang.. dah bincang-bincang tu, bila bercakap tu

takdelaa ngantuk sangat..daripada belajar macam biasa, cikgu cakap ja,

dengar ja, mesti mengantuk sebab tak berinteraksi dengan orang…”

(Pelajar A)

“…idea kawan-kawan banyak bantu jugak masa buat aktiviti ni... Lagi

banyak kawan lagi banyak idea...”

(Pelajar F)

(ii) Nilai Pencapaian

Apabila pelajar menjalani PSB-CRBK, pelajar perlu mengenal pasti masalah,

mengkaji masalah, menentukan serta mempelajari konsep fizik relevan dengan

masalah, mengaplikasikan konsep fizik bagi menjana beberapa penyelesaian yang

mungkin dan memilih penyelesaian terbaik dengan memberikan rasional berdasarkan

konsep fizik yang dipelajari. Melalui modul PSB-CRBK, pelajar diberi arahan secara

jelas dan berstruktur supaya pelajar dapat memahami maksud arahan yang diberikan

kepadanya seperti yang dipaparkan pada petikan dapatan temubual berikut;

260

“…prosedur dalam modul membolehkan saya bina paku elektromagnet

dengan baik, lepas tu memberi peluang kepada saya menjawab soalan

cabaran yang berkaitan exam…”

(Pelajar A)

“…The modul just set a clear guideline step by step to build something

by using recycle material…”

(Pelajar A)

“…dia ada prosedur yang nak dibuat, kalau tidak…kami buat ikut suka

je, makan masa la... lepas tu dah tengok ni, benda ni ada langkah-

langkah dia, baru lah senang faham…”

(Pelajar B)

PSB-CRBK juga didapati dapat mempertingkatkan kaedah pembelajaran

pelajar justeru membantu pelajar memahami sesuatu konsep fizik dengan lebih mudah;

“…kita nak buat produk berfungsi dengan baik, kita mesti fikirkan, bila

kita fikir tu, kita kena baca berulang kali… kena tulis balik baru senang

faham... ”

(Pelajar C)

Kebanyakan pelajar kebiasaannya sukar untuk memahami teori fizik yang

terlalu abstrak. Mereka sukar untuk menggunakan daya imaginasi bagi memahami

teori tersebut kerana penyampaian guru di dalam kelas hanya menggunakan teks,

gambar dan lisan semata-mata menyebabkan pelajar sukar untuk menggambarkan

keadaan yang sebenar. Sebaliknya, melalui PSB-CRBK pelajar didedahkan dengan

261

aktiviti hands-on yang memberi peluang untuk memahami sesuatu konsep fizik itu

dengan lebih mendalam seperti dapatan temubual berikut;

“…pengalaman yang sangat menarik, belajar melalui menghasilkan

produk. Semasa membina produk, kita belajar banyak...masa dalam

kelas, konsep elektromagnet yang kita tak berapa faham jadi boleh

faham masa buat ni…”

(Pelajar A)

“…masa buat vakum elektrik dia sedut ke dalam, tapi masa buat

aircond elektrik dia hembus keluar…lepas buat dua produk ni baru tau

pasal motor elektrik boleh berputar dalam dua arah... bila ubah terminal

bateri arah motor tu pun berubah...”

(Pelajar D)

“…masa saya buat paku elektromagnet banyak benda saya belajar…

ingatkan main lilit-lilit je dawai kuprum pada paku then sambung

dengan bateri terus jadi, tapi rupa-rupanya susah jugak...”

(Pelajar E)

“…macam masa saya bina paku elektromagnet bila dah siap pasang

tapi bila test tak jadi...jenuh kami fikir sebab apa... nasib baik bila baca

balik modul tu tertengok kat soalan cabaran... rupanya hujung dawai

kuprum tu kena gosok dengan kertas pasir dulu baru boleh sentuh kat

terminal positif dan negatif bateri tu…”

(Pelajar F)

Selain itu, penggunaan modul PSB-CRBK juga didapati membantu guru untuk

mengendalikan aktiviti dengan lebih mudah seperti yang ditunjukkan dalam petikan temubual

262

berikut;

“…dengan guna modul ni, saya tak perlu terang banyak sebab modul

ni ada prosedur dan soalan cabaran… pelajar lebih faham bila dapat

jawab soalan cabaran... sebab soalan cabaran kena jawab masa tengah

buat aktiviti...”

(Guru Fizik)

Penggunaan modul PSB-CRBK menjadikan proses pembelajaran pelajar lebih

ekplisit semasa mengikuti prosedur modul PSB-CRBK. Oleh yang demikian, guru

yang ditemubual mengakui bahawa beliau menjadi lebih peka tentang bagaimana cara

pelajar mereka bentuk produk semasa menjalani aktiviti modul PSB-CRBK;

“…Pada mulanya pelajar main buat je produk tu, tu yang banyak

membazir bahan sebab tak jadi. Tapi selepas bagitau supaya ikut

prosedur modul dan sembilan langkah cabaran reka bentuk

kejuruteraan tu barulah produk dapat dihasilkan dengan elok…”

(Guru Fizik)

Guru yang ditemubual juga berpandangan penggunaan modul PSB-CRBK

memberikan pendedahan kepada pelajar dengan sembilan langkah dalam cabaran reka

bentuk kejuruteraan yang perlu diikuti;

“…bila pelajar ikut sembilan langkah tu keja membina paku

elektromagnet dan peranti menembak monyet jadi lebih mudah dan

teratur… jimat masa…”

(Guru Fizik)

263

Sembilan langkah dalam cabaran reka bentuk kejuruteraan yang perlu diikuti

itu adalah Kenal Pasti Masalah, Kaji Masalah, Membangunkan Penyelesaian, Memilih

Penyelesaian Terbaik, Membina Prototaip, Menguji dan Menilai Penyelesaian,

Memaparkan Penyelesaian, Mereka bentuk Semula dan Memuktamadkan Reka

Bentuk (Rujuk Fasa 3 Pembinaan Modul). Sokongan dilakukan dengan menyediakan

prosedur dan langkah-langkah keselamatan dalam modul untuk diikuti oleh pelajar

bagi melaksanakan aktiviti yang berkenaan. Sungguhpun demikian, terdapat juga

pelajar yang ditemubual berpandangan penggunaan modul dan sembilan langkah

dalam cabaran reka bentuk kejuruteraan mengambil masa yang lama untuk membina

produk;

“…Rasanya bila guna modul ni lebih susah sikit la…sebab kita sendiri

kena fikir dan buat. Kalau cara belajar yang lepas, cikgu terang ja, tapi

yang ni, kita sendiri kena fikir… susah laa… berbanding yang lama

cikgu terang, kita dengar dan faham kan… Modul ni kena fikir sendiri

cara-cara dia... pastu kena jawab soalan cabaran lagi…”

(Pelajar C)

“…kalau ikut langkah-langkah tu jadi lambat laa…”

(Pelajar E)

Walau bagaimanapun, Pelajar F yang ditemubual mengakui prosedur dalam

modul membolehkan beliau memahami masalah dengan lebih mendalam di samping

mendapat pendedahan tentang sembilan langkah-langkah yang boleh digunakan bagi

menyiapkan produk;

“…Kalau kita rujuk panduan modul, cara ni jalan kerja dia lebih mudah

dan teratur… Kita belajar dengan cara membina produk ni kita boleh

264

faham… Contohnya masa buat vakum elektrik, kita ikut panduan

modul yang diberi...”

(Pelajar F)

“…saya rasa langkah-langkah tu bagus sebab dapat membantu saya

menyiapkan produk sampai jadi elok…”

(Pelajar F)

Sembilan langkah dalam cabaran reka bentuk kejuruteraan yang dipaparkan

untuk melaksanakan aktiviti berkaitan adalah diadaptasi berdasarkan proses pemikiran

golongan pakar yang diperolehi daripada kajian-kajian lepas. Hal ini secara tidak

langsung membantu pelajar untuk menjadi lebih peka terhadap proses pemikiran reka

bentuk. Seorang pelajar yang ditemubual mengakui proses menjalani sembilan

langkah dalam cabaran reka bentuk kejuruteraan membolehkan beliau memantau dan

melakukan refleksi semasa menghasilkan produk;

“…kami menyesal sebab tak test dulu sebelum bagi siap... sebab bila

dah siap, kami test tak jadi kena bukak balik yang dah pasang… bila

kami rujuk langkah 6 baru perasan kena uji dan nilai dulu produk yang

kami buat tu..”

(Pelajar B)

(iii) Nilai Utiliti

Pembelajaran adalah suatu proses interaksi dengan dunia sebenar iaitu secara

berterusan melalui analisa dan interpretasi maklumat yang baru diterima lalu

dihubungkaitkan dengan dunia sebenar. Hal ini disokong oleh petikan temubual

pelajar seperti berikut;

265

“…Kalau daripada aktiviti yang kami buat, kami boleh tau physics law,

kami boleh guna dalam kehidupan seharian kami…”

(Pelajar A)

“…Program ni menarik sebab buat macam-macam produk. Antaranya

buat paku elektromagnet, pemburu dan monyet, ubi kentang elektrik,

vakum elektrik dan apa lagi tah... Sangat best program ni sebab boleh

apply in daily life...”

(Pelajar B)

Konstruktivis melihat pelajar sebagai pembelajar aktif yang mempelajari sains

dengan mempunyai pengetahuan sedia ada dan memegang idea mengenai fenomena

semula jadi yang mereka gunakan untuk memberi makna kepada pengalaman seharian.

Justeru, melalui PSB-CRBK ini pelajar disediakan aktiviti hands-on dan minds-on

yang melibatkan pelajar secara aktif iaitu selari dengan petikan temubual berikut;

“…kita buat aktiviti, pastu kita relate kan dengan apa yang kita

belajar… Contohnya kita buat paku elektromagnet yang boleh menarik

paper clip... kat situ boleh nampak sendiri adanya kuasa magnet... jadi,

ok la… Mudah faham…”

(Pelajar E)

“…Pasal aktiviti pemburu dan monyet ni memang menarik la…sebab

ada kaitan dengan apa yang belajar dengan kehidupan seharian, tu yang

kita cepat faham…pastu dalam modul tu ada soalan-soalan cabaran

pulak... bila ada soalan macam ni, baru kita lebih mudah faham, kita

boleh praktikkan kat luar la…”

(Pelajar D)

266

Apabila pelajar mempelajari fizik menerusi PSB-CRBK, maka pelajar bukan

sahaja perlu menimbulkan konsep fizik daripada masalah dunia sebenar yang

dikemukakan, malah pelajar perlu mengaplikasikan semula konsep fizik berkenaan

bagi menjana pelbagai penyelesaian yang mungkin terhadap masalah dunia sebenar

yang dikemukakan pada awal pembelajaran. Guru fizik berpandangan masalah dunia

sebenar yang digunakan berupaya membawa situasi dunia sebenar ke dalam makmal

supaya pengajaran fizik yang dilakukan oleh beliau menjadi lebih konkrit:

“…Masa buat paku elektromagnet soalan cabaran tanya berapa

bilangan lilitan yang diperlukan untuk menampung gambar

monyet…soalan ni bagus sebab bilangan lilitan adalah salah satu faktor

yang mempengaruhi kekuatan medan magnet yang terhasil...”

(Guru Fizik)

“…Begitu juga berkaitan kegunaan kuasa elektromagnet dalam

kehidupan seharian…”

(Guru Fizik)

Manakala beberapa pelajar pula berpandangan bahawa aktiviti ini menarik

minat mereka untuk untuk belajar kerana ia ada kaitan dengan kehidupan seharian

mereka di rumah;

“…Saya suka belajar buat vakum dan aircond tu sebab boleh faham

macam mana dia berfungsi dan dapat tau la camna vakum di rumah

berfungsi...”

(Pelajar D)

267

“…Lagipun aktiviti ini guna bahan yang murah-murah ja dan senang

nak cari macam kat kedai RM2 pun ada jual...”

(Pelajar C)

“…bahan-bahan recycle macam botol minuman, tin kosong dan barang

lama pun boleh guna...”

(Pelajar C)

Seorang pelajar yang ditemubual berpendapat bahawa modul PSB-CRBK ini

memberi pendedahan kepada beliau tentang cara-cara yang sepatutnya dilakukan oleh

seorang jurutera seperti mereka bentuk dan menghasilkan sesuatu produk baru telah

menimbulkan minat beliau yang mendalam untuk menceburi bidang kejuruteraan;

“…masuk U nanti saya nak ambik engineering course laa sebab minat

buat benda-benda macam ni...”

(Pelajar B)

Manakala Pelajar A berpandangan bahawa melalui konsep fizik yang dipelajari

beliau dapat menggunakan pengetahuan tersebut dalam bidang kerjaya seperti

kejuruteraan dan dapat menghasilkan sesuatu untuk kehidupan yang lebih baik;

“…Dalam bilik darjah we learn about physics, and apply this

knowledge on our future work like engineering we can create

something... and develop or improve our life…”

(Pelajar A)

Guru yang ditemubual pula berpendapat bahawa penggunaan modul PSB-

268

CRBK ini telah memberi kesedaran kepada pelajar tentang kelebihan bidang STEM

dan peluang kerjaya dalam bidang tersebut;

“…bila pelajar buat aktiviti ni mereka lebih nampak apa itu engineering

dan jadi minat nak belajar sebab tak boring belajar cara ni…”

(Guru Fizik)

“…bidang STEM ni luas. Pelajar boleh pilih macam-macam kerjaya

dalam bidang ni…”

(Guru Fizik)

(iv) Kos Relatif

Keyakinan diri adalah kepercayaan kepada kebolehan individu untuk

mengorganisasi dan melaksanakan sesuatu yang diingini dalam pelbagai situasi.

Individu yang mempunyai tahap keyakinan diri yang tinggi akan menerima tugasan

yang sukar sebagai satu cabaran, bukannya sebagai satu ancaman yang perlu

dielakkan. Hal ini selari dengan petikan temubual pelajar seperti berikut;

“…kalau nak repair vakum kat rumah rasa berani kot sebab dah tau apa

ada kat dalam vakum tu... tak lah takut-takut pasni nak try bukak...”

(Pelajar C)

“…lepas belajar vakum ni rasa confident la kalau nak repair atau nak

buka vakum kat rumah tu kalau rosak...”

(Pelajar C)

269

Kebanyakan pelajar cenderung bertindak mengikut kepercayaan awal mereka

dan keyakinan diri berfungsi sebagai ramalan sempurna kendiri. Misalnya pelajar X

mempunyai keupayaan yang tinggi dan berpengetahuan, tetapi tidak yakin bahawa dia

boleh mereka bentuk sesuatu yang baru dan kreatif. Pelajar Y hanya mempunyai

keupayaan sederhana dan kurang pengetahuan, tetapi dia yakin untuk mereka bentuk

sesuatu yang baru dan kreatif sekiranya dia berusaha lebih daripada biasa. Oleh sebab

keyakinan diri Pelajar X yang rendah, dia kurang bermotivasi untuk melakukan

tugasan tersebut. Sebaliknya, Pelajar Y yang berkeyakinan tinggi lebih bermotivasi

untuk menyempurnakan tugasan tersebut sesuai dengan petikan temubual berikut;

“…cara pembelajaran ni memberi saya semangat untuk belajar…”

(Pelajar E)

“…balik rumah nanti saya nak try buat vakum elektrik yang boleh tarik

objek yang lebih besar lagi... Pastu boleh sedut dengan lebih baik...”

(Pelajar F)

“…Saya belajar pasal paku elektromagnet, tengok bagaimana paku itu

boleh menarik klip kertas ke arahnya dan melekat padanya…”

(Pelajar D)

“…Lepas buat aktiviti ni kat sekolah, bila balik rumah saya nak cuba

buat lagi dengan lebih baik, sebab tak puas hati la sebab buat tak jadi

paku elektromagnet tu...”

(Pelajar B)

270

5.10 Analisis Dokumen Pelajar

Sepanjang tempoh rawatan, setiap pelajar mengisi 6 buah lembaran kerja

mengikut modul pembelajaran seperti rawatan yang telah dirancang. Kesemua

lembaran kerja ini dikutip semula oleh penyelidik untuk dilakukan analisis kandungan

(Jadual 5.33).

Jadual 5.37

Jumlah dokumen pelajar yang dianalisis

Lembaran kerja PSB-CRBK

(6 buah lembaran kerja)

Pelajar PSB-CRBK

= 36 pelajar X 6 buah lembaran kerja

= 216 sampel lembaran kerja

Moore et al. (2014b) mencadangkan penyelesaian terbaik harus ditaksir bagi

menentukan sama ada prestasi pelajar mencapai objektif pembelajaran yang

disasarkan. Dengan berpandukan skema penskoran rubrik penyelesaian masalah bebas

domain (Wortham et al., 1998), penyelesaian terbaik yang diberikan oleh pelajar

dikategorikan kepada lengkap, tidak lengkap, tidak tepat atau tiada langsung.

Kebolehpercayaan antara pemeriksa dilakukan terhadap interpretasi dapatan setelah

penganalisaan dibuat terhadap penyelesaian-penyelesaian terbaik yang diberikan bagi

setiap soalan cabaran yang dikemukakan. Seorang pakar subjek fizik yang merupakan

pensyarah fizik universiti dan dua orang guru fizik yang berpengalaman luas

memeriksa kertas peperiksaan fizik dipilih sebagai pemeriksa untuk menentukan

kebolehpercayaan interpretasi dapatan. Rasional pemilihan ketiga-tiga pemeriksa

berkenaan adalah bagi memastikan interpretasi yang dibuat terhadap respons pelajar

271

memberi pertimbangan kepada dua kriteria berikut:-

Ketepatan penjelasan konsep fizik

Kesepadanan penjelasan konsep fizik dengan huraian sukatan pelajaran sedia

ada

Selain itu, ketiga-tiga ahli panel berkenaan dimaklumkan untuk turut memberi

pertimbangan terhadap masa yang diperuntukkan kepada pelajar-pelajar dalam kajian

ini bagi menghasilkan penyelesaian terbaik. Pensyarah fizik dan guru-guru fizik

berkenaan diminta untuk memberikan pandangan sama ada bersetuju atau tidak

bersetuju dengan interpretasi dapatan yang dilakukan terhadap penyelesaian terbaik

yang diberikan bagi setiap masalah. Seterusnya, darjah persetujuan antara panel-panel

kesahan dikira berdasarkan rumus koefisien Cohen Kappa (Cohen, 1960; Haney et al.,

1998). Apabila dibandingkan dengan nilai yang dicadangkan oleh Landis dan Koch

(1977), didapati nilai koefisien Kappa yang diperolehi melebihi nilai 0.61 yang

dinyatakan Wheelock et al. (2000) sebagai nilai yang munasabah untuk mewakili

darjah persetujuan yang baik.

Jadual 5.38

Panduan Penginterpretasian Kappa (Landis & Koch, 1977)

Statistik Kappa Darjah Persetujuan

<0.00 Sangat Lemah

0.00-0.20 Sedikit Lemah

0.21-0.40 Sederhana Lemah

0.41-0.60 Sedikit Baik

0.61-0.80 Baik

0.81-1.00 Hampir Sempurna

272

5.10.1 Analisis penyelesaian terbaik bagi Pembinaan Paku Elektromagnet

(a) Penyelesaian terbaik untuk soalan cabaran pertama

Bagi soalan cabaran pertama, didapati majoriti pelajar memberikan

penyelesaian yang tidak lengkap dari aspek huraian konsep fizik yang menyokong

penyelesaian berkenaan. Bagi penyelesaian yang tidak lengkap, didapati pelajar hanya

menulis bilangan lilitan dawai kuprum antara 250 - 300 lilitan tanpa penerangan yang

menyokong jawapan tersebut. Sebagai contoh;

250 to 300 turns.

(Pelajar PSB-CRBK)

Walau bagaimanapun, terdapat sebahagian pelajar PSB-CRBK dapat

memberikan penyelesaian terbaik lengkap. Bagi penyelesaian terbaik yang lengkap,

didapati pelajar memberikan jawapan antara 250 ke 300 lilitan beserta penerangan

terhadap jawapan yang diberikan. Sebagai contoh;

250 – 300 turns. The higher the number of turns of coil, the higher the

magnetic strength produced. The higher the strength of magnetic field,

the stronger the nail of monkey plate attract by it.

(Pelajar PSB-CRBK)

Sementara itu, 36.0% pelajar memberikan penyelesaian terbaik lengkap,

25.0% penyelesaian terbaik tidak lengkap, 3.0% penyelesaian terbaik tidak tepat dan

36.0% penyelesaian terbaik tiada langsung. Penyelesaian terbaik dianggap tidak tepat

kerana penjelasan yang diberikan menyatakan semakin bertambah bilangan lilitan

maka rintangan wayar turut bertambah. Jawapan pelajar sepatutnya menjurus kepada

273

hubungan antara bilangan lilitan dengan berat gambar monyet iaitu semakin berat

gambar monyet maka bilangan lilitan dawai kuprum itu perlu ditambah. Sebagai

contoh;

By adding more turns, the resistance of wire also increase.

(Pelajar PSB-CRBK)

Jadual 5.39

Peratusan penyelesaian terbaik pelajar PSB-CRBK untuk soalan cabaran pertama

Pelajar PSB-CRBK

Bilangan Peratusan

Penyelesaian Terbaik Lengkap 13 36.0%

Penyelesaian Terbaik Tidak Lengkap 9 25.0%

Penyelesaian Terbaik Tidak Tepat 1 3.0%

Penyelesaian Terbaik Tiada Langsung 13 36.0%

Jumlah 36 100.0%

(b) Penyelesaian terbaik untuk soalan cabaran kedua

Semua pelajar PSB-CRBK memberikan penyelesaian terbaik lengkap untuk

soalan cabaran kedua. Bagi penyelesaian terbaik yang lengkap, didapati pelajar

memberikan penyelesaian yang memaparkan faktor-faktor yang menyebabkan paku

yang berlilit dawai kuprum itu mempunyai daya elektromagnet. Sebagai contoh;

-The coil of wire

-Nail which act as solenoid

-Number of turns which is many

(Pelajar PSB-CRBK)

274

Jadual 5.40

Peratusan penyelesaian terbaik pelajar PSB-CRBK untuk soalan cabaran kedua

Pelajar PSB-CRBK

Bilangan Peratusan





Jumlah 36 100.0%

(c) Penyelesaian terbaik untuk soalan cabaran ketiga

Majoriti pelajar PSB-CRBK memberikan penyelesaian terbaik yang tidak

lengkap kerana hanya memberikan satu cara sahaja untuk menambah kekuatan daya

elektromagnet paku tersebut sedangkan terdapat beberapa cara untuk menambahkan

kekuatan daya elektromagnet iaitu i) menambah bilangan lilitan, ii) menambah

voltan/arus, iii) menggunakan paku besi tulen dan iv) menambah ketebalan dawai

kuprum yang digunakan. Penyelesaian terbaik yang lengkap adalah sekurang-

kurangnya terdapat dua cara untuk menambahkan kekuatan daya elektromagnet

beserta dengan huraian. Sebagai contoh;

Increase the number of turns can create bigger magnetic force.

(Pelajar PSB-CRBK)

Sementara itu, terdapat segelintir penyelesaian yang diberikan oleh pelajar

PSB-CRBK didapati tidak tepat kerana terdapat salah faham tentang bagaimana untuk

meningkatkan kekuatan daya elektromagnet. Sebagai contoh, ada pelajar yang

mengatakan kekuatan daya elektromagnet boleh ditambah dengan menambah saiz

bateri supaya lebih banyak tenaga dihasilkan;

275

The size of battery. The bigger the size of battery, the more the energy

is produced. In that case, we can use a larger battery to increase the

strength of the electromagnet.

(Pelajar PSB-CRBK)

Jadual 5.41

Peratusan penyelesaian terbaik pelajar PSB-CRBK untuk soalan cabaran ketiga

Pelajar PSB-CRBK

Bilangan Peratusan





Jumlah 36 100.0%

Walau bagaimanapun, hanya 3.0% pelajar PSB-CRBK memberikan

penyelesaian terbaik yang lengkap untuk soalan cabaran ketiga dan didapati semua

pelajar mencuba menjawab soalan cabaran ketiga ini. Berikut adalah merupakan

contoh penyelesaian yang dipertimbangkan sebagai lengkap apabila mengandungi

huraian secara eksplisit tentang bagaimana menambahkan kekuatan daya

elektromagnet pada paku tersebut. Sebagai contoh;

Increase the number of coils and the current flow. More turns of copper

coils allow more current flow and create greater electromagnetic field,

thus stronger electromagnetic force is produced.

(Pelajar PSB-CRBK)

276

(d) Penyelesaian terbaik untuk soalan cabaran keempat

Bagi soalan cabaran keempat, majoriti pelajar PSB-CRBK iaitu 92.0% berjaya

memberikan penyelesaian yang lengkap dan hanya 8.0% pelajar PSB-CRBK yang

tidak memberikan penyelesaian. Kebanyakan pelajar PSB-CRBK memberikan

penyelesaian terbaik yang lengkap kerana dapat menghuraikan dengan jelas

bagaimana konsep keelektromagnetan boleh digunakan dalam kehidupan seharian.

Berikut adalah contoh penyelesaian terbaik yang dikategorikan lengkap;

If a box of pin/nails are dropped on the floor, this device helps to attract

the pin on the floor.

(Pelajar PSB-CRBK)

Electromagnet is used in doorbell. Electric current creates a magnetic

field that attract a ringer which strikes the bell. Relays are special

electromagnets that function like automatic electrical switches.

(Pelajar PSB-CRBK)

Jadual 5.42

Peratusan penyelesaian terbaik pelajar PSB-CRBK untuk soalan cabaran keempat

Pelajar KT

PBM dengan PK

Bilangan Peratusan





Jumlah 36 100.0%

277

5.10.2 Analisis penyelesaian terbaik bagi Pemburu dan Monyet


Majoriti pelajar PSB-CRBK iaitu 53.0% memberikan penyelesaian terbaik

yang lengkap untuk soalan cabaran pertama kerana penyelesaian menjelaskan tentang

peranan kerajang aluminium dalam membina peranti menembak monyet itu. Sebagai

contoh;

When we blow the tube, it will knock off the aluminium foil that act as

a switch in the circuit. Therefore the circuit break and no electricity

flow through the circuit hence it loss it’s magnetic properly.

(Pelajar PSB-CRBK)

Manakala segelintir pelajar PSB-CRBK iaitu 14.0% memberikan penyelesaian

terbaik yang tidak lengkap untuk soalan cabaran pertama. Penyelesaian dikategorikan

sebagai tidak lengkap kerana pelajar hanya menyebut tentang litar terbuka

menyebabkan tiada arus yang mengalir maka tiada daya elektromagnet yang terhasil

tanpa menerangkan tentang peranan kerajang aluminium sebagai suis. Sebagai contoh;

The circuit is open circuit. No current flow and no electromagnetic

force is produced. Hence the picture drop.

(Pelajar PSB-CRBK)

278

Jadual 5.43


Pelajar PSB-CRBK

Bilangan Peratusan


Penyelesaian Terbaik Tidak Lengkap 5 14.%



Jumlah 36 100.0%

Sementara itu, terdapat 33.0% pelajar PSB-CRBK yang memberikan

penyelesaian terbaik yang mengandungi penjelasan fizik yang tidak tepat kerana

menyatakan “apabila peluru keluar, arus adalah dalam litar terbuka dan medan magnet

dipotong”. Berikut adalah contoh penyelesaian yang mengandungi salah konsep

berkenaan;

Since the blow out the peluru, the current are in open circuit and the

magnetic field are being cut.

(Pelajar PSB-CRBK)


Merujuk kepada soalan cabaran kedua, didapati semua pelajar PSB-CRBK

memberikan penyelesaian terbaik yang lengkap. Bagi memberikan penyelesaian

terbaik yang lengkap, maka penyelesaian tersebut harus menyebut apabila kerajang

aluminium menyentuh kedua-dua hujung klip kertas yang dilekatkan pada hujung paip

maka gambar monyet dapat melekat pada paku yang dililit dengan dawai kuprum.

Sebagai contoh;

279

When the aluminium foil is attached to the paper clip, the monkey can

be attracted.

(Pelajar PSB-CRBK)

Jadual 5.44


Pelajar PSB-CRBK

Bilangan Peratusan





Jumlah 36 100.0%


Merujuk kepada soalan cabaran ketiga, didapati kebanyakan pelajar PSB-

CRBK iaitu 75.0% memberikan penyelesaian terbaik yang tidak tepat dan segelintir

pelajar iaitu 14.0% tidak memberikan penyelesaian langsung. Berikut contoh

penyelesaian terbaik yang tidak tepat;

Impulsive force causes it move forward.

(Pelajar PSB-CRBK)

Sungguhpun begitu, masih terdapat 11.0% pelajar PSB-CRBK yang

memberikan penyelesaian terbaik yang betul tetapi tidak disusuli dengan pengiraan

matematik yang melibatkan halaju, masa, jarak menegak dan jarak melintang. Sebagai

contoh;

280

As we blow out, the aluminium foil sheet will fall down. Then, the

monkey will fall down too. As the monkey fall down, the bullet will

accelerate in a projectile pathway due to there is gravitational force

act on the bullet.

(Pelajar PSB-CRBK)

Bagi memberikan penyelesaian terbaik yang lengkap, maka penyelesaian

tersebut harus mengandungi pengiraan matematik dan menggunakan persamaan yang

betul dari segi halaju, masa, jarak menegak dan jarak melintang.

Jadual 5.45


Pelajar PSB-CRBK

Bilangan Peratusan





Jumlah 36 100.0%

5.10.3 Analisis penyelesaian terbaik bagi Pembinaan Keretapi Elektrik


Majoriti pelajar PSB-CRBK iaitu 61.0% memberikan penyelesaian terbaik

tidak tepat untuk soalan cabaran pertama. Semua penyelesaian yang tidak tepat ini

didapati kerana tidak menerangkan apabila keretapi elektrik (diperbuat daripada sebiji

bateri saiz A27 dan diapit dengan 3 biji magnet bulat di sebelah kiri dan kanan) itu

dimasukkan ke dalam gegelung kuprum dan menyentuhnya, litar elektrik menjadi

281

lengkap membolehkan arus elektrik mengalir. Seterusnya medan magnet terhasil yang

mempunyai kutub utara dan selatan itu menolak keretapi elektrik ke hadapan. Sebagai

contoh;

When we put the train inside the coil, it induced current in the coil.

(Pelajar PSB-CRBK)

Sementara itu, segelintir daripada pelajar PSB-CRBK iaitu 14.0% yang

memberikan penyelesaian terbaik yang tidak lengkap untuk soalan cabaran pertama

kerana hanya menjelaskan tentang terhasilnya medan magnet menyebabkan keretapi

itu bergerak ke hadapan. Contohnya;

When placed the train inside the copper coil, magnetic field will

produced and it push the train to move forward.

(Pelajar PSB-CRBK)

Manakala, didapati 25.0% pelajar PSB-CRBK langsung tidak memberikan

penyelesaian terbaik mereka.

Jadual 5.46


Pelajar PSB-CRBK

Bilangan Peratusan





Jumlah 36 100.0%

282


Didapati 100.0% pelajar PSB-CRBK memberikan penyelesaian terbaik yang

lengkap untuk soalan cabaran kedua kerana berupaya memberikan alasan kukuh

mengapa keretapi di belakang tidak dapat mengejar keretapi di hadapan. Berikut

adalah contoh penyelesaian berkenaan;

The train at the back cannot chase the train in front because both of

them started at different distance.

(Pelajar PSB-CRBK)

Jadual 5.47


Pelajar PSB-CRBK

Bilangan Peratusan





Jumlah 36 100.0%


Didapati 56.0% pelajar PSB-CRBK memberikan penyelesaian terbaik yang

tidak lengkap untuk soalan cabaran ketiga kerana tidak berupaya memberikan alasan

kukuh bagaimana untuk memastikan keretapi di belakang dapat mengejar keretapi di

hadapan. Berikut adalah contoh penyelesaian berkenaan;

283

By changing the type of the battery.

(Pelajar PSB-CRBK)

Sebaliknya, hanya 19.0% pelajar PSB-CRBK sahaja yang mampu memberikan

penyelesaian terbaik yang lengkap kerana dapat menjelaskan bahawa kelajuan keretapi

itu boleh ditambah dengan menambah bilangan magnet atau menukar bateri yang

mempunyai voltan lebih tinggi daripada keretapi di hadapan. Sebagai contoh;

By upgrading the voltage of the battery, the speed of the train at the

back will increase. Hence, the train behind can chase the train in front

him.

(Pelajar PSB-CRBK)

Manakala 25.0% pelajar PSB-CRBK lagi memberikan penyelesaian terbaik

yang tidak tepat kerana penjelasannya tiada kaitan dengan faktor-faktor yang boleh

meningkatkan kelajuan keretapi tersebut. Sebagai contoh;

It is impossible to chase the train in front.

(Pelajar PSB-CRBK)

Jadual 5.48


Pelajar PSB-CRBK

Bilangan Peratusan





Jumlah 36 100.0%

284

5.10.4 Analisis penyelesaian terbaik bagi Penjana Elektrik Ubi Kentang


Merujuk soalan cabaran pertama, didapati semua pelajar PSB-CRBK mampu

memberikan penyelesaian terbaik yang lengkap kerana berjaya menyebut dengan tepat

iaitu paku kuprum sebagai terminal positif manakala paku besi sebagai terminal

negatif beserta dengan penerangan yang jelas. Berikut adalah contoh penyelesaian

terbaik yang lengkap;

Copper metal is act as positive terminal, while iron is act as negative

terminal. This is because iron is more electropositive than copper. Iron

has high tendency to donate electron compare to copper. Iron is a

stronger oxidizing agent compare to copper. So, iron can undergoes

reduction and donates electron more easily.

(Pelajar PSB-CRBK)

Jadual 5.49


Pelajar PSB-CRBK

Bilangan Peratusan





Jumlah 36 100.0%

285


Bagi soalan cabaran kedua juga didapati semua pelajar PSB-CRBK mampu

memberikan penyelesaian terbaik yang lengkap kerana berjaya menerangkan dengan

jelas bagaimana paku kuprum dan paku besi itu dicucuk pada ubi kentang dan

seterusnya menjelaskan bagaimana cara-cara menyambung beberapa ubi kentang

tersebut dengan menggunakan dawai penyambung untuk menghasilkan sambungan

sesiri dan sambungan selari. Berikut adalah contoh penyelesaian terbaik yang lengkap;

Series Circuit:

Iron nail and copper nail is placed into potato. Iron nail that placed in

a potato is connected with copper nail that placed in another potato by

using connecting wire. This step is continued by connect circuit with

another potato. At the last potato, the LED with cathode end is

connected to the iron nail. The voltage is measure by using multimeter.

The series circuit is complete.

Parallel Circuit:

Iron nail and copper nail is placed into potato. Iron nail that placed in

a potato is connected with iron nail that placed in another potato by

using connecting wire. This step is continued by connect circuit with

another potato. At the last potato, the LED with cathode end is

connected to the iron nail. The voltage is measure by using multimeter.

The parallel circuit is complete.

(Pelajar PSB-CRBK)

286

Jadual 5.50


Pelajar PSB-CRBK

Bilangan Peratusan





Jumlah 36 100.0%


Begitu juga soalan cabaran ketiga, didapati semua pelajar PSB-CRBK mampu

memberikan penyelesaian terbaik yang lengkap kerana berjaya menyebut dengan tepat

iaitu teknik sambungan siri lebih tinggi voltan berbanding sambungan selari beserta

dengan penerangan yang jelas. Berikut adalah contoh penyelesaian terbaik yang

lengkap;

Series connection shows higher voltage than parallel connection.

Because for parallel connection total voltage are equal to individual

voltage.

Series: 𝑽𝑻 = 𝑽𝟏 + 𝑽𝟐 + 𝑽𝟑 +⋯

Parallel: 𝑽𝑻 = 𝑉𝟏 = 𝑽𝟐 = 𝑽𝟑…

(Pelajar PSB-CRBK)

287

Jadual 5.51


Pelajar PSB-CRBK

Bilangan Peratusan





Jumlah 36 100.0%


Manakala soalan cabaran keempat juga didapati semua pelajar PSB-CRBK

mampu memberikan penyelesaian terbaik yang lengkap kerana berjaya menerangkan

sebab mengapa multimeter menunjukkan bacaan berbeza-beza apabila susunan ubi

kentang tersebut diubah. Berikut adalah contoh penyelesaian terbaik yang lengkap;

The difference connection has different resistance and different

current.

(Pelajar PSB-CRBK)

The voltage in the potato are not same.

(Pelajar PSB-CRBK)

288

Jadual 5.52


Pelajar PSB-CRBK

Bilangan Peratusan





Jumlah 36 100.0%

5.10.5 Analisis penyelesaian terbaik bagi Pembinaan Vakum Elektrik


Merujuk soalan cabaran pertama, didapati 44.0% pelajar PSB-CRBK mampu

memberikan penyelesaian terbaik yang lengkap kerana berjaya menyebut sekurang-

kurangnya tiga contoh tin terpakai yang boleh digunakan selain tin isi semula gas

butana yang disediakan. Berikut adalah contoh penyelesaian terbaik yang lengkap;

tin carbohydrate drinks, tin food, tin metal.

(Pelajar PSB-CRBK)

Manakala didapati 39.0% daripada pelajar PSB-CRBK memberikan

penyelesaian terbaik yang tidak lengkap kerana hanya menyebut dua contoh tin

terpakai yang betul untuk digunakan selain tin isi semula gas butana yang disediakan;

Plastic bottle, tin food, tin milk.

(Pelajar PSB-CRBK)

289

Selain itu didapati 11.0% daripada pelajar PSB-CRBK memberikan

penyelesaian terbaik yang tidak tepat kerana memberikan contoh selain daripada tin

terpakai untuk digunakan selain tin isi semula gas butana yang disediakan;

i) Plastic box

ii) plastic bottle

iii) paper box

(Pelajar PSB-CRBK)

Segelintir daripada pelajar PSB-CRBK iaitu 6.0% tidak memberikan

penyelesaian terbaik mereka dan hanya membiarkan kosong sahaja ruangan

penyelesaian yang disediakan.

Jadual 5.53


Pelajar PSB-CRBK

Bilangan Peratusan





Jumlah 36 100.0%


Bagi soalan cabaran kedua didapati hanya 6.0% pelajar PSB-CRBK


tepat prinsip fizik yang digunakan dalam vakum elektrik. Berikut adalah contoh

penyelesaian terbaik yang lengkap;

290

Bernoulli Principle.

(Pelajar PSB-CRBK)

Manakala didapati 58.0% daripada pelajar PSB-CRBK memberikan

penyelesaian terbaik yang tidak lengkap kerana hanya menyebut perkataan tekanan

sahaja sedangkan penyelesaian yang betul adalah perbezaan tekanan;

Pressure.

(Pelajar PSB-CRBK)

Seterusnya didapati juga 36.0% daripada pelajar PSB-CRBK memberikan

penyelesaian terbaik yang tidak tepat kerana memberikan prinsip keabadian tenaga

sebagai penyelesaian terbaik;

Principle of conservation of energy.

