Dokumen ini membahas pentingnya aktiviti makmal dalam pendidikan sains dan bagaimana metodologi serta konteks makmal dapat mempengaruhi pemahaman pelajar terhadap konsep sains. Penelitian selama bertahun-tahun menunjukkan bahwa pengalaman praktis di makmal dapat meningkatkan literasi saintifik, namun hubungan yang jelas antara pengalaman tersebut dan pencapaian pelajar sering kali tidak terlihat. Selain itu, masalah seperti kesesakan di makmal dapat menurunkan keselamatan dan kualitas pengajaran sains, sehingga perancangan ruang makmal yang fleksibel dan aman sangat diperlukan.

1. Pengenalan
Aktiviti makmal telah lama mempunyai peranan yang tersendiri dan penting dalam kurikulum
sains dan sains pendidik telah mencadangkan bahawa banyak manfaat diperoleh daripada
terlibat pelajar dalam aktiviti makmal sains (Hofstein dan Lunetta, 1982; 2004; Tobin 1990;
Hodson, 1993; Lazarowitz dan Tamir, 1994;. Garnett et al, 1995; Lunetta 1998; Hofstein, 2004;
Lunetta et al, 2007).. Pada awal abad ke dua puluh satu kita memasuki era baru reformasi dalam
pendidikan sains. Kedua-dua kandungan dan pedagogi pengajian ilmu pengetahuan dan
pengajaran yang sedang diteliti, dan piawaian baru bertujuan untuk membentuk dan memberi
nafas baru kepada pendidikan sains muncul (National Research Council, 1996; 2000). Sains
Standard Kebangsaan Pendidikan (NRC 1996) dan juga 2061 projek (AAAS, 1990) menegaskan
kembali keyakinan bahawa siasatan pada umumnya dan penyelidikan dalam konteks kerja amali
dalam pendidikan sains adalah penting dalam pencapaian literasi saintifik. Makmal penyelidikan
jenis mempunyai potensi untuk mengembangkan kebolehan pelajar dan kemahiran seperti: (..
Krajcik et al, 2001; Hofstein et al, 2005) mengajukan soalan berorientasikan saintifik,
membentuk hipotesis, merancang dan menjalankan penyelidikan saintifik, menggubal dan
menyemak ilmiah penjelasan, dan berkomunikasi dan mempertahankan hujah-hujah ilmiah.
Pembelajaran dalam dan dari makmal sains
Selama bertahun-tahun, banyak yang berpendapat bahawa ilmu pengetahuan tidak boleh
menjadi lebih bermakna kepada pelajar tanpa pengalaman praktikal yang berharga dalam
makmal sekolah. Malangnya, terma makmal sekolah atau makmal dan praktikal telah
digunakan, sering tanpa definisi yang tepat, untuk merangkul pelbagai aktiviti. Biasanya,
istilah bermakna pengalaman dalam persekitaran sekolah di mana pelajar berinteraksi dengan
bahan-bahan untuk mengamati dan memahami alam