(Pelajar PSB-CRBK)

Jadual 5.54


Pelajar PSB-CRBK

Bilangan Peratusan





Jumlah 36 100.0%

291


Manakala bagi soalan cabaran ketiga, didapati semua pelajar PSB-CRBK


bagaimana Prinsip Bernoulli diaplikasikan dalam vakum elektrik. Berikut adalah

contoh penyelesaian terbaik yang lengkap;

Inside the vacuum low pressure is created and high atmospheric

pressure will push the dust inside to the vacuum.

(Pelajar PSB-CRBK)

Jadual 5.55


Pelajar PSB-CRBK

Bilangan Peratusan





Jumlah 36 100.0%


Begitu juga soalan cabaran keempat didapati semua pelajar PSB-CRBK


faktor-faktor yang menyebabkan pasir dan kotoran dapat disedut masuk ke dalam

vakum tersebut dengan mudah dan pantas. Berikut adalah contoh penyelesaian terbaik

yang lengkap;

-High current

292

-Low pressure created in the vacuum

-High voltage

-Smaller pipe

(Pelajar PSB-CRBK)

Jadual 5.56


Pelajar PSB-CRBK

Bilangan Peratusan





Jumlah 36 100.0%

5.10.6 Analisis penyelesaian terbaik bagi Pembinaan Penghawa Dingin

Elektrik


Merujuk soalan cabaran pertama, didapati semua pelajar PSB-CRBK mampu

memberikan penyelesaian terbaik yang lengkap kerana berjaya menyebut sekurang-

kurangnya tiga contoh bahan yang boleh digunakan bagi menggantikan bekas plastik

yang telah dicadangkan dan satu contoh bahan yang boleh menggantikan botol plastik.

Berikut adalah contoh penyelesaian terbaik yang lengkap;

Plastic container – Aluminium tin can, polyform container, glass

container, Plastic bottle – Pipe pvc

(Pelajar PSB-CRBK)

293

Jadual 5.57


Pelajar PSB-CRBK

Bilangan Peratusan





Jumlah 36 100.0%


Bagi soalan cabaran kedua juga didapati semua pelajar PSB-CRBK


tepat konsep fizik yang terlibat dalam pembinaan penghawa dingin elektrik. Berikut

adalah contoh penyelesaian terbaik yang lengkap;

Concept of direct current motor.

(Pelajar PSB-CRBK)

Jadual 5.58


Pelajar PSB-CRBK

Bilangan Peratusan





Jumlah 36 100.0%

294


Manakala bagi soalan cabaran ketiga, didapati 44.0% pelajar PSB-CRBK


konsep fizik yang terlibat dalam penghawa dingin elektrik. Berikut adalah contoh

penyelesaian terbaik yang lengkap;

Current flow through the D.C motor and causes the motor to turn in

either clockwise or anticlockwise. Thus the motor turn and blow out the

air from the container.

(Pelajar PSB-CRBK)

Selain itu, didapati 56.0% pelajar PSB-CRBK memberikan penyelesaian

terbaik yang tidak tepat kerana tidak berjaya menerangkan konsep fizik yang terlibat

dalam penghawa dingin elektrik. Berikut adalah contoh;

When the air reflected to the inner wall, the air will reflect out through

the hole of the plastic bottle.

(Pelajar PSB-CRBK)

Jadual 5.59


Pelajar PSB-CRBK

Bilangan Peratusan





Jumlah 36 100.0%

295


Manakala soalan cabaran keempat didapati semua pelajar PSB-CRBK mampu

memberikan penyelesaian terbaik yang lengkap kerana berjaya menerangkan faktor-

faktor yang menyebabkan penghawa dingin itu dapat berfungsi dengan baik. Berikut

adalah contoh penyelesaian terbaik yang lengkap;

-Have a well function battery

-The motor is in good condition

-The fan is put with a barrier to ensure that the fan spin smoothly

-The wire is connected to the correct terminal to blow out the air and

not suck in the air from outside into the bottle.

(Pelajar PSB-CRBK)

Jadual 5.60


Pelajar PSB-CRBK

Bilangan Peratusan





Jumlah 36 100.0%

5.10.7 Analisis garis aliran prestasi pelajar dalam memberikan penyelesaian

terbaik

Setiap pelajar PSB-CRBK perlu menyelesaikan soalan-soalan cabaran dalam

setiap unit pembelajaran STEM yang mereka ikuti dengan menulis penyelesaian

terbaik pada lembaran kerja yang diedarkan. Unit Pembelajaran STEM 1 iaitu

296

Pembinaan Paku Elektromagnet mempunyai empat soalan cabaran, Unit Pembelajaran

STEM 2 iaitu Pemburu dan Monyet mempunyai tiga soalan cabaran, Unit

Pembelajaran STEM 3 iaitu Pembinaan Keretapi Elektrik mempunyai tiga soalan

cabaran, Unit Pembelajaran STEM 4 iaitu Penjana Elektrik Ubi Kentang mempunyai

empat soalan cabaran, Unit Pembelajaran STEM 5 iaitu Pembinaan Vakum Elektrik

mempunyai empat soalan cabaran dan Unit Pembelajaran STEM 6 iaitu Pembinaan

Penghawa Dingin Elektrik mempunyai empat soalan cabaran. Justeru, terdapat 22

penyelesaian terbaik yang diberikan oleh setiap pelajar bagi melengkapkan lembaran

kerja pembelajaran berkenaan. Analisis dokumen pelajar yang dilakukan mendapati

bahawa berlaku peningkatan mahupun penurunan prestasi secara bersilih ganti bagi

setiap pelajar dalam memberikan penyelesaian terbaik merentasi 22 soalan cabaran

yang dikemukakan dalam modul 1 hingga modul 6 (Rajah 5.5). Berikut adalah

bagaimana soalan-soalan cabaran disusun mengikut urutan unit pembelajaran STEM

seperti yang dipaparkan dalam Rajah 5.5;

Unit Pembelajaran STEM 1: Pembinaan Paku Elektromagnet

Soalan Cabaran 1

Soalan Cabaran 2

Soalan Cabaran 3

Soalan Cabaran 4

Unit Pembelajaran STEM 2: Pemburu dan Monyet

Soalan Cabaran 5

Soalan Cabaran 6

Soalan Cabaran 7

297

Unit Pembelajaran STEM 3: Pembinaan Keretapi Elektrik

Soalan Cabaran 8

Soalan Cabaran 9

Soalan Cabaran 10

Unit Pembelajaran STEM 4: Penjana Elektrik Ubi Kentang

Soalan Cabaran 11

Soalan Cabaran 12

Soalan Cabaran 13

Soalan Cabaran 14

Unit Pembelajaran STEM 5: Pembinaan Vakum Elektrik

Soalan Cabaran 15

Soalan Cabaran 16

Soalan Cabaran 17

Soalan Cabaran 18

Unit Pembelajaran STEM 6: Pembinaan Penghawa Dingin Elektrik

Soalan Cabaran 19

Soalan Cabaran 20

Soalan Cabaran 21

Soalan Cabaran 22

298

Rajah 5.5. Prestasi setiap pelajar PSB-CRBK dalam memberikan penyelesaian

terbaik merentasi 22 soalan cabaran

Apabila berlaku peningkatan dan penurunan secara bersilih ganti terhadap

sesuatu data sepanjang sesuatu kontinum, data dianalisis dengan menggunakan teknik

garis aliran yang menggunakan persamaan polinimial dalam bentuk y = c1x +c2x2 + b

dengan c1, c2 dan b adalah pemalar (Howell, 1997). Analisis ini dilakukan dengan

menggunakan perisian Microsoft Excell 2016. Interpretasi dapatan prestasi setiap

kumpulan pelajar dalam memberikan penyelesaian terbaik (diwakili oleh paksi-y)

tertumpu kepada pola garis aliran yang wujud merentasi kontinum 22 soalan cabaran

yang diwakili oleh paksi-x (Rajah 5.2).

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 5 10 15 20 25

Bila

nga

n P

enye

lesa

ian

Ter

bai

k Le

ngk

ap

22 Soalan Cabaran dalam Lembaran Kerja Pelajar PSB-CRBK Mengikut Urutan

Modul 1 - Modul 6

299

Rajah 5.6. Keputusan analisis garis aliran prestasi setiap pelajar PSB-CRBK dalam

memberikan penyelesaian terbaik merentasi 22 soalan cabaran

Pola aliran prestasi penghasilan penyelesaian terbaik oleh pelajar PSB-CRBK

diwakili oleh garisan yang mempunyai persamaan y = 0.0091x2 + 0.4574x + 17.669

(Rajah 5.2). Ini bermakna semakin tinggi pengalaman PSB-CRBK yang ditempuhi

oleh pelajar, maka semakin meningkat prestasi pelajar dalam memberikan

penyelesaian terbaik yang mengandungi penjelasan fizik yang lengkap dan tepat.

y = 0.0091x2 + 0.4574x + 17.669

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 5 10 15 20 25

Bila

nga

n P

en

yele

saia

n T

erb

aik

Len

gkap

22 Soalan Cabaran Dalam Lembaran Kerja Pelajar PSB-CRBK Mengikut Urutan Modul 1 - Modul 6

300

5.11 Kesimpulan

Beberapa pelajar yang ditemubual mengakui melalui penggunaan modul PSB-

CRBK membolehkan mereka membina dan mereka bentuk produk dengan cepat dan

mudah kerana panduan yang diberikan oleh modul adalah jelas dan berstruktur.

Mereka yang ditemubual juga mengakui bahawa pendekatan pembelajaran sebegini

membantu mereka untuk memahami sesuatu konsep fizik yang abstrak dengan lebih

mudah kerana pendekatan pembelajaran ini menggunakan aktiviti hands-on yang

mampu menjelaskan secara konkrit dan mendalam terhadap konsep-konsep fizik yang

dipelajari.

Selain itu, penggunaan modul PSB-CRBK didapati membantu guru untuk

mengendalikan aktiviti dengan lebih mudah kerana guru dibekalkan panduan untuk

mengendalikan aktiviti-aktiviti yang terdapat dalam modul ini. Pelajar juga

didedahkan dengan sembilan langkah CRBK yang perlu digunakan semasa mereka

bentuk dan menghasilkan produk. Sungguhpun demikian, terdapat juga pelajar

berpendapat penggunaan modul dan sembilan langkah CRBK mengambil masa yang

lama untuk membina produk. Walau bagaimanapun, terdapat pelajar yang mengakui

prosedur dalam modul membolehkan beliau memahami masalah dengan lebih

mendalam. Ia secara tidak langsung membantu pelajar untuk menjadi lebih peka

terhadap proses pemikiran reka bentuk.

PSB-CRBK ini memberi peluang dan masa yang mencukupi kepada pelajar

untuk mereka bentuk dan membina produk sendiri melalui aktiviti di luar waktu

sekolah. Masa di luar waktu sekolah adalah tidak terhad dan ini memberi kelebihan

kepada pelajar untuk mereka bentuk produk dan menyiapkannya. Justeru itu,

kebanyakan pelajar menyatakan mereka seronok belajar melalui pendekatan

301

pembelajaran ini. Selain itu, pelajar mengakui bahawa melalui PSB-CRBK ini mereka

dapat memahami topik yang dipelajari dengan lebih baik berbanding pembelajaran

satu hala dalam kelas. Sebaliknya, di dalam kelas guru tidak melibatkan pelajar belajar

secara aktif dan tidak memberi penekanan kepada pembelajaran STEM yang

mengintegrasikan sains, matematik, kejuruteraan dan teknologi.

Walau bagaimanapun, pelajar yang ditemubual menyatakan bahawa mereka

lebih suka sekiranya aktiviti yang dijalankan itu lebih mencabar minda mereka. Selain

itu, mereka mencadangkan supaya aktiviti dijalankan di kawasan yang lebih luas dan

selesa seperti dalam dewan kerana bilangan pelajar yang terlalu ramai dalam satu

makmal kurang sesuai dan menyebabkan suasana menjadi panas. Menurut pelajar

yang ditemubual, PSB-CRBK ini sesuai dijalankan di sekolah kerana ia menarik, tidak

membosankan dan memberikan keyakinan tinggi kepada pelajar untuk melibatkan

diri. Hal ini kerana aktiviti yang disediakan dalam modul PSB-CRBK ada hubungkait

dengan kehidupan seharian pelajar. Di samping itu, aktiviti-aktiviti yang dijalankan

juga mendedahkan pelajar kepada bidang kerjaya seperti sains, matematik,

kejuruteraan dan teknologi. Selain itu, aktiviti yang dijalankan secara berkumpulan

memupuk semangat kerjasama dalam kalangan pelajar, bertukar-tukar fikiran dan idea

justeru mengurangkan tekanan yang dihadapi sewaktu mempelajari konsep fizik.

302

BAB 6

PERBINCANGAN DAN KESIMPULAN

6.1 Pendahuluan


Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan (PSB-CRBK) ke

atas dua variabel iaitu sikap terhadap STEM dan pencapaian dalam topik keelektrikan

dan kemagnetan dalam kalangan pelajar tingkatan enam. Bab ini memberi fokus

kepada enam bahagian utama iaitu ringkasan kajian, ringkasan dapatan kajian,

perbincangan, implikasi kajian, sumbangan kajian dan cadangan kajian lanjutan.

Bahagian ringkasan kajian memuatkan ringkasan daripada pernyataan masalah, tujuan

kajian, persoalan kajian, kaedah kajian, sampel kajian, kaedah pengumpulan dan

penganalisisan data. Seterusnya, bahagian ringkasan dapatan kajian memuatkan

keputusan dapatan kajian dan memaparkannya dalam bentuk jadual. Bahagian

perbincangan pula mengandungi perbincangan dapatan kajian tentang pembinaan

modul PSB-CRBK, kesan modul PSB-CRBK pada sikap terhadap STEM dan kesan

modul PSB-CRBK terhadap pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan

kemagnetan yang dikaitkan dengan teori-teori serta kaitannya dengan kajian lepas.

Manakala implikasi kajian memfokuskan kepada implikasi terhadap teori, implikasi

terhadap pelajar dan implikasi terhadap guru.

6.2 Ringkasan Kajian

Pelajar didapati sukar memahami konsep fizik dalam topik Keelektrikan dan

Kemagnetan (McDermott & Shaffer, 2002) kerana konsep yang terlalu abstrak tidak

dapat disampaikan dengan sempurna kepada pelajar kerana guru hanya menggunakan

303

pendekatan pengajaran berpusatkan guru (Fullan & Langworthy, 2013). Konsep-

konsep abstrak memerlukan pendekatan pembelajaran yang sesuai seperti berpusatkan

pelajar, melibatkan pelajar secara aktif dalam kumpulan, terdapat aktiviti hands-on dan

mencabar minda (Meneghetti, De Beni & Cornoldi, 2007).

Dalam kajian ini, kaedah pembelajaran STEM berasaskan cabaran reka bentuk

kejuruteraan (PSB-CRBK) bertujuan menghasilkan kesan positif kepada sikap pelajar

terhadap STEM dan pencapaian pelajar bagi topik keelektrikan dan kemagnetan. PSB-

CRBK dilaksanakan kerana ciri-cirinya yang memfokuskan kepada penglibatan

pelajar dalam STEM secara mendalam sehingga kepada cabaran reka bentuk

kejuruteraan (Hynes et al., 2011; Carr & Strobel, 2011; Abts, 2011; Abeera Parvaiz

Rehmat, 2015). Ciri penting pelaksanaan PSB-CRBK iaitu aktiviti melibatkan

sembilan langkah dalam cabaran reka bentuk kejuruteraan yakni Kenal Pasti Masalah,

Kaji Masalah, Membangunkan Penyelesaian, Memilih Penyelesaian Terbaik,

Membina Prototaip, Menguji dan Menilai Penyelesaian, Memaparkan Penyelesaian,

Mereka bentuk Semula dan Memuktamadkan Reka Bentuk membuka ruang seluas-

luasnya untuk melaksanakan aktiviti yang menggalakkan penglibatan pelajar secara

aktif dan menjadikan pembelajaran STEM lebih efektif (Bartholomew, 2015;

Eisenkraft, 2011; Mentzer & Becker, 2010).

Dalam kajian ini, Modul PSB-CRBK dibangunkan sebagai panduan kepada

pelajar untuk melaksanakan PSB-CRBK. Modul yang dibangunkan berpandukan

Model ASSURE ini melalui dua tahap penting iaitu pembinaan modul dan pengesahan

modul. Modul ini mengandungi bahan-bahan pembelajaran dan aktiviti PSB-CRBK

yang memfokuskan kepada enam unit pembelajaran STEM iaitu Pembinaan Paku

Elektromagnet, Pemburu dan Monyet, Pembinaan Keretapi Elektrik, Penjana Elektrik

304

Ubi Kentang, Pembinaan Vakum Elektrik dan Pembinaan Penghawa Dingin Elektrik.

Modul yang telah diuji dalam kajian rintis dan disahkan ini seterusnya digunakan

dalam pelaksanaan PSB-CRBK bagi mengkaji kaedah pembelajaran ini ke atas sikap

pelajar terhadap STEM dan pencapaian pelajar bagi topik keelektrikan dan kemagnetan

dalam kalangan pelajar tingkatan enam. Pemilihan keenam-enam unit pembelajaran

STEM di atas telah dibuat dengan teliti berasaskan ciri-ciri PSB-CRBK (Hynes et al.,

2011), relevan dengan persekitaran pelajar (John et al., 1996) dan berkaitan dengan

sukatan pelajaran fizik tingkatan enam serta mendapat pengesahan pakar dari segi

kesesuaiannya.

Kajian keberkesanan PSB-CRBK menggunakan reka bentuk Pra-eksperimen:

Ujian Pra-Ujian Pos Satu Kumpulan (Cohen, Manion & Morrison, 2007; Campbell &

Stanley, 1963). Kesan PSB-CRBK terhadap kedua-dua variabel utama diukur

sebanyak tiga kali iaitu pra, pos dan pos lanjutan. Sebuah sekolah dipilih di daerah

Kuala Muda untuk melaksanakan kajian ini. Seorang guru iaitu guru mata pelajaran

fizik terlibat dalam membimbing pelajar-pelajar menjalani PSB-CRBK dengan

menggunakan Modul PSB-CRBK. Kaedah persampelan bertujuan digunakan untuk

memilih sampel kajian iaitu sejumlah 36 orang pelajar tingkatan enam aliran sains

sebagai kumpulan eksperimen dan menerima intervensi PSB-CRBK. Oleh sebab PSB-

CRBK merupakan pembelajaran sains selepas sekolah, pelajar-pelajar dipilih

berdasarkan kesanggupan mereka untuk terlibat sebagai peserta kajian.

Data-data dikumpul menggunakan dua instrumen bagi mengukur kedua-dua

variabel iaitu Soal Selidik Sikap terhadap STEM (Unfried et al., 2015) dan Ujian Topik

Keelektrikan dan Kemagnetan (Mentzer, 2008). Kesemua instrumen ini ditadbir pada

peringkat awal kajian (ujian pra), sesudah kajian dilaksanakan (ujian pos) dan selepas

305

tujuh minggu ujian pos dilaksanakan (ujian pos lanjutan).

Data-data yang diperoleh diproses dan dianalisis berbantukan pakej statistik

SPSS versi 23.0. Hipotesis-hipotesis kajian seperti dinyatakan di dalam Bab I diuji

secara statistik inferensi menggunakan Ujian Anova dengan Pengukuran Berulang

(Repeated Measures). Aras signifikan α = 0.05 ditetapkan untuk ujian signifikan. Data

yang telah dianalisis menentukan sama ada hipotesis null ditolak atau gagal ditolak,

bergantung kepada aras signifikan yang ditetapkan.

6.3 Ringkasan Dapatan Kajian

Berdasarkan keputusan ujian-ujian yang diperoleh, hipotesis null utama H02

bahawa tidak terdapat kesan utama yang signifikan oleh waktu ujian iaitu ujian pra,

pos dan pos lanjutan terhadap min skor soal selidik sikap terhadap STEM dalam

kalangan pelajar yang mengikuti PSB-CRBK adalah ditolak. Hipotesis null utama H03

bahawa tidak terdapat kesan utama yang signifikan oleh waktu ujian iaitu ujian pra,

pos dan pos lanjutan terhadap min skor soal selidik sikap terhadap STEM dalam

kalangan pelajar yang mengikuti PSB-CRBK juga ditolak.

Seterusnya, hipotesis null utama H04 bahawa tidak terdapat perbezaan yang

signifikan antara min skor ujian pra dan ujian pos pencapaian topik keelektrikan dan

kemagnetan dalam kalangan pelajar yang mengikuti PSB-CRBK adalah ditolak.

Manakala hipotesis null utama H05 bahawa tidak terdapat perbezaan yang signifikan

antara ujian pos dan ujian pos lanjutan pencapaian topik keelektrikan dan kemagnetan

dalam kalangan pelajar yang mengikuti PSB-CRBK adalah gagal ditolak. Berdasarkan

keputusan ini, dapat dirumuskan bahawa PSB-CRBK memberi kesan ke atas

peningkatan dan pengekalan sikap terhadap STEM dan juga pencapaian pelajar dalam

306

topik keelektrikan dan kemagnetan dalam kalangan pelajar tingkatan enam. Namun

begitu, secara spesifiknya PSB-CRBK tidak memberi kesan ke atas peningkatan sikap

terhadap matematik dalam kalangan pelajar tingkatan enam. Rumusan bagi keputusan

ujian hipotesis ditunjukkan dalam Jadual 6.1.

Jadual 6.1

Rumusan Keputusan Ujian Hipotesis Kajian

Hipotesis Keputusan Rumusan

H02: Tidak terdapat kesan utama yang

signifikan oleh waktu ujian (pra, pos dan

pos lanjutan) terhadap min skor soal selidik sikap terhadap STEM dalam kalangan

pelajar yang mengikuti pembelajaran

STEM berasaskan cabaran reka bentuk

kejuruteraan.

Ditolak Keputusan ujian hipotesis

menunjukkan bahawa

terdapat peningkatan dalam sikap positif terhadap sains

dan juga sikap positif

terhadap kejuruteraan dan

teknologi berdasarkan

peningkatan min skor soal

selidik pos selepas

intervensi. Namun begitu,

keputusan ujian hipotesis

menunjukkan bahawa tiada

peningkatan sikap positif

terhadap matematik.

Ini menunjukkan bahawa

pembelajaran STEM

berasaskan cabaran reka

bentuk kejuruteraan adalah

berkesan dalam

meningkatkan sikap positif

terhadap sains,

kejuruteraan dan teknologi

dalam kalangan pelajar

tingkatan enam namun

kurang berkesan dalam meningkatkan sikap positif

terhadap matematik.

H02a: Tidak terdapat perbezaan yang

signifikan pada min skor soal selidik

pra dan min skor soal selidik pos

sikap terhadap sains dalam kalangan

pelajar yang mengikuti

pembelajaran STEM berasaskan


Ditolak

H02b: Tidak terdapat perbezaan yang

signifikan pada min skor soal selidik

pra dan min skor soal selidik pos

sikap terhadap matematik dalam

kalangan pelajar yang mengikuti



Gagal

ditolak

H02c: Tidak terdapat perbezaan yang

signifikan pada min skor soal

selidik pra dan min skor soal selidik

pos sikap terhadap kejuruteraan dan

teknologi dalam kalangan pelajar

yang mengikuti pembelajaran

STEM berasaskan cabaran reka

bentuk kejuruteraan.

Ditolak Keputusan menunjukkan

bahawa tiada perbezaan

yang signifikan daripada

nilai min skor soal selidik

pos kepada min skor soal

selidik pos lanjutan bagi

sikap terhadap sains dan

sikap terhadap matematik.

walau bagaimanapun, terdapat perbezaan yang

signifikan bagi sikap

terhadap kejuruteraan dan

teknologi selepas tujuh

minggu intervensi berakhir.

307



H03: Tidak terdapat kesan utama yang

signifikan oleh waktu ujian (pra,

pos dan pos lanjutan) terhadap min

skor soal selidik sikap terhadap

STEM dalam kalangan pelajar




Ditolak


pembelajaran STEM


bentuk kejuruteraan

berkesan dalam memberi

pengekalan sikap terhadap

sains dan matematik.

Manakala bagi sikap terhadap kejuruteraan dan

teknologi, pembelajaran

STEM berasaskan cabaran

reka bentuk kejuruteraan

memberi kesan pengekalan

positif selepas tujuh

minggu intervensi

berakhir.

H03a: Tidak terdapat perbezaan yang


selidik pos dan min skor soal

selidik pos lanjutan sikap terhadap

sains dalam kalangan pelajar yang mengikuti pembelajaran STEM

berasaskan cabaran reka bentuk

kejuruteraan.

Gagal

ditolak

H03b: Tidak terdapat perbezaan yang



selidik pos lanjutan sikap terhadap

matematik dalam kalangan pelajar




Gagal

ditolak

H03c: Tidak terdapat perbezaan yang



selidik pos lanjutan sikap terhadap kejuruteraan dan teknologi dalam




Ditolak

308



H04: Tidak terdapat perbezaan yang signifikan

antara min skor ujian pra dan ujian pos

topik keelektrikan dan kemagnetan dalam


pembelajaran STEM berasaskan cabaran

reka bentuk kejuruteraan.

Ditolak Keputusan ujian hipotesis

menunjukkan bahawa

terdapat peningkatan dan

pengekalan dalam

pencapaian topik

keelektrikan dan

kemagnetan berdasarkan

peningkatan min skor soal selidik pos selepas

intervensi dan pengekalan

dalam min skor soal selidik

pos lanjutan selepas tujuh

minggu intervensi berakhir.


pembelajaran STEM


bentuk kejuruteraan adalah

berkesan dalam meningkatkan pencapaian

topik keelektrikan dan

kemagnetan dalam

kalangan pelajar tingkatan

enam.

H05:

Tidak terdapat perbezaan yang signifikan

antara min skor ujian pos dan ujian pos lanjutan pencapaian topik keelektrikan dan

kemagnetan dalam kalangan pelajar yang

mengikuti pembelajaran STEM berasaskan


Gagal

ditolak

6.4 Perbincangan dapatan kajian

Bahagian ini membincangkan dapatan kajian secara tersurat mengikut

variabel- variabel yang diukur dalam kajian ini iaitu sikap pelajar terhadap STEM dan

pencapaian dalam topik keelektrikan dan kemagnetan. Oleh sebab kajian ini

menggunakan reka bentuk satu kumpulan, maka tiada perbandingan min skor antara

kumpulan intervensi dengan kumpulan kawalan. Justeru itu, perbandingan dibuat

antara waktu ujian yang berbeza iaitu ujian pra, ujian pos dan ujian pos lanjutan.

Keberkesanan intervensi ditunjukkan oleh perbezaan min skor yang signifikan antara

ujian pra dengan ujian pos dan juga pengekalan min skor antara ujian pos dengan pos

lanjutan. Kajian ini dijalankan untuk mengkaji kesan pendekatan PSB-CRBK ke atas


309

kemagnetan. Objektif umum kajian adalah untuk membangun dan menilai Modul

PSB-CRBK berdasarkan keberkesanannya dalam meningkatkan pencapaian pelajar

dalam pembelajaran fizik dan sikap pelajar terhadap STEM. Objektif khusus kajian

adalah untuk membangunkan Modul PSB-CRBK bagi meningkatkan sikap pelajar

terhadap STEM dan pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan kemagnetan.

6.4.1 Pembinaan Modul PSB-CRBK

Modul PSB-CRBK dibangunkan berasaskan teori dan prinsip yang mendasari

asas Pembelajaran STEM dan Model ASSURE (Smaldino et al., 2008). Ianya terdiri

daripada beberapa fasa iaitu Menganalisis Pelajar (Analyse Learners), Menyatakan

Objektif (State Objectives), Memilih Kaedah, Media, dan Bahan (Select methods,

media and materials), Menggunakan Media dan Bahan (Utilize media and materials),

Melibatkan Pelajar (Require learner participation), Menilai dan Semak Semula

(Evaluate and revise).

Setiap fasa ini semestinya mengikuti satu pola berurutan, bermula dengan

analisis pelajar dan diakhiri dengan menilai dan semak semula namun menyediakan

maklumat antara satu sama lain dalam satu sistem reka bentuk, yakni output bagi setiap

fasa akan menjadi input kepada fasa yang berikutnya (Rajah 6.1).

Rajah 6.1. Model ASSURE (Sumber: Smaldino et al., 2008)

Melibatkan

pelajar

Menyatakan

objektif

Analisis

Pelajar

Menggunakan

media dan

bahan

Memilih kaedah, media &

bahan

Menilai dan

Semak

Semula

310

Model ASSURE mempunyai beberapa kelebihannya iaitu pendekatan linear

mampu berfungsi dengan baik untuk kandungan pada setiap fasa. Prosesnya sangat

terperinci serta dapat menghasilkan modul yang lebih kreatif (Fotiyeva, 2013).

Dapatan kajian Wong dan Kamisah (2018) yang menyediakan bahan bantu pengajaran

STEM kepada guru-guru dalam bentuk cabaran aktiviti menunjukkan bahawa pelbagai

bahan-bahan pengajaran dan pembelajaran STEM dapat meningkatkan pencapaian

akademik pelajar, meningkatkan motivasi pelajar, melibatkan pelajar dengan lebih

aktif dalam pembelajaran terutama dalam subjek-subjek STEM.

Guru-guru memerlukan panduan bagi mengendalikan sesebuah aktiviti

cabaran STEM. Guru-guru didapati tiada pengalaman dalam mengendalikan aktiviti

cabaran STEM dengan baik maka perlunya penghasilan sebuah modul bagi memberi

panduan kepada guru-guru bagi melaksanakan beberapa aktiviti cabaran STEM.

Justeru, Modul PSB-CRBK sebagai pandu arah bagi guru-guru melaksanakan aktiviti

cabaran STEM secara khusus.

Modul PSB-CRBK menerapkan lebih banyak unsur Reka Bentuk,

Kejuruteraan, Penyiasatan Saintifik, Penaakulan dan Pemikiran Matematik. Proses-

proses tersebut direalisasikan semasa berlakunya intervensi bersama pelajar, di mana

pelajar melakukan reka cipta produk (kejuruteraan), menggunakan prinsip sains

contohnya keelektrikan dan kemagnetan (Penyiasatan Saintifik), menghasilkan produk

(penaakulan) dan mengukur jarak ufuk bagi gerakan luncuran peluru dalam aktiviti

pemburu dan monyet (Pemikiran Matematik).

Guru berpendapat modul ini sangat memberi manfaat kepada pelajar

terutamanya dalam menarik minat mereka kepada Sains, Teknologi, Kejuruteraan dan

Matematik. Aktiviti-aktiviti yang dirancang sesuai dengan kehidupan seharian pelajar

311

seperti produk Penghawa Dingin Elektrik yang hanya menggunakan bahan terpakai

seperti botol minuman dan bekas plastik. Guru juga berpendapat pelajar boleh

mempelajari sesuatu dalam bidang kejuruteraan seperti membina Vakum Elektrik serta

menguji konsep sains iaitu prinsip motor elektrik.

Vygotsky (1978) berpendapat pelajar tidak dapat membina pengetahuan

sendiri. Mereka membina pengetahuan melalui interaksi sosial dengan individu di

persekitarannya seperti yang berlaku dalam aktiviti cabaran STEM (Gottfried &

Williams, 2013). Aktiviti-aktiviti mereka bentuk dan menghasilkan produk STEM

memerlukan kerja berkumpulan. Mereka perlu berbincang dan menyumbang idea

dalam mereka bentuk, menghasilkan, menguji dan menambah baik produk. Interaksi

ini membantu mengubah sikap pelajar terhadap STEM dan pencapaian pelajar dalam

STEM. Pencapaian pelajar turut berkembang hasil daripada pergaulan dan interaksi

bermakna antara mereka dengan individu yang lebih berpengetahuan.

Modul PSB-CRBK ini menggalakkan pelajar untuk membina pengetahuan dan

interaksi sosial antara individu. Pelajar-pelajar bekerjasama menghasilkan produk

berdasarkan modul yang disediakan. Kaedah ini memerlukan tunjuk ajar dari orang

dewasa bagi menambahkan ilmu pengetahuan mereka (Vygotsky, 1978). Mengikut

Eisenkraft (2011) aktiviti pendekatan cabaran reka bentuk kejuruteraan adalah proses

membuat keputusan atau penyelesaian untuk menjadikan hasil, sama ada yang nyata

(produk) atau tidak nyata (perkhidmatan).

Kajian ini menunjukkan modul yang dibina berjaya menterjemahkan definisi

konseptual pembelajaran STEM kepada aspek praktis. Pembelajaran STEM membawa

maksud pemerolehan pengetahuan fizik yang diaplikasi dalam situasi dunia sebenar

bagi menghasilkan produk. Oleh yang demikian, menerusi penghasilan modul ini,

312

proses pembelajaran fizik yang berlaku telah diaplikasikan dalam situasi dunia sebenar

bagi menghasilkan produk. Semasa penghasilan produk, ia telah melibatkan proses

pengukuran dan pengiraan (matematik) bagi mereka bentuk produk (kejuruteraan) dan

membangunkan produk yang boleh berfungsi (teknologi). Justeru, berlakulah

pengintegrasian antara elemen matematik, kejuruteraan dan teknologi ke dalam proses

pembelajaran fizik. Selain itu, modul ini adalah selari Stohlmann, Moore, dan Roehrig

(2012) yang menjelaskan bahawa pembelajaran STEM adalah gabungan sains,

teknologi, kejuruteraan dan matematik ke dalam pembelajaran yang berasaskan

hubungan antara mata pelajaran dan masalah dunia sebenar. Begitu juga dengan

Amanda (2013) yang menegaskan bahawa pengintegrasian STEM berlaku dalam

bentuk pendekatan pengajaran (Amanda, 2013). Ia tidak semestinya hanya terbatas

dalam bentuk kandungan pengetahuan semata-mata. Modul ini selari dengan Bryan,

Moore, Johnson, dan Roehrig (2016) yang mentakrifkan integrasi STEM sebagai

pengajaran dan pembelajaran isi kandungan serta amalan bidang ilmu yang

memasukkan elemen sains dan matematik dengan mengintegrasikan cabaran reka

bentuk kejuruteraan melalui teknologi yang berkaitan. Berdasarkan takrifan ini,

dapatlah diketahui bahawa matlamat integrasi STEM ialah mengadunkan elemen

sains, teknologi, kejuruteraan, dan matematik dalam proses PdP. Elemen-elemen ini

tidak semestinya dalam bentuk fakta atau kandungan pengetahuan semata-mata

sebaliknya ia boleh dalam bentuk konteks, proses atau cara berfikir (Capraro et al.,

2013; Gonzalez & Kuenzi, 2012).

Modul PSB-CRBK melibatkan proses pedagogi induktif yang dimulakan

dengan induksi cabaran menghasilkan produk yang berguna untuk kehidupan sebenar.

Justeru, modul ini adalah selari dengan (Becker, Mentzer & Park, 2012) yang

mengenengahkan konsep pedagogi induktif yang membolehkan pelajar untuk

313

mengenal pasti masalah sebenar yang menarik minat mereka dan kemudian belajar apa

yang mereka perlu tahu untuk menyelesaikan masalah ini. Mengikut Becker, Mentzer

dan Park (2012), maklumat yang diperolehi hasil daripada pedagogi induktif dapat

memberikan ingatan jangka panjang. Ini menepati matlamat kriteria modul PSB-

CRBK yang direka bentuk dan membangunkan untuk turut melihat kesan pengekalan

terhadap pencapaian dan sikap terhadap STEM. Menurut Carr dan Strobel (2011),

proses PSB-CRBK bermula dengan idea yang besar dan luas kepada yang berikut: satu

persoalan yang penting, sumber-sumber, cabaran, membimbing soalan, aktiviti,

pelaksanaan, penyelesaian, penilaian serta refleksi. Hynes et al. (2011) menyatakan

bahawa PSB-CRBK adalah pengalaman pembelajaran kolaboratif iaitu guru dan

pelajar bekerjasama untuk belajar tentang isu-isu menarik dan pelajar membuat

refleksi ke atas pembelajaran mereka. Semasa pembelajaran PSB-CRBK, pelajar

mempunyai autonomi menghasilkan dan membentangkan projek kumpulan dengan

memberi tumpuan lebih kepada kerjasama ahli kumpulan.

Oleh sebab modul yang dibangunkan melibatkan pengintegrasian kandungan

fizik dengan konteks matematik, kejuruteraan dan teknologi, justeru, modul ini perlu

dibina dengan teliti dan sistematik agar matlamat modul dalam meningkatkan dan

memberi kesan pengekalan terhadap pencapaian topik Keelektrikan dan Kemagnetan,

dan sikap yang positif terhadap STEM tercapai. Modul ini mengguna pakai dua teori

iaitu, Teori Ekspektasi-Nilai yang mendasari variabel sikap pelajar terhadap STEM

dan Teori Konstruktivis Sosial yang mendasari pencapaian pelajar dalam topik

Keelektrikan dan Kemagnetan. Kedua-dua teori ini adalah penting untuk

diintegrasikan ke dalam modul PSB-CRBK kerana kesan modul bukan sahaja dilihat

secara langsung menerusi ujian pos, bahkan ianya diukur menerusi ujian pos lanjutan

bagi melihat kesan pengekalan. Dalam kajian ini, Model Reka Bentuk Pengajaran

314

ASSURE digunakan sebagai panduan pembinaan Modul PSB-CRBK. Model ini

dipilih kerana sifatnya yang komprehensif serta mempunyai langkah kerja penghasilan

modul yang baik dan telah digunakan dalam beberapa kajian yang melibatkan

pembangunan modul pengajaran (Reiser, 2001; Nik Zaharah Nik Yaacob, 2006; Sidek

Mohd Noah & Jamaludin Ahmad, 2005).

Semasa proses membangunkan model ini menggunakan Model Reka Bentuk

Pengajaran ASSURE, analisis keperluan modul dilaksanakan berasaskan tinjauan

literatur dan temubual. Tinjauan literatur yang lepas mendapati terdapat masalah

dalam penyampaian isi kandungan STEM dalam pengajaran dan pembelajaran yang

masih kurang berjaya meningkatkan sikap pelajar yang positif terhadap pembelajaran

STEM (Selcen Guzey et al., 2014). Analisis keperluan juga telah dilakukan dalam

kajian ini yang mendapati bahawa pelajar yang mempunyai ciri-ciri yang sama dengan

sampel kajian mempunyai sikap terhadap STEM yang berada pada tahap sederhana.

Dapatan analisis keperluan ini merasionalkan untuk modul PSB-CRBK dibangunkan

untuk tujuan kajian ini.

Analisis dokumen kurikulum Fizik yang telah dibuat mendapati

pengintegrasian sains dan teknologi pendidikan serta penggunaan pendekatan

penyiasatan saintifik amat jelas ditekankan dalam kurikulum fizik tersebut. Namun,

dalam soal pengintegrasian sains dan kejuruteraan serta matematik, perkara ini lebih

kepada secara tersirat (Bunyamin & Finley, 2016). Ini bermakna sehingga kajian ini

dijalankan, tiada lagi modul khusus yang secara jelas menerangkan secara terperinci

langkah-langkah yang diperlukan bagi mengintegrasikan kandungan pengetahuan

kurikulum Fizik yang dikeluarkan oleh KPM dengan elemen kejuruteraan dan

teknologi. Analisis keperluan menerusi temubual guru pula mendapati bahawa guru

315

memerlukan masa yang lebih anjal dan mencukupi lebih daripada waktu persekolahan

formal bagi membolehkan kandungan fizik sebagai cabang ilmu sains diintegrasikan

dengan elemen matematik, fizik dan kejuruteraan menerusi proses pengukuran,

pengiraan, reka bentuk dan membangunkan produk. Oleh yang demikian, kajian ini

telah melaksanakan intervensi pendekatan STEM selepas waktu persekolahan formal.

Analisis keperluan menerusi temubual guru juga mendapati bahawa guru

memerlukan panduan yang lebih jelas dan contoh yang lebih mendalam dan terperinci

bagaimana pembelajaran fizik boleh dikaitkan dengan dunia sebenar secara praktikal

dan hands-on. Justeru, ini bertepatan dengan modul yang dibina dalam kajian ini yang

berprinsipkan pemerolehan pengetahuan fizik berlaku dalam konteks pembelajaran

STEM menerusi proses pengiraan, pengukuran, reka bentuk dan pembangunan produk

maujud yang boleh berfungsi dalam dunia sebenar.

Pemetaan kurikulum kandungan Fizik yang secara spesifik memberi fokus

kepada topik Keelektrikan dan Kemagnetan telah dilakukan secara teliti dan sistematik

bagi menyediakan aktiviti-aktiviti mereka bentuk dan membangunkan produk

menerusi proses reka bentuk kejuruteraan. Hasilnya, sebanyak enam aktiviti mereka

bentuk dan membangunkan produk telah disediakan untuk dimasukkan ke dalam

modul PSB-CRBK. Produk yang direka bentuk dan dibangunkan dalam modul ini

merangkumi paku elektromagnet, set eksperimen pemburu dan monyet, keretapi

elektrik, penjana ubi elektrik kentang, vakum elektrik dan penghawa dingin elektrik.

Semasa mereka bentuk dan membangunkan produk ini, pengukuran voltan dan arus

dilakukan untuk tujuan pengiraan formula berkaitan konsep Keelektrikan dan

Kemagnetan. Hasil pengiraan berkaitan formula ini dijadikan prinsip asas untuk

diterjemahkan ke dalam reka bentuk produk. Apabila produk berkenaan telah

316

dibangunkan, ianya diuji sama ada berfungsi, jika tidak berfungsi pengukuran voltan

dan arus dilakukan semula untuk tujuan pengaplikasian formula Keelektrikan dan

Kemagnetan yang berkaitan dengan produk berkenaan. Dengan itu, maka jelaskan

modul ini melibatkan pengintegrasian STEM kerana wujudnya elemen Fizik (Sains),

Matematik, Kejuruteraan dan Teknologi semasa proses mereka bentuk dan

membangunkan produk.

Modul ini dibina secara sistematik kerana setiap proses mereka bentuk produk

memerlukan pelajar mengikuti langkah-langkah yang dicadangkan oleh Hynes et al.

(2011) iaitu mengenal pasti masalah, mengkaji masalah, membangunkan

penyelesaian, memilih penyelesaian terbaik, membina prototaip, menguji dan menilai

penyelesaian, memaparkan penyelesaian, mereka bentuk semula dan memuktamadkan

reka bentuk. Dalam sesi ini, soalan cabaran dikemukakan bagi meransang pelajar

untuk berfikir secara aras tinggi, melaksanakan pembelajaran secara aktif dan

koloboratif. Modul ini juga mengandungi rubrik pemarkahan produk bagi

membolehkan pelajar jelas dengan jangkaan kriteria produk yang ingin dihasilkan.

Rubrik merangkumi prestasi pelajar mengintegrasikan aspek elemen-elemen STEM

dalam proses mereka bentuk dan membangunkan produk. Ini memastikan bahawa

pelajar sendiri jelas keperluan untuk mengintegrasikan elemen-elemen STEM ke

dalam pembelajaran.

Modul yang siap dibina diuji rintis bagi mengenal pasti masalah yang timbul

semasa intervensi dilaksanakan berasaskan modul agar penambahbaikan dilakukan.

Guru yang terlibat dengan kajian rintis memberikan pandangan yang positif terhadap

kewujudan modul. Guru berkenaan juga melaporkan bahawa berdasarkan pemerhatian

guru berkenaan, pelajar juga menunjukkan penerimaan yang positif terhadap aktiviti-

317

aktiviti mereka bentuk dan membangunkan produk yang digariskan oleh modul PSB-

CRBK. Kesahan modul juga diperolehi hasil daripada pengumpulan data daripada

pakar dalam memberikan saranan untuk penambahbaikan modul yakni dari aspek isi

kandungan modul, persembahan modul, panduan guru dan kualiti modul.

Secara keseluruhannnya, modul PSB-CRBK ini berjaya direka bentuk dan

dibangunkan dengan teliti dan sistematik menerusi penggunaan model ASSURE. Ini

adalah selari dengan Reiser (2001) yang menyatakan bahawa model reka bentuk

pengajaran menyediakan pelan yang sistematik agar hasil yang berkesan dan produktif

dapat diperolehi dalam proses pengajaran. Tanpa model ASSURE, proses

penambahbaikan tidak dapat dilakukan terhadap kelemahan aktiviti-aktiviti dalam

modul PSB-CRBK. Apabila aktiviti-aktiviti yang terkandung dalam modul PSB-

CRBK dihasilkan menerusi model reka bentuk pengajaran ASSURE, modul PSB-

CRBK berjaya memenuhi kriteria prinsip cabaran reka bentuk kejuruteraan

berorientasikan pendekatan STEM kerana ianya melibatkan pengintegrasian elemen

sains, teknologi, kejuruteraan dan matematik dalam menghasilkan produk. Keempat-

empat elemen ini berintegrasi apabila pelajar perlu mengaplikasi konsep fizik yang

merupakan cabang sains bagi membolehkan pengiraan dan pengukuran dilakukan

dalam mereka bentuk dan membangunkan produk yang mampu berfungsi.

6.4.2 Kesan Modul PSB-CRBK pada Sikap Terhadap STEM

Dapatan analisis statistik inferensi menunjukkan modul PSB-CRBK memberi

kesan yang signifikan ke atas peningkatan dan pengekalan sikap terhadap Sains, serta

Kejuruteraan dan Teknologi dalam kalangan pelajar tingkatan enam. Dapatan ini

adalah selari dengan dapatan kajian lepas yang menunjukkan bahawa cabaran reka

bentuk kejuruteraan telah berjaya meningkatkan sikap positif terhadap pembelajaran

318

STEM (Cantrell et al., 2006; Dym et al., 2005; Lachapelle, Sargianis, & Cunningham,

2013; Lewis, 2005a; Lewis, 2005b; Mentzer, 2008; Mentzer & Becker, 2010; Ricks,

2006; Yaeger, 2002) serta ianya juga memberikan impak pengekalan dalam jangka

masa panjang (Becker, Mentzer & Park, 2012). Namun, kajian lepas tidak

membincangkan secara terperinci tentang apakah indikator yang menjadi petunjuk

utama terhadap perubahan sikap positif terhadap STEM.

Kajian ini memberi nilai tambah dengan memberikan kefahaman yang lebih

mendalam apabila analisis item dilakukan pada soal selidik sikap terhadap STEM.

Didapati bahawa intervensi PSB-CRBK memberi impak pada peningkatan sikap

positif pelajar terhadap Sains pada tiga indikator berikut berdasarkan bacaan tiga

tertinggi pada nilai peratus soal selidik pos dan pos lanjutan iaitu bagi item 12:

“pengetahuan sains membantu saya menjalani kehidupan seharian”, item 15: “sains

penting untuk dipelajari sepanjang hidup saya” dan item 11: “saya akan menggunakan

pengetahuan sains di luar waktu persekolahan”. Manakala, bagi aspek sikap terhadap

Kejuruteraan dan Teknologi pula, intervensi berasaskan modul PSB-CRBK memberi

impak pada peningkatan sikap positif terhadap Kejuruteraan dan Teknologi pada tiga

indikator berikut berdasarkan bacaan tertinggi pada nilai peratus soal selidik pos dan

pos lanjutan iaitu bagi item 24: “saya ingin menggunakan kreativiti dan inovasi dalam

pekerjaan saya apabila dewasa nanti”; item 22: “mereka cipta produk atau model

penting dalam pekerjaan saya apabila dewasa nanti”; manakala item 19: “jika saya

belajar kejuruteraan, saya boleh memperbaiki peralatan yang digunakan orang setiap

hari.”. Secara umumnya, terdapat dua aspek utama yang boleh ditonjolkan dalam

perbincangan kesan intervensi pada sikap terhadap STEM, apabila indikator-indikator

utama pada item sikap terhadap Sains berkongsi tema yang serupa iaitu tema yang

berkaitan sains dalam kehidupan seharian, manakala indikator-indikator utama pada

319

item-item sikap terhadap Kejuruteraan dan Teknologi berkongsi tema tentang produk.

Bahkan, apabila ditriangulasikan dengan dapatan temubual, pelajar-pelajar

menyatakan pandangan yang positif terhadap pengalaman pembelajaran mereka

melalui intervensi PSB-CRBK. Perhubungan antara dapatan temubual dengan kesan

intervensi dapat difahami menerusi lensa Teori Ekspektasi-Nilai. Menurut Teori

Ekspektasi-Nilai yang dicadangkan oleh Eccles et al. (1983) menyatakan bahawa

prestasi pelajar, daya usaha, kesungguhan, ketabahan, dan pilihan tugas dipengaruhi

oleh kepercayaan yang berkaitan dengan jangkaan-nilai mereka. Jangkaan-nilai

menurut (Eccles, Vida & Barber, 2004) adalah nilai tugas subjektif pelajar yang terdiri

daripada empat nilai asas iaitu (i) nilai faedah-keseronokan, (ii) nilai pencapaian; (iii)

nilai utiliti dan (iv) kos relatif. Justeru, perbincangan berkaitan kesan intervensi PSB-

CRBK juga dilakukan pada keempat-empat nilai asas ini.

Kesan intervensi PSB-CRBK pada sikap terhadap Kejuruteraan dan Teknologi

dapat difahami menerusi nilai faedah-keseronokan daripada perspektif Teori

Ekspektasi-Nilai. Dari sudut nilai keseronokan, semakin tinggi nilai faedah-

keseronokan yang dirasakan untuk tugas tertentu, semakin besar kemungkinan pelajar

akan memilih tugas itu (Wigfield & Eccles, 2001). Dapatan temubual kajian ini

mendapati kebanyakan pelajar menyatakan mereka seronok belajar melalui

pendekatan pembelajaran ini. Pelajar yang ditemubual mengakui bahawa pendedahan

kepada beliau tentang cara-cara yang sepatutnya dilakukan oleh seorang jurutera

seperti mereka bentuk dan menghasilkan sesuatu produk baru telah menimbulkan

minat beliau yang mendalam untuk menceburi bidang kejuruteraan. Ini adalah kerana

dalam PSB-CRBK, pelajar diberi kuasa dan kepercayaan untuk menangani cabaran

320

mendapatkan pengetahuan dalam sains, teknologi, kejuruteraan dan matematik iaitu

melalui aktiviti cabaran reka bentuk kejuruteraan. Pelajar perlu mereka bentuk produk

yang berkaitan dengan topik yang mereka pelajari di dalam kelas dengan berpandukan

modul yang diberi. Seterusnya, pelajar dikehendaki menjawab soalan-soalan cabaran

yang terdapat di dalam modul tersebut. Justeru itu, melalui pendekatan PSB-CRBK

yang sebegini ia memberi pengalaman pembelajaran yang menyeronokkan kerana

mereka dapat mereka cipta produk mengikut idea dan kreativiti masing-masing. Di

samping itu, pembelajaran mereka menjadi lebih bermakna dan bernilai kerana ilmu

dan teori yang dipelajari dapat dipraktikkan dalam kehidupan seharian. Selain itu,

pelajar dapat mengembangkan idea mereka dan berfikir bagaimana untuk menangani

masalah tempatan dan global dengan menghasilkan sesuatu yang inovatif dan kreatif

(Hmelo, Holton, & Kolodner, 2000; Mehalik, Doppelt, & Schunn, 2008).

Dapatan temubual mendapati PSB-CRBK menarik minat mereka untuk belajar

kerana ianya ada kaitan dengan kehidupan seharian mereka di rumah. Pandangan

pelajar ini selari dengan Teori Ekspektasi-Nilai yang memberi fokus secara spesifik

kepada nilai utiliti (Wigfield & Eccles, 2000). Berdasarkan kepada Teori Ekspektasi-

Nilai, nilai utiliti merujuk kepada situasi aktiviti pembelajaran yang berkaitan dengan

kehidupan seharian yakni apabila tugasan pembelajaran boleh menjadi bermanfaat

dalam jangka masa panjang ia mempunyai nilai utiliti yang tinggi. Bahkan, teori ini

juga dapat dikaitkan dengan pelajar yang ditemubual yang menjelaskan bahawa

melalui konsep Keelektrikan dan Kemagnetan yang dipelajari, beliau dapat

menggunakan pengetahuan tersebut dalam kerjaya bidang kejuruteraan dan dapat

menghasilkan sesuatu untuk kehidupan yang lebih baik.

Kesan intervensi ini juga dapat difahami menerusi aspek nilai pencapaian yang

321

dijelaskan oleh Teori Ekspektasi-Nilai. Nilai pencapaian dari perspektif Teori

Ekspektasi-Nilai merujuk kepada kepentingan pelajar untuk mempunyai kepercayaan

bahawa mereka akan mencapai prestasi yang baik dalam tugasan pembelajaran (Eccles

& Wigfield, 2002). Dapatan temubual terhadap guru fizik mendapati aktiviti yang

digunakan dalam PSB-CRBK berupaya membawa situasi dunia sebenar ke dalam

makmal supaya pengajaran fizik yang dilakukan oleh beliau menjadi lebih konkrit

yang memudahkan pelajar menguasai dan memahami konsep fizik yang cuba

disampaikan. Melalui PSB-CRBK pelajar didedahkan dengan aktiviti hands-on

melalui penghasilan produk yang memberi peluang untuk memahami sesuatu konsep

Keelektrikan dan Kemagnetan dengan lebih mendalam. PSB-CRBK juga didapati oleh

guru yang menjalani intervensi dapat mempertingkatkan strategi pembelajaran pelajar

justeru membantu pelajar memahami sesuatu konsep Keelektrikan dan Kemagnetan

dengan lebih mudah. Strategi pembelajaran ini dapat ditingkatkan kerana guru yang

ditemubual juga berpandangan penggunaan modul PSB-CRBK memberikan

pendedahan kepada pelajar dengan sembilan langkah dalam cabaran reka bentuk

kejuruteraan yang membolehkan pelajar memahami masalah dengan lebih mendalam

di samping cara untuk membangunkan produk. Bahkan dari aspek kos relatif menerusi

perspektif Teori Ekspektasi-Nilai, pelajar yang mempunyai jangkaan untuk berjaya

dalam pembelajaran STEM bergantung kepada kepercayaan pelajar tentang

bagaimana mereka akan lakukan pada suatu tugasan pembelajaran STEM dan

kepercayaan mereka terhadap keupayaan mereka melaksanakan tugasan pembelajaran

STEM. Dalam hal ini, bantuan dan panduan sistematik yang diberikan dalam

lingkungan Zon Proksimal Pelajar atau Zone of Proximal Development (ZPD)

menyediakan pengalaman pembelajaran yang positif dan kondusif untuk pelajar

mempunyai perasaan yang positif terhadap pembelajaran STEM yang berlaku

322

menerusi modul PBS-CRBK.

Oleh yang demikian, dapatan kajian ini juga adalah selari dengan teori

Konstrutivis Sosial yang menekankan tentang kepentingan ZPD dalam proses

pembelajaran. ZPD (Vygotsky, 1978), konteks pembelajaran STEM menerusi modul

PBS-CRBK memberi penekanan terhadap jarak antara tahap perkembangan sebenar

yang ditentukan melalui usaha seorang pelajar bagi membangun produk secara

bersendirian dengan tahap yang berpotensi untuk dicapai oleh pelajar berkenaan jika

diberikan panduan tentang langkah-langkah reka bentuk kejuruteraan. Dalam kajian

ini, semua pelajar secara berkumpulan dengan bimbingan guru sebagai fasalitator telah

berjaya membangunkan produk yang disasarkan. Ini bermakna pelajar telah

menggunakan ZPD mereka dalam proses pembelajaran STEM mengikut modul PSB-

CRBK.

Secara kesimpulannya, sikap positif pelajar terhadap dua konstruk STEM iaitu

sikap terhadap Sains, serta sikap terhadap Kejuruteraan dan Teknologi, dibentuk oleh

tiga kepercayaan iaitu (i) kepercayaan mereka tentang jangkaan keupayaan

melaksanakan tugasan di dalam modul PSB-CRBK (ii) kepercayaan mereka terhadap

kejayaan melaksanakan tugasan pembelajaran di dalam modul PSB-CRBK dan (iii)

kepercayaan mereka tentang bagaimana melaksanakan tugasan di dalam modul PSB-

CRBK. Dapatan statistik inferensi, analisis peratusan dan dapatan temubual telah

menunjukkan proses pembelajaran yang berlaku dalam modul PSB-CRBK telah

memberikan membawa kepercayaan dan jangkaan positif terhadap pembelajaran

sains, serta kejuruteraan dan teknologi, yang menyumbang kepada peningkatan sikap

positif terhadap sains, serta kejuruteraan dan teknologi.

Sungguhpun intervensi modul PSB-CRBK memberikan impak positif pada

323

konstruk Sikap terhadap Sains, serta Kejuruteraan dan Teknologi, namun, dapatan

analisis statistik inferensi menunjukkan intervensi modul PSB-CRBK tidak memberi

kesan yang signifikan ke atas peningkatan dan pengekalan sikap terhadap Matematik.

Bahkan, majoriti item sikap terhadap Matematik tidak menunjukkan perubahan

peratusan yang ketara bagi pemilihan skala ‘Setuju’ dan ‘Sangat Setuju’ bermula

daripada soal selidik pra, kepada soal selidik pos dan seterusnya diakhiri dengan soal

selidik pos lanjutan. Antara item-item berkenaan merujuk “Saya bercita-cita menjadi

pakar matematik apabila dewasa kelak”, “Saya anggap saya adalah pelajar yang

cemerlang dalam matematik”, “Saya yakin saya boleh belajar formula matematik yang

lebih susah.”, “Saya mampu mendapatkan markah yang tinggi dalam matematik” dan

“Saya hebat dalam belajar matematik.” Hal ini mungkin disebabkan oleh intervensi

modul PSB-CRBK didominasi oleh elemen Sains, Kejuruteraan dan Teknologi. Ini

adalah kerana modul PSB-CRBK disesuaikan berdasarkan sukatan mata pelajaran

Fizik. Ini selari dengan Bunyamin dan Finley (2016) yang telah membuat analisis

kepada kurikulum fizik Malaysia dan mendapati bahawa elemen sains dan teknologi

serta penggunaan pendekatan penyiasatan saintifik begitu jelas ditekankan dalam

kurikulum fizik tersebut. Ciri-ciri modul PSB-CRBK yang lebih menonjolkan aspek

aplikasi fizik yang diterjemahkan dalam bentuk penghasilan produk berkemungkinan

menenggelamkan elemen Matematik dalam modul PSB-CRBK sungguhpun terdapat

proses pengiraan dan pengukuran yang berlaku semasa mereka bentuk dan

membangunkan produk.

Selain itu, oleh sebab setiap unit pembelajaran mempunyai matlamat spesifik

berfokus kepada penghasilan produk dan dinilai berdasarkan rubrik pemarkahan

produk dalam modul PSB-CRBK, maka pelajar berkemungkinan memberi fokus

kepada aspek kejuruteraan semasa mereka bentuk dan membangunkan produk. Hal ini

324

disokong oleh Cross (2008) bahawa proses reka bentuk kejuruteraan adalah aktiviti

penyelesaian masalah melalui proses pembangunan suatu idea atau produk yang

memerlukan pemikiran bijak, cara yang sitematik, dan penilaian kesesuaian hasil

dengan objektif produk itu sendiri. Bahkan, banyak pengkaji lepas yang menekankan

reka bentuk kejuruteraan adalah kunci kepada integrasi subjek melalui pembinaan

hubungan antara disiplin STEM (Apedoe et al., 2008; Chae et al., 2010; Becker &

Park, 2011; Carr & Strobel, 2011; Bagiati, & Evangelou, 2015). Dengan menggunakan

reka bentuk kejuruteraan sebagai pemangkin kepada pembelajaran STEM, ia adalah

penting untuk membawa semua empat disiplin STEM pada landasan yang dikongsi

bersama (NAE & NRC, 2009; NRC, 2012). Keistimewaan reka bentuk kejuruteraan

adalah menyediakan pelajar dengan pendekatan sistematik dalam menyelesaikan

masalah yang sering berlaku secara semulajadi di semua bidang STEM (Dym &

Little, 2004).

6.4.3 Kesan Modul PSB-CRBK terhadap Pencapaian topik Keelektrikan dan

Kemagnetan

Analisis statistik inferensi menunjukkan modul PSB-CRBK memberi kesan

yang signifikan ke atas peningkatan pencapaian pelajar dalam topik Keelektrikan dan

Kemagnetan dalam kalangan pelajar tingkatan enam. Untuk memahami keputusan

analisis statistik inferensi ini lebih mendalam, analisis dilakukan pada setiap item ujian

pencapaian topik Keelektrikan dan Kemagnetan. Dapatan menunjukkan tiga item yang

mencatatkan peningkatan peratus jawapan betul setelah menjalani intervensi berasaskan

modul PSB-CRBK adalah tertumpu kepada konsep elektromagnet dan litar elektrik.

Dapatan ini dapat dikaitkan dengan pemberatan konsep elektromagnet dan litar elektrik

yang terkandung dalam modul PSB-CRBK. Ini adalah kerana majoriti produk yang

325

perlu dihasilkan oleh pelajar menerusi modul PSB-CRBK memerlukan pelajar

mengaplikasikan konsep elektromagnet dan litar elektrik. Sebagai contoh, daripada

enam produk yang ingin dihasilkan menerusi modul PSB-CRBK, tiga daripada produk

berkenaan melibatkan konsep elektromagnet iaitu produk Paku Elektromagnet, produk

set Eksperimen Pemburu dan Monyet serta produk Keretapi Elektrik. Manakala, produk

Penjana Elektrik Ubi Kentang memerlukan pelajar secara langsung mengaplikasikan

konsep litar selari dan sesiri bagi membolehkan LED menyala dengan terang.

Menerusi intervensi reka bentuk kejuruteraan dalam modul PSB-CRBK,

pelajar diberi peluang untuk mengaplikasikan konsep-konsep berkaitan topik

Keelektrikan dan Kemagnetan bagi mereka bentuk produk. Justeru, modul PSB-

CRBK adalah selari dengan kajian Eisenkraft (2011) yang mendapati pendekatan reka

bentuk kejuruteraan membolehkan pelajar membina pengalaman mereka sendiri dan

menyediakan peluang untuk membina pengetahuan sains dan matematik melalui

analisis reka bentuk dan penyiasatan saintifik. Pendekatan STEM yang dijalankan

menerusi modul PSB-CRBK tertumpu kepada proses mengintegrasikan ilmu fizik

dengan elemen matematik, kejuruteraan dan teknologi. Sebagai contoh, pembangunan

produk vakum dan penghawa dingin buatan sendiri dalam modul PSB-CRBK berlaku

menerusi proses reka bentuk kejuruteraan. Reka bentuk kejuruteraan adalah kunci

kepada integrasi antara elemen-elemen STEM (Apedoe et al., 2008; Chae et al., 2010;

Becker & Park, 2011; Carr & Strobel, 2011; Bagiati, & Evangelou, 2015). Dalam

modul PSB-CRBK, sebagai contoh, konsep keelektrikan dan kemagnetan

diaplikasikan bagi mereka bentuk penghawa dingin dan vakum elektrik buatan sendiri.

Kedua-dua produk ini melibatkan pengaplikasian konsep arus dan voltan apabila

pelajar menggunakan motor elektrik dan litar bagi membolehkan penghawa dingin dan

vakum elektrik. Elemen matematik pula diadunkan dalam proses pembelajaran apabila

326

pelajar perlu mengubahsuai bahan terbuang dengan memotongnya mengikut ukuran

yang tepat dan jitu agar penghawa dingin dan vakum elektrik buatan sendiri boleh

berfungsi mengikuti kapasiti arus dan voltan yang dibekalkan.

Seterusnya, elemen kejuruteraan juga diadukan dalam pembelajaran fizik

apabila pelajar menggunakan kreativiti mereka untuk merancang dan mengubahsuai

bahan terbuang bagi membolehkan ia membentuk kedua-dua produk berkenaan.

Sebagai contoh, pelajar telahpun merancang bagaimana botol minuman plastik dan tin

butana boleh digunakan dalam menghasilkan vakum elektrik. Apabila gambaran dan

idea sudah diperolehi oleh pelajar tentang tentang produk penghawa dingin dan vakum

buatan sendiri, maka elemen teknologi diadunkan dalam pembelajaran fizik apabila

produk itu dibangunkan dan diuji agar ianya dapat berfungsi. Sebagai contoh, pelajar

telah mengubahsuai botol minuman terbuang dengan memotongnya agar dapat

dimuatkan kipas kecil. Kipas kecil ini telah dihasilkan oleh pelajar apabila ianya

dipotong dalam bentuk bulat, dan kemudiaannya digunting menjadi bentuk kipas yang

boleh berputar agar ia boleh menyedut habuk. Unsur analisis proses reka bentuk

kejuruteraan membolehkan pelajar menjalankan eksperimen bagi mengetahui tentang

fungsi dan prestasi penyelesaian reka bentuk yang berpotensi sebelum prototaip akhir

dibina (Carr, Bennett & Strobel, 2012). Kesemua proses ini menyerlahkan

konsepintegrasi STEM yang menjadi intipati utama bagi modul PSB-CRBK. Selari

dengan Jonassen, Strobel dan Lee (2006), pengalaman perlu untuk pembelajaran yang

berkesan yakni kejuruteraan dan teknologi menyediakan konteks kepada pelajar untuk

menguji konsep fizik mereka dan menggunakannya untuk masalah praktikal. Lantaran,

ianya dapat meningkatkan pemahaman pelajar terhadap konsep fizik yang dipelajari.

327

Dapatan analisis dokumen pelajar yang dilakukan mendapati berlaku

peningkatan mahupun penurunan prestasi secara bersilih ganti dalam memberikan

penyelesaian terbaik terhadap soalan-soalan cabaran yang dikemukakan semasa

membangunkan produk-produk dalam modul PSB-CRBK. Produk-produk berkenaan

ialah Paku Elektromagnet, Set Eksperimen Pemburu dan Monyet, Keretapi Elektrik,

Penjana Elektrik Ubi Kentang, Vakum Elektrik dan Penghawa Dingin Elektrik. Walau

bagaimanapun, apabila dapatan berkenaan dianalisis dengan menggunakan teknik

garis aliran yang menggunakan persamaan polinomial, kewujudan garisan lurus yang

dihasilkan menunjukkan secara keseluruhannya, wujud pola peningkatan dari aspek

prestasi memberikan penyelesaian terbaik terhadap soalan-soalan cabaran yang

dikemukakan. Ini bermakna semakin tinggi pengalaman PSB-CRBK yang ditempuhi

oleh pelajar, maka semakin meningkat prestasi pelajar dalam memberikan

penyelesaian terbaik yang mengandungi penjelasan fizik yang lengkap dan tepat.

Peningkatan prestasi dalam penyelesaian terbaik ini berkemungkinan hasil

daripada pengalaman pelajar mengikuti langkah-langkah reka bentuk kejuruteraan

oleh Cross (2008) yang diadaptasi dan dimasukkan ke dalam modul PSB-CRBK.

Sebagai contoh, semasa pembangunan produk paku elektromagnet, langkah awal yang

telah dijalankan dalam intervensi modul PSB-CRBK adalah dengan mengenal pasti

masalah tentang bagaimana untuk menghasilkan paku besi yang mempunyai kuasa

elektromagnet. Seterusnya, masalah dikaji dengan lebih mendalam dengan melakukan

siasatan tentang faktor-faktor yang menjadikan paku besi itu berkuasa elektromagnet

dan bagaimana untuk meningkatkan kuasa elektromagnet paku besi tersebut.

Kemudian, pelajar menghasilkan rancangan penyelesaian dengan memberi

pertimbangan terhadap faktor-faktor yang mempengaruhi kuasa elektromagnet paku

besi pada langkah kedua tadi. Sungguhpun terdapat beberapa rancangan penyelesaian

328

yang mungkin, namun, berdasarkan sumber bahan yang terhad, pada langkah keempat,

pelajar membuat pertimbangan untuk memilih penyelesaian yang pratikal untuk

membangunkan paku elektromagnet. Paku elektromagnet kemudiaannya, diuji sama

ada berfungsi dengan baik atau sebaliknya. Selari dengan Moore, Johnson, Peters-

Burton, dan Guzey (2016) bahawa, langkah ini dijalankan dengan tujuan untuk pelajar

belajar daripada kegagalan mereka bentuk penyelesaian dalam reka bentuk

kejuruteraan dengan memperbaiki reka bentuk sedia ada.

Apabila pelajar menganalisis semula semua proses yang dilalui dalam mereka

bentuk produk mereka berdasarkan kefahaman mereka terhadap konsep keelektrikan

dan kemagnetan, maka proses metakognisi telah berlaku. Menurut Connell (1988),

proses metakognisi berlaku hasil daripada refleksi terhadap tugasan pembelajaran

yang dilakukan. Connell (1988) menjelaskan bahawa proses metakognisi dalam

bentuk refleksi membawa kepada kefahaman yang mendalam terhadap konsep yang

dipelajari. Oleh sebab terdapat enam produk yang dibangunkan oleh pelajar menerusi

modul PSB-CRBK, maka terdapat enam kitaran yang dialami oleh pelajar dalam

menyempurnakan langkah-langkah reka bentuk kejuruteraan. Keenam-enam kitaran

ini membawa kepada proses refleksi yang berlaku berulang kali terhadap konsep

keelektrikan dan kemagnetan yang telah dipelajari yang membawa kepada kefahaman

mendalam terhadap konsep-konsep fizik berkenaan. Keberkesanan ini dapat

dibuktikan apabila analisis statistik inferensi yang menunjukkan bahawa modul PSB-

CRBK juga memberi kesan pengekalan terhadap pencapaian pelajar dalam topik


329

Kefahaman yang mendalam yang membawa kepada pengekalan pencapaian

dalam topik Keelektrikan dan Kemagnetan juga dapat dijelaskan berdasarkan teori

Konstruktivis Sosial yang mendasari aktiviti-aktiviti dalam modul PSB-CRBK. Teori

Konstruktivis Sosial menekankan amalan refleksi menerusi interaksi sosial bagi

membina pengetahuan (Kim, 2001; Colburn, 2000). Amalan refleksi ini berlaku

apabila pelajar berinteraksi dengan rakan sebaya atau mereka yang lebih berkebolehan

semasa proses pembelajaran. Hal ini disokong oleh Hynes et al. (2011) menyatakan

bahawa PSB-CRBK adalah pengalaman pembelajaran kolaboratif iaitu guru dan

pelajar bekerjasama untuk belajar tentang isu-isu menarik dan pelajar membuat

refleksi ke atas pembelajaran mereka.

Kepimpinan dan kerja berpasukan adalah kunci komponen cabaran reka bentuk

kejuruteraan (Atman et al., 2007; Asunda & Hill, 2007). Justeru, aktiviti-aktiviti

cabaran reka bentuk kejuruteraan dalam modul PSB-CRBK adalah selaras dengan

prinsip yang ditekankan dalam Teori Konstruktivis Sosial. Aktiviti-aktiviti dalam

Modul PSB-CRBK memberi ruang untuk pelajar berfikir dan melakukan refleksi

dalam kumpulan bagi menguji dan menambahbaik produk. Sungguhpun demikian,

amalan berfikir dan refleksi bagi menguji dan menambahbaik produk, bukanlah hanya

dilakukan sesama ahli kumpulan, bahkan ianya turut disokong oleh guru bertindak

sebagai fasalitator dalam proses pembelajaran. Amalan ini adalah selari dengan prinsip

ZPD berdasarkan Teori Konstruktivis Sosial yang menyatakan bahawa wujud jarak

antara tahap perkembangan sebenar yang ditentukan melalui usaha seorang pelajar

secara bersendirian dengan tahap yang berpotensi untuk dicapai oleh pelajar berkenaan

jika diberikan sokongan oleh rakan sebaya atau dewasa. Dalam kajian ini, semua

pelajar telah berjaya menguji dan menambaik produk yang disasarkan hasil daripada

proses berfikir dan amalan refleksi secara berkumpulan serta sokongan dan bimbingan

330

guru. Ini bermakna pelajar telah menggunakan ZPD mereka dalam proses

pembelajaran STEM mengikut modul PSB-CRBK.

Kepentingan interaksi sosial yang berlaku semasa intervensi berasaskan modul

PSB- CRBK diperkukuhkan lagi dengan dapatan temubual yang menunjukkan pelajar

memberikan pandangan positif terhadap kerja berkumpulan semasa melaksanakan

aktiviti-aktiviti di dalam modul PSB-CRBK. Pelajar melaporkan bahawa

pembelajaran berkumpulan yang berlangsung menerusi aktiviti dalam modul PSB-

CRBK membantu mereka mengurangkan tekanan yang dihadapi sewaktu mempelajari

konsep Keelektrikan dan Kemagnetan. Pelajar juga melaporkan bahawa aktiviti

perbincangan yang berlaku semasa menjalani langkah-langkah reka bentuk

kejuruteraan membantu dalam menghilangkan rasa bosan untuk mempelajari konsep


6.5 Implikasi Kajian

Dapatan kajian ini mengutarakan beberapa implikasi iaitu terhadap aspek Teori

yang mendasari pembelajaran STEM di luar waktu persekolahan, serta implikasi ke

atas pelajar dan guru.

6.5.1 Implikasi terhadap Teori

Dapatan kajian ini memberi implikasi terhadap perkembangan Teori

Ekspektasi-Nilai dan Teori Konstruktivis Sosial yang mendasari kajian ini. Kesan

modul PSB-CRBK terhadap pencapaian dan sikap terhadap STEM telah berjaya

dijelaskan menerusi kajian ini. Teori Ekspektasi-Nilai juga berjaya digunapakai untuk

mencerakinkan ciri- ciri dalam modul yang memberi kesan modul terhadap sikap

terhadap Sains, Kejuruteraan dan Teknologi. Pencerakinan ini dibahagikan kepada

331

empat nilai asas Teori Ekspektasi-Nilai iaitu iaitu (i) nilai faedah-keseronokan, (ii)

nilai pencapaian; (iii) nilai utiliti dan (iv) kos relatif. Dari aspek faedah-keseronokan,

pendedahan kerjaya jurutera dan autonomi dalam pembelajaran yang berlaku semasa

intervensi modul PSB-CRK, memberikan pengalaman pembelajaran yang

menyeronokkan dan menambahkan minat mereka terhadap bidang kerjaya

kejuruteraan. Dari aspek nilai utiliti, penglibatan pelajar dalam penghasilan produk

memberikan gambaran yang lebih jelas bahawa ilmu fizik diperlukan untuk

menghasilkan teknologi yang berguna dalam kehidupan seharian. Dari sudut nilai

pencapaian, konsep keelektrikan dan kemagnetan yang diterjemahkan dalam bentuk

produk menjadikan pembelajaran lebih konkrit agar konsep keelektrikan dan

kemagnetan mudah difahami pelajar. Seterusnya dari aspek kos relatif, pelajar

mempunyai jangkaan yang lebih positif dalam menghasilkan produk apabila intervensi

modul PSB-CRBK menyediakan sembilan langkah reka bentuk kejuruteraan untuk

menyokong proses yang lebih sistematik dalam menghasilkan produk. Pengalaman

pembelajaran berteraskan Teori Ekspektasi- Nilai ini meningkatkan nilai dan jangkaan

pelajar untuk berjaya dalam tugasan pembelajaran, lantas memupuk sikap yang lebih

positif terhadap Sains, Kejuruteraan dan Teknologi.

Sungguhpun Teori Ekspektasi-Nilai dari aspek kos relatif, digunakan bagi

menerangkan kesan intervensi berasaskan modul PSB-CRBK dalam memberikan

jangkaan masa depan positif untuk pelajar menyempurnakan tugasan pembelajaran

STEM, namun Teori Ekspektasi-Nilai tidak menerangkan mekanisme yang diperlukan

bagi pelajar mencapai jangkaan masa depan yang positif terhadap pembelajaran

STEM. Ini adalah kerana Teori Ekspektasi-Nilai lebih terarah kepada dimensi afektif

pelajar, sedangkan aspek kognitif pembelajaran juga wajar difahami dalam

menjelaskan keberkesanan intervensi modul PSB-CRBK. Oleh yang demikian, ZPD

332

dari perspektif Teori Konstruktivis Sosial diguna pakai bagi melengkapi ruang

penjelasan tentang keberkesanan modul PSB-CRBK. Sembilan langkah reka bentuk

kejuruteraan berfungsi sebagai kerangka yang sistematik yang memastikan pelajar

berada dalam lingkungan ZPD untuk memberikan jangkaan positif terhadap

kebolehupayaan pelajar melaksanakan pembelajaran STEM. Dapatan kajian ini juga

memberi implikasi tentang kepentingan interaksi sosial semasa pembelajaran STEM,

dan prinsip ini jelas ditekankan dalam Teori Konstruktivis Sosial. Dalam konteks

kajian ini, pelajar disokong untuk mencapai tahap kefahaman yang optimum terhadap

pembelajaran dengan memastikan produk dapat dihasilkan, diuji dan ditambah baik

menerusi aktiviti berkumpulan serta bimbingan guru.

6.5.2 Implikasi terhadap Pelajar

Implikasi dapatan kajian secara umumnya berpotensi melahirkan pelajar yang

berpengetahuan, malah dapat mengaplikasikan sembilan langkah cabaran reka bentuk

kejuruteraan dalam kehidupannya. Adalah dicadangkan kepada para guru agar dapat

mengaplikasikan kaedah pembelajaran STEM seperti yang terdapat dalam Modul

PSB-CRBK dalam proses pembelajaran STEM arus perdana sama ada dalam kelas

atau pada waktu kokurikulum bagi memenuhi aspirasi negara untuk melahirkan pelajar

cemerlang dalam pencapaian akademik terutama dalam bidang STEM bagi memenuhi

revolusi industri 4.0. Ianya juga bertepatan dengan falsafah pendidikan negara yang

menginginkan agar pelajar yang dihasilkan oleh sistem pendidikan negara menjadi

seorang insan yang seimbang dari segi jasmani, emosi, rohani dan intelek.

Isi kandungan dan aktiviti yang dimuatkan dalam modul ini bertujuan memberi

kesedaran dan menyemai sikap yang positif dalam kalangan pelajar terhadap isu-isu

STEM dalam masyarakat. Selain itu, modul ini mengandungi tugasan-tugasan yang

333

memerlukan pelajar menjalankan aktiviti pembelajaran dengan bimbingan guru atau

pembelajaran kendiri. Melaluinya, pelajar dapat meningkatkan kemahiran mencari dan

menilai maklumat, serta menganalisis maklumat berkaitan isu-isu STEM. Hasilnya,

pelajar berupaya membuat keputusan dengan mengemukakan hujah dan pendirian

terhadap sesuatu isu berasaskan fakta-fakta serta mengubah sikap pelajar terhadap

STEM.

Sikap pelajar yang tabah mengharungi tugasan semasa kajian menggunakan

modul PSB-CRBK ini menunjukkan pelajar berminat untuk berkongsi idea dan ilmu

pengetahuan STEM yang mencabar semasa aktiviti berlangsung. Terdapat juga faktor

pelajar mengejar peluang mempelajari STEM selepas waktu sekolah iaitu semasa

berlangsungnya penganjuran aktiviti STEM oleh pihak sekolah pada hujung minggu.

Mereka melibatkan diri secara aktif melalui aktiviti STEM yang dijalankan serta dapat

berhubung kait dengan kehidupan di rumah. Sikap pelajar yang positif meningkat

kerana pelajar sangat aktif bertanya soalan mengenai topik, konsep, dan amalan

STEM. Dapatan ini juga sejajar dengan dapatan kajian Talbot (2014) yang menyiasat

kesan pendekatan pengajaran STEM selepas waktu sekolah ke atas penguasaan ilmu

pengetahuan baharu. Kajian Bell, Lewenstein, Shouse dan Feder (2009),

menunjukkanguru-guru sains dan matematik yang berwibawa semasa aktiviti di luar

waktu persekolahan mempengaruhi sikap pelajar terhadap bidang STEM secara

positif.

Hasil kajian juga menunjukkan masa yang mencukupi adalah perlu untuk

meningkatkan sikap positif pelajar terhadap STEM dan pencapaian pelajar dalam topik

keelektrikan dan kemagnetan. Hal ini dapat direalisasikan melalui aktiviti STEM di

luar waktu persekolahan tanpa mengganggu waktu PdP sedia ada. Justeru, kesesuaian

334

masa aktiviti mempengaruhi perubahan sikap positif dan pencapaian pelajar dalam

ilmu STEM. Guru fasilitator menggunakan kaedah cabaran reka bentuk kejuruteraan

bagi memacu pelajar untuk menghasilkan produk. Dapatan Purzer et al. (2015)

menunjukkan bahawa pendekatan cabaran reka bentuk kejuruteraan mampu memupuk

pelajar untuk berfikir secara fleksibel dan adaptif serta mencari penyelesaian kepada

masalah dunia sebenar yang kompleks dan rumit.

Kesimpulannya, penggunaan Modul PSB-CRBK ini dapat mencapai hasrat

yang terkandung dalam Pelan Pembangunan Pendidikan Negara iaitu Meningkatkan

kualiti pendidikan Sains, Teknologi, Kejuruteraan, dan Matematik (KPM, 2013)

kepada semua pelajar. Ianya juga memberi ruang dan peluang untuk melahirkan

pelajar yang menguasai ilmu dalam Sains dan Matematik dan berketrampilan dalam

Kejuruteraan dan Teknologi. Pelajar-pelajar ini, apabila dewasa mampu memberi

sumbangan kepada diri dan masyarakat dalam membuat keputusan dan menangani isu-

isu semasa berlandaskan ciri-ciri pengintegrasian STEM dalam kehidupan seharian.

6.5.3 Implikasi terhadap Guru

Kajian ini turut memberi sumbangan melalui penyediaan isi kandungan dan

kaedah perlaksanaan Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka Bentuk

Kejuruteraan (PSB-CRBK) dalam bentuk modul. Panduan yang terperinci serta jelas

disediakanbagi membantu guru menjalankan pengajaran dan pembelajaran STEM di

luar waktu persekolahan. Dengan adanya modul ini sebagai panduan ia dapat

mengubah cara sains dan matematik diajar di sekolah iaitu dengan mengintegrasikan

kejuruteraan dan teknologi melalui pembelajaran STEM.

335

Guru dapat membina kefahaman dan meningkatkan pencapaian pelajar dalam

topik keelektrikan dan kemagnetan serta mengintegrasikan subjek-subjek STEM

dengan membiasakan pelajar dengan pendekatan pembelajaran yang membantu

mereka menyelesaikan masalah dunia sebenar. Contohnya, pembelajaran berpusatkan

inkuiri dan elemen merentasi kurikulum seperti pelajar mendapat maklumat dari orang

dewasa apabila pelajar diminta membawa pulang projek yang belum siap serta

meminta bantuan dari ahli keluarga. Modul ini membantu guru menggunakan

pengalaman lampau pelajar, mengenal pasti minat pelajar serta kebolehan pelajar sedia

ada dan melibatkan pelajar untuk mengambil bahagian secara aktif dalam usaha

mengubah sikap pelajar terhadap STEM dan memotivasikan pelajar untuk mengambil

bahagian dalam aktiviti-aktiviti STEM.

Bagi melaksanakan Modul PSB-CRBK guru dilatih agar dapat memahami

langkah-langkah pengendalian modul ini. Mereka perlu dilatih untuk memainkan

peranan sebagai fasilitator dan penggerak dalam akitiviti ini. Aktiviti refleksi sangat

perlu diberi penekanan oleh guru supaya pelajar dapat mengukuhkan pengetahuan

mereka. Selain itu, guru juga perlu diberi latihan dalam menjana masalah, teknik

penyoalan, mengendalikan pembelajaran STEM ini secara kolaboratif dan reflektif.

Guru boleh bekerjasama dalam menjana masalah yang merentasi kurikulum integrasi

STEM untuk diselesaikan oleh pelajar. Begitu juga, pengetahuan tentang pembelajaran

menggunakan Modul PSB-CRBK perlu dikuasai oleh guru bagi memastikan

aktivitikumpulan dilaksanakan dengan berkesan. Guru perlu tahu cara-cara

menggalakkan pelajar dalam aktiviti yang ditetapkan.

336

Para guru sendiri perlu bersedia secara mental dalam melaksanakan

pendekatan ini serta mereka perlu berani dalam menukar paradigma dari pengajaran

biasa di dalam kelas kepada pembelajaran STEM berasaskan cabaran reka bentuk

kejuruteraan. Justeru, guru tidak seharusnya terlalu terfokus kepada peperiksaan

semata-mata sehingga tidak memberi peluang kepada pelajar untuk mengalami

perkembangan pemikiran yang positif. Kolaborasi antara pelajar dengan rakan, guru

dan pakar yang berlaku dalam persekitaran sosial menggalakkan pelajar untuk belajar

dalam suasana pembelajaran yang aktif dan saling berkongsi idea-idea baru (Jarvis &

Pell, 2002).

Guru bertindak sebagai pemudah cara dan pelajar terlibat secara aktif dalam

pembelajaran. Dapatan kajian ini menunjukkan bahawa pembelajaran yang

berorientasikan pelajar melalui Modul PSB-CRBK memberi kesan yang positif pada


kemagnetan. Aktiviti-aktiviti yang lebih berpusatkan pelajar menjadikan pelajar lebih

kreatif dan menghargainya sebagai pengetahuan kontekstual yang mampu

mengukuhkan pemahaman dalam STEM, menjadikan pembelajaran lebih menarik dan

memotivasikan pelajar (Popa & Ciascai, 2018).

Pelaksanaan pembelajaran menggunakan Modul PSB-CRBK merupakan salah

satu kaedah yang baru dilalui oleh pelajar di sekolah. Keadaan ini merupakan suatu

pengalaman pembelajaran yang baru bagi mereka terutama semasa melibatkan diri

dalam aktiviti pembelajaran STEM. Sebelum ini, sistem pendidikan lebih bergantung

sepenuhnya kepada guru, papan hitam dan buku teks yang menganjurkan penyampaian

berbentuk satu hala (Havice, 2009). Guru hanya menyalurkan pengetahuan

seberapabanyak yang boleh kepada pelajar (Hussain, Azeem & Shakoor, 2011). Modul

337

PSB-CRBK adalah satu evolusi pembelajaran STEM yang memudahkan proses

pembelajaran STEM berlaku sepanjang hayat. Guru bukan lagi bertindak sebagai

pakar kandungan malah lebih kepada seorang fasilitator yang bertanggungjawab

memberi bimbingan untuk memberikan inspirasi, mengukuhkan dan mempersiapkan

pelajar untuk memilih STEM sebagai jalan untuk masa hadapan mereka.

6.6 Sumbangan Kajian

Selain menjawab persoalan kajian mengenai keberkesanan PSB-CRBK dalam

meningkatkan sikap terhadap STEM dan pencapaian pelajar, kajian ini telah memberi

sumbangan dalam menyediakan unit pembelajaran dan kaedah pelaksanaan PSB-

CRBK dalam bentuk modul. Hal ini kerana pelaksanaan PSB-CRBK memerlukan

panduan yang amat jelas lagi terperinci bagi memenuhi ciri-ciri dan kriteria

pembelajaran STEM dengan merujuk kepada teori dan model yang bersesuaian

dengannya.

Modul Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan

(PSB-CRBK) merupakan modul pembelajaran yang dibangunkan sebagai panduan

untuk pelaksanaan PSB-CRBK. Modul ini mencakupi pengenalan tentang PSB-CRBK

dari segi definisi, kepentingan serta kaedah pelaksanaan secara terperinci. Isi

kandungan STEM yang disampaikan terbahagi kepada unit-unit pembelajaran yang

meliputi pelbagai cabang STEM yang amat sesuai dilaksanakan sebagai satu alternatif

kepada aktiviti penguasaan konsep fizik yang sukar dalam pengajaran dan

pembelajaran fizik di dalam kelas. Isi kandungan dan aktiviti yang dimuatkan dalam

modul ini bertujuan memberi motivasi dan memupuk minat dalam kalangan pelajar

terhadap pembelajaran STEM. Sembilan langkah cabaran reka bentuk kejuruteraan

yang diperkenalkan di dalam modul ini adalah bertujuan untuk melatih dan

338

membiasakan pelajar dengan proses- proses yang perlu dilalui dalam mereka bentuk

sesuatu produk (Mentzer, 2008). Selain itu, modul ini mengandungi tugasan-tugasan

yang memerlukan pelajar menjalankan aktiviti pembelajaran di bawah bimbingan guru

atau pembelajaran terarah kendiri. Melaluinya, pelajar dapat meningkatkan kemahiran

mencari dan menilai maklumat, serta menganalisis maklumat berkaitan dengan

pembelajaran STEM. Hasilnya, pelajar berupaya menghasilkan suatu inovasi atau reka

cipta yang dapat membantu masyarakat untuk menyelesaikan masalah kehidupan

seharian.

6.7 Cadangan Kajian Lanjutan

Beberapa cadangan untuk kajian lanjutan dikemukakan seperti berikut:

(i) Bilangan sampel kajian ini adalah kecil dan terhad kepada pelajar

Tingkatan Enam sahaja. Maka, ia tidak boleh digeneralisasikan kepada

pelajar-pelajar lain kerana mungkin terdapat perbezaan umur dan

perbezaan proses PdP dalam subjek lain. Oleh yang demikian kajian ini

wajar diulangi dengan bilangan sampel yang lebih besar dan kumpulan

umur yang berbeza serta merangkumi jumlah lokasi yang lebih meluas.

(ii) Dalam kajian ini hanya faktor Sikap dan Pencapaian Topik

Keelektrikan dan Kemagnetan sahaja yang dikaji sebagai variabel.

Kajian lanjutan untuk mengkaji kesan oleh faktor-faktor metakognitif,

gaya pembelajaran, gaya kognitif dan motivasi pelajar terhadap subjek

STEM adalah disarankan. Selain itu variabel-variabel lain seperti

minat, pencapaian kendiri, boleh dikaitkan dengan Pentaksiran Bilik

Darjah yang juga relevan dengan kajian ini.

339

(iii) Kajian ini hanya menghasilkan enam produk utama iaitu melalui Modul

PSB-CRBK. Adalah dicadangkan agar kajian ini diperluaskan lagi

kepada beberapa produk yang lain bagi melihat pengaplikasian STEM

melalui Modul PSB-CRBK dalam meningkatkan sikap dan pencapaian

pelajar dalam subjek-subjek STEM.

(iv) Modul PSB-CRBK hanya diuji keberkesanan dalam konteks Lepasan

Menengah (Tingkatan Enam). Bagi kajian lanjutan, pelaksanaan bahan

pembelajaran ini boleh dilakukan dalam konteks sekolah sama ada di

Sekolah Rendah, Sekolah Menengah, Sekolah Berasrama Penuh dan

lain-lain yang sesuai.

(v) Kajian lanjutan yang mengenal pasti dan mengkaji hubungan yang

wujud antara variabel-variabel juga boleh dilakukan dengan

menggunakan Analisis berbentuk Partial Least Squares (PLS) dan

Structural Equation Modeling (SEM) bagi melihat sama ada terdapat

hubungan antara variabel-variabel dalam kumpulan rawatan.

(vi) Kajian ini juga boleh diperincikan untuk melihat perbezaan antara

jantina. Kajian ini dapat memberikan gambaran lebih jelas tentang

keberkesanan pelaksanaan Modul PSB-CRBK terhadap jantina.

(vii) Kajian ini juga boleh diperincikan untuk melihat perbezaan sekolah-

sekolah luar bandar dan sekolah cemerlang.

340

6.8 Kesimpulan

Kajian ini bertujuan menjawab persoalan mengenai pembinaan modul PSB-

CRBK dan keberkesanannya dalam meningkatkan sikap terhadap STEM dan

pencapaian pelajar bagi topik keelektrikan dan kemagnetan dalam kalangan pelajar

tingkatan enam. Dapatan kajian telah memperlihatkan kesan positif PSB-CRBK dalam

meningkatkan sikap terhadap STEM iaitu sikap terhadap sains dan sikap terhadap

kejuruteraan dan teknologi namun tiada kesan ke atas sikap terhadap matematik. Bagi

pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan kemagnetan pula, PSB-CRBK turut

memperlihatkan kesan positif.

Dapatan kajian ini menunjukkan bahawa pelaksanaan PSB-CRBK dapat

membantu ke arah melahirkan pelajar yang celik STEM iaitu yang mempunyai

pengetahuan tentang sains, matematik, kejuruteraan dan teknologi serta mampu

menangani isu-isu STEM yang wujud dalam masyarakat setempat mahupun global.

Pelaksanaan PSB-CRBK membantu dalam menyediakan asas kepada

penghasilan modal insan yang mantap dari segi pengetahuan saintifik, serta berupaya

menghasilkan inovasi yang dapat menangani isu-isu sekeliling mereka dan alam ini

seluruhnya. Dalam menghasilkan modal insan yang berkualiti tinggi, penyediaan

tenaga kerja yang mempunyai kemahiran seperti mengenal pasti masalah, mengkaji

masalah, membangunkan penyelesaian, menguji dan menilai penyelesaian dan

kemahiran membuat keputusan dapat dilaksanakan semasa pelajar-pelajar melalui

aktiviti seperti PSB-CRBK yang menitik-beratkan elemen-elemen tersebut.

341

RUJUKAN

Abd. Hadi Harun (2014). Kesan pembelajaran berasaskan projek secara atas talian

ke atas sikap, pengetahuan dan tingkah laku pelajar terhadap tenaga

diperbaharui (Tesis Kedoktoran). Universiti Sains Malaysia, Pulau Pinang.

Abeera Parvaiz Rehmat (2015). Engineering the path to higher-order thinking in

elementary education: A problem-based learning approach for STEM

integration (PhD. Thesis). University of Nevada, Las Vegas.

ABET. (2011). Criteria for accrediting engineering programs 2012-2013. Retrieved

from http://www.abet.org/ uploadedFiles/ Accreditation/ Accreditation_

Process/Accreditation_Documents/C urrent/eac-criteria-2012-2013.pdf

Abts, L. (2011). Engineering design process portfolio scoring rubric. Diperolehi dari

http://innovationportal.org/sites/default/files/8.12.2011%20Complete%20E

DPPSR.pdf

Achieve, Inc. (2012). Next generation science standards. Retrieved from

http://www.nextgenscience.org/next-generation-science-standards

Ajzen, I. (1991). The theory of planned behavior. Organizational Behavior and

Human Decision Processes, 50, 179-211.

Amanda Robert (2013). STEM is here, so what? Technology and Engineering

Teacher, 73(1), 22-27.

Ambrose, B. S., Shaffer, P. S., Steinberg, R. N., & McDermott, L. C. (1999). An

investigation of student understanding of single-slit diffraction and double-

slit interference. American journal of physics, 67(2), 146-155.

American Association for the Advancement of Science (AAAS). (1989). Science for

all Americans. New York: Oxford University Press.

American Association for the Advancement of Science (AAAS). (1993). Benchmarks

for science literacy. New York, NY: Oxford University Press.

Aminah Ayob (September, 2012). Cara meningkatkan minat pelajar terhadap Sains

dan Matematik. Kertas Kerja dibentangkan dalam Kolokium Pendidikan

Matematik dan Sains 2012, Universiti Malaya, Kuala Lumpur.

Apedoe, X. S., Reynolds, B., Ellefson, M. R., & Schunn, C. D. (2008). Bringing

engineering design into high school science classrooms: The heating/cooling

unit. Journal of Science Education and Technology, 17(5), 454-465

Apple Inc. (January, 2011). Challenge Based Learning, A classroom guide. Retrieved

from https://www.apple.com/euro/education/doc/PBC_Classroom_Guide

http://www.abet.org/

http://innovationportal.org/sites/default/files/8.12.2011%20Complete%20E

http://www.nextgenscience.org/next-generation-science-standards

http://www.apple.com/euro/education/doc/PBC_Classroom_Guide

http://www.apple.com/euro/education/doc/PBC_Classroom_Guide

342

Asunda, P. A., & Hill, R. B. (2007). Critical features of engineering design in

technology education. Journal of Industrial Teacher Education, 44(1), 25-

48.

Asunda, P.A., & Mativo, J. (2015). A New Primer for Teaching Technology

Education. Technology & Engineering Teacher, 75(4), 8-13.

Atkinson, R. D., Hugo J., & Lundgren, D. (2007). Addressing the STEM Challenge

by expanding specialty math and science high schools. NCSSSMT Journal,

12(2), 1423-1437.

Atman, C. J., Adams, R. S., Cardella, M. E., Turns, J., Mosborg, S., & Saleem, J.

(2007). Engineering design processes: A comparison of students and expert

practitioners. Journal of Engineering Education, 96(4), 359-379.

Atman, C. J., Kilgore, D., & McKenna, A. (2008). Characterizing design learning: A

mixed-methods study of engineering designers’use of language. Journal of

Engineering Education, 97(3), 309-326.

Australian Science (2011). Don't rush the science curriculum: The rush to implement

the new Australian curriculum is jeopardising the future of Science,

Engineering and Maths education. Australasian Science, 32(3), 42-59.

Avery, S., Chambliss, D., Truiett, R., & Stotts, J. L. (2010). Texas science, technology,

engineering, and mathematics academies design blueprint, rubric and

glossary (Report of Texas High School Project T-STEM Initiative).

Retrieved from http://www.edtx.org/uploads/general/pdfdownloads/misc

PDFs/2011_TSTEM DesignBlueprint.pdf.

Ayaz, M. F. & Soylemez, M. (2015). The effect of the project-based learning approach

on the academic achievements of the student in science classes in turkey: A

meta –analysis study. Education and Science, 40(178), 255-283.

Aydin, H., & Cinkaya, M. (2018). Global citizenship education and diversity

(GCEDS) A measure of students’ attitudes related to social studies program

in higher education. Journal for Multicultural Education, 12(3), 221-236.

Ayub, A. M. (November, 2018). Kesedaran Terhad Mengenai Pendidikan STEM Di

Malaysia. Prosiding Seminar Kebangsaan Majlis Dekan Pendidikan

Universiti Awam 2018, Kuala Lumpur.

Azizah Hamzah (2010). Kaedah kualitatif dalam penyelidikan sosiobudaya. Jurnal

Pengajian Media Malaysia, 6(1), 1-105.

Badlilshah, M. N. (2016). Analisis sikap terhadap pembelajaran fizik dan

hubungannya dengan pencapaian dalam kalangan pelajar pra universiti di

sebuah kolej matrikulasi. (Tesis Kedoktoran). Universiti Pendidikan Sultan

Idris, Perak.

Bagiati, A. & Evangelou, D. (2015). Engineering curriculum in the preschool

classroom: the teacher’s experience. European Early Childhood Education

Research Journal, 23(1), 112-118.

http://www.edtx.org/uploads/general/pdfdownloads/misc%20PDFs/2011_TSTEM

http://www.edtx.org/uploads/general/pdfdownloads/misc%20PDFs/2011_TSTEM

343

Bahagian Pembangunan Kurikulum (2016). Panduan pelaksanaan sains, teknologi,

kejuruteraan dan matematik (STEM) dalam pengajaran dan pembelajaran.

Putrajaya: Kementerian Pendidikan Malaysia.

Baharuddin Aris, Rio Sumarni Shariffudin dan Manimegalai (2002). “Reka Bentuk

Perisian Multimedia”. Skudai: Penerbit UTM.

Balakrishnan Muniandy, Rossafri Mohamad, Fong Soon Fook & Rozhan Mohammed

Idrus (2009). Technology application in project-based learning. Journal of

Communication and Computer, 6(12), 74-84.

Bandura, A. (1977). Self-efficacy: Toward a unifying theory of behavioral change.

Psychological Review, 84(2), 191–215.

Bandura, A. (1997). Self-efficacy: The exercise of control. New York: Freeman.

Bandura, A., Barbaranelli, C., Caprara, G.V., & Pastorelli, C. (2001). Self-efficacy

beliefs as shapers of children’s aspirations and career trajectories. Child

Development, 72(1), 187–206.

Barak, M. (2004). Systematic approaches for inventive thinking and problem-solving:

Implications for engineering education. International Journal of Engineering

Education, 20(4), 612-618.

Barak, M., & Goffer, N. (2002). Fostering systematic innovative thinking and problem

solving: Lessons education can learn from industry. International Journal of

Technology and Design Education, 12(3), 227-247.

Barcelona, K. (2014). 21st century curriculum change initiative: A focus on STEM

education as an integrated approach to teaching and learning. American

Journal of Educational Research, 2(10), 862-875.

Barron B. J. S., Schwartz, D. L., Vye, N. J., Moore, A., Petrosino, A., Zech, L., (1998).

The Cognition and Technology Group at Vanderbilt. Doing with

understanding: Lessons from research on problem- and project-based

learning. The Journal of the Learning Sciences, 7(3&4), 271–311.

Bartholomew, S (2015). Who teach ‘STE’ in STEM. Technology & Engineering

Teacher, 75(2), 14-19.

Barton, A. C., & Tan. E. (2009). Funds of knowledge and discourses and hybrid space.

Journal of Research in Science Teaching, 46(1), 50-73.

Bayles, T. M., Rice, J., Russ, G., & Monterastelli, T. (2007). High school outreach: A

look at renewable energy. Paper presented at the meeting of the American

Society for Engineering Education, Honolulu, HI. Retrieved from

https://pdfs.semanticscholar.org/a5a7/d08c8c46b121c90aaf813b513807d9e

99c6f.pdf

Beaudoin, Colleen R., Johnston, Pattie C.; Jones, Leslie B.; Waggett, Rebecca J.

(2013). University support of secondary STEM teachers through professional

development. Journal of Science Education, 133(3), 330-339.

344

Becker, K. & Park, K. (2011). Effects of integrative approaches among science,

technology, engineering, and mathematics (STEM) subjects on students’

learning: A preliminary meta-analysis. Journal of STEM Education, 12(5),

23-37.

Becker, K., Mentzer, N., & Park, K. (2012). High school student engineering design

thinking and performance. Paper presented at the meeting of the American

Society for Engineering Education, San Antonio, TX.

Becker, K., Mentzer, N., Park, K., & Pieper, J. (May, 2011). High school engineering

design thinking and performance. Paper presented at the meeting of the

American Society for Engineering Education, Vancouver, BC, Canada.

Beddoes, K. D., Jesiek, B. K. & Borrego, M. (2010). Identifying opportunities for

collaborations in international engineering education research on problem

and project-based learning. Interdisciplinary Journal of Problem-based

Learning, 4(2), 7-34.

Bell P., Lewenstein, B., Shouse, A.W. & Feder, M.A. (2009). Learning science in

informal environments: People, places, and Pursuits. Washington D.C.: The

National Academic Press.

Berk, G., & Galvan, D. (2009). How people experience and change institutions: A field

guide to creative syncretism. Theory and Society, 38(6), 543–580.

Berlin, D. F. & Lee, H. (2005). Integrating science and mathematics education:

historical analysis. School of Science and Mathematics, 105(1), 15-24.

Blumenfeld, P. C., Soloway, E., Marx, R. W., Krajcik, J. S., Guzdial, M. & Palincsar,

A. (1991). Motivating project-based learning: sustaining the doing,

supporting the learning. Educational Psychologist, 26(3&4), 369-398.

Bøe M. V., Henriksen E. K., Lyons T. & Schreiner C. (2011). Participation in science

and technology: young people’s achievement‐related choices in late‐modern

societies. Studies in Science Education, 47(1), 37-72.

Bransford A. L., Brown & R. R. Cocking (2000). How people learn: Mind brain,

experience, and school. Washington, DC: National Academy Press.

Braun, V., & Clarke, V. (2006). Using thematic analysis in psychology. Qualitative

research in psychology, 3(2), 77-101.

Breiner, J. M., Harkness, S. S., Johnson, C. C., & Koehler, M. C., (2012). What is

STEM? A discussion about conceptions of STEM in education and

partnerships. School Science and Mathematics, 112(1), 3-11.

Brophy, S., Klein, S., Portsmore, M., & Rogers, C. (2008). Advancing engineering

education in P-12 classrooms. Journal of Engineering Education, 97(3),

369–387.

Brown, R., Ernst, J., Clark, A., DeLuca, B., & Kelly, D. (Eds.). (2017). STEM

curricula. Technology and Engineering Teacher, 77(2), 26-29.

345

Bryan, L. A., Moore, T. J., Johnson, C. C., & Roehrig, G. H. (2016). Integrated STEM

education. In C. C. Johnson, E. E. Peters-Burton, & T. J. Moore (Eds.), STEM

road map: A framework for integrated STEM education (pp. 23-37). NY:

Routledge Taylor & Francis Group.

Bunyamin, M. A. H. (2015). Pendidikan STEM Bersepadu: Perspektif Global,

Perkembangan Semasa di Malaysia, dan Langkah Ke Hadapan. Buletin

Persatuan Pendidikan Sains dan Matematik Johor, 25(1), 1-6.

Bunyamin, M. A. H., & Finley, F. (Januari, 2016). Stem education in Malaysia:

Reviewing the current physics curriculum. Kertas kerja yang telah diterima

untuk pembentangan dalam International Conference of Association for

Science Teacher Education (ASTE), Nevada, Amerika Syarikat.

Bybee, R.W. (2010). Advancing STEM education: A 2020 vision. Technology and

Engineering Teacher, 70(1), 30–35.

Bybee, R.W. (2013). The case for STEM education: Challenges and oppurtunity.

Arlington, Virginia: National Science Teachers Association (NSTA) Press.

Campbell, D.T., & Stanley, J. C. (1963). Experimental and quasi experimental design

for research. Boston: Houghton Mifflin Company.

Cantrell, P., Pekca, G., & Ahmad, I. (2006). The effects of engineering modules on

student learning in middle school science classrooms. Journal of Engineering

Education, 95(4), 301-309.

Capraro, R. M., & Han, S. Y. (2014). STEM: The Education Frontier to Meet 21st

Century Challenges. Middle Grades Research Journal. 9(3), xv-xvii.

Capraro, R. M., Caparo, M. M., & Morgan J. R. (2013). STEM project-based learning

an integrated science, technology, engineering, and mathematics (STEM)

approach (2nd ed.). Texas: Sense Publications

Carla, C. J. (2012). Implementation of STEM education policy: Challenges, progress,

and lessons learned. School Science & Mathematics, 112(1), 45-55.

Carlson, L. E., & Sullivan, J. F. (2004). Exploiting design to inspire interest in

engineering across the K-16 engineering curriculum. International Journal

of Engineering Education, 20(3), 372-378.

Carnevale, A, Smith, N., & Melton, M. (2011). STEM: Science, technology,

engineering and mathematics. Washington DC: George Town University

Centers on Education. Diperolehi dari http://cew.georgetown.edu/STEM.

Carr, R. L., & Strobel, J. (2011). Integrating engineering design challenges into

secondary STEM education. Washington DC: The National Center for

Engineering and Technology Education. Diperolehi dari

http://ncete.org/flash/pdfs/Integrating%20Engineering%20Carr.pdf

http://cew.georgetown.edu/STEM

http://ncete.org/flash/pdfs/Integrating%20Engineering%20Carr.pdf

346

Carr, R. L., Bennett, L. D. IV, & Strobel, J. (2012). Engineering in the K-12 STEM

standards of the 50 U.S. states: An analysis of presence and extent. Journal


Catherine Fhomey Fosnot (2005). Constructivism: Theory, perspectives, and practice.

(2nd ed.). New York: Teacher College Press.

Cavlazoglu, B., & Stuessy, C. (2017). Changes in science teachers' conceptions and

connections of STEM concepts and earthquake engineering. The Journal of

Educational Research, 110(3), 239-254.

Ceylan, S., & Ozdilek, Z. (2015). Improving a sample lesson plan for secondary

science courses within the STEM education. Procedia-Social and

Behavioral Sciences, 177, 223-228.

Chabay, R., & Sherwood, B. (2006). Restructuring the introductory electricity and

magnetism course. American Journal of Physics, 74(4), 329-336.

Chae, Y., Purzer, S., & Cardella, M. (2010, May). Core concepts for engineering

literacy: The interrelationships among STEM disciplines. Paper presented at

the meeting of the American Society for Engineering Education, Louisville,

KY.

Chan Lin, & Lih-Juan (2008). Technology Integration Applied to Project-based

Learning in Science. Innovations in Education and Teaching International,

45(1), 55-65.

Chen, C. F., Tomsovic, K., & Aydeniz, M. (2014). Filling the Pipeline: Power System

and Energy Curricula for Middle and High School Students through Summer

Programs. IEEE Transactions on Power Systems, 29(4), 1874-1879

Chiappetta, E., Koballa, T., & Collette, A. (1998). Science instruction in the middle

and secondary schools. New Jersey: Prentice Hall.

Christie, A. (2005). Constructivism and its implications for educators. Diperolehi dari

http://alicechristie.com/edtech/learning/co nstructivism/index.htm

Clark, R. E., Kirschner, P. A., & Sweller, J. (2012). Putting Students on the Path to

Learning: The Case for Fully Guided Instruction. American Educator, 36(1),

6-11.

Cohen, H., Hillman, D., & Agne, R. (1978). Cognitive level and college physics

achievement. American Journal of Physics, 46, 10-26.

Cohen, J. (1960). A coefficient of agreement for nominal scales. Educational and

Psychological Measurement, 20, 37-46.

Cohen, L., Manion, L. & Morisson, K. (2007). Research methods in education (6th

ed.). London: Routledge.

Cohen, R. J., & Swerdlik, M. E. (2005). Psychological testing and assessment: an

introduction to tests and measurement. Boston: McGraw Hill.

http://alicechristie.com/edtech/learning/co

347

Colburn, A. (2000). Constructivism: Science education's “grand unifying theory”. The

Clearing House: A Journal of Educational Strategies, Issues and Ideas,

74(1), 9-12.

Committee on Public Understanding of Engineering Messages, National Academy of

Engineering. (2008). Changing the conversation: Messages for improving

public understanding of engineering. Washington, DC: National Academies

Press.

Conaway, C. (2007). Supply and demand of STEM workers: STEM jobs are growing,

but are enough Massachusetts students qualified? Massachusetts

Department of Education. Retrieved from http://www.doe.mass.edu/

research/reports/priority.aspx?section=Other&yr=2007.

Connell, M. L. (1988). Metacognition: On the importance of understanding what you

are doing. Research Agenda for Mathematics Education. Diperoleh dari

https://www.researchgate.net/publication/275891665.

Creswell, J. W. (2003). Research design: qualitative, quantitative and mixed method

approache (2nd ed.). Thousand Oaks: SAGE Publications.

Creswell, J. W. (2005). Educational research: Planning, conducting and evaluating

quantitative and qualitative research (2nd ed.). New Jersey: Pearson.

Cross, N. (2008). Engineering design methods: Strategies for product design (4th ed.).

New York: Wiley.

Cunningham, C.M. & Lachapelle, C.P. (2014). Designing engineering experiences to

engage all students. In S Purzer, J Strobel, & M Cardella (Eds.), Engineering

in pre-college settings: synthesizing research, policy, and practices (pp. 117–

142). Lafayette, IN: Purdue University Press.

Daugherty, M. K. (2010). The ‘T’ and ‘E’ in STEM. In ITEEA (Ed.), The overlooked

STEM imperatives: technology and engineering. Reston, VA: ITEEA.

Davis, I. L. (1992). Instrument review: Getting the most from your pane of experts.

Applied Nursing Research,5, 194-197.

DeVellis, r.F. (1991). Scale development. Newbury Park, NJ: Sage Publications.

Di Martino, P., & Zan, R. (2001). Attitude toward mathematics: some theoretical

issues. In PME conference (Vol. 2, pp. 3-351). Retrieved from

https://www.researchgate.net/profile/Pietro_Di_Martino/publication/26504

9550_Attitude_toward_mathematics_some_theoretical_issues/links/53fcc4

670cf22f21c2f402b4/Attitude-toward-mathematics-some-theoretical-

issues.pdf

Diaz, D. & King, P. (2007). Adapting a post-secondary STEM instructional model to

k-5 mathematics instruction. Clemson: Clemson University.

DiNardo, J. (2010). Natural experiments and quasi-natural experiments. In

Microeconometrics (pp. 139-153). London: Palgrave Macmillan.

http://www.doe.mass.edu/

http://www.researchgate.net/publication/275891665

http://www.researchgate.net/profile/Pietro_Di_Martino/publication/26504

http://www.researchgate.net/profile/Pietro_Di_Martino/publication/26504

348

Ding, L., Chabay, R., Sherwood, B., & Beichner, R. (2006). Evaluating an electricity

and magnetism assessment tool: Brief electricity and magnetism assessment.

Physical review special Topics-Physics education research, 2(1), 1-105.

Dorie, B. L., Cardella, M. E., & Svarovsky, G. N. (2014). Capturing the design

thinking of young children interacting with a parent. Indianapolis, In The

121st SEE Annual Conference and Exposition. Diperolehi dari

https://docs.lib.purdue.edu/enegs/52/

Duit, R., & Rhöneck, V. C. (2012). “Learning and understanding key concepts of

electricity” in: A.Tiberghien, E. Jossem & J. Barojas (Eds) Connecting

research in physics education with teacher education. Diperolehi dari

http://www.physics.ohio-state.edu/~jossem/ICPE/C1.html.

Dym, C. L. (1994). Engineering design: A synthesis of views. Cambridge, UK:

Cambridge University Press.

Dym, C. L., & Little, P. (2004). Engineering design: A project based approach (2nd

ed.). Hoboken, NJ: Wiley.

Dym, C. L., & Little, P. (2009). Engineering design: A project-based introduction (3rd

ed.). New York: John Wiley.

Dym, C. L., Agogino, A. M., Eris, O., Frey, D. D., & Leifer, L. J. (2005). Engineering

design thinking, teaching, and learning. Journal of Engineering Education,

94(1), 104-120.

Eccles, J. (2009). Who am I and what am I going to do with my life? Personal and

collective identities as motivators of action. Educational Psychologist, 44(2),

78–89.

Eccles, J., & Wigfield, A. (2002). Motivational beliefs, values and goals. Annual

Review of Psychology, 47(8), 978–1003.

Eccles, J., Adler, T., Futterman, R., Goff, S., Kaczala, C., Meece J., & Midgley, C.

(1983). Expectancies, values, and academic behaviors. In Spence J. (Ed.)

Achievement and achievement motivation (pp 75–146). San Francisco, CA.:

W.H. Freeman.

Eccles, J., Vida, M.N., & Barber, B. (2004). The relation of early adolescents’ college

plans and both academic ability and task-value beliefs to subsequent college

enrollment. Journal of Early Adolescence, 24(1), 63–77.

Eccles, J., Wigfield, A., Harold, R., Blumenfeld, P. (1993). Age and gender differences

in children’s self- and task perceptions during elementary school. Child Dev

64(3), 830–847.

Eide, A., Jenison, R., Mashaw, L., & Northup, L. (2012). Introduction to engineering

design. Boston: McGraw-Hill.

Eide, A., Jenison, R., Northup, L., & Mickelson, S. (2008). Engineering fundamentals

and problem solving (5th ed.). Boston: McGraw-Hill.

http://www.physics.ohio-state.edu/~jossem/ICPE/C1.html

349

Eisenkraft, A. (2010). Active physics. Armonk, NY: It’s About Time.

Eisenkraft, A. (2011). Engineering design challenges in a science curriculum.

Washington DC: The National Center for Engineering and Technology

Education. Diperolehi ari http://ncete.org/flash/pdfs/Engr%20Science%

20Eisenkraft.pdf

Engelhardt, P. V., & Beichner, R. J. (2004). Students’ understanding of direct current

resistive electrical circuits. American Journal of Physics, 72(1), 98-115.

Fani, T., & Ghaemi, F. (2011). Implications of Vygotsky's zone of proximal

development (ZPD) in teacher education: ZPTD and self- scaffolding.

Procedia-Social and Behavioral Sciences, 29, 1549-1554.

Fensham, P. (2009). Real world contexts in PISA science: Implications for context-

based science education. Journal of Research in Science Teaching, 46(8),

884-896.

Foster, M. J., Shurtz, S., & Pepper, C. (2014). Evaluation of best practices in the design

of online evidence-based practice instructional modules. Journal of Medical

Library Association, 102(1), 31–40.

Fotiyeva, I. S. (2013). Constructing an instructional design framework that

incorporates re-purposing popular media to enhance mathematics and

science instruction (Doctoral dissertation) Virginia Tech, USA.

Fraenkel, J. R., & Wallen, N. (2006). How to design and evaluate research in

education (6th ed.). Boston: McGraw- Hill International Edition.

Fullan, M. & Langworthy, M. (2013). Towards a new end: New pedagogies for deep

learning. Seattle, WA: Collaborative Impact. Diperoleh dari

http://www.newpedagogies.info/wpcontent/uploads/2014/01/New_Pedagog

ies_for_ Deep%20Learning_Whitepaper.pdf

Furner, J. M., & Kumar, D. D. (2007). The mathematics and science integration

argument: A stand for teacher education. Eurasia Journal of Mathematics,

Science & Technology Education, 3(3), 185-189.

Garmire, E. & Pearson G. (Eds.). (2006). Tech tally: Approaches to assessing

technological literacy. Washington, DC: National Academies Press.

Gauvain, M. (1998). Cognitive development in social and cultural context. Current

Directions in Psychological Science, 7(6), 188–192.

Gay L.R., Goeffrey A. M. & Arasian P.W. (2012). Educational research:

competencies for analysis and applications. New Jersey: Pearson.

Gay, L.R. & Airasian, P.W. (2003). Educational research. New Jersey: Pearson.

George, D. & Mallery, P. (2003) SPSS for Window Step by Step: A Simple

Guide and Reference 11.0 (4th ed.). USA: Pearson Education Inc.

http://ncete.org/flash/pdfs/Engr%20Science%25%2020Eisenkraft.pdf

http://ncete.org/flash/pdfs/Engr%20Science%25%2020Eisenkraft.pdf

http://www.newpedagogies.info/wpcontent/uploads/2014/01/New_Pedagog

350

Gerace, W. J. (July, 2001). Problem solving and conceptual understanding.

Proceedings of Physics Education Research Conference, Rochester, New

York.

Gerace, W. J., & Beatty, I. D. (2005). Teaching vs. learning: Changing perspectives

on problem solving in physics instruction. Diperolehi dari

https://arxiv.org/abs/physics/0508131

Girden, E. R. (1992). ANOVA: Repeated measures (No. 84). CA: Sage.

Gonzalez, H. B., & Kuenzi, J. J. (2012). Science, Technology, Engineering and

Mathematics (STEM) Education: A primer; regional research service report

for congress. Retrieved from http//fas.org//sgp/crs/misc//r42642.pdf

Gottfried, M., & Williams, D. N. (2013). STEM Club Participation and STEM

Schooling Outcomes. Education Policy Analysis Archives, 21(79), 1–27.

Greer, D. L., Crutchfield, S. A., & Woods, K. L. (2013). Cognitive theory of

multimedia learning, instructional design principles, and students with

learning disabilities in computer-based and online learning environments.

Journal of Education, 193(2), 41-50.

Guisasola, J., Zubimendi, J. L., & Zuza, K. (2010). How much have students learned?

Research-based teaching on electrical capacitance. Physical Review Special

Topics-Physics Education Research, 6(2), 20-102.

Hacieminoglu, E. (2016). Elementary Schools’students attitude towards science and

other variable. International Journal of Environmental & Science Education,

11(2), 35-51.

Hammer, D. & Schifter, D. (2001). Practices of inquiry in teaching and research.

Cognition and Instruction, 19(4), 441-478.

Hammer, D., Elby, A., Scherr, R. E., & Redish, E. F. (2005). Resources, framing, and

transfer. In J. Mestre (Ed.), Transfer of learning from a modern

multidisciplinary perspective (pp. 89-120). Greenwich, CT: Information

Age.

Havice, W. L. (2015). Integrative Science Education for children and our

communities. Technology & Engineering Teacher, 75(1), 15-17.

Havice, W.L. (2009). College students’ attitudes toward oral lectures and intergrated

media presentations. Journal of Technology Studies, XXV (1), 51-56.

Hester, K., & Cunningham, C. (2007, January). Engineering is elementary: An

engineering and technology curriculum for children. In ASEE Annual

Conference and Exposition, Conference Proceedings. Diperolehi dari

https://www.researchgate.net/publication/252763733_Engineering_is_Elee

ntary_Children's_Changing_Understandings_of_Science_and_ Engineering

http://www.researchgate.net/publication/252763733_Engineering_is_Elem

http://www.researchgate.net/publication/252763733_Engineering_is_Elem

351

Hill, G. W. (1982). Group versus individual performance. Psychological Bulletin,

91(3), 517-539.

Hmelo, C. E., Holton, D. L., & Kolodner, J. L. (2000). Designing to learn about

complex systems. Journal of the Learning Sciences, 9(3), 247-298.

Hong-biao Yin, John Chi-Kin Lee & Yu-le Jin (2011). Teacher Receptivity

toCurriculum Reform and the Need for Trust: An Exploratory Study from

Southwest China. The Asia-Pacific Education Researcher, 20(1), 35-47.

Howard-Brown, B., Martinez, D., & Times, C. (2012). Engaging Diverse Learners

through the Provision of STEM Education Opportunities. Briefing paper.

Diperolehi dari pangkalan data ERIC. (ED573497).

Howell, D. C. (1997). Statistical methods for psychology (4th ed.). Duxbury Press:

Belmon.

Hussain, A., Azeem, M. & Shakoor, A. (2011). Physics teaching methods: Scientific

inquiry vs traditional lecture. International Journal of Humanities and Social

Science, 1(19), 269-276

Hynes, M., Portsmore, M., Dare, E., Milto, E., Rogers, C., & Hammer, D. (2011).

Infusing engineering design into high school STEM courses. Washington

DC: The National Center for Engineering and Technology. Diperolehi dari

http://ncete.org/flash/pdfs/Infusing%20Engineering%20Hynes.pdf

International Technology Education Association (ITEA). (2007). Standards for

technological literacy: Content for the study of technology. Reston, VA:

ITEA.

Jarvis, T. & Pell, A. (2002). Changes in primary boys’ and girls’ attitudes to school

and science during a two-year science in-service programme. Curriculum

Journal, 13(1), 43–69.

Jo, A. V., Cary, S. & Michael, C. (2013). STEM lesson essential, integrating STEM.

USA: Heinemann.

John, R., Anderson, L. M. & Reder Herbert, A. S. (1996). Situated learning and

education. Educational researcher, 25(4), 5-11.

Johnson, C.C. & Sondergeld, T.A. (2016). Effective STEM professional development.

In Johnson, C. C., Peters-Burton, E. E., & Moore, T. J. (Eds.), STEM

roadmap: A framework for integrated STEM education (pp. 203-210). NY:

Routledge Taylor & Francis Group.

Johnson, J., Rochkind, J., & Ott, A. (2010). Are we beginning to see the light?

Washington, DC: Public Agenda.

Jolly, A. (2014). Six characteristics of a great STEM lesson. Education teacher week.

Diperoleh dari http://www.edweek.org/tm/articles/2014/06/17/ctq_jolly_

stem.ht ml

http://ncete.org/flash/pdfs/Infusing%20Engineering%20Hynes.pdf

http://www.edweek.org/tm/articles/2014/06/17/ctq_jolly_

352

Jolly, A. (2017). STEM by design: Strategies and activities for grades 4-8 (1st ed.).

New York: Routledge

Jonassen, D. H. (2011a). Design problems for secondary students. Retrieved from

http://ncete.org/flash/pdfs/Design%20Problems%20%20Jonassen.pdf

Jonassen, D. H. (2011b). Learning to solve problems: A handbook for designing

problem-solving learning environments. New York: Routledge

Jonassen, D. H., & Kwon II, H. (2001). Communication patterns in computer-mediated

versus face-toface group problem solving. Educational Technology:

Research and Development, 49(10), 35-52.

Jonassen, D. H., Strobel, J., & Lee, C. B. (2006). Everyday problem solving in

engineering: Lessons for engineering educators. Journal of Engineering

Education, 95(2), 1-14.

Jones, H. (2010). National curriculum tests and the teaching of thinking skills at

primary schools – Parallel or paradox? Education, 38(1), 69-86.

Kaldi, S., Filippatou, D., & Govaris, C. (2011). Project-based learning in primary

schools: Effects on pupils' learning and studies. Education, 39(1), 35-47.

Kamaleswaran Jayarajah, Rohaida Mohd Saat, & Rose Amnah Abdul Rauf (2014). A

review of Science, Technology, Engineering & Mathematics (STEM)

education research from 1999–2013: A Malaysian perspective. Eurasia

Journal of Mathematics, Science & Technology Education, 10(3), 155-163.

Kamisah Osman & Rohaida Mohd Saat (2014). Editorial: Science Technology,

Engineering and Mathematics (STEM) education in Malaysia. Eurasia

Journal of Mathematics, Science & Technology Education. 10(3), 153-154.

Kamisah Osman (1999). Inculcating and encouraging the use of critical thinking skills

in science student teachers in Malaysia (Tesis Ph.D). Manchester School of

Education.

Kamisah Osman, Lilia Halim, Mohamad Sattar Rasul, Nurazidawati Othman, Oziah

Mohamad Arshad, Wan Nor Fadzilah Wan Husin & Zanaton Iksan (2016).

Fostering students' 21st century skills through Project Oriented Problem

Based Learning (POPBL) in integrated STEM education program. Asia-

Pacific Forum on Science Learning & Teaching, 17(1), 60-77.

Kamisah Osman, Zanaton Iksan & Lilia Halim (2007). Sikap terhadap sains dan sikap

saintifik di kalangan pelajar sains. Jurnal Pendidikan, 32(2007), 39-60.

Katehi, L., Pearson, G., & Feder, M. (2009). The status and nature of K-12 engineering

education in the United States. The Bridge: Linking Engineering and Society,

39(3), 5-10.

Keefe, B. (2010). The perception of STEM: Analysis, issues, and future directions.

(Survey). Entertainment and Media Communication Institute.

http://ncete.org/flash/pdfs/Design%20Problems%20%20Jonassen.pdf

353

Kelley, T. (2011). Engineer’s notebooks: A design assessment tool. Technology and

Engineering Teacher, 70(7), 30-35.

Kementerian Pelajaran Malaysia (2012). Laporan Awal Pelan Pembangunan

Pendidikan Malaysia (2013 – 2025). Putrajaya: Kementerian Pendidikan

Malaysia.

Kementerian Pendidikan Malaysia (2001). Pembangunan Pendidikan 2001-2010.

Kuala Lumpur: AG Grafik Sdn. Bhd.

Kementerian Pendidikan Malaysia (2013). Pelan Pembangunan Pendidikan Malaysia

2013-2025. Putrajaya: Kementerian Pendidikan Malaysia.

Kilgore, D., Atman, C. J., Yasuhara, K., Barker, T. J., & Morozov, A. (2007).

Considering context: A study of first-year engineering students. Journal of

Engineering Education, 96(4), 321-334.

Kim, B. (2001). Social constructivism. In Orey, M. (Ed.). Emerging perspectives on

learning, teaching and technology. North Charleston: CreateSpace.

Kim, E. & Pak, S-J. (2002). Students do not overcome conceptual difficulties after

solving 1000 traditional problems. American Journal of Physics, 70(7), 759-

765.

Koballa, T.R. & Glynn, S.M. (2007). Attudinal and Motivational Constructs in Science

Learning. In Abell, S.K. & Lederman, N.G. (Eds.), Handbook of research on

science education (pp. 75 – 102). Mahweh, NJ: Lawrence Erlbaum

Associates, Inc.

Koehler, C., Binns, I. C., & Bloom, M. A. (2016). The emergence of STEM. In

Johnson, C. C., Peters-Burton, E. E. & Moore T. J. (Eds.), STEM road map:

A framework for integrated STEM education (pp. 13-22). NY: Routledge

Taylor & Francis Group.

Kolmos, A. (1996). 'Reflections on Project Work and Problem-based Learning'.

European journal of Engineering Education, 21(2), 141-148.

Kolstø, S. D. (2001). Scientific literacy for citizenship: Tools for dealing with the

science dimension of controversial socioscientific issues. Science Education,

85(3), 291-310.

Koshmann, T., Suthers, D., & Chan, T. W. (Eds.). (2005). Computer supported

collaborative learning: The next 10 years! Mahwah, NJ: Erlbaum.

Koszalka, T.A. & Wu, Y. (2010). Instructional design issues in a distributed

collaborative engineering design (CED) instructional environment. The

Quarterly Review of Distance Education, 11(2), 105-125.

Kuo Hung Tseng (2011). Attitudes towards Science, Technology, Engineering And

Mathematics (STEM) in a Project-Based Learning (PBL) environment.

International Journal Technology Des Education, 23(87), 102-130.

354

Lachapelle, C. P., Sargianis, K., & Cunningham, C. M. (2013). Engineer it, learn it:

Science and engineering practices in action: Step into an elementary

classroom to see what Next Generation Science standards practices look like.

Science and Children, 51(3) 70-76.

Lachapelle, C.P., & Cunningham, C.M. (2014). Engineering in elementary schools. In

S Purzer, J Strobel, & M Cardella (Eds.), Engineering in pre-college settings:

research in synthesizing research, policy, and practices (pp. 61–88).

Lafayette, IN: Purdue University Press.

Lammi, M. D. (2011). Characterizing high school students systems thinking in

engineering design through the function-behavior-structure (FBS)

framework (Unpublished doctoral dissertation). Utah State University, Utah.

Landis, J. R., & Koch, G. G. (1977). The measurement of observer agreement for

categorical data. Biometrics, 33, 159-174.

Laurent Auzoult (2015). Is the congruence between behavioral intention, attitude,

norm and behavioral control normative? Studia Psychologica, 57(4), 315-

325.

Lehman, J., George, M., Buchanan, P. & Rush, M. (2006). Preparing teachers to use

problem-centered, inquiry-based science: Lessons from a four-year

professional development project. The Interdisplinary journal of Problem-

based Learning, 1(1), 76-99.

Lewis, T. (2005a). Creativity: A framework for the design/problem solving discourse

in technology education. Journal of Technology Education, 17(1), 35-52.

Lewis, T. (2005b). Coming to terms with engineering design as content. Journal of

Technology Education, 16(2), 37-54.

Lewis, T. (2009). Creativity in technology education: Providing children with

glimpses of their inventive potential. International Journal of Technology

and Design Education, 19(3), 255-268. doi: 10.1007/s10798-008-9051-y

Lichtenberg, J., Woock, C., & Wright, M. (2008). Ready to innovate: Are educators

and executives aligned on the creative readiness of the U.S. workforce? New

York: Conference Board, Inc.

Liu, Min; Hsieh, Peggy; Cho, Yoonjung; Schallert, Diane L (2006). Middle school

students’ self-efficacy, attitudes, and achievement in a computer-enhanced

problem-based learning environment. Journal of Interactive Learning

Research, 17(3), 225-242.

Louis S. N., Janet C. Patricia P. et al. (2013). Teacher STEM perception and

preparation: Inquiry based STEM professional development for elementary

teachers. The Journal of Educational Research, 106(1),157–168.

Lunenburg, F. C. dan Ornstein, A. C. (2008). Educational administration: Concepts

and practices. USA: Thompson Higher Education.

355

Lynn, M. R. (1986). Determination and quantification of content validity, Nursing

Research &Health, 35, 382-385.

Madden, L., Beyers, J., & O’Brien, S. (2016). The importance of STEM education in

the elementary grades: Learning from pre-service and novice teachers’

perspectives. Electronic Journal of Science Education, 20(5), 1-18.

Mahsa Kazemppour (2014). I can’t teach science! A case study of an elementary pre-

Service teacher’s intersection of science experiences, beliefs, attitude, and

self-efficacy. International Journal of Environmental and Science

Education, 9(1), 77-96.

Maloney, D., O’Kuma, T., Hieggelke, C., & Heuvelen, A. V. (2001). Surveying

students’ conceptual knowledge of electricity and magnetism. American

Journal of Physics, 69, 12-23.

Mamour, C. T. (2008). The relevance and implications of vygotsky’s sociocultural

theory. The Second Language Classroom, 5, 244–262.

Martin, M., Mullis, I., Foy, P., & Hooper, M. (2016). TIMSS 2015 international results

in science. Boston, MA: TIMSS and PIRLS International Study Centre.

Massachusetts Department of Education. (2006). Massachusetts science and

technology/engineering curriculum framework. Malden, MA: Author.

Retrieved from http://www.doe.mass.edu/frameworks/scitech/1006.pdf

Maxwell, Deborah, O., Lambeth, Dawn T., Cox, J. T (2015). Effects of using inquiry-

based learning on science achievement for fifth-grade students. Asia-Pacific

Forum on Science Learning & Teaching, 16(1), 106-136.

McDermott, L. C. (1991). Millikan Lecture 1990: What we teach and what is

learned—Closing the gap. American journal of physics, 59(4), 301-315.

McDermott, L. C. (2001). Oersted Medal Lecture 2001: Physics education research–

The key to student learning. American Journal of Physics, 69(1), 1127-1335.

McDermott, L. C., & Shaffer, P. S. (1992). Research as a guide for curriculum

development: An example from introductory electricity. Part I: Investigation

of student understanding. American Journal of Physics, 60(1), 994-999.

McDermott, L. C., Shaffer, P. S. & the Physics Education Group (2002). University of

Washington Tutorials in Introductory Physics. NJ: Prentice Hall.

McGehee, N. J. L. (2015). Project-based learning in STEM and act achievement

(Thesis Master of Arts). Tennessee Technological University. Retrived from

ProQuest Database. (1589909).

McKenna, A. & Hirsch, P. (2005, Jun) Evaluating student confidence in engineering

design, teamwork, and communication. Paper presented at the meeting of the

American Society for Engineering Education.

http://www.doe.mass.edu/frameworks/scitech/1006.pdf

356

Mehalik, M., Doppelt, Y., & Schunn, C. (2008). Middle-school science through

design-based learning versus scripted inquiry: better overall science concept

learning and equity gap reduction. Journal of Engineering Education, 97(1),

71-85.

Mehmet Sencer Corlu (2012). A pathway to STEM education: Investigating pre-

service mathematics and science teachers at Turkish universities in terms of

their understanding of mathematics used in science (Doctoral dissertation).

Texas A & M University.

Meneghetti, C., De Beni, R. & Cornoldi, C. (2007). Strategic knowledge and

consistency in students with good and poor study skills. European Journal

of Cognitive Psychology, 19(4/5), 628-649.

Mentzer, N. J. (2008). Academic performance as a predictor of student growth in

achievement and mental motivation during an engineering design challenge

in engineering and technology education (Doctoral dissertation). Utah State

University.

Mentzer, N., & Becker, K. (2010, June). Exploring engineering design knowing and

thinking as an innovation in STEM learning. Paper presented at the P-12

Engineering and Design Education Research Summit, Seaside, OR.

Meyrick, K. M. (2011). How STEM Education Improves students learning. Meridian

K-12 School Computer Technologies, 14(1) 1-6.

Miaoulis, I. (2014). K-12 engineering: the missing core discipline. In S Purzer, J

Strobel, & M Cardella (Eds.), Engineering in Pre-college settings: Research

into practice (pp. 21–34). West Lafayette, Indiana: Purdue University Press.

Michaela Zint (2002). Comparing three attitude-behavior theories for predicting

science teachers’ intentions. Journal of Research in Science Teaching. 39(9),

819–844.

Mills, A. (2017). What is STEM education? Diperolehi dari

http://www.mtu.edu/news/storie...

Milvain, C. (2008). Thinking skills within the humanities discipline. Ethos, 16(4), 6-

10.

Mohr‐Schroeder, M. J., Jackson, C., Miller, M., Walcott, B., Little, D. L., Speler, L.,

... & Schroeder, D. C. (2014). Developing middle school students' interests

in stem via summer learning experiences: See blue stem camp. School

Science and Mathematics, 114(6), 291-301.

Molenda, M., &. Russell, J. D. (2005). Instruction as an intervention. In H. D.

Stolovitch and E.J. Keeps (Eds), Handbook of human performance

technology (3rd ed), San Francisco: John Wiley & Sons.

Moore, R. (2006). Class attendance: How students’ attitudes about attendance relate

to their academic performance in introductory Science Classes. Research and

Teaching in Developmental Education, 23 (1), 19–33.

http://www.mtu.edu/news/stories/2017/september/what-stem-education.html

357

Moore, T. J., Johnson, C. C., Peters-Burton, E. E., & Guzey, S. S. (2016). The need

for a STEM road map. In C. C. Johnson, E. E. Peters-Burton, & T. J. Moore

(Eds.), STEM road map: A framework for integrated STEM education (pp.

3-12). NY: Routledge Taylor & Francis Group.

Moore, T.J., Glancy, A.W., Tank, K.M., Kersten, J.A., Smith, K.A., Karl, A., &

Stohlmann, M.S. (2014a). A framework for quality K-12 engineering

education: research and development. Journal of Pre-College Engineering

Education, 4(1), 255-267.

Moore, T.J., Stohlmann, M.S., Wang, H., Tank, K.M., Glancy, A.W., & Roehrig, G.H.

(2014b). Implementation and integration of engineering in K-12 STEM

education. In S Purzer, J Strobel, & M Cardella (Eds.), Engineering in Pre-

college settings: research into practice (pp. 35–60). West Lafayette, Indiana:

Purdue University Press.

Morrison, G., Ross, S., & Kemp, J. (2007). Designing effective instruction (5th ed.).

Hoboken, NJ: Wiley.

Morse, J. M. (1991). Approaches to qualitative-quantitative methodological

triangulation. Nursing Research, 40 (1), 120-123.

Movahedzadeh, F. (2011). Improving students’ attitudes towards science through

blended learning. Science Education and Civic Engagement. 3(2): 13-19.

Mullis, I. V. S., & Martin, M. O. (Eds.). (2017). TIMSS 2019 assessment frameworks.

Boston, MA: TIMSS & PIRLS International Study Center.

Mullis, I., Martin, M., Foy, P., & Hooper, M. (2016). TIMSS 2015 international results

in mathematics. Boston, MA: TIMSS & PIRLS International Study Center.

Nadelson, L. S., Callahan, J., Pyke, P., Hay, A., Dance, M., & Pfiester, J. (2013).

Teacher STEM perception and preparation: Inquiry-based STEM

professional development for elementary teachers. The Journal of


Nadelson, L. S., Seifert, A., Moll, A. J. & Coats, B (2012). i-STEM Summer Institute:

An integrated approach to teacher professional development in STEM.

Journal of STEM Education, 13(2), 69-83.

National Academies Press (2013). Next generation science standards: for states, by

states. Washington: National Academy of Sciences.

National Academy of Engineering & National Research Council (NAE & NRC).

(2009). Engineering in K-12 education: understanding the status and

improving prospects. Washington, DC: National Academies Press.

National Academy of Engineering (2005). Educating the engineer of 2020: Adapting

engineering education to the new century. Washington, DC: National

Academies Press.

358

National Academy of Science (2007). Rising above the gathering storm: Energizing

and employing America for a brighter economic future. Washington, DC:

National Academies Press.

National Assessment Governing Board (NAGB). (2008). NAEP 2009 science

framework. (Using Technological Design), NAGB.

National Research Council (1997). Improving student learning in mathematics and

science: The role of national standards in state policy. Washington, DC:


National Research Council (2009). Learning science in informal environments:

People, places, and pursuits. Washington, DC: The National Academies

Press.

National Research Council (2009). Rising above the gathering storm two years later:

accelerating progress towards a brighter economic future. Washington, DC:

The National Academies Press. http://www.nap.educ/catalog/12537.

National Research Council (2012). A framework for K-12 science education:

Practices, crosscutting concepts, and core ideas. Washington, DC: The


National Research Council (2012). A framework for K-12 science education:

Practices, crosscutting concepts, and core ideas. Committee on a Conceptual

Framework for New K-12 Science Education Standards, Board on Science

Education, Division of Behavioral and Social Sciences and Education.

Washington, DC: National Academies Press.

National Research Council (2014). STEM learning is everywhere: Summary of a

convocation on building learning systems. Washington, DC: The National

Academies Press.

National Research Council (NRC) (2010). Exploring the intersection of science

education and 21st century skills: A workshop summary. Washington, DC:


National Research Council (1996). National science education standards.

Washington, DC: National Academies Press.

National Research Council. (2010). Standards for K-12 engineering education.

National Academies Press.Washington, DC: National Academies Press.

National Science Foundation (2009, October 29). Innovative technology experiences

for students and teachers (ITEST). Diperolehi dari http://www.nsf.

gov/pubs/2009/nsf09506/nsf09506.htm

Nguyen, D. H., & Rebello, N. S. (2011). Students’ difficulties with integration in

electricity. Physical Review Special Topics-Physics Education Research,

7(1), 010113.

http://www.nap.educ/catalog/12537

359

Nichols, M., Cator, K., & Torres, M. (2016). Challenge Based Learning User Guide.

Redwood City, CA: Digital Promise.

Nik Azis Nik Pa (2007). Pengembangan Nilai dalam Pendidikan Matematik: Cabaran

dan Keperluan. Kertas Kerja Ucaputama dalam International Seminar on

Development of Values in Mathematics and Science Education. Universiti

Malaya, Kuala Lumpur.

Nik Zaharah Nik Yaacob (2006). Kajian penerapan nilai murni menerusi pengajaran

bermodul (Tesis PhD). Universiti Kebangsaan Malaysia.

Noor Azliza Che Mat & Lilia Halim. (2002). Reka bentuk dan keberkesanan

pembelajaran berbantukan multimedia pendekatan konstruktivisme bagi

sains KBSM. Jurnal Teknologi, 36, 1-38.

NSB. (2018). Science and engineering indicators 2018. Alexandria, VA: National

Science Foundation. Diperolehi dari https://www.nsf.gov/statistics...

Ntemngwa, C., & Oliver, S. (2018). The implementation of integrated science

technology, engineering and mathematics (STEM) instruction using robotics

in the middle school science classroom. International Journal of Education

in Mathematics, Science and Technology, 6(1), 12-40.

OECD. (2012). Program for International Student Assessment results (PISA) from

PISA 2012: Country note- United States. Diperoleh dari

http://www.oecd.org/pisa/keyfindings/PISA-2012-results-US.pdf

OECD. (2017). PISA 2015 technical report. Diperolehi dari https://www.

oecd.org/pisa/sitedocument/PISA-2015-technical-report-final.pdf

Ogborn, J. (1997). Constructivist metaphors of learning science. Science & Education,

6(1-2), 121-133.

Oh, P.S. & Yager, R. E. (2004). Development of Constructivist Science Classrooms

and Changes in Student Attitudes toward Science Learning. Science

Education International, 15(2), 105 – 113.

Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD). (2006).

Assessing scientific, reading and mathematical literacy: A framework for

PISA 2006. Paris: OECD.

Ornstein, A. (2006). The frequency of hands-on experimentation and student attitudes

towards science: a statistically significant relation. Journal of Science

Education and Technology, 15(3), 285-297.

Osborne, J., Simon, S., & Collins, S. (2003). Attitudes towards science: A review of

the literature and its implications. International journal of science education,

25(9), 1049-1079.

Ozfidan, B., & de Miranda, M. A. (2017). K12 Teacher Credentialing Containing

Engineering Content in the USA. Eurasia Journal of Mathematics, Science

and Technology Education, 14(1), 3-13.

https://www.nsf.gov/statistics/indicators/

http://www.oecd.org/pisa/keyfindings/PISA-2012-results-US.pdf

http://www/

360

Ozfidan, B., Cavlazoglu, B., Burlbaw, L., & Aydin, H. (2017). Reformed Teaching

and Learning in Science Education: A Comparative Study of Turkish and US

Teachers. Journal of Education and Learning, 6(3), 23-30.

P. R., Li, E. & Roth, E. J. (2010). Is science me? High school students’identities,

participation, and aspirations in science, engineering, and medicine. Journal

of Research in Science Teaching, 47(5), 564-582.

Pallant, J. (2011). A Step by step guide to data analysis using SPSS (4th ed.). Australia:

Allen & Unwin.

Papanastasiou, C. (2002). School, teaching and family influence on student attitudes

toward science: Based on TIMSS data Cyprus. Studies in Educational

Evaluation, 28, 71–86.

Patricia, M. Sthorhunt (1996). An Analysis of Frequency of Hands-on Experienceand

Science Achievement. Journal of Research in Science Teaching, 33(1), 101-

109.

Pearson, F. & Young, A.T. (Eds.). (2002). Technically speaking: Why all Americans

need to know more about technology. Washington, DC: National Academies

Press.

Pepper, R. E., Chasteen, S. V., Pollock, S. J., & Perkins, K. K. (2010, October). Our

best juniors still struggle with Gauss’s Law: Characterizing their difficulties.

In AIP Conference Proceedings (Vol. 1289, No. 1, pp. 245-248). American

Institute of Physics.

Polit D. F., Beck. C.T., & Owen, S.V. (2007). Is the CVI an acceptable indicator of

content validity? Appraisal and recommendations. Research in Nursing

&Health, 30(4), 459-467.

Pollock, S. J. & Chasteen, S. V. (2009). A Research‐Based Approach to Assessing

Student Learning Issues in Upper‐Division Electricity & Magnetism. In AIP

Conference Proceedings (Vol. 1179, No. 1, pp. 7-10). American Institute of

Physics.

Pollock, S. J. (2009). Longitudinal study of student conceptual understanding in

electricity and magnetism. Physical Review Special Topics-Physics

Education Research, 5(2), 110-120.

Popa, R. A., & Ciascai, L. (2018). Students’ Attitude towards STEM Education. Acta

Didactica Napocensia, 3(3), 7-14.

Prestera, G. E. (2004). Understanding ADDIE: A foundation for instructional design.

Diperolehi dari http://pdgresources.files.wordpress.com/010/07/pdg_white

_paper_ep2004-wp1_10-0702.pdf

Purzer, S, Strobel, J, & Cardella, ME (Eds.). (2014). Engineering in pre-college

settings: Synthesizing research, policy, and practices. Purdue: Purdue

University.

ttp://pdgresources.files.wordpress.com/

361

Purzer, Ş., Goldstein, M. H., Adams, R. S., Xie, C., & Nourian, S. (2015). An

exploratory study of informed engineering design behaviors associated with

scientific explanations. International Journal of STEM Education, 2(1), 9-

25.

Pusat Perkembangan Kurikulum (2001). Pembelajaran Secara Konstruktivisme.

Kuala Lumpur. Kementerian Pendidikan Malaysia.

Rahayu, T., Syafril, S., Othman, K. B., Halim, L., & Erlina, N. (2018). Kualiti guru,

isu dan cabaran dalam pembelajaran STEM.

https://doi.org/10.31219/osf.io/jqcu6

Ravitz, J. (2010). Beyond Changing Culture in Small High Schools: Reform Models

and Changing Instruction with Project-Based Learning. Peabody Journal of

Education, 85(1), 290-312.

Reeve, E. (2002). Translating standards for technological literacy into curriculum. The

Technology Teacher, 62(3), 33-36.

Reeve, E., Nielson, C., & Meade, S. (2003). Utah junior high teachers respond to

standards for technological literacy. The Technology Teacher, 62(8), 26-29.

Regehr, G., & Brooks, L. R. (1993). Perceptual manifestations of an analytic structure:

the priority of holistic individuation. Journal of Experimental Psychology.

General, 122(1), 92–114.

Reiser, R.A. (2001). A history of instructional design and technology: Part II: A history

of instructional design. Educational Technology, Research and Development

49(2), 57-67.

Reiss, M., & Holman, J. (2007). S-T-E-M working together for schools and colleges.

The Royal Society Handbook of Research on Environmental Education, 1(8),

542-548.

Ricks, M. M. (2006). A study of the impact of an informal science education program

on middle school students' science knowledge, science attitude, stem high

school and college course selections, and career decisions (Unpublished

doctoral dissertation). The University of Texas at Austin, Austin.

Roehrig, G. H., Moore T. J., Wang, H.-H., & Park, M. S. (2012). Is adding the E

enough? Investigating the impact of K-12 engineering standards on the

implementation of STEM integration. School Science and Mathematics,

112(1), 31– 44.

Rokeach, M. (1973). The nature of human values. New York. Free Press. Dalam

Sufean Hussin (1995). Pengajaran nilai dalam kurikulum. Petaling Jaya.

Fajar Bakti.

Rutherford, F. J., & Ahlgren, A. (1989). Science for all Americans. New York: Oxford

University Press.

362

Ryan, R.M., & Deci, E.L. (2000). Self-determination theory and the facilitation of

intrinsic motivation, social development and well-being. American

Psychologist, 55(1), 68–78.

Sadaghiani, H. R. (2011). Using multimedia learning modules in a hybrid-online

course in electricity and magnetism. Physical Review Special Topics-Physics


Sadler, T. D., & Zeidler, D. L. (2009). Scientific literacy, PISA, and socioscientific

discourse: Assessment for progressive aims of science education. Journal of

Research in Science Teaching, 46(8), 909-921.

Sanders, M. E. (2009). Integrative STEM education primer. The Technology Teacher,

68(4). 20-26.

Sanders, M. E. (2012). Integrative Stem Education as “Best Practice”. Explorations of

best practice in technology, design and engineering education, 2(1), 102-

117.

Sattar Rasul, Kamisah Osman, Zanaton Ikhsan, Faszly Rahim, Edy Hafizan Mohd

Shahali, Lilia Halim (2015). Bitara-STEM training of trainers’ programme:

Impact on trainers’ knowledge. integrated STEM. Teaching Journal of Baltic

Science Education, 14(1), 117-123.

Savelsbergh, E. R., de Jong, T., & Ferguson-Hessler, M. G. (2011). Choosing the right

solution approach: The crucial role of situational knowledge in electricity and

magnetism. Physical review special topics-Physics education research, 7(1),

10-13.

Sayre, E. C., & Heckler, A. F. (2009). Peaks and decays of student knowledge in an

introductory E&M course. Physical Review Special Topics-Physics

Education Research, 5(1), 013101.

Schunn, C. D. (2009). How kids learn engineering: The cognitive science perspective.

The Bridge: Linking Engineering and Society, 39(3), 32-37.

Schunn, C. D. (2011). Design principles for high school engineering design

challenges: Experiences from high school science classrooms. Diperoleh

dari the National Center for Engineering and Technology Education website:

http://ncete.org/flash/pdfs/Design%20Principles%20Schunn.pdf

Selcen Guzey, Michael Harwell & Tamara Moore (2014). Development of an

instrument to assess attitudes toward Science, Technology, Engineering, and

Mathematics (STEM). School Science & Mathematics, 114(6), 271-279.

Shaffer, P. S. & McDermott, L. C. (1992). Research as a guide for curriculum

development: An example from introductory electricity. Part II: Design of an

instructional strategy. American Journal of Physics, 60(1), 1003-1112.

Shapiro, S. S., & Wilk, M. B. (1965). An analysis of variance test for normality

(Complete Samples). Biometrika, 52(314), 591-611.

http://ncete.org/flash/pdfs/Design%20Principles%20Schunn.pdf

363

Sheppard, S. D., Macatangay, K., Colby, A., & Sullivan, W. M. (2009). Educating

engineers: Designing for the future of the field. San Francisco: Jossey-Bass.

Sidek Mohd Noah (2002). Reka bentuk penyelidikan: Falsafah, teori dan praktis.

Serdang: Penerbit Universiti Putra Malaysia.

Sidek Mohd Noah dan Jamaludin Ahmad (2005). Pembinaan modul. Bagaimana

membina modul latihan dan modul akademik. Serdang: Penerbit UPM.

Siew, N. M., Amir, N., & Chong, C. L. (2015). The perceptions of pre-service and

inservice teachers regarding a project-based STEM approach to teaching

science. SpringerPlus, 4(1), 1–20.

Silk, E. M., & Schunn, C. (2008). Core concepts in engineering as a basis for

understanding and improving K-12 engineering education in the United

States. Paper presented at the National Academy Workshop on K-12

Engineering Education, Washington, DC.

Simpkins, S. D., Davis-Kean, P. E., & Eccles, J. S. (2006). Math and science

motivation: A longitudinal examination of the links between choices and

beliefs. Developmental psychology, 42(1), 70-75.

Singh, C. (2002). Hands-on Homework for Introductory Science. Journal of College

Science Teaching, 32(2), 126-130.

Singh, C. (2006). Student understanding of Symmetry and Gauss’s law of electricity.

American Journal of Physics, 74(10), 923-936.

Smaldino, S.E., Russell, J.D., Heinich, R. & Molenda, M. (2008). Instructional Media

and Technology for Learning. Upper Saddle Rive, NJ: Pearson Education,

Inc.

Sneider, C. (2010). Appendix B: Draft—A vision of engineering standards in terms of

big ideas. Committee on Standards for K–12 Engineering Education (Ed.),

Standards for K–12 engineering education, 136-143.

Sneider, C. (2011). A possible pathway for high school science in a STEM world.

Diperoleh dari http://ncete.org/flash/pdfs/Possible%20Pathway%20Sne

ider.pdf

Sneider, C. (2012). Core ideas of engineering and technology: Understanding a

framework for K-12 science education. The Science Teacher, 79(1), 32-36.

Standish, N., Christensen, R., Knezek, G., Kjellstrom, W., & Bredder, E. (2016). The

effects of an engineering design module on student learning in a middle

schoolscience classroom. International Journal of Learning, Teaching and


Stemler, S. E. (2004). A Comparison of consensus, consistency, and measurement

approaches to estimating interrater reliability. Practical Assessment,

Research, and Evaluation. 9(1), 1-19.

http://ncete.org/flash/pdfs/Possible%20Pathway%20Sne

364

Stern, D. & Stearns, R. (2006). Combining academia and career-technical courses to

make college an option for more students: Evidence and challenges.

Berkeley: The University of California.

Stohlmann, M., Moore, T. J. & Roehrig, G. H. (2012). Considerations for Teaching

Integrated STEM Education. Journal of Pre-College Engineering Education

Research (J-PEER), 2(1), 4-15.

Strobel, J. & Van Barneveld, A. (2009). When is PBL more effective? A meta-

synthesis of meta-analyses comparing PBL to conventional classrooms.

Interdisciplinary Journal of Problem-based Learning, 3(1), 44-58.

Sümen, Ö. Ö., & Çalisici, H. (2016). Pre-Service Teachers' Mind Maps and Opinions

on STEM Education Implemented in an Environmental Literacy Course.

Educational sciences: Theory and practice, 16(2), 459-476.

Summerville, J. & Reid-Griffin, A. (2008). Technology integration and instructional

design. TechTrend, 52(5), 45–51.

Sun Young Han & Daniel Carpenter (2014). Construct validation of student attitude

towards science, technology, engineering and mathematics project- based

learning: The case of Korean middle school grade students. Middle Grades

Research Journal, 9(3). 27–41.

Tabachnick, B., & Fidell, L. (2007). Using multivariate statistics (5th ed.). Upper

Saddle River, NJ: Allyn and Bacon.

Talbot, H. A. (2014). Effect of out-of-school time STEM education programs:

Implications for policy. Retreived from ProQuest Database. (Number: AAT

3668390).

Tanenbaum, C. (2016). STEM 2026: A vision for innovation in STEM education.

Diperolehi dari https://www.air.org/system/files/downloads/report/STEM-

2026-Vision-for-Innovation-September-2016.pdf

Taylor, S., & Bogdan, R. C. (1998). Introduction to qualitative research methods: The

search for meanings (3rd ed.). New York: Wiley.

Thorpe, C. (2010). Promoting academic achievement in the middle school classroom:

Intergrating effective study skills instruction. Retrieved from ERIC database.

(ED510601).

Topcu, M. S. (2010). Development of attitudes towards socioscientific issues scale for

undergraduate students. Evaluation & Research in Education, 23(1), 51-67.

Tudge, J. R. H., & Winterhoff, P. A. (1993). Vygostky, Piaget, and Bandura:

Perspectives on the Relations between the Social World and Cogntive

Development. Human Development, 36(1), 61–81.

Turkmen, Lutfullah (2013). In-service Turkish elementary and science

teachers’attitudes toward Science and science teaching: A sample from Usak

province. Science Education International, 24(4), 437-459.

http://www.air.org/system/files/downloads/report/STEM-

http://www.air.org/system/files/downloads/report/STEM-

365

Turns, J., Adams, R. S., Martin, J., Cardella, M., Newman, J., & Atman, C. J. (2006).

Tackling the research-to-teaching challenge in engineering design education:

Making the invisible visible. International Journal of Engineering

Education, 22(3), 115-123.

Unfried, A., Faber, M., Stanhope, D.S. & Wiebe, E. (2015). The development and

validation of a measure of student attitudes toward Science, Technology,

Engineering and Math (S-STEM). Journal of Psychoeducational

Assessment, 33(7), 622 – 639.

Van Aalderen‐Smeets, S. I., Walma van der Molen, J. H., & Asma, L. J. (2012).

Primary teachers' attitudes toward science: A new theoretical framework.

Science education, 96(1), 158-182.

Veloo, A., Rahimah, N. & Rozalina, K. (2015). Attitude towards physics and

additional mathematics achievement towards pysics achievement.

International Education studies, 8(3), 35-43.

Virginia, R. (1997). Constructivist teacher education: Building a world of new

understandings. Falmer Press. Washington.

Vygotsky, L.S. (1978). Mind in society. Cambridge, MA: Harvard University Press.

Walker, M. (2001). Engineering identities. British Journal of Sociology of

Education, 22(1), 75-89.

Wallace, C. S., & Chasteen, S. V. (2010). Upper-division students’ difficulties with

Ampere’s law. Physical Review Special Topics-Physics Education

Research, 6(2), 2-15.

Wang, J., Dyehouse, M., Weber, N. R., & Strobel, J. (2012). Conceptualizing

authenticity in engineering education: A systematic literature review. Paper

presented at the meeting of the American Society for Engineering Education,

San Antonio, TX.

Wang, M.T. & Degol, J. (2013). Motivational pathways to STEM career choices:

Using expectancy-value perspective to understand individual and gender

differences in STEM fields. Developmental Review, 33(4), 304-340.

Watkins, J, Spencer, K, & Hammer, D. (2014). Examining young students’ problem

scoping in engineering design. Journal of Pre-College Engineering


Weber, K. (2005). A proactive approach to technological literacy. The Technology

Teacher, 64(7), 28-30.

Webster, A., Campbell, C., & Jane, B. (2006). Enhancing the creative process for

learning in primary technology education. International Journal of

Technology and Design Education, 16(3), 221-235.

Wendell, K., & Rogers, C. (2013). Engineering Design‐Based Science, Science

Content Performance, and Science Attitudes in Elementary School. Journal


366

Wheelock, A., Haney, W. & Bebell, D. (2000). What can student drawings tell us

about high-stakes testing in Massachusetts? TCRecord. Org.

http://www.tcrecord.org/Content.asp?ContentID=10634

White, E. L., & Harrison, T. G. (2012). UK School Students' Attitudes towards Science

and Potential Science-Based Careers. Acta Didactica Napocensia, 5(4), 1-

10.

Wigfield, A. (2000). Expectancy-value theory of achievement motivation: A

developmental perspective. Educational psychology review, 6(1), 49-78.

Wigfield, A., & Cambria, J. (2010). Expectancy-value theory: Retrospective and

prospective. Advances in motivation and achievement, 16(part A), 35-70.

Wigfield, A., & Eccles, J. (Eds.). (2001). Development of achievement motivation. San

Diego, CA: Academic Press.

Wigfield, A., Tonks, S., & Klauda S.L. (2009). Expectancy-value theory. In: Wentzel

K.R., Wigfield A (eds) Handbook of motivation in school (pp 55–76). New

York: Routledge Taylor Francis Group.

Williams, K., Kurtek, K. & Sampson, V. (2011). The affective elements of science

learning: A questionnaire to assess-and improve-student attitudes toward

science. Science Teacher, 78(1), 40 - 45

Wong S., & Kamisah O., (2018). Pembelajaran Berasaskan Permainan dalam

Pendidikan Stem dan Penguasaan Kemahiran Abad Ke-21. Politeknik &

Kolej Komuniti Journal of Social Sciences and Humanities, 3(1), 121-135.

Wortham, S. C., Barbour, A., & Desjean-Perrotta, B. (1998). Portfolio assessment: a

handbook for preschool and elementary educators. Olney, MD: Association

of Childhood Education International.

Yaeger (2002). Innovations and outcomes in engineering education: Active learning

in dynamics classes (Unpublished doctoral dissertation). Pennsylvania State

University, State College, PA.

Yarker, M. B. & Park, S. (2012). Analysis of Teaching Resources for implementing

an interdisciplinary Approach in the K-12 classroom. Eurasia Journal of

Mathematics, Science & Technology Education, 8(4), 223-232.

Yennah Juakim (2013). Hubungan sikap, minat dan pengajaran guru dengan

pencapaian akademik dalam mata pelajaran matematik di kalangan pelajar

di Sekolah Menengah Kota Marudu, Sabah (Masters thesis). Universiti

Malaysia Sabah.

Yilmaz, S., Seifert, C. M., & Gonzalez, R. (2010). Cognitive heuristics in design:

Instructional strategies to increase creativity in idea generation. Artificial

Intelligence for Engineering Design, Analysis and Manufacturing, 24, 335-

355.

http://www.tcrecord.org/Content.asp?ContentID=10634

367

Zacharia, Z. C., & Barton, A. C. (2004). Urban Middle-School Students’ Attitude

Toward a Defined Science. Science Education, 88, 197 – 222.

Zaidatol Akmaliah (2005). Pengenalan. Dalam Zaidatol Akmaliah & Foo Say Fooi.

(Pnyt). Memperkasa pendidikan pelajar berisiko (hlmn. 1 - 4). Serdang:

UPM.

Zainab Jelani, Johari Surif & Sulaiman Shakib (2014). Modul pengajaran sains

berdasarkan model konstruktivis bersepadu. Kertas Kerja Oasis International

Conference on Islamic Education (OICIE2014) di PWTC, Kuala Lumpur.

Zainuddin Abu Bakar (2008). Teori-teori perkembangan. Psikologi Pendidikan,

3, 21– 23.

Zimmerman, D. C. (2010). Project Based Learning for life skill building in 12th grade

social studies classrooms: A case study (Phd Dissertation). Dominican

University of California, San Rafael, CA.

368

LAMPIRAN

LAMPIRAN A: Modul Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka Bentuk

Kejuruteraan (PSB-CRBK) [PANDUAN PELAJAR]

369

370

371

372

Perkara

Pendahuluan Pembelajaran dalam Pendidikan Integrasi STEM Mengapa perlu Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan dalam Pembelajaran

STEM?

Unit Pembelajaran STEM 1 : PEMBINAAN PAKU

ELEKTROMAGNET

Unit Pembelajaran STEM 2 : PEMBURU DAN MONYET Unit Pembelajaran STEM 3 : PEMBINAAN KERETAPI ELEKTRIK Unit Pembelajaran STEM 4 : PENJANA ELEKTRIK UBI

KENTANG

Unit Pembelajaran STEM 5 : PEMBINAAN VAKUM ELEKTRIK Unit Pembelajaran STEM 6 : PEMBINAAN PENGHAWA

DINGIN ELEKTRIK

373

Pendahuluan

STEM adalah singkatan yang digunakan dalam tahun 1990-an oleh

National Science Foundation (NSF) dan menjadi label generik untuk

program, amalan, acara atau dasar yang melibatkan satu atau lebih disiplin

iaitu Sains, Matematik, Teknologi dan Kejuruteraan (Bybee, 2010).

National Science Foundation (NSF) mendefinisikan STEM sebagai suatu

bidang yang luas bukan sahaja melibatkan sains, matematik, kejuruteraan,

komputer dan sains informasi malah melibatkan sosial atau perlakuan sains

sebagai psikologi, ekonomi, sosiologi dan sains politik. Secara

keseluruhannya, pembelajaran STEM merupakan suatu bidang yang luas dan

mempunyai definisi yang pelbagai mengikut pakar-pakar STEM.

Malaysia juga tidak mahu ketinggalan dalam bidang pendidikan.

Malaysia mengetahui akan kebaikan pembelajaran STEM dalam

pembangunan masyarakat dan ekonomi. Menurut Kamaleswaran et al.

(2014), pembelajaran STEM memainkan peranan penting untuk kemajuan

masyarakat dan kualiti hidup masa kini. Di Malaysia, cadangan

pengintegrasian STEM didorong oleh pencapaian sains dan matematik yang

rendah dalam kalangan pelajar sekolah menengah. Pentaksiran

antarabangsa terhadap tahap pencapaian sains dan matematik pelajar di

Malaysia menunjukkan pencapaian pelajar adalah lemah.

Pencapaian Malaysia dalam Trend in International Mathematics and

Science Study (TIMMS) antara tahun 1999 dan 2011 menunjukkan bahawa

pencapaian pelajar adalah menurun. Keputusan tahun 2009 dalam

Programme for International Students Assessment (PISA) juga

mencatatkan penurunan kepada kelompok satu pertiga bawah antara 75

negara yang terlibat, iaitu di bawah purata Organisation for Economic Co-

operation and Development (OECD) (Sattar et al., 2015). Walau

bagaimanapun dalam tahun 2015, pencapaian Malaysia dalam TIMSS

menunjukkan peningkatan berbanding tahun sebelumnya tetapi masih dalam

kategori penanda arasan tahap rendah iaitu mencatat skor sebanyak 465

bagi matematik dan skor sebanyak 471 bagi sains. Begitu juga PISA

menunjukkan peningkatan berbanding tahun sebelumnya tetapi skor min

masih di bawah purata OECD.

Menurut Laporan Awal Pelan Pembangunan Pendidikan Malaysia

(PPPM) (Kementerian Pelajaran Malaysia, 2012) telah meletakkan

pembelajaran STEM sebagai satu agenda yang penting dalam transformasi

pendidikan bagi menyediakan generasi muda untuk menghadapi cabaran

abad ke-21. Pembelajaran STEM dalam PPPM dilaksanakan dalam 3 fasa;

374

Gelombang 1 (2013 – 2015): pengukuhan kualiti pembelajaran STEM

dimulakan melalui peneguhan kurikulum, pengujian dan latihan guru, dan

penggunaan model pembelajaran pelbagai mod. Gelombang 2 (2016 – 2020):

kempen dan kerjasama dengan badan-badan berkaitan dilaksanakan untuk

menarik minat dan kesedaran masyarakat dalam STEM. Gelombang 3 (2021

– 2025): STEM akan dianjak ke arah kecemerlangan melalui peningkatan

keluwesan operasi yakni kementerian akan menilai inisiatif yang

dilaksanakan dan menyediakan pelan tindakan bagi inovasi selanjutnya.

Justeru, suatu modul Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka

Bentuk Kejuruteraan (PSB-CRBK) disediakan secara berstruktur.

Penggunaan pendekatan PSB-CRBK merupakan satu langkah ke depan bagi

menyediakan pendekatan pembelajaran yang membantu membangun intelek

pelajar dalam STEM seterusnya mendorong pelajar dalam kerjaya bidang

STEM. Modul ini terdiri daripada 6 aktiviti yang disesuaikan dengan

kaedah Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan dan isi kandungan pendidikan

lepas menengah (Tingkatan Enam). Aktiviti-aktiviti STEM yang disediakan

adalah autentik, terbuka kepada penyepaduan disiplin-disiplin ilmu yang

berbeza dan boleh digunakan untuk menghubungkan kelas sains dengan

persekitaran kerja dunia sebenar. Modul ini menyediakan panduan kepada

guru dalam usaha meningkatkan kualiti pengajaran dan pembelajaran yang

bermatlamat untuk menarik minat pelajar terhadap bidang STEM melalui

aktiviti yang mencabar, menyeronokkan dan bermakna.

Pembelajaran Dalam Pendidikan Integrasi STEM

STEM adalah akronim untuk Sains, Teknologi, Kejuruteraan, dan

Matematik. Walaupun begitu, Sneideman (2013) berpandangan bahawa

STEM adalah suatu falsafah atau cara berfikir yang mana beberapa mata

pelajaran iaitu Sains, Matematik, Kejuruteraan dan Teknologi

diintegrasikan menjadi satu bidang pendidikan yang dianggap lebih sesuai

dan relevan untuk diajarkan di sekolah terutamanya, kerana ia menekankan

aspek praktikaliti dan realiti. STEM juga dikatakan sebagai integrasi yang

berguna dalam pelbagai bidang kerana ia dapat digunakan dalam

menyelesaikan masalah sebenar (Breiner et al., 2012). Dengan cara ini

pelajar belajar Sains dan Matematik dalam konteks sebenar, realistik dan

bermakna melalui aplikasi teknologi dan rekacipta. Pembelajaran cara ini

adalah lebih menyeronokkan, melibatkan hands-on dan memberi pengalaman

terus yang merangsang untuk pelajar berfikir dan menyelesaikan masalah.

375

Mengapa Perlu Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan Dalam Pembelajaran

STEM?

Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan ini perlu diaplikasikan dalam

pengajaran dan pembelajaran kerana ia menyokong pembelajaran

bersepadu yang menyeluruh selaras dengan Falsafah Pendidikan

Kebangsaan dan keperluan pelajar. Di samping itu, pendekatan ini dilihat

dapat menerima persamaan dan perbezaan antara individu dengan mengakui

bahawa setiap pelajar adalah unik dengan cara pembelajaran yang

berlainan. Ia juga diyakini dapat meningkatkan harga diri, kreativiti dan

motivasi melalui pengajaran dan pembelajaran yang menyeronokkan.

Selain itu, pendekatan ini dapat mewujudkan suasana pembelajaran

secara kolaboratif di sekolah dan menggalakkan inovasi dan penyelidikan

baru dalam pengajaran. Menurut Hynes et al. (2011), terdapat sembilan

langkah dalam Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan (CRBK) iaitu Kenal Pasti

Masalah, Kaji Masalah, Membangunkan Penyelesaian, Memilih Penyelesaian

Terbaik, Membina Prototaip, Menguji dan Menilai Penyelesaian,

Memaparkan Penyelesaian, Mereka bentuk Semula dan Memuktamadkan

Reka Bentuk. Justeru itu, setiap modul pembelajaran STEM ini

menggunakan sembilan langkah CRBK mengikut kesesuaian subjek, kelas

dan tahap kebolehan pelajar. Rajah 1.1 di bawah menunjukkan Model

Cabaran Reka bentuk Kejuruteraan oleh NCETE yang disyorkan oleh Hynes

et al. (2011).

376

Rajah 1.1: Model Cabaran Reka bentuk Kejuruteraan oleh NCETE

377

UNIT PEMBELAJARAN STEM 1:

MEMBINA PAKU ELEKTROMAGNET

HASIL PEMBELAJARAN

Dapat mengintegrasikan Sains, Teknologi, Kejuruteraan dan Matematik

bagi menghasilkan Paku Elektromagnet.

Elemen Aktiviti yang terlibat

Sains Aplikasi konsep fizik elektromagnet.

Kejuruteraan Merekabentuk paku elektromagnet

dengan kemas & kreatif.

Matematik Pengiraan untuk lilitan wayar kuprum

pada paku yang diperlukan & ukuran

saiz bongkah kayu yang sesuai.

Teknologi Uji fungsi dengan cara memerhati:

i) Kebolehfungsian paku

berkuasa elektromagnet.

ii) Kebolehgunaan paku

elektromagnet dalam

pelbagai keadaan.

mutiara kata:

378

LANGKAH-LANGKAH KESELAMATAN

Sebelum memulakan aktiviti pembelajaran yang terdapat di

dalam modul ini, pastikan anda mengambil langkah-langkah

keselamatan yang berikut:

Maklumkan kepada guru/ibu bapa sebelum memulakan

sebarang aktiviti.

Basuh tangan sebelum dan selepas melakukan aktiviti fizik

yang terdapat di dalam modul ini.

Pastikan bahan-bahan yang digunakan disimpan dengan

baik selepas melakukan aktiviti.

Berhati-hati semasa menggunakan peralatan yang tajam

atau bahan yang panas.

Dilarang menggunakan peralatan elektrik tanpa kebenaran

guru.

Pastikan segala peralatan elektrik berada dalam keadaan

baik sebelum digunakan untuk mengelakkan daripada

terkena rencatan elektrik.

Elakkan pembaziran semasa menggunakan bahan-bahan

untuk setiap aktiviti pembelajaran yang terdapat di dalam

modul ini.

Kemas dan bersihkan peralatan/bahan yang digunakan

selepas melakukan setiap aktiviti.

379

AKTIVITI BERMULA!

BAHAN-BAHAN

Pita pelekat, kertas pasir, dawai kuprum, bongkah kayu, bateri 1.5V (saiz

D),tukul, paku, gunting, klip kertas & foil aluminium.

PROSEDUR:

Anda dan rakan dicadangkan menggunakan bahan/radas seperti yang

disediakan.

Pasangkan bahan/radas yang disediakan dengan berpandukan

gambarajah seperti di bawah:

380

Gunakan 4 batang paku untuk meletakkan bateri saiz D pada bongkah

kayu yang disediakan dan memakukannya pada kayu tersebut dengan

ketat.

Ambil 1 batang paku, dan pakukan pada hujung bongkah kayu seperti

dalam rajah di atas.

Gunakan dawai kuprum dan lilitkan pada paku yang dilekatkan pada

hujung bongkah kayu tadi.

Cabaran pertama anda: Berapa banyakkah lilitan dawai

kuprum yang perlu untuk membina paku berkuasa

elektromagnet yang mampu menampung gambar monyet???

Apakah kegunaan kertas pasir dalam aktiviti ini? Terangkan

penyelesaian anda.

Penyelesaian Terbaik:

381

Setelah siap lilitan tersebut, anda perlu pastikan satu hujung dawai

kuprum diletakkan pada terminal positif bateri dan hujung dawai

kuprum yang satu lagi pada terminal negatif.

Cabaran kedua anda: Apakah faktor-faktor yang

menyebabkan paku yang berlilit dawai kuprum itu mempunyai

kuasa elektromagnet? Jelaskan.


Cabaran ketiga anda: Bagaimana anda boleh menambah

kekuatan elektromagnet pada paku tersebut??? Huraikan.


Cabaran keempat anda: Bagaimana anda dapat memastikan

paku elektromagnet ini dapat digunakan dalam kehidupan

seharian??? Huraikan jawapan anda beserta dengan contoh.


382

RUBRIK PENGHASILAN PRODUK STEM

Gunakan rubrik ini untuk menentukan prestasi kefahaman dan kemahiran

pelajar dalam melaksanakan aktiviti ini bagi menentukan sama ada mereka

berada pada tahap rendah, sederhana atau cemerlang. Rubrik yang

disediakan mempunyai sistem pemarkahan yang tersendiri iaitu pencapaian

pada tahap cemerlang mendapat 5 markah bagi setiap indikator manakala

pencapaian pada tahap sederhana dan rendah akan mendapat 3 dan 2

markah bagi setiap indikator.

TAHAP CEMERLANG

(5 Markah)

Indikator 1: Paku Elektromagnet dapat disiapkan dengan sangat

kemas, sempurna dan cara lilitan dawai yang betul dalam masa kurang

30 minit. (Aspek Kejuruteraan & Teknologi)

Indikator 2: Paku Elektromagnet yang dibina berfungsi dengan

cemerlang yang mana dapat menampung dengan cemerlang berat

gambar monyet yang disediakan. (Aspek Sains)

Indikator 3: Pengiraan matematik yang betul dari segi bilangan

lilitan dawai kuprum pada paku yang mana bilangan lilitan melebihi

daripada 300 (Aspek Matematik)

TAHAP SEDERHANA

(3 Markah)

Indikator 1: Paku Elektromagnet dapat disiapkan dengan kemas,

sederhana sempurna dan cara lilitan dawai yang betul dalam masa

antara 30 minit hingga 45 minit. (Aspek Kejuruteraan & Teknologi)


sederhana yang mana dapat menampung dengan baik berat gambar

monyet yang disediakan. (Aspek Sains)


lilitan dawai kuprum pada paku yang mana bilangan lilitan antara 200

hingga 300 (Aspek Matematik)

383

TAHAP RENDAH

(2 Markah)

Indikator 1: Paku Elektromagnet dapat disiapkan dengan kurang

kemas, tidak sempurna dan cara lilitan dawai yang betul dalam masa

melebihi 45 minit. (Aspek Kejuruteraan & Teknologi)


lemah yang mana tidak dapat menampung dengan baik berat gambar

monyet yang disediakan. (Aspek Sains)


lilitan dawai kuprum pada paku yang mana bilangan lilitan kurang

daripada 200 (Aspek Matematik)

PEMARKAHAN RUBRIK

Setiap pencapaian mempunyai markah yang tersendiri dan tahap prestasi

pelajar adalah seperti berikut:

:

Markah/ Tahap Cemerlang Sederhana Rendah

Keseluruhan 10-15 7-9 0-6

384


PEMBURU DAN MONYET

HASIL PEMBELAJARAN


bagi menghasilkan Peranti Menembak Monyet.


Sains Aplikasi konsep fizik Gerakan

Luncuran.

Kejuruteraan Merekabentuk Peranti Menembak

Monyet.

Matematik Pembuktian ketepatan tembakan

melalui pengiraan.

Teknologi Uji fungsi peranti yang dihasilkan

dengan cara memerhati:

i) Kebolehfungsian paku

berkuasa elektromagnet

ii) Peluru mengenai tepat

pada sasaran.


KATA-KATA HIKMAH:

385





sebarang aktiviti.








guru.






modul ini.



386

AKTIVITI BERMULA!

BAHAN-BAHAN

Pita pelekat, paip pvc, apit G, kaki retort, dawai kuprum, bongkah kayu,

bateri 1.5V, tukul, paku, gunting, klip kertas, foil aluminium, peluru mainan,

gam, kertas tebal dan gambar monyet.

PROSEDUR:

Anda dan rakan dicadangkan menggunakan bahan/radas yang

disediakan.



387

388

Setelah siap pasang, anda perlu meniup peluru mainan yang diisi di

dalam paip pvc supaya mengena gambar monyet yang digantung pada

paku berkuasa elektromagnet itu.

Anda perlu memastikan bahawa gambar monyet itu jatuh ke bawah

sejurus anda meniup peluru mainan tersebut.

Cabaran pertama anda: Apakah faktor yang menyebabkan

gambar monyet itu jatuh ke bawah sejurus anda meniup peluru

mainan tersebut??? Sedangkan peluru belum lagi mengena

sasaran.


389

Cabaran kedua anda: Bagaimana anda mengetahui sama ada

peranti anda bina berfungsi dengan betul atau tidak???


Cabaran ketiga anda: Anda dan rakan anda perlu

membuktikan secara matematik mengapakah peluru tersebut

mengenai tepat pada sasaran walaupun sasaran telahpun jatuh

ke bawah.


390









TAHAP CEMERLANG

(5 Markah)

Indikator 1: Peranti dapat disiapkan dengan kemas dalam masa

kurang 1 jam. (Aspek Kejuruteraan & Teknologi)

Indikator 2: Peranti yang dibina berfungsi dengan cemerlang. (Aspek

Sains)

Indikator 3: Pengiraan secara matematik yang betul dari segi 4

pemboleh ubah (halaju awal, masa, jarak menegak & jarak melintang)

berkenaan mengapakah peluru tersebut mengenai tepat pada

monyet. (Aspek Matematik)

TAHAP SEDERHANA

(3 Markah)


antara 1jam hingga 1

12

jam. (Aspek Kejuruteraan & Teknologi)

Indikator 2: Peranti yang dibina berfungsi dengan baik. (Aspek

Sains)


pemboleh ubah (mana-mana 3 daripada 4 pemboleh ubah) berkenaan

mengapakah peluru tersebut mengenai tepat pada monyet. (Aspek

Matematik)

391

TAHAP RENDAH

(2 Markah)


melebihi 1

12

jam. (Aspek Kejuruteraan & Teknologi)

Indikator 2: Peranti yang dibina berfungsi kurang baik. (Aspek

Sains)


pemboleh ubah (mana-mana 2 daripada 4 pemboleh ubah) berkenaan

mengapakah peluru tersebut mengenai tepat pada monyet. (Aspek

Matematik)

PEMARKAHAN RUBRIK



MUTIARA KATA:



392


PEMBINAAN KERETAPI ELEKTRIK

HASIL PEMBELAJARAN


bagi menghasilkan Keretapi Elektrik.


Sains Aplikasi konsep fizik elektromagnet.

Kejuruteraan Merekabentuk keretapi elektrik yang sesuai

dan praktikal.

Matematik Bentuk bulat terowong landasan keretapi

yang mahu dibina.


Kebolehfungsian keretapi elektrik bergerak

dalam terowong landasan.

KATA-KATA HIKMAH:

393






sebarang aktiviti.








guru.






modul ini.



394

AKTIVITI BERMULA!

BAHAN-BAHAN

Dawai kuprum, magnet berbentuk bulat, bateri saiz A27, gunting dan

pemotong dawai.

PROSEDUR:


disediakan.



Gunakan dawai kuprum yang disediakan dan bentukkan ia supaya

menjadi terowong landasan keretapi seperti dalam rajah.

395

Lekatkan 3 biji magnet pada kedua-dua hujung bateri saiz A27.

396

Bateri A27 beserta dengan magnet itu adalah merupakan keretapi

elektrik anda. Masukkan keretapi anda ke dalam terowong landasan

tersebut. Anda akan mendapati keretapi anda dapat bergerak

dengan sendiri, wow sungguh menakjubkan!

Cabaran pertama anda: Mengapa keretapi itu bergerak

dengan sendiri???


397

Gunakan kreativiti anda untuk membentuk terowong landasan

keretapi yang menarik.

Anda juga boleh memasukkan dua keretapi dalam terowong landasan

dan cantumkan kedua2 hujung landasan itu. Anda akan mendapati

kedua2 keretapi itu akan saling kejar mengejar antara satu sama

lain, sangat menarik!

Cabaran kedua anda: Mengapakah keretapi yang berada di

belakang tidak dapat mengejar keretapi di hadapan?


Cabaran ketiga anda: Bagaimanakah untuk memastikan

keretapi di belakang dapat mengejar keretapi yang berada di

hadapan???










TAHAP CEMERLANG

398

(5 Markah)

Indikator 1: Keretapi Elektrik dapat disiapkan dengan sangat kemas,

sempurna dan kreatif dalam masa kurang 30 minit. (Aspek

Kejuruteraan & Teknologi)

Indikator 2: Keretapi Elektrik yang dibina berfungsi dengan

cemerlang yang mana dapat bergerak dengan laju dan lancar dalam

terowong landasan. (Aspek Sains)

Indikator 3: Pengiraan matematik dari segi luas bulatan terowong

yang sesuai dengan saiz keretapi elektrik yang dibina. (Aspek

Matematik)

399

TAHAP SEDERHANA

(3 Markah)

Indikator 1: Keretapi Elektrik dapat disiapkan dengan kemas,

sempurna dan kreatif dalam masa antara 30 hingga 45 minit. (Aspek


Indikator 2: Keretapi Elektrik yang dibina berfungsi dengan

sederhana yang mana dapat bergerak dengan kurang laju dan tidak

lancar dalam terowong landasan. (Aspek Sains)


yang kurang sesuai dengan saiz keretapi elektrik yang dibina. (Aspek

Matematik)

TAHAP RENDAH

(2 Markah)

Indikator 1: Keretapi Elektrik dapat disiapkan dengan kemas,

sempurna dan kreatif dalam masa melebihi 45 minit. (Aspek


Indikator 2: Keretapi Elektrik yang dibina tidak berfungsi yang

mana tidak dapat bergerak dalam terowong landasan. (Aspek Sains)


yang tidak sesuai dengan saiz keretapi elektrik yang dibina. (Aspek

Matematik)

400

PEMARKAHAN RUBRIK



MUTIARA KATA:



401


PENJANA ELEKTRIK UBI KENTANG

HASIL PEMBELAJARAN


bagi menghasilkan Penjana Elektrik Ubi Kentang.


Sains Aplikasi konsep fizik Keelektrikan.

Kejuruteraan Merekabentuk litar elektrik yang sesuai

dan praktikal.

Matematik Teknik penyambungan litar elektrik siri

dan selari serta pengiraan voltan yang

terhasil.


Kebolehfungsian litar elektrik yang

disambung secara siri dan selari.

mutiara kata:

402






sebarang aktiviti.








guru.






modul ini.



403

AKTIVITI BERMULA!

BAHAN-BAHAN

Ubi kentang, paku kuprum, paku besi, dawai penyambung dengan klip buaya,

lampu LED dan multimeter.

PROSEDUR:


disediakan.

404



Gunakan paku kuprum dan paku besi yang disediakan sebagai terminal

positif dan negatif seperti dalam rajah di atas.

Cabaran pertama anda: Paku yang mana satukah sebagai

terminal positif dan terminal negatif???


405

Gunakan dawai penyambung berserta klip buaya untuk

menghubungkan kesemua ubi kentang tersebut secara sambungan

bersiri dan kemudiannya secara selari.

Cabaran kedua anda: Bagaimanakah cara dan teknik

penyambungan secara siri dan secara selari? Terangkan.


Cabaran ketiga anda: Teknik penyambungan yang mana

satukah memberikan bacaan voltan yang lebih tinggi?

Mengapa? Berikan alasan anda.


406

Sentuhkan prob positif multimeter ke terminal positif litar elektrik

anda manakala prob negatif multimeter ke terminal negatif litar

elektrik tersebut seperti rajah di atas. Pastikan mod mutimeter

anda dalam mod voltan. Anda akan mendapati multimeter anda

menunjukkan bacaan, wow sungguh menakjubkan!

Sambungkan lampu LED anda seperti dalam rajah dibawah:

Gunakan kreativiti anda untuk membentuk litar elektrik bersiri dan

selari yang boleh memberikan bacaan voltan yang lebih tinggi

daripada sebelumnya. Anda akan mendapati multimeter menunjukkan

bacaan yang berbeza apabila anda mengubah susunan ubi kentang

tersebut, sangat menarik!

Cabaran keempat anda: Mengapakah multimeter

menunjukkan bacaan berbeza-beza apabila anda mengubah

susunan ubi kentang tersebut??? Terangkan.


407









TAHAP CEMERLANG

(5 Markah)

Indikator 1: Litar Elektrik dapat disiapkan dengan sangat kemas,

sempurna dan kreatif dalam masa kurang 30 minit. (Aspek


Indikator 2: Litar Elektrik yang dibina berfungsi dengan cemerlang

yang mana dapat menghasilkan voltan paling tinggi. (Aspek Sains)

Indikator 3: Pengiraan matematik dari segi penghasilan voltan yang

paling tinggi. (Aspek Matematik)

TAHAP SEDERHANA

(3 Markah)

Indikator 1: Litar Elektrik dapat disiapkan dengan kemas, sempurna

dan kreatif dalam masa antara 30 hingga 45 minit. (Aspek


Indikator 2: Litar Elektrik yang dibina berfungsi dengan sederhana

yang mana dapat menghasilkan voltan sederhana tinggi. (Aspek

Sains)

Indikator 3: Pengiraan matematik dari segi menghasilkan voltan

sederhana tinggi. (Aspek Matematik)

408

TAHAP RENDAH

(2 Markah)

Indikator 1: Litar Elektrik dapat disiapkan dengan kemas, sempurna

dan kreatif dalam masa melebihi 45 minit. (Aspek Kejuruteraan &

Teknologi)

Indikator 2: Litar Elektrik yang dibina tidak berfungsi yang mana

tidak dapat menghasilkan voltan. (Aspek Sains)

Indikator 3: Pengiraan matematik dari segi menghasilkan voltan

paling rendah. (Aspek Matematik)

PEMARKAHAN RUBRIK



KATA BIJAK KEHIDUPAN:



409


PEMBINAAN VAKUM ELEKTRIK

HASIL PEMBELAJARAN


bagi menghasilkan Vakum Elektrik.


Sains Aplikasi konsep Motor Elektrik.

Kejuruteraan Merekabentuk Vakum Elektrik yang

sesuai dan praktikal.

Matematik Menanda, mengukur dan memotong botol

plastik dengan tepat supaya tidak

berlaku pembaziran.


Kebolehfungsian Vakum Elektrik yang

telah dibina.

mutiara kata:

410






sebarang aktiviti.








guru.






modul ini.



411

AKTIVITI BERMULA!

BAHAN-BAHAN

Botol minuman, tin isi semula gas butana, dawai besi, motor elektrik, suis,

pisau, gunting, pen, gam, double sided tape, kertas warna, hos mesin basuh

terpakai, pembaris, gerudi, gergaji besi dan bateri.

PROSEDUR:


disediakan.

Potong botol minuman dan tin isi semula gas butana yang disediakan

dengan berpandukan gambar seperti di bawah:

Kemudian, gunting tin tersebut sehingga mendapat bentuk

segiempat seperti dalam gambar di atas.

412

Tekap botol pada tin segiempat itu dan lukiskan saiz bulatan botol

tersebut dengan menggunakan pen. Kemudian gunting tin mengikut

saiz bulatan yang dilukis seperti gambar di bawah:

Cabaran pertama anda: Cadangkan TIGA contoh tin terpakai

yang boleh digunakan selain tin isi semula gas butana.


Dengan menggunakan pembaris dan pen, lukis satu garisan diameter

menegak dan satu garisan diameter melintang pada bulatan tin itu

dan tebuk satu lubang ditengah-tengah tin tersebut seperti gambar

di bawah:

Kemudian gunting tin itu supaya menjadi bentuk kipas seperti dalam

gambar dibawah:

Lekatkan kipas tersebut pada motor elektrik dengan menggunakan

plastisin seperti gambar di bawah:

413

Seterusnya, tebuk beberapa lubang di bahagian bawah botol plastik

seperti gambar di bawah:

Kemudian, masukkan kipas beserta motor elektrik ke dalam botol

yang telah ditebuk beberapa lubang. Lekatkan double sided tape

pada dinding botol plastik dan masukkan dawai besi yang dibentuk

menjadi bulat ke dalam botol plastik seperti gambar di bawah:

Lekatkan secebis kain pada dawai besi sebagai filter seperti gambar

di bawah dan masukkan kembali ke dalam botol plastik tersebut.

Potong polisterin untuk dijadikan pemegang dan tapak vakum

elektrik anda. Potong sedikit hos saluran keluar air mesin basuh yang

terpakai untuk dijadikan muncung vakum. Gunting sedikit kertas

warna kepada beberapa jalur kecil untuk dijadikan hiasan pada badan

414

vakum anda. Anda boleh hias vakum elektrik anda mengikut citarasa

masing-masing. Sila rujuk gambar di bawah:

415

Cabaran kedua anda: Namakan prinsip fizik yang terlibat

dalam pembinaan vakum elektrik.


Cabaran ketiga anda: Terangkan bagaimana prinsip fizik

tersebut diaplikasikan dalam vakum elektrik.


Cabaran keempat anda: Apakah faktor-faktor yang

menyebabkan pasir dan kotoran dapat disedut masuk ke dalam

vakum tersebut dengan mudah dan pantas?


Cabaran kelima anda: Adakah makin besar saiz vakum

elektrik yang digunakan maka makin mudah dan pantas segala

pasir dan kotoran itu disedut? Terangkan.


416









TAHAP CEMERLANG

(5 Markah)

Indikator 1: Vakum Elektrik dapat disiapkan dengan sangat kemas,

sempurna dan kreatif dalam masa kurang 1 jam. (Aspek Kejuruteraan

& Teknologi)

Indikator 2: Vakum Elektrik yang dibina berfungsi dengan cemerlang

yang mana dapat memberi kesejukan dengan cepat dan pantas.

(Aspek Sains)

Indikator 3: Pengiraan matematik dari segi pengukuran bahan yang

tepat supaya pembaziran bahan adalah paling minima. (Aspek

Matematik)

TAHAP SEDERHANA

(3 Markah)

Indikator 1: Vakum Elektrik dapat disiapkan dengan agak kemas,

sempurna dan kreatif dalam masa antara 1 jam hingga

11

2 jam.

(Aspek Kejuruteraan & Teknologi)

Indikator 2: Vakum Elektrik yang dibina berfungsi dengan

sederhana yang mana dapat memberi kesejukan dengan sederhana

pantas. (Aspek Sains)


sederhana tepat supaya pembaziran bahan adalah sederhana minima.

(Aspek Matematik)

417

TAHAP RENDAH

(2 Markah)

Indikator 1: Vakum Elektrik tidak dapat disiapkan dengan kemas,

sempurna dan kreatif dalam masa melebihi

11

2 jam. (Aspek


Indikator 2: Vakum Elektrik yang dibina tidak berfungsi yang mana

tidak dapat kesejukan dengan baik. (Aspek Sains)


tidak tepat menyebabkan pembaziran bahan yang maksima. (Aspek

Matematik)

PEMARKAHAN RUBRIK






418


PEMBINAAN PENGHAWA DINGIN ELEKTRIK

HASIL PEMBELAJARAN


bagi menghasilkan Penghawa Dingin Elektrik.


Sains Aplikasi konsep Motor Elektrik.

Kejuruteraan Merekabentuk Penghawa Dingin Elektrik

yang sesuai dan praktikal.

Matematik Menanda, mengukur dan memotong botol

plastik dengan tepat supaya tidak

berlaku pembaziran.


Kebolehfungsian Penghawa Dingin

Elektrik yang telah dibina.

mutiara kata:

419






sebarang aktiviti.








guru.






modul ini.



420

AKTIVITI BERMULA!

BAHAN-BAHAN

Botol minuman, bekas plastik, penyambung dawai, motor elektrik, cat

semburan, pisau, gunting, pen, pistol gam, soldering iron, dan bateri.

PROSEDUR:


disediakan dalam gambar di bawah.

Potong dan tebuk lubang segiempat pada penutup bekas plastik yang

disediakan dengan menggunakan pisau berpandukan gambar seperti

di bawah:

Kemudian, tebuk beberapa lubang kecil pada tudung bekas plastik

tersebut dengan menggunakan soldering iron sehingga menjadi

seperti dalam gambar di bawah:

421

Lekatkan motor elektrik pada lubang segiempat itu dengan

menggunakan pistol gam seperti gambar di bawah:

Potong botol plastik yang disediakan dengan menggunakan pisau

berpandukan gambar seperti di bawah:

Botol plastik yang telah siap dipotong dicat dengan menggunakan

cat semburan supaya kelihatan lebih menarik seperti gambar di atas.

Cabaran pertama anda: Cadangkan TIGA contoh bahan yang

boleh digunakan bagi menggantikan bekas plastik yang telah

dicadangkan dan SATU contoh bahan yang boleh

menggantikan botol plastik.

422


Dengan menggunakan pen, lukis satu bulatan mengikut saiz botol

plastik yang telah dipotong itu dan tebuk satu lubang ditengah-

tengah bekas plastik seperti gambar di bawah:

Kemudian tebuk lubang pada bekas plastik, lekatkan botol plastik

dengan gam pistol supaya menjadi bentuk corong seperti dalam

gambar di bawah:

Pasangkan suis pada motor elektrik dengan menggunakan soldering

iron dan disambungkan dengan dawai penyambung seperti gambar di

bawah:

Seterusnya, sambungkan bateri dengan motor elektrik tersebut dan

dilekatkan pada badan bekas plastik seperti gambar di bawah:

423

Kemudian, lekatkan kipas pada motor elektrik dan dimasukkan ke

dalam botol seperti gambar di atas.

Uji motor elektrik anda dengan menekan suis yang telah

disambungkan tadi. Jika kipas berpusing bermaksud motor elektrik

dalam keadaan baik.

Akhir sekali, masukkan beberapa ketulan ais ke dalam bekas plastik

tersebut. Gambar di bawah menunjukkan Penghawa Dingin Elektrik

yang telah siap dibina dan sedia untuk digunakan.

424

Cabaran kedua anda: Namakan konsep fizik yang terlibat

dalam pembinaan Penghawa Dingin Elektrik?


Cabaran ketiga anda: Terangkan konsep fizik tersebut.


Cabaran keempat anda: Apakah faktor-faktor yang

menyebabkan penghawa dingin itu dapat berfungsi dengan

baik?


425









TAHAP CEMERLANG

(5 Markah)

Indikator 1: Penghawa Dingin Elektrik dapat disiapkan dengan sangat

kemas, sempurna dan kreatif dalam masa kurang 1 jam. (Aspek


Indikator 2: Penghawa Dingin Elektrik yang dibina berfungsi dengan

cemerlang yang mana dapat memberi kesejukan dengan cepat dan



tepat supaya pembaziran bahan adalah paling minima. (Aspek

Matematik)

TAHAP SEDERHANA

(3 Markah)

Indikator 1: Penghawa Dingin Elektrik dapat disiapkan dengan agak

kemas, sempurna dan kreatif dalam masa antara 1 hingga

11

2 jam.

(Aspek Kejuruteraan & Teknologi)

Indikator 2: Penghawa Dingin Elektrik yang dibina berfungsi dengan

sederhana yang mana dapat memberi kesejukan dengan sederhana



sederhana tepat supaya pembaziran bahan adalah sederhana minima.

(Aspek Matematik)

426

TAHAP RENDAH

(2 Markah)

Indikator 1: Penghawa Dingin Elektrik tidak dapat disiapkan dengan

kemas, sempurna dan kreatif dalam masa melebihi

11

2 jam. (Aspek


Indikator 2: Penghawa Dingin Elektrik yang dibina tidak berfungsi

yang mana tidak dapat kesejukan dengan baik. (Aspek Sains)


tidak tepat menyebabkan pembaziran bahan yang maksima. (Aspek

Matematik)

PEMARKAHAN RUBRIK






427

LAMPIRAN B: Modul Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan (PSB-CRBK) [PANDUAN GURU]

MODUL PEMBELAJARAN STEM BERASASKAN CABARAN REKA BENTUK KEJURUTERAAN

Disediakan oleh:

Mohd Shukri bin Mohd Ali

428

LANGKAH/MASA AKTIVITI GURU / PELAJAR REFLEKSI FASILITATOR

Permulaan

(15 minit)

(10 minit)

Guru memulakan aktiviti dengan menerangkan

kepentingan pembelajaran STEM kepada pelajar.

Pelajar membaca dan menghayati langkah-langkah

keselamatan yang perlu diambil semasa menjalankan

aktiviti.

Bacaan:

Unit Pembelajaran STEM

1

Guru Fizik

1

(15 minit)

Pengenalan

Guru memperkenalkan tajuk dan menerangkan

hasil pembelajaran bagi modul ini.

Latar Belakang

Guru memperkenalkan langkah-langkah dalam


Bacaan:

Unit Pembelajaran STEM

1

Guru Fizik

2

(20 minit)

Fikirkan

Guru menunjukkan senarai bahan-bahan yang

akan dibekalkan untuk menjalankan aktiviti 1.

Pelajar dibahagikan kepada kumpulan kecil yang

terdiri daripada 4 orang pelajar.

UNIT PEMBELAJARAN STEM 1: MEMBINA PAKU

ELEKTROMAGNET

MINGGU PERTAMA: Sesi Interaksi 1

429

(20 minit)

Pelajar dikehendaki merancang aktiviti unit

pembelajaran STEM 1 iaitu membina paku

elektromagnet.

Pelajar perlu berbincang bersama ahli kumpulan

untuk menyelesaikan cabaran yang terdapat dalam

unit pembelajaran 1.

Cabaran pertama pelajar: Berapa banyakkah

lilitan dawai kuprum yang perlu untuk membina

paku berkuasa elektromagnet yang mampu

menampung gambar monyet? Apakah kegunaan

kertas pasir dalam aktiviti ini? Terangkan

penyelesaian anda.

Jawapan ditulis di dalam

lembaran kerja yang

diberikan.

(20 minit) REHAT

3

(25 minit)

Cabaran kedua pelajar: Apakah faktor-faktor

yang menyebabkan paku yang berlilit dawai

kuprum itu mempunyai kuasa elektromagnet?

Jelaskan

Pelajar boleh merujuk

nota, buku rujukan atau

capaian internet untuk

menjawab soalan cabaran

yang diberikan.

Guru fizik membimbing

pelajar membuat inferens

tentang faktor-faktor yang

menyebabkan paku berlilit

dawai kuprum mempunyai

kuasa elektromagnet.

4

(25 minit) Cabaran ketiga pelajar: Bagaimana anda boleh

menambah kekuatan elektromagnet pada paku

tersebut? Huraikan.





yang diberikan.

430

5

(30 minit) Cabaran keempat pelajar: Bagaimana anda dapat

memastikan paku elektromagnet ini dapat

digunakan dalam kehidupan seharian??? Huraikan

jawapan anda beserta dengan contoh.





yang diberikan.

Guru mengumpul lembaran kerja yang telah

dilengkapkan oleh pelajar.

Sesi interaksi pertama berakhir dengan guru

menerapkan nilai-nilai murni sepanjang aktiviti

berlangsung.

Nilai-nilai murni:

Bekerjasama

Berdikari

Hormat

menghormati


Permulaan

(15 minit)

Guru menerangkan semula langkah-langkah

keselamatan yang perlu di ambil semasa

menjalankan aktiviti.

Guru memulangkan semula lembaran kerja

yang telah dilengkapkan oleh pelajar pada

minggu lepas.

1

(30 minit)

Aktiviti

Pelajar memasang bahan-bahan seperti

gambar rajah di bawah.

Pelajar juga boleh menggunakan

bahan-bahan yang dibawa

sendiri untuk menambah baik

produk yang dihasilkan.

Guru Fizik

MINGGU KEDUA: Sesi interaksi 2

431

Gunakan dawai kuprum dan lilitkan pada paku

yang dilekatkan pada hujung bongkah kayu

tadi.

2

(15 minit)

Pelajar melengkapkan semula lembaran kerja yang

berkaitan soalan cabaran setelah berjaya

menghasilkan produk yang berfungsi dengan baik.

Perbincangan

Guru membimbing pelajar untuk

mengemukakan pandangan yang bernas

berdasarkan produk yang telah dihasilkan.

Cabaran pertama pelajar: Berapa

banyakkah lilitan dawai kuprum yang perlu

untuk membina paku berkuasa elektromagnet

yang mampu menampung gambar monyet?

Pelajar diminta mencari

maklumat tambahan yang boleh

menyokong penerangan mereka

sebelum ini.

Guru Fizik

432

Apakah kegunaan kertas pasir dalam aktiviti

ini? Terangkan penyelesaian anda.

3

(15 minit)

Aktiviti

Setelah siap lilitan tersebut, pelajar perlu

pastikan satu hujung dawai kuprum diletakkan

pada terminal positif bateri dan hujung dawai

kuprum yang satu lagi pada terminal negatif.

Perbincangan

Cabaran kedua pelajar: Apakah faktor-

faktor yang menyebabkan paku yang berlilit

dawai kuprum itu mempunyai kuasa

elektromagnet? Jelaskan

Guru Fizik

(15 minit) REHAT

4

(15 minit)

Perbincangan:

Cabaran ketiga pelajar: Bagaimana anda

boleh menambah kekuatan elektromagnet pada

paku tersebut? Huraikan.

Guru Fizik

5

(15 minit) Perbincangan

Cabaran keempat pelajar: Bagaimana anda

dapat memastikan paku elektromagnet ini

dapat digunakan dalam kehidupan seharian?

Huraikan jawapan anda beserta dengan contoh.

.

Guru Fizik

433

6

(30 minit)

7

(30 minit)

Sesi pembentangan

Setiap wakil kumpulan akan membentangkan

hasil aktiviti yang telah disiapkan.

Sesi penilaian

Guru menjalankan penilaian mengikut rubrik

yang dinyatakan.

Guru memberi maklum balas mengenai

keseluruhan aktiviti yang dilaksanakan oleh

pelajar.

Penutup:

Guru mengumpulkan semua hasil kerja pelajar.Bagi

kumpulan yang berjaya menghasilkan produk akan

menerima hadiah.

434


ASPEK INDIKATOR CEMERLANG

5 MARKAH

SEDERHANA

3 MARKAH

RENDAH

2 MARKAH

Aspek Kejuruteraan

& Teknologi

Indikator 1 Paku Elektromagnet dapat disiapkan

dengan sangat kemas, sempurna dan

cara lilitan dawai yang betul dalam

masa kurang 30 minit.

Paku Elektromagnet dapat

disiapkan dengan kemas,

sederhana sempurna dan cara

lilitan dawai yang betul dalam

masa antara 30 minit hingga 45

minit

Paku Elektromagnet

dapat disiapkan dengan

kurang kemas, tidak

sempurna dan cara lilitan

dawai yang betul dalam

masa melebihi 45 minit

Aspek Sains Indikator 2 Paku Elektromagnet yang dibina

berfungsi dengan cemerlang yang

mana dapat menampung dengan

cemerlang berat gambar monyet

yang disediakan

Paku Elektromagnet yang dibina

berfungsi dengan sederhana yang

mana dapat menampung dengan

baik berat gambar monyet yang

disediakan

Paku Elektromagnet yang

dibina berfungsi dengan

lemah yang mana tidak

dapat menampung

dengan baik berat gambar

monyet yang disediakan

Aspek Matematik Indikator 3 Pengiraan matematik yang betul

dari segi bilangan lilitan dawai

kuprum pada paku yang mana

bilangan lilitan melebihi daripada

300

Pengiraan matematik yang betul

dari segi bilangan lilitan dawai

kuprum pada paku yang mana

bilangan lilitan antara 200 hingga

300

Pengiraan matematik

yang betul dari segi

bilangan lilitan dawai

kuprum pada paku yang

mana bilangan lilitan

kurang daripada 200

435

Setiap pencapaian mempunyai markah yang tersendiri dan tahap prestasi pelajar adalah seperti berikut:



436


Permulaan

(15 minit)

(10 minit)





aktiviti.

Bacaan:

Unit Pembelajaran STEM 2

Guru Fizik

1

(15 minit) Pengenalan


hasil pembelajaran bagi modul ini.

Latar Belakang



Bacaan:


Guru Fizik

2

(20 minit)

Fikirkan





UNIT PEMBELAJARAN STEM 2: PEMBURU DAN

MONYET

MINGGU PERTAMA: Sesi interaksi 1

437

(30 minit)


pembelajaran STEM 2 iaitu pemburu dan monyet




Cabaran pertama pelajar: Apakah faktor yang

menyebabkan gambar monyet itu jatuh ke bawah

sejurus pelajar meniup peluru mainan tersebut?

Sedangkan peluru belum lagi mengena sasaran


lembaran kerja yang diberikan.

(20 minit) REHAT

3

(30 minit)

Cabaran kedua pelajar: Bagaimana anda mengetahui

sama ada peranti anda bina berfungsi dengan betul atau

tidak?

Pelajar boleh merujuk nota,

buku rujukan atau capaian

internet untuk menjawab

soalan cabaran yang diberikan.

Guru fizik

membimbing pelajar

membuat inferens

tentang peranti yang

digunakan.

4

(30 minit)

Cabaran ketiga pelajar: Anda dan rakan anda perlu

membuktikan secara matematik mengapakah peluru

tersebut mengenai tepat pada sasaran walaupun sasaran

telahpun jatuh ke bawah.

Pelajar boleh merujuk nota,

buku rujukan atau capaian

internet untuk menjawab

soalan cabaran yang diberikan.

5

(10 minit) Guru mengumpul lembaran kerja yang telah




berlangsung.

Nilai-nilai murni:

Bekerjasama

Berdikari

Hormat menghormati

438


Permulaan

(15 minit)






minggu lepas.

1

(30 minit)

Aktiviti







Guru Fizik


439

Setelah siap pasang, pelajar perlu meniup

peluru mainan yang diisi di dalam paip pvc

supaya mengena gambar monyet yang

digantung pada paku berkuasa elektromagnet

itu.

Pelajar memastikan bahawa gambar monyet itu

jatuh ke bawah sejurus meniup peluru mainan

tersebut.

2

(15 minit)







sebelum ini.

440

Perbincangan




Cabaran pertama pelajar: Apakah

faktor yang menyebabkan gambar

monyet itu jatuh ke bawah sejurus

anda meniup peluru mainan

tersebut??? Sedangkan peluru belum

lagi mengena sasaran.

3

(20 minit)

Perbincangan

Cabaran kedua pelajar: Bagaimana

anda mengetahui sama ada peranti anda

bina berfungsi dengan betul atau tidak?

(20 minit) REHAT

4

(20 minit) Perbincangan:

Cabaran ketiga pelajar: Anda dan

rakan anda perlu membuktikan secara

matematik mengapakah peluru

tersebut mengenai tepat pada sasaran

walaupun sasaran telahpun jatuh ke

bawah.

441

5

(30 minit)

6

(30 minit)

Sesi pembentangan



Sesi penilaian


yang dinyatakan.



pelajar.

Penutup:



menerima hadiah.

442



5 MARKAH

SEDERHANA

3 MARKAH

RENDAH

2 MARKAH

Aspek Kejuruteraan &

Teknologi

Indikator 1 Peranti dapat disiapkan dengan

kemas dalam masa kurang 1 jam.

Peranti dapat disiapkan dengan

kemas dalam masa antara 1jam

hingga jam.

Peranti dapat disiapkan

dengan kemas dalam

masa melebihi jam.

Aspek Sains Indikator 2 Peranti yang dibina berfungsi

dengan cemerlang.

Peranti yang dibina berfungsi

dengan baik.

Peranti yang dibina

berfungsi kurang baik

Aspek Matematik Indikator 3 Pengiraan secara matematik yang

betul dari segi 4 pemboleh ubah

(halaju awal, masa, jarak menegak

& jarak melintang) berkenaan

mengapakah peluru tersebut

mengenai tepat pada monyet

Pengiraan secara matematik

yang betul dari segi 3 pemboleh

ubah (mana-mana 3 daripada 4

pemboleh ubah) berkenaan

mengapakah peluru tersebut

mengenai tepat pada monyet.

Pengiraan secara

matematik yang betul dari

segi 2 pemboleh ubah

(mana-mana 2 daripada 4

pemboleh ubah)

berkenaan mengapakah

peluru tersebut mengenai

tepat pada monyet.

11

21

12

443

PEMARKAHAN RUBRIK




444


Permulaan

(15 minit)

(10 minit)





aktiviti.

Bacaan:


Guru Fizik

1



hasil pembelajaran bagi unit ini.

Latar Belakang



Bacaan:


Guru Fizik

2

(20 minit)

Fikirkan



Bahan-bahan yang dsiberikan:

Dawai kuprum, magnet berbentuk

UNIT PEMBELAJARAN STEM 3: PEMBINAAN

KERETAPI ELEKTRIK


445




pembelajaran STEM 3 iaitu pembinaan keretapi

elektrik.




Cabaran pertama pelajar: Mengapa keretapi itu

bergerak dengan sendiri?

bulat, bateri saiz A27, gunting

dan pemotong dawai.



(20 minit) REHAT

3

(35 minit)

Cabaran kedua pelajar: Mengapakah keretapi yang

berada di belakang tidak dapat mengejar keretapi di

hadapan?

Pelajar boleh merujuk nota, buku

rujukan atau capaian internet

untuk menjawab soalan cabaran

yang diberikan.

Guru fizik

membimbing

pelajar membuat

inferens tentang

situasi berikut.

4

(35 minit)

Cabaran ketiga pelajar: Bagaimanakah untuk

memastikan keretapi di belakang dapat mengejar keretapi

yang berada di hadapan?




yang diberikan.

30

5



Nilai-nilai murni:

Bekerjasama

Berdikari

446



berlangsung.

Hormat menghormati


Permulaan

(15 minit)






minggu lepas.

1

(30 minit)

Aktiviti







Guru Fizik


447

Gunakan dawai kuprum yang disediakan dan

bentukkan ia supaya menjadi terowong

landasan keretapi seperti dalam rajah.

Lekatkan 3 biji magnet pada kedua-dua hujung

bateri saiz A27.

448

Bateri A27 beserta dengan magnet itu adalah

merupakan keretapi elektrik. Masukkan

keretapi ke dalam terowong landasan tersebut.

keretapi akan dapat bergerak

dengan sendiri.

2

(15 minit)




Perbincangan




Cabaran pertama pelajar: Mengapa keretapi

itu bergerak dengan sendiri???




sebelum ini.

3

(20 minit)

449

Gunakan kreativiti pelajar untuk membentuk

terowong landasan keretapi yang menarik.

Pelajar boleh memasukkan dua keretapi dalam

terowong landasan dan cantumkan kedua2

hujung landasan itu.

Perbincangan

Cabaran kedua pelajar: Mengapakah

keretapi yang berada di belakang tidak dapat

mengejar keretapi di hadapan?

Pelajar mendapati kedua2

keretapi itu akan saling kejar

mengejar antara satu sama lain,

sangat menarik!

(20 minit) REHAT

4

(20 minit)

Perbincangan:

Cabaran ketiga pelajar: Bagaimanakah

untuk memastikan keretapi di belakang dapat

mengejar keretapi yang berada di hadapan???

450

5

(30 minit)

6

(30 minit)

Sesi pembentangan



Sesi penilaian


yang dinyatakan.



pelajar.

Penutup:



menerima hadiah.



5 MARKAH

SEDERHANA

3 MARKAH

RENDAH

2 MARKAH


Teknologi

Indikator 1 Keretapi Elektrik dapat disiapkan

dengan sangat kemas, sempurna

dan kreatif dalam masa kurang 30

minit.

Keretapi Elektrik dapat disiapkan

dengan kemas, sempurna dan

kreatif dalam masa antara 30

hingga 45 minit.

Keretapi Elektrik dapat


sempurna dan kreatif

dalam masa melebihi 45

minit.

451

Aspek Sains Indikator 2 Keretapi Elektrik yang dibina


mana dapat bergerak dengan laju

dan lancar dalam terowong

landasan

Keretapi Elektrik yang dibina


mana dapat bergerak dengan

kurang laju dan tidak lancar

dalam terowong landasan.

Keretapi Elektrik yang

dibina tidak berfungsi

yang mana tidak dapat

bergerak dalam terowong

landasan.

Aspek Matematik Indikator 3 Pengiraan matematik dari segi

luas bulatan terowong yang sesuai

dengan saiz keretapi elektrik yang

dibina.

Pengiraan matematik dari segi

luas bulatan terowong yang

kurang sesuai dengan saiz

keretapi elektrik yang dibina.

Pengiraan matematik dari

segi luas bulatan

terowong yang tidak

sesuai dengan saiz

keretapi elektrik yang

dibina.

PEMARKAHAN RUBRIK




452


Permulaan

(15 minit)

(10 minit)





aktiviti.

Bacaan:


Guru Fizik

1

(15 minit)

Pengenalan



Latar Belakang



Bacaan:


Guru Fizik

2

(20 minit)

Fikirkan





Bahan-bahan yang diberikan:

Ubi kentang, paku kuprum, paku

besi, dawai penyambung dengan

klip buaya, lampu LED dan

multimeter.

UNIT PEMBELAJARAN STEM 4: PENJANA ELEKTRIK

UBI KENTANG


453

(20 minit)


pembelajaran STEM 4 iaitu penjana elektrik ubi

kentang.




Perbincangan

Cabaran pertama pelajar: Paku yang mana

satukah sebagai terminal positif dan terminal

negatif?



(20 minit) REHAT

3

(30 minit)

Cabaran kedua pelajar: Bagaimanakah cara dan

teknik penyambungan secara siri dan secara selari?




yang diberikan.

Guru fizik

membimbing

pelajar membuat

inferens tentang

situasi berikut.

4

(30 minit) Cabaran ketiga pelajar: Teknik penyambungan

yang mana satukah memberikan bacaan voltan

yang lebih tinggi? Mengapa? Berikan alasan anda.




yang diberikan.

5





berlangsung.

Nilai-nilai murni:

Bekerjasama

Berdikari

Hormat menghormati

454


Permulaan

(15 minit)






minggu lepas.

1

(15 minit)

Aktiviti

Pasangkan bahan/radas yang disediakan

dengan berpandukan gambarajah seperti di

bawah:

Gunakan paku kuprum dan paku besi yang

disediakan sebagai terminal positif dan negatif

seperti dalam rajah di atas.





Guru Fizik


455

2

(15 minit)




Perbincangan




Cabaran pertama pelajar: Paku yang mana

satukah sebagai terminal positif dan terminal

negatif???




sebelum ini.

456

3

(15 minit)

Perbincangan

Cabaran kedua pelajar: Bagaimanakah cara dan

teknik penyambungan secara siri dan secara selari?

Terangkan.

(20 minit) REHAT

4

(10 minit)

Perbincangan:

Cabaran ketiga pelajar: Teknik

penyambungan yang mana satukah

memberikan bacaan voltan yang lebih tinggi?

Mengapa? Berikan alasan anda.

Sentuhkan prob positif multimeter ke terminal

positif litar elektrik anda manakala prob negatif

Gunakan kreativiti pelajar untuk

membentuk litar elektrik bersiri

dan selari yang boleh

memberikan bacaan voltan yang

lebih tinggi daripada

457

5

(30 minit)

6

(30 minit)

7

(30 minit)

multimeter ke terminal negatif litar elektrik

tersebut seperti rajah di atas. Pastikan mod

mutimeter anda dalam mod voltan. Anda akan

mendapati multimeter anda menunjukkan

bacaan, wow sungguh menakjubkan!

Sambungkan lampu LED anda seperti dalam

rajah dibawah:

Cabaran keempat pelajar: Mengapakah

multimeter menunjukkan bacaan berbeza-beza

apabila anda mengubah susunan ubi kentang

tersebut??? Terangkan.

Sesi pembentangan



Sesi penilaian


yang dinyatakan.



pelajar.

sebelumnya. Pelajar akan

mendapati multimeter

menunjukkan bacaan yang

berbeza apabila anda mengubah

susunan ubi kentang tersebut,

sangat menarik!

458

Penutup:



menerima hadiah.



5 MARKAH

SEDERHANA

3 MARKAH

RENDAH

2 MARKAH


Teknologi

Indikator 1 Litar Elektrik dapat disiapkan



minit.

Litar Elektrik dapat disiapkan

dengan kemas, sempurna dan

kreatif dalam masa antara 30

hingga 45 minit.

Litar Elektrik dapat


sempurna dan kreatif

dalam masa melebihi 45

minit.

Aspek Sains Indikator 2 Litar Elektrik yang dibina


mana dapat menghasilkan voltan

paling tinggi.

Litar Elektrik yang dibina


mana dapat menghasilkan voltan

sederhana tinggi

Litar Elektrik yang dibina

tidak berfungsi yang

mana tidak dapat

menghasilkan voltan.


penghasilan voltan yang paling

tinggi.


menghasilkan voltan sederhana

tinggi.


segi menghasilkan voltan

paling rendah.

459

PEMARKAHAN RUBRIK




460


Permulaan

(15 minit)

(10 minit)





aktiviti.

Bacaan:


Guru Fizik

1




Latar Belakang



Bacaan:


Guru Fizik

2

(20 minit)

Fikirkan




Botol minuman, tin isi semula gas

butana, dawai besi, motor

elektrik, suis, pisau, gunting, pen,

gam, double sided tape, kertas

UNIT PEMBELAJARAN STEM 5: PEMBINAAN

VAKUM ELEKTRIK


461

(20 minit)




pembelajaran STEM 5 iaitu pembinaan vakum

elektrik.




Perbincangan

Cabaran pertama pelajar: Cadangkan TIGA

contoh tin terpakai yang boleh digunakan selain tin

isi semula gas butana.

warna, hos mesin basuh terpakai,

pembaris, gerudi, gergaji besi dan

bateri.



462

(20 minit) REHAT

3

(30 minit)

Cabaran kedua pelajar: Namakan prinsip fizik

yang terlibat dalam pembinaan vakum elektrik.

Cabaran ketiga pelajar: Terangkan bagaimana

prinsip fizik tersebut diaplikasikan dalam vakum




yang diberikan.

Guru fizik

membimbing

pelajar membuat

inferens tentang

situasi berikut.

4

(30 minit) Cabaran keempat pelajar: Apakah faktor-faktor

yang menyebabkan pasir dan kotoran dapat disedut

masuk ke dalam vakum tersebut dengan mudah

dan pantas?

Cabaran kelima pelajar: Adakah makin besar

saiz vakum elektrik yang digunakan maka makin

mudah dan pantas segala pasir dan kotoran itu

disedut? Terangkan.




yang diberikan.

5





berlangsung.

Nilai-nilai murni:

Bekerjasama

Berdikari

Hormat menghormati

463


Permulaan

(15 minit)

Guru menerangkan semula langkah-langkah keselamatan yang

perlu di ambil semasa menjalankan aktiviti.

Guru memulangkan semula lembaran kerja yang telah

dilengkapkan oleh pelajar pada minggu lepas.

1

(30 minit)

Aktiviti

Potong botol minuman dan tin isi semula gas butana yang

disediakan dengan berpandukan gambar seperti di bawah:

Pelajar juga boleh

menggunakan bahan-

bahan yang dibawa

sendiri untuk menambah

baik produk yang

dihasilkan.

Guru Fizik


464

Kemudian, gunting tin tersebut sehingga mendapat bentuk

segiempat seperti dalam gambar di atas.

Tekap botol pada tin segiempat itu dan lukiskan saiz bulatan botol

tersebut dengan menggunakan pen. Kemudian gunting tin

mengikut saiz bulatan yang dilukis seperti gambar di bawah:

465

Cabaran pertama pelajar: Cadangkan TIGA contoh tin terpakai

yang boleh digunakan selain tin isi semula gas butana.

Dengan menggunakan pembaris dan pen, lukis satu garisan

diameter menegak dan satu garisan diameter melintang pada

bulatan tin itu dan tebuk satu lubang ditengah-tengah tin tersebut


Kemudian gunting tin itu supaya menjadi bentuk kipas seperti

dalam gambar dibawah:

466

Lekatkan kipas tersebut pada motor elektrik dengan

menggunakan plastisin seperti gambar di bawah:

467

Seterusnya, tebuk beberapa lubang di bahagian bawah botol

plastik seperti gambar di bawah:

Kemudian, masukkan kipas beserta motor elektrik ke dalam botol

yang telah ditebuk beberapa lubang. Lekatkan double sided tape

pada dinding botol plastik dan masukkan dawai besi yang

468

dibentuk menjadi bulat ke dalam botol plastik seperti gambar di

bawah:

Lekatkan secebis kain pada dawai besi sebagai filter seperti

gambar di bawah dan masukkan kembali ke dalam botol plastik

tersebut.

469

Potong polisterin untuk dijadikan pemegang dan tapak vakum

elektrik anda. Potong sedikit hos saluran keluar air mesin basuh

yang terpakai untuk dijadikan muncung vakum. Gunting sedikit

kertas warna kepada beberapa jalur kecil untuk dijadikan hiasan

pada badan vakum anda. Anda boleh hias vakum elektrik anda

mengikut citarasa masing-masing. Sila rujuk gambar di bawah:

470

471

472

2

(15 minit)

Pelajar melengkapkan semula lembaran kerja yang berkaitan soalan

cabaran setelah berjaya menghasilkan produk yang berfungsi dengan

baik.

Perbincangan

Guru membimbing pelajar untuk mengemukakan pandangan

yang bernas berdasarkan produk yang telah dihasilkan.

Cabaran kedua pelajar: Namakan prinsip fizik yang terlibat

dalam pembinaan vakum elektrik.


maklumat tambahan yang

boleh menyokong

penerangan mereka

sebelum ini.

473

3

(20 minit)

Perbincangan

Cabaran ketiga pelajar: Terangkan bagaimana prinsip fizik

tersebut diaplikasikan dalam vakum elektrik.

Cabaran keempat pelajar: Apakah faktor-faktor yang

menyebabkan pasir dan kotoran dapat disedut masuk ke dalam

vakum tersebut dengan mudah dan pantas?

(20 minit) REHAT

4

(20 minit) Perbincangan:

Cabaran kelima pelajar: Adakah makin besar saiz vakum

elektrik yang digunakan maka makin mudah dan pantas segala

pasir dan kotoran itu disedut? Terangkan.

5

(30 minit)

6

(30 minit)

Sesi pembentangan

Setiap wakil kumpulan akan membentangkan hasil aktiviti yang

telah disiapkan.

Sesi penilaian

Guru menjalankan penilaian mengikut rubrik yang dinyatakan.

Guru memberi maklum balas mengenai keseluruhan aktiviti

yang dilaksanakan oleh pelajar.

Penutup:

Guru mengumpulkan semua hasil kerja pelajar.Bagi kumpulan yang

berjaya menghasilkan produk akan menerima hadiah.

474



5 MARKAH

SEDERHANA

3 MARKAH

RENDAH

2 MARKAH


Teknologi

Indikator 1 Vakum Elektrik dapat disiapkan



jam.

Vakum Elektrik dapat disiapkan

dengan agak kemas, sempurna

dan kreatif dalam masa antara 1

jam hingga

11

2 jam.

Vakum Elektrik tidak dapat


sempurna dan kreatif dalam

masa melebihi

11

2 jam.

Aspek Sains Indikator 2 Vakum Elektrik yang dibina


mana dapat memberi kesejukan

dengan cepat dan pantas.

Vakum Elektrik yang dibina

berfungsi dengan sederhana

yang mana dapat memberi

kesejukan dengan sederhana

pantas.

Vakum Elektrik yang dibina

tidak berfungsi yang mana

tidak dapat kesejukan

dengan baik.


pengukuran bahan yang tepat

supaya pembaziran bahan adalah

paling minima.


pengukuran bahan yang

sederhana tepat supaya

pembaziran bahan adalah

sederhana minima.


segi pengukuran bahan yang

tidak tepat menyebabkan

pembaziran bahan yang

maksima.

475

PEMARKAHAN RUBRIK




476


Permulaan

(15 minit)

(10 minit)





aktiviti.

Bacaan:


Guru Fizik

1

(15 minit)

Pengenalan



Latar Belakang



Bacaan:


Guru Fizik

UNIT PEMBELAJARAN STEM 6: PEMBINAAN PENGHAWA

DINGIN ELEKTRIK


477

2

(20 minit)

3

(30 minit)

Fikirkan






pembelajaran STEM 6 iaitu pembinaan penghawa

dingin elektrik.




Perbincangan


contoh bahan yang boleh digunakan bagi

menggantikan bekas plastik yang telah

dicadangkan dan SATU contoh bahan yang boleh

menggantikan botol plastik.


Botol minuman, bekas plastik,

penyambung dawai, motor

elektrik, cat semburan, pisau,

gunting, pen, pistol gam,

soldering iron, dan bateri.



(20 minit) REHAT

4

(20 minit)

Cabaran kedua pelajar: Namakan konsep fizik

yang terlibat dalam pembinaan Penghawa Dingin

Elektrik?




yang diberikan.

Guru fizik

membimbing

pelajar membuat

inferens tentang

situasi berikut.

478

5

(30 minit) Cabaran ketiga pelajar: Terangkan konsep fizik

tersebut.

Cabaran keempat pelajar: Apakah faktor-faktor

yang menyebabkan penghawa dingin itu dapat

berfungsi dengan baik?




yang diberikan.

6





berlangsung.

Nilai-nilai murni:

Bekerjasama

Berdikari

Hormat menghormati

479


Permulaan

(15 minit)






minggu lepas.

1

(30 minit)

Aktiviti

Pelajar dicadangkan menggunakan bahan /

radas seperti yang disediakan dalam gambar di

bawah.





Guru Fizik


480

Potong dan tebuk lubang segiempat pada

penutup bekas plastik yang disediakan dengan

menggunakan pisau berpandukan gambar

seperti di bawah:

481

Kemudian, tebuk beberapa lubang kecil pada

tudung bekas plastik tersebut dengan

menggunakan soldering iron sehingga menjadi

seperti dalam gambar di bawah:

482

Lekatkan motor elektrik pada lubang

segiempat itu dengan menggunakan pistol gam


483

Potong botol plastik yang disediakan dengan

menggunakan pisau berpandukan gambar

seperti di bawah:

484

485

Botol plastik yang telah siap dipotong dicat

dengan menggunakan cat semburan supaya

kelihatan lebih menarik seperti gambar di atas.

2

(15 minit)




Perbincangan







sebelum ini.

486


contoh bahan yang boleh digunakan bagi

menggantikan bekas plastik yang telah

dicadangkan dan SATU contoh bahan yang

boleh menggantikan botol plastik.

3

(20 minit)

Dengan menggunakan pen, lukis satu bulatan

mengikut saiz botol plastik yang telah

dipotong itu dan tebuk satu lubang ditengah-

tengah bekas plastik seperti gambar di bawah:

Kemudian tebuk lubang pada bekas plastik,

lekatkan botol plastik dengan gam pistol

supaya menjadi bentuk corong seperti dalam

gambar di bawah:

487

Pasangkan suis pada motor elektrik dengan

menggunakan soldering iron dan

disambungkan dengan dawai penyambung


488

Seterusnya, sambungkan bateri dengan motor

elektrik tersebut dan dilekatkan pada badan

bekas plastik seperti gambar di bawah:

489

Kemudian, lekatkan kipas pada motor elektrik

dan dimasukkan ke dalam botol seperti gambar

di atas.

Uji motor elektrik anda dengan menekan suis

yang telah disambungkan tadi. Jika kipas

berpusing bermaksud motor elektrik dalam

keadaan baik.

490

Akhir sekali, masukkan beberapa ketulan ais

ke dalam bekas plastik tersebut. Gambar di

bawah menunjukkan Penghawa Dingin

Elektrik yang telah siap dibina dan sedia untuk

digunakan.

491

492

Cabaran kedua pelajar: Namakan konsep

fizik yang terlibat dalam pembinaan Penghawa

Dingin Elektrik.

(20 minit) REHAT

4

(20 minit)

Perbincangan:

Cabaran ketiga pelajar: Terangkan konsep

fizik tersebut.

Cabaran keempat pelajar: Apakah faktor-

faktor yang menyebabkan penghawa dingin itu

dapat berfungsi dengan baik?

5

(30 minit)

6

(30 minit)

Sesi pembentangan



Sesi penilaian


yang dinyatakan.



pelajar.

Penutup:



menerima hadiah.

493



5 MARKAH

SEDERHANA

3 MARKAH

RENDAH

2 MARKAH


Teknologi

Indikator 1 Penghawa Dingin Elektrik dapat

disiapkan dengan sangat kemas,

sempurna dan kreatif dalam masa

kurang 1 jam.

Penghawa Dingin Elektrik dapat

disiapkan dengan agak kemas,

sempurna dan kreatif dalam masa

antara 1 hingga

11

2 jam.


tidak dapat disiapkan

dengan kemas, sempurna

dan kreatif dalam masa

melebihi

11

2 jam.

Aspek Sains Indikator 2 Penghawa Dingin Elektrik yang


cemerlang yang mana dapat

memberi kesejukan dengan cepat

dan pantas.

Penghawa Dingin Elektrik yang


sederhana yang mana dapat

memberi kesejukan dengan

sederhana pantas.


yang dibina tidak

berfungsi yang mana

tidak dapat kesejukan

dengan baik.


pengukuran bahan yang tepat

supaya pembaziran bahan adalah

paling minima.


pengukuran bahan yang

sederhana tepat supaya

pembaziran bahan adalah

sederhana minima.


segi pengukuran bahan

yang tidak tepat

menyebabkan pembaziran

bahan yang maksima.

494

PEMARKAHAN RUBRIK




495

LAMPIRAN Ci: Soal Selidik Sikap Terhadap STEM (SSTS)

PUSAT PENGAJIAN ILMU PENDIDIKAN


SOAL SELIDIK SIKAP TERHADAP STEM (SSTS)

Sila tanda (√) dalam kotak yang disediakan. Sila lengkapkan semua bahagian.

Bahagian I: Demografi

1. Jantina: Lelaki: Perempuan:

2. Bangsa: Melayu: Cina: India:

Lain-lain: …………………….

(sila nyatakan)

3. Tahap Pendidikan:

Gred fizik SPM:

Ini adalah soal selidik mengenai sikap anda terhadap STEM. Penyelidik amat

berterima kasih jika anda boleh mengambil bahagian dalam kajian ini dengan

memberikan jawapan yang terbaik anda.

Arahan: Sila tandakan (√) dalam kotak yang bersesuaian berdasarkan skala 1 hingga

skala 4 mengikut definisi skala seperti di bawah:

Definisi Skala

Sangat Tidak Setuju 1

Tidak Setuju 2

Setuju 3

Sangat Setuju 4

496

MATEMATIK

BIL PERKARA SANGAT TIDAK SANGAT

TIDAK SETUJU SETUJU SETUJU

SETUJU

1 Saya tidak gemar belajar matematik.

2 Saya bercita-cita menjadi pakar matematik

apabila dewasa kelak.

3 Matematik adalah mata pelajaran yang sukar

difahami oleh saya.

4 Saya anggap saya adalah pelajar yang

cemerlang dalam matematik.

5 Saya boleh belajar semua mata pelajaran

lain dengan mudah kecuali matematik.

6 Saya yakin saya boleh belajar formula

matematik yang lebih susah.

7 Saya mampu mendapatkan markah yang

tinggi dalam matematik.

8 Saya hebat dalam belajar matematik.

SIKAP TERHADAP STEM

SAINS



SETUJU

9 Saya berasa yakin apabila belajar sains .

10 Saya bercita-cita menjadi ahli sains apabila

dewasa kelak.

11 Saya akan menggunakan pengetahuan

sains di luar waktu persekolahan.

12 Pengetahuan sains membantu saya

menjalani kehidupan seharian.

13 Saya memerlukan pengetahuan sains

untuk kerjaya saya apabila dewasa kelak.

14 Saya tahu saya boleh belajar sains dengan

baik.

15 Sains penting untuk dipelajari sepanjang

hidup saya.

16 Saya boleh belajar semua mata pelajaran

lain dengan mudah kecuali sains.

17 Saya yakin saya boleh belajar konsep sains

lebih sukar.

497

KEJURUTERAAN DAN TEKNOLOGI

Jurutera menggunakan matematik, sains, dan kreativiti untuk menyelidik dan menyelesaikan

masalah yang melibatkan kehidupan semua orang serta berfikir untuk menghasilkan

produk yang baru. Terdapat pelbagai jenis bidang kejuruteraan, seperti

kejuteraan kimia, kejuruteraan komputer, kejuruteraan mekanikal, kejuruteraan awam,

kejuruteraan alam sekitar, dan kejuruteraan bioperubatan. Jurutera dapat

memperbaiki peralatan dalam kehidupan seharian dan perkerjaan seperti jambatan, bangunan

dan sebagainya. Jurutera melaksanakan reka bentuk kejuruteraan bagi membangunkan

mereka bentuk, menguji, dan menghasilkan produk akhir.



SETUJU

18 Saya suka berimaginasi mereka cipta

produk baru.

19 Jika saya belajar kejuruteraan, saya

boleh memperbaiki peralatan yang

digunakan orang setiap hari.

20 Saya hebat dalam membina dan memperbaiki

sesuatu barang.

21 Saya berminat mengetahui bagaimana

mesin berfungsi.

22 Mereka cipta produk atau model penting

dalam pekerjaan saya apabila dewasa nanti.

23 Saya ingin tahu tentang bagaimana

elektronik berfungsi.

24 Saya ingin menggunakan kreativiti dan inovasi

dalam perkerjaan saya apabila dewasa nanti.

25 saya perlu menggabungkan pengetahuan

sains dan matematik bagi merekacipta produk

yang berguna.

26 Saya percaya saya boleh menjadi jurutera


498

LAMPIRAN Cii: Borang Kesahan Pakar bagi Kandungan Soal Selidik Sikap




Yang Berbahagia Profesor / Profesor Madya/ Dr / Encik / Puan,

Saya MOHD SHUKRI BIN MOHD ALI No Matrik P-PD0053/16(R), pelajar Ph.D

Pusat Pengajian Ilmu Pendidikan, Universiti Sains Malaysia. Tajuk kajian saya ialah

“Kesan Penggunaan Modul Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka

Bentuk Kejuruteraan ke atas Sikap Pelajar Terhadap STEM dan Pencapaian

Pelajar bagi Topik Keelektrikan dan Kemagnetan dalam kalangan Pelajar

Tingkatan Enam”.

Soal selidik ini mengandungi 26 item bagi menguji sikap pelajar terhadap STEM.

Walau bagaimanapun, bagi memastikan kesahan kandungan setiap item, saya dengan

rendah hati ingin mendapatkan komen kepakaran tinggi anda mengenai perkara

berikut;

(i) Soal selidik ini mencapai objektif khusus yang ditentukan.

(ii) Bahasa dan maklumat yang diberi dalam soal selidik ini senang dan mudah

difahami.

(iii) Soal selidik ini ditulis dengan jelas dan tepat dari segi makna.

Masa dan usaha anda dalam menyelesaikan penilaian ini amatlah dihargai. Atas segala

kerjasama dan budi baik anda dalam membantu mengesahkan kandungan soal selidik

ini didahului dengan ucapan jutaan terima kasih.

Yang benar,


Pelajar Ph.D

Pusat Pengajian Ilmu Pendidikan

Universiti Sains Malaysia, Pulau Pinang.

Tel: + 60194049556

Email: [email protected]

mailto:[email protected]

499

Tajuk kajian: “Kesan Penggunaan Modul Pembelajaran STEM Berasaskan

Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan ke atas Sikap Pelajar Terhadap STEM

dan Pencapaian Pelajar bagi Topik Keelektrikan dan Kemagnetan dalam

kalangan Pelajar Tingkatan Enam”.

SIKAP TERHADAP STEM

Sila nilai setiap item dari skala 1 hingga skala 5 mengikut definisi skala seperti di

bawah.

Definisi Skala

Sangat Tidak Relevan 1

Tidak Relevan 2

Agak Relevan 3

Relevan 4

Sangat Relevan 5

Bil. Item Sila (√) mengikut Komen/Cadangan

1 2 3 4 5

MATEMATIK

1. Saya tidak gemar belajar

matematik.

2. Saya bercita-cita menjadi

pakar matematik


3. Matematik adalah mata

pelajaran yang sukar

difahami oleh saya.

4. Saya anggap saya adalah

pelajar yang cemerlang

dalam matematik.

5. Saya boleh belajar semua

mata pelajaran

lain dengan mudah

kecuali matematik.

6. Saya yakin saya boleh

belajar formula matematik

yang lebih susah.

7. Saya mampu

mendapatkan markah

500

yang tinggi dalam

matematik.

8. Saya hebat dalam belajar

matematik.

SAINS

9. Saya berasa yakin apabila

belajar sains .

10. Saya bercita-cita menjadi

ahli sains apabila dewasa

kelak.

11. Saya akan menggunakan

pengetahuan sains di luar

waktu persekolahan.

12. Pengetahuan sains

membantu saya menjalani

kehidupan seharian.

13. Saya memerlukan

pengetahuan sains untuk

kerjaya saya apabila

dewasa kelak.

14. Saya tahu saya boleh

belajar sains dengan baik.

15. Sains penting untuk

dipelajari sepanjang hidup

saya.

16. Saya boleh belajar semua

mata pelajaran lain

dengan mudah kecuali

sains.

17. Saya yakin saya boleh

belajar konsep sains lebih

sukar.

KEJURUTERAAN DAN TEKNOLOGI

18. Saya suka berimaginasi

mereka cipta produk baru.

19. Jika saya belajar

kejuruteraan, saya boleh

memperbaiki peralatan

yang digunakan orang

setiap hari.

20. Saya hebat dalam

membina dan

501

memperbaiki sesuatu

barang.

21. Saya berminat mengetahui

bagaimana mesin

berfungsi.

22. Mereka cipta produk atau

model penting dalam

pekerjaan saya apabila

dewasa nanti.

23. Saya ingin tahu tentang

bagaimana elektronik

berfungsi.

24. Saya ingin menggunakan

kreativiti dan inovasi

dalam perkerjaan saya

apabila dewasa nanti.

25. Saya perlu

menggabungkan

pengetahuan sains dan

matematik bagi

merekacipta produk yang

berguna.

26. Saya percaya saya boleh

menjadi jurutera apabila

dewasa kelak.

Komen/cadangan tambahan:

Disahkan oleh,

_____________________________

( )

Tarikh:

502

LAMPIRAN Ciii: Ringkasan Komen Pakar bagi Soal Selidik Sikap Terhadap

STEM (SSTS)

Pakar Bidang/Pengalaman Tandatangan

Pensyarah IPG Pengajian Bahasa Melayu,

Pendidikan Khas,

Pengukuran dan Penilaian,

Penyelidikan Kualitatif dan

aktif dalam bidang

penerbitan.

Dr Eni Eliza binti Ghazali

Pensyarah IPG Pendidikan Sains,

Pengukuran dan Penilaian,

Panel Modul STEM

Peringkat Sekolah dan

Universiti, Panel Penyelidik

Kajian STEM IPG Zon

Utara, Setiausaha Kluster

STEM di IPG.

Dr Shuhairi bin Abdul Razak

Pensyarah

Bahasa Inggeris

KMPP

M.Ed (TESOL) USM,

Pensyarah Cemerlang

DG48, 15 tahun pengalaman

mengajar.

En. Nor Azlan bin Abd Ghani

1. Terjemahan soal selidik dari Bahasa Inggeris ke Bahasa Melayu hampir

sempurna kecuali item no. 2 dan no. 10 sahaja.

2. Tiada kesalahan major dalam penterjemahan. Item soalan 25 dan 26 perlu

dibaiki struktur bahasa terjemahan.

3. Arahan jelas.

4. Secara keseluruhannya, item-item dalam konstruk Matematik, Sains dan

Kejuruteraan serta Teknologi telah diterjemah dengan baik.

5. Kesemua item adalah relevan dengan sikap terhadap STEM.

6. Item bagi konstruk sikap terhadap matematik, sains dan kejuruteraan serta

teknologi dalam soal selidik ini adalah jelas, sesuai untuk mengukur sikap

terhadap STEM secara keseluruhannya dan mudah difahami.

503

LAMPIRAN Civ: I-CVI & S-CVI bagi Soal Selidik Sikap Terhadap

STEM (SSTS)

Item dipilih skala 4 atau 5 pada skala relevan 5-poin bagi SSTS

Item Pakar 1 Pakar 2 Pakar 3 Bilangan Persetujuan Item CVI

1 X X X 3 1

2 X X X 3 1

3 X X X 3 1

4 X X X 3 1

5 X X X 3 1

6 X X X 3 1

7 X - X 2 0.67

8 X X X 3 1

9 X X X 3 1

10 X X X 3 1

11 X X X 3 1

12 X X X 3 1

13 - X X 2 0.67

14 X X X 3 1

15 X X X 3 1

16 X X X 3 1

17 X X X 3 1

18 X X X 3 1

19 X - - 1 0.33

20 X X X 3 1

21 X X X 3 1

22 X X X 3 1

23 - X X 2 0.67

24 X X X 3 1

25 X X X 3 1

26 - - X 1 0.33

Nilai S-CVI/Purata= 0.91

504

LAMPIRAN Cv: Nilai Cronbach Alpha bagi Soal Selidik Sikap Terhadap

STEM (SSTS)

Case Processing Summary

N %

Cases Valid 36 100.0

Excludeda 0 .0

Total 36 100.0

a. Listwise deletion based on all variables in the procedure.

Reliability Statistics

Cronbach's Alpha N of Items

.731 26

Item Statistics

Mean Std. Deviation N

Q1 1.8611 .86694 36

Q2 2.0833 .76997 36

Q3 2.1667 .91026 36

Q4 2.3611 .79831 36

Q5 1.9167 .73193 36

Q6 2.5278 .60880 36

Q7 2.5833 .84092 36

Q8 2.2778 .74108 36

Q9 2.8056 .57666 36

Q10 2.3333 .82808 36

Q11 2.9444 .47476 36

Q12 2.9444 .58282 36

Q13 3.0556 .71492 36

Q14 2.9167 .64918 36

Q15 3.0278 .73625 36

Q16 1.8889 .70823 36

Q17 2.5833 .60356 36

Q18 2.8056 .70991 36

Q19 2.6944 .78629 36

Q20 2.3333 .75593 36

Q21 2.8056 .66845 36

Q22 2.6944 .78629 36

Q23 2.7778 .68080 36

Q24 3.1389 .59295 36

Q25 3.1389 .63932 36

Q26 2.3333 .89443 36

505

Item-Total Statistics

Scale Mean if

Item Deleted

Scale Variance

if Item Deleted

Corrected Item-

Total

Correlation

Cronbach's Alpha if

Item Deleted

Q1 65.1389 47.323 -.174 .757

Q2 64.9167 46.193 -.075 .747

Q3 64.8333 49.000 -.300 .768

Q4 64.6389 42.066 .318 .719

Q5 65.0833 48.307 -.279 .758

Q6 64.4722 43.113 .315 .720

Q7 64.4167 42.307 .273 .722

Q8 64.7222 45.121 .033 .739

Q9 64.1944 41.761 .524 .709

Q10 64.6667 42.800 .232 .725

Q11 64.0556 43.140 .422 .717

Q12 64.0556 42.225 .453 .713

Q13 63.9444 41.540 .429 .711

Q14 64.0833 41.621 .472 .710

Q15 63.9722 41.971 .366 .716

Q16 65.1111 48.844 -.338 .761

Q17 64.4167 41.450 .539 .707

Q18 64.1944 41.761 .407 .713

Q19 64.3056 40.961 .439 .710

Q20 64.6667 41.314 .423 .711

Q21 64.1944 41.647 .453 .711

Q22 64.3056 39.990 .542 .701

Q23 64.2222 40.292 .607 .700

Q24 63.8611 42.637 .389 .716

Q25 63.8611 40.923 .571 .704

Q26 64.6667 39.371 .519 .701

Scale Statistics

Mean Variance Std. Deviation N of Items

67.0000 46.000 6.78233 26

506

LAMPIRAN Di: Ujian Topik Keelektrikan dan Kemagnetan (UTKK)



UJIAN TOPIK KEELEKTRIKAN DAN KEMAGNETAN (UTKK)






(sila nyatakan)


Gred fizik SPM:

Ini adalah Ujian Topik Keelektrikan dan Kemagnetan yang merupakan ujian objektif

mempunyai aneka pilihan jawapan sama ada A, B, C atau D. Penyelidik amat



Arahan: Sila tulis jawapan anda dalam ruangan jawapan di bawah:

JAWAPAN

Soalan Jawapan Soalan Jawapan Soalan Jawapan

1. 11. 21.

2. 12. 22.

3. 13. 23.

4. 14. 24.

5. 15. 25.

6. 16. 26.

7. 17. 27.

8. 18. 28.

9. 19. 29.

10. 20. 30.

.

507

Test Instrument of Achievement

for Topic of Electricity and Magnetism

Directions:

Choose the most appropriate response for each question.

Calculators may be used.

Work individually.

1. The speed of an electric motor is controlled by varying the __________ through the motor.

A) resistance

B) voltage C) current

D) direction of the north pole

2. The two magnets were placed near each other on a table top. Which statement about the

magnetic force of these two magnets is true?

A) The two magnets will be attracted to each other.

B) The two magnets will repel each other.

C) There will be no force between the magnets. D) The magnetic force will change the magnets.

3. An electrical bell operates on the scientific principle that

A) like poles of a magnet attract. B) unlike poles of a magnet attract.

C) a magnet can be demagnetized by electricity.

D) like poles of a magnet repel each other.

4. Rachel made four electromagnets by winding coils of copper wire around a nail. She

connected each end of the wire to a battery to form an electromagnet which she used to pick up paper clips.

In this experiment, what kind of energy is changed directly into magnetic energy?

508

A) Heat energy.

B) Electrical energy. C) Chemical energy.

D) Light energy.

5. Moving a magnet back and forth through a coil of wire will cause

A) a large electric current to flow in the magnet.

B) the magnet to become instantly too hot to hold.

C) electrons to flow in the wire coil. D) a continuous dc voltage to be generated across the ends of the wire coil.

6. Although a battery outputs electricity, it starts with A) electromagnetic energy.

B) thermal energy.

C) mechanical energy.

D) chemical energy.

7. Unlike an insulator, a conductor

A) changes direct current into alternating current. B) allows electron flow in one direction only.

C) blocks or partially blocks the flow of electrons.

D) allows electrons to flow easily.

8. Which material is not a good conductor?

A) Gold.

B) Silver. C) Plastic.

D) Copper.

9. Resistance

A) is measured in amperes.

B) is the opposition to the flow of electric current. C) is the driving force that moves electrons in conductors.

D) is not affected by temperature changes.

10. A complete pathway through which electrons can flow is a(n) A) static charge.

B) circuit.

C) insulator. D) magnet.

11. What devices will protect a circuit from excessive current flow?

A) Switches and diodes. B) Resistors.

C) Circuit breakers and fuses.

D) Surge suppressors.

12. What happens to lights in series if one goes out?

A) They all go out. B) They flicker.

C) Every other one goes out.

D) They stay lit.

509

13. How can power be calculated?

A) Multiply the force times the parallel distance. B) Multiply the mass times g times the height.

C) Calculate the change in total energy of the system.

D) Divide the work done by the time it takes.

14. Which of the following could be used to convert light energy to electrical energy?

A) a windmill.

B) a chemical storage battery. C) a solar cell.

D) rotating coils in a magnetic field.

15. Which of the following actions would decrease the strength of an electromagnet?

A) Removing turns from the wire coil.

B) Increasing the amount of current used.

C) Inserting a core of iron within the coil. D) Adding more turns to the wire coil.

16. A student designs a circuit that has a battery, a resistor, and a light bulb connected in series. Which changes could be made to the circuit so that each would contribute to a

brighter glow from the light bulb.

A) decrease the voltage and decrease the resistance. B) decrease the voltage and increase the resistance.

C) increase the voltage and decrease the resistance.

D) increase the voltage and increase the resistance.

17. What converts chemical energy into electrical energy?

A) Battery.

B) Transformer. C) Alternator.

D) DC generator.

18. Power

A) is force divided by time.

B) is work divided by time.

C) is work times time. D) has the same units as energy.

19. The following diagrams show a battery and a bulb connect by wires to various materials. Which of the bulbs will light?

510

A) Bulb 1 only.

B) Bulb 2 and 3 only. C) Bulb 1 and 3 only.

D) Bulb 1, 3, and 4 only.

20. Electrical elements that are connected in a circuit so that the same current must pass

through each one in turn are said to be connected in

A) resonance.

B) dc. C) parallel.

D) series.

21. The north pole of a stationary magnet will be attracted to

A) another north magnetic pole.

B) a south magnetic pole.

C) a negative electrostatic charge. D) a positive electrostatic charge.

22. Copper wire and solder are each classified as: A) Resistors.

B) Semiconductors.

C) Insulators. D) Conductors.

23. Household appliances convert electricity into one or more different forms of energy. An

electric fan can best be described as converting electricity into A) heat energy only.

B) heat energy and sound energy only.

C) heat energy, sound energy, and mechanical energy only. D) heat energy, sound energy, mechanical energy, and chemical energy only.

24. What is the definition of power? A) The rate at which work is done.

B) The ability to do work.

C) Work.

D) Effort.

25. A student connects three identical light bulbs in parallel to a dry cell as shown below.

What happens when the student removes one of the light bulbs from its socket?

A) All the light bulbs go out.

B) The other light bulbs remain on and will be equally bright. C) The other light bulbs remain on, one less bright and the other the same brightness as

before.

D) The other light bulbs remain on, one brighter and the other less bright than before.

511

26. What produces electrical energy using mechanical energy?

A) Battery. B) Transformer.

C) Alternator.

D) Electrolyte.

27. A uniform electric field of 8 Vm-1 exist in a parallel plate capacitor. How much work is

required to move a +20 μC point charge between the plates if the plate separation is 0.050

m?

A)

B) C)

D)

4.0 x 10-3 J

8.0 x 10-3 J 1.6 x 10-6 J

8.0 x 10-6 J

28. Which of the following statements is TRUE about electric field strength?

A)

B)

C)

D)

The electric field strength arising from a point charge Q is inversely proportional to

the magnitude of the charge Q. The electric field strength is a scalar quantity.

The electric field strength is constant at zero electric potential.

The electric field strength is the electric force per unit charge.

29. Which of the following graph shows the variation of electric field, E against distance, r

from a point charge?

30. Which of the following statement is NOT TRUE about the relationship between electric field and electric potential?

A) An equipotential surface is perpendicular to the electric field lines at all point.

B) The electric field always points in the direction of decreasing electric potential. C) The electric field can also be called the potential gradient.

D) Work is done by the electric field when a charge moves from one point to another on the

same equipotential surface.

r

E

r

E

r

E

r

E

A B

C D

512

LAMPIRAN Dii: Jawapan Ujian Topik Keelektrikan dan Kemagnetan (UTKK)



JAWAPAN UJIAN TOPIK KEELEKTRIKAN DAN KEMAGNETAN (UTKK)






(sila nyatakan)


Gred fizik SPM:

Ini adalah Ujian Topik Keelektrikan dan Kemagnetan yang merupakan ujian objektif

mempunyai aneka pilihan jawapan sama ada A, B, C atau D. Penyelidik amat



Arahan: Sila tulis jawapan anda dalam ruangan jawapan di bawah:

JAWAPAN

Soalan Jawapan Soalan Jawapan Soalan Jawapan

1. A 11. C 21. B

2. B 12. A 22. D

3. C 13. D 23. C

4. B 14. C 24. A

5. C 15. A 25. B

6. D 16. C 26. C

7. D 17. A 27. D

8. C 18. B 28. D

9. B 19. C 29. D

10. B 20. D 30. D

.

513

LAMPIRAN Diii: Borang Kesahan Pakar bagi Kandungan Ujian Topik










Tingkatan Enam”.

Ujian Topik Keelektrikan dan Kemagnetan (UTKK) ini mengandungi 30 item bagi

menguji pencapaian pelajar dalam topik keelektrikan dan kemagnetan. Walau

bagaimanapun, bagi memastikan kesahan kandungan setiap item, saya dengan rendah

hati ingin mendapatkan komen kepakaran tinggi anda mengenai perkara berikut;

(i) UTKK ini mencapai objektif khusus yang ditentukan.

(ii) Bahasa dan maklumat yang diberi dalam UTKK ini senang dan mudah

difahami.

(iii) UTKK ini ditulis dengan jelas dan tepat dari segi makna serta menepati topik


Masa dan usaha anda dalam menyelesaikan penilaian ini amatlah dihargai. Atas segala

kerjasama dan budi baik anda dalam membantu mengesahkan kandungan UTKK ini

didahului dengan ucapan jutaan terima kasih.

Yang benar,


Pelajar Ph.D



Tel: + 60194049556



514

Tajuk kajian: “Kesan Penggunaan Modul Pembelajaran STEM Berasaskan

Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan ke atas Sikap Pelajar Terhadap STEM

dan Pencapaian Pelajar bagi Topik Keelektrikan dan Kemagnetan dalam

kalangan Pelajar Tingkatan Enam”.

UJIAN TOPIK KEELEKTRIKAN DAN KEMAGNETAN

Sila nilai setiap item dari skala 1 hingga skala 5 mengikut definisi skala seperti di

bawah.

Definisi Skala

Sangat Tidak Relevan 1

Tidak Relevan 2

Agak Relevan 3

Relevan 4

Sangat Relevan 5

Bil. Item Sila (√) mengikut Komen/Cadangan

1 2 3 4 5

1. The speed of an electric

motor is controlled by

varying the __________

through the motor.

2. The two magnets were

placed near each other on

a table top. Which

statement about the

magnetic force of these

two magnets is true?

3. An electrical bell operates

on the scientific principle

that

4. Rachel made four

electromagnets by

winding coils of copper

wire around a nail. She

connected each end of the

wire to a battery to form

an electromagnet which

she used to pick up paper

clips. In this experiment,

what kind of energy is

515

changed directly into

magnetic energy?

5. Moving a magnet back

and forth through a coil of

wire will cause

6. Although a battery outputs

electricity, it starts with

7. Unlike an insulator, a

conductor

8. Which material is not a

good conductor?

9. Resistance

10. A complete pathway

through which electrons

can flow is a(n)

11. What devices will protect

a circuit from excessive

current flow?

12. What happens to lights in

series if one goes out?

13. How can power be

calculated?

14. Which of the following

could be used to convert

light energy to electrical

energy?


actions would decrease

the strength of an

electromagnet?

16. A student designs a circuit

that has a battery, a

resistor, and a light bulb

connected in series.

Which changes could be

made to the circuit so that

each would contribute to a

brighter glow from the

light bulb.

17. What converts chemical

energy into electrical

energy?

516

18. Power

19. The following diagrams

show a battery and a bulb

connect by wires to

various materials. Which

of the bulbs will light?

20. Electrical elements that

are connected in a circuit

so that the same current

must pass through each

one in turn are said to be

connected in

21. The north pole of a

stationary magnet will be

attracted to

22. Copper wire and solder

are each classified as:

23. Household appliances

convert electricity into

one or more different

forms of energy. An

electric fan can best be

described as converting

electricity into

24. What is the definition of

power?

25. A student connects three

identical light bulbs in

parallel to a dry cell as

shown below. What

happens when the student

removes one of the light

bulbs from its socket?

26. What produces electrical

energy using mechanical

energy?

27. A uniform electric field of

8 Vm-1 exist in a parallel

plate capacitor. How

much work is required to

move a +20 μC point

charge between the plates

517

if the plate separation is

0.050 m?


statements is TRUE about

electric field strength?


graph shows the variation

of electric field, E against

the distance, r from

a point charge?


statement is NOT TRUE

about the relationship

between electric field

and electric potential?


Disahkan oleh,

_____________________________

( )

Tarikh:

518

LAMPIRAN Div: Ringkasan Komen Pakar bagi Kandungan Ujian Topik


Pakar Bidang/Pengalaman Tandatangan

Pensyarah Fizik

Universiti

Peranti Fizik Keadaan

Pepejal, Teknologi Nano-

Optoelektronik,

Penyelidikan fizik dan aktif

dalam bidang penerbitan

serta pengalaman mengajar

9 tahun subjek fizik

ZCA102: Keelektrikan dan

Kemagnetan

Dr Norzaini binti Zainal

Pensyarah Fizik

Kolej

Matrikulasi

B. Sc (Fizik Gunaan) USM,

Pentaksir Soalan Fizik

Matrikulasi, Pemeriksa

Kertas Fizik Matrikulasi,

Guru Fizik Tingkatan

Enam, Pensyarah cemerlang

DG52, 21 tahun

pengalaman mengajar.

Pn. Hazami binti Bakar

Pensyarah Fizik

Kolej

Matrikulasi

B. Sc (Fizik Gunaan) USM,

M.Ed. USM (Pengukuran &

Penilaian), Pemeriksa

Kertas Fizik Matrikulasi, 13

tahun pengalaman

mengajar.

En. Amir bin Mohamad

1. Kebanyakan soalan yang dikemukakan menguji tahap aplikasi konsep


2. Soalan-soalan yang dikemukan adalah berkaitan konteks kehidupan seharian.

3. Soalan nombor 3 menggunakan perkataan ‘Maglev Train’ adalah di luar

konteks pelajar boleh menyebabkan pelajar gagal memahami soalan.

4. Mungkin perlu ditambah soalan yang agak sukar bagi menguji kefahaman

pelajar.

5. Secara keseluruhannya, Soalan-soalan yang dikemukan merangkumi konsep

Keelektrikan dan Kemagnetan serta menepati topik Keelektrikan dan

Kemagnetan.

519

LAMPIRAN Dv: I-CVI & S-CVI bagi Kandungan Ujian Topik


Item dipilih skala 4 atau 5 pada skala relevan 5-poin bagi SSTS

Item Pakar 1 Pakar 2 Pakar 3 Bilangan Persetujuan Item CVI

1 X X X 3 1

2 X X X 3 1

3 X X - 2 0.67

4 X X X 3 1

5 X X X 3 1

6 X X X 3 1

7 X - X 2 0.67

8 X X X 3 1

9 X X X 3 1

10 X X X 3 1

11 X X X 3 1

12 X X X 3 1

13 - X X 2 0.67

14 X - X 2 0.67

15 X X X 3 1

16 X X X 3 1

17 X X X 3 1

18 X X X 3 1

19 X X X 3 1

20 X X X 3 1

21 X X X 3 1

22 X X X 3 1

23 X X X 3 1

24 X X X 3 1

25 X X X 3 1

26 X X X 3 1

27 X X X 3 1

28 X X X 3 1

29 X X X 3 1

30 X X X 3 1

Nilai S-CVI/Purata= 0.96

520

LAMPIRAN Dvi: KR-20 Internal Consistency Reliability bagi Kandungan Ujian

Topik Keelektrikan dan Kemagnetan (UTKK)

Case Processing Summary

N %

Cases Valid 36 100.0

Excludeda 0 .0

Total 36 100.0

a. Listwise deletion based on all variables in the procedure.

Item Statistics

Mean Std. Deviation N

Q1 1.7297 .45023 36

Q2 1.1081 .31480 36

Q3 1.4865 .50671 36

Q4 1.7297 .45023 36

Q5 1.7568 .43496 36

Q6 1.3784 .49167 36

Q7 1.3784 .49167 36

Q8 1.1351 .34658 36

Q9 1.5135 .50671 36

Q10 1.2703 .45023 36

Q11 1.5135 .50671 36

Q12 1.1081 .31480 36

Q13 1.1081 .31480 36

Q14 1.1351 .34658 36

Q15 1.5135 .50671 36

Q16 1.2703 .45023 36

Q17 1.0811 .27672 36

Q18 1.1351 .34658 36

Q19 1.0811 .27672 36

Q20 1.7297 .45023 36

Q21 1.1351 .34658 36

Q22 1.1081 .31480 36

Q23 1.5135 .50671 36

Q24 1.1351 .34658 36

Reliability Statistics

Cronbach's Alpha N of Items

.859 30

521

Q25 1.8649 .34658 36

Q26 1.5946 .49774 36

Q27 1.7568 .43496 36

Q28 1.7297 .45023 36

Q29 1.7568 .43496 36

Q30 1.6486 .48398 36

Scale Statistics

Mean Variance Std. Deviation N of Items

42.4054 31.303 5.59494 30

Item-Total Statistics

Scale Mean if

Item Deleted

Scale Variance if

Item Deleted

Corrected Item-

Total Correlation

Cronbach's Alpha if Item

Deleted

Q1 40.6757 30.392 .143 .862

Q2 41.2973 30.992 .060 .862

Q3 40.9189 28.521 .467 .852

Q4 40.6757 30.392 .143 .862

Q5 40.6486 28.623 .535 .851

Q6 41.0270 28.027 .583 .849

Q7 41.0270 29.971 .202 .861

Q8 41.2703 31.369 -.048 .865

Q9 40.8919 27.488 .670 .846

Q10 41.1351 28.398 .563 .850

Q11 40.8919 28.766 .420 .854

Q12 41.2973 32.492 -.359 .870

Q13 41.2973 30.492 .205 .859

Q14 41.2703 30.869 .081 .862

Q15 40.8919 28.544 .462 .853

Q16 41.1351 28.787 .479 .852

Q17 41.3243 31.003 .073 .861

Q18 41.2703 29.258 .513 .852

Q19 41.3243 31.725 -.160 .865

Q20 40.6757 28.114 .626 .848

Q21 41.2703 29.258 .513 .852

Q22 41.2973 30.992 .060 .862

Q23 40.8919 27.488 .670 .846

Q24 41.2703 29.258 .513 .852

Q25 40.5405 28.144 .826 .845

Q26 40.8108 29.769 .237 .860

Q27 40.6486 28.623 .535 .851

Q28 40.6757 28.114 .626 .848

Q29 40.6486 27.734 .738 .845

Q30 40.7568 28.189 .560 .849

522

LAMPIRAN E: Borang Kesahan Pakar bagi Kandungan Modul PSB-CRBK









Tingkatan Enam”.

Modul yang dibangunkan dalam kajian ini dinamakan Modul PSB-CRBK untuk topik

Keelektrikan dan Kemagnetan. Modul ini mengandungi enam aktiviti yang akan

dijalankan selama 12 minggu di salah sebuah sekolah di Malaysia. Dalam memastikan

kesahan kandungan modul ini, saya dengan rendah hati ingin mendapat ulasan

kepakaran anda berdasarkan set soalan seperti yang dinyatakan dalam borang penilaian

modul di samping komen dan cadangan tambahan untuk penambahbaikan modul ini.

Masa dan usaha anda dalam menyelesaikan penilaian ini amat dihargai. Terima kasih

banyak terlebih dahulu untuk kerjasama anda dalam membantu mengesahkan modul

ini.

Yang benar,


Pelajar Ph.D



Tel: + 60194049556



523

Pernyataan berikut merupakan ciri-ciri yang terdapat dalam modul yang telah dibina.

Berikut adalah beberapa aras persetujuan berkaitan pernyataan-pernyataan yang perlu

dinilai. Setelah meneliti pernyataan tersebut, sila tandakan [ ] pada ruangan yang

mewakili jawapan anda berdasarkan aras persetujuan berikut iaitu:

Definisi Aras Persetujuan

Sangat Tidak Setuju 1

Tidak Setuju 2

Agak Setuju 3

Setuju 4

Sangat Setuju 5

ITEM ASPEK

DINILAI

PERNYATAAN ARAS PERSETUJUAN

1 2 3 4 5

1 Kandungan

Modul

Sesuai dengan Pendidikan

STEM

2 Memenuhi objektif pelajaran

3 Aktiviti pengajaran dalam

modul boleh dilaksanakan

secara menyeluruh

4 Pedagogi Objektif pelajaran jelas

5 Isi pelajaran berkembang

6 Terdapat aras penguasaan isi

pelajaran

7 Aktiviti yang dijalankan sesuai

8 Bahan pembelajaran yang

digunakan sesuai

9 Penilaian sesuai untuk

membantu mencapai objektif

pelajaran

10 Reka

Bentuk

Sesuai dengan latar belakang

dan pengetahuan pelajar

11 Sesuai dengan keperluan

konteks pembelajaran dan

objektif pelajaran

12 Objektif pelajaran boleh diukur

13 Kandungan isi pelajaran disusun

dengan baik

Sumber: Diubahsuai dari Sidek Mohd Noah dan Jamaludin Ahmad (2005)

524


Disahkan oleh,

_____________________________

( )

Tarikh:

525

LAMPIRAN Ei: Komen Pakar 1 bagi Kandungan Modul PSB-CRBK

526

LAMPIRAN Eii: Komen Pakar 2 bagi Kandungan Modul PSB-CRBK

527

LAMPIRAN Eiii: Komen Pakar 3 bagi Kandungan Modul PSB-CRBK

528

LAMPIRAN Eiv: Komen Pakar 4 bagi Kandungan Modul PSB-CRBK

529

LAMPIRAN Ev: Komen Pakar 5 bagi Kandungan Modul PSB-CRBK

530

LAMPIRAN Evi: Komen Pakar 6 bagi Kandungan Modul PSB-CRBK

531

LAMPIRAN Evii: Komen Pakar 7 bagi Kandungan Modul PSB-CRBK

532

LAMPIRAN F: Protokol Temubual Dibina untuk Mendapatkan Ulasan dan

Cadangan Pakar, Guru dan Pelajar bagi Kandungan Modul

PSB-CRBK

PROTOKOL TEMUBUAL SEPARA BERSTRUKTUR UNTUK PEMBINAAN

MODUL (TB)

Data dikutip melalui rakaman audio

Tarikh: _________________________________________

Nama: _________________________________________

Umur: _________________________________________

Latar Belakang: __________________________________

Temubual ini dijalankan untuk mendapatkan maklumat bagi membangunkan modul

kajian yang dijalankan. Segala maklumat yang diperolehi adalah rahsia dan ianya

untuk kepentingan kajian sahaja.

Tajuk kajian: Kesan Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka Bentuk

Kejuruteraan ke atas Sikap Terhadap STEM dan Pencapaian Dalam Topik

Keelektrikan dan Kemagnetan Dalam Kalangan Pelajar Tingkatan Enam.

TEMUBUAL: Analisis Keperluan PSB-CRBK dan Pembinaan Modul (TB)

1: Soalan Berdasarkan Keperluan PSB-CRBK

1.1 Jelaskan pengalaman guru mengenai amalan pembelajaran sains bilik darjah

merujuk kepada isu pembelajaran STEM

1.2 Apakah pandangan mengenai pembelajaran STEM yang memfokuskan kepada

Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan?

1.3 Apakah perbezaan PSB-CRBK dengan amalan guru?

1.4 Sejauh manakah kesesuaian pembelajaran STEM berasaskan Cabaran Reka

Bentuk Kejuruteraan?

1.5 Apakah pandangan mengenai pembinaan modul PSB-CRBK?

533

1.6 Sejauh manakah modul penting untuk melaksanakan PSB-CRBK?

1.7 Cadangkan bahan-bahan yang sesuai sebagai isi kandungan modul.

1.8 Cadangkan strategi penyampaian yang sesuai bagi modul ini.

1.9 Apakah peranan guru dalam pelaksanaan PSB-CRBK atau dalam penggunaan

modul ini?

1.10 Apakah peranan pelajar dalam pelaksanaan PSB-CRBK atau dalam penggunaan

modul ini?

2.0 Sila berikan komen serta cadangan penambahbaikan modul ini dari aspek-aspek:

(a) Kesesuaian unit pembelajaran STEM yang dipilih

(b) Isi kandungan

(c) Aktiviti

(d) Bahan-bahan sokongan

(e) Icon

(f) Gambar-gambar

(g) Persembahan (layout, susunan / organisasi isi kandungan)

534

PROTOKOL TEMUBUAL SEPARA BERSTRUKTUR UNTUK KEESAHAN

MODUL (TBP)

Data dikutip melalui rakaman audio

Tarikh Temubual : _____________________________________

Nama : _______________________________________________

Tempoh Semakan Modul : ________________________________

Profil Diri : ___________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

Pengalaman Membina atau Menyemak Modul : _____________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

Temubual ini dijalankan untuk mendapatkan maklumat bagi MENYEMAK DAN

MENGESAHKAN modul bagi kajian yang dijalankan. Segala maklumat yang

diperolehi adalah rahsia dan ianya untuk kepentingan kajian sahaja.

Tajuk kajian: Kesan Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka Bentuk

Kejuruteraan ke atas Sikap Terhadap STEM dan Pencapaian Dalam Topik

Keelektrikan dan Kemagnetan Dalam Kalangan Pelajar Tingkatan Enam.

Tajuk Modul: Modul Pembelajaran STEM Berasaskan Cabaran Reka Bentuk

Kejuruteraan.

535

Aspek 1: Isi Kandungan Modul

1. Asas kaedah PSB-CRBK

1.1 Adakah isi kandungan modul ini menggambarkan asas-asas kepada kaedah

Cabaran Reka Bentuk Kejuruteraan?

1.2 Sejauh manakah isi kandungan modul menunjukkan kaedah ini berbeza daripada

pendekatan-pendekatan lain?

1.3 Adakah aktiviti-aktiviti yang dimasukkan di dalam modul ini merupakan

aplikasi yang sesuai bagi kaedah pembelajaran ini?

2. Pemilihan isi dan strategi penyampaian

2.1 Sejauh manakah isi yang dipilih bersesuaian dengan ciri PSB-CRBK (contoh:

isu kecekapan tenaga, isu global, sains masa hadapan, sumber semula jadi,

kesihatan, kualiti persekitaran, relevan dengan sukatan pelajaran sains)?

2.2 Adakah strategi yang digunakan (contoh: pencetusan idea, perbahasan,

dialog/perbincangan, penghujahan, refleksi, pembentangan) sesuai dengan ciri

PSB-CRBK?

2.3 Adakah elemen Reka Bentuk Kejuruteraan dapat dilihat dalam modul?

2.4 Sejauh mana isi kandungan modul mengandungi aktiviti-aktiviti yang menjurus

kepada peningkatan sikap terhadap STEM dan pencapaian dalam topik

Keelektrikan dan Kemagnetan?

Aspek 2: Persembahan Modul

1. Sejauh manakah isi kandungan modul ini ditulis dengan baik, jelas dan mudah

difahami?

2. Sejauh manakah persembahan modul ini memotivasi pengguna untuk membaca

dan menggunakan isi kandungannya?

3. Sejauh manakah penggunaan grafik seperti gambar rajah, jadual, ikon dan

sebagainya sesuai, relevan dan berguna?

536

Aspek 3: Panduan Guru

1. Adakah garis panduan yang disediakan kepada guru sesuai dengan kaedah ini?

2. Adakah maklumat di dalam panduan guru mencukupi untuk guru-guru

melaksanakan kaedah ini dengan lancar?

3. Sejauh manakah panduan guru mencukupi setiap aktiviti yang disediakan di

dalam modul?

Aspek 4: Kualiti Modul dan Pengesahan

1. Secara amnya sejauh manakah isi kandungan modul ini tepat, lengkap, menarik,

melibatkan pelajar, dan membantu guru?

2. Bagaimanakah kualiti modul ini dapat dipertingkatkan?

3. Sejauh manakah modul ini sah dan sedia untuk digunakan dalam kajian?

537

LAMPIRAN G: Gambar-Gambar Aktiviti Modul PSB-CRBK

PEMBINAAN KERETAPI ELEKTRIK

PEMBINAAN PAKU

ELEKTROMAGNET

PENJANA ELEKTRIK

UBI KENTANG

PENGHAWA DINGIN ELEKTRIK

PEMBINAAN VAKUM ELEKTRIK

PEMBURU DAN MONYET

538

LAMPIRAN H: Plot Normal Q-Q Sikap terhadap STEM

539

540

541

542

543

LAMPIRAN I: Plot Normal Q-Q Pencapaian Topik Keelektrikan dan Kemagnetan

544

545

LAMPIRAN J: Sijil-Sijil Penglibatan dalam Pendidikan STEM

546

547

548

549

550

551

552

553

554

555

LAMPIRAN K: Surat Kebenaran Menjalankan Kajian oleh Bahagian Perancangan

Dasar dan Penyelidikan, Kementerian Pendidikan Malaysia

556

LAMPIRAN L: Surat Kebenaran Menjalankan Kajian oleh Jabatan Pendidikan

Negeri Kedah

557

LAMPIRAN M: Geran Penyelidikan Pendidikan STEM Program Pemindahan Ilmu

Pelajar USM

558

559

560

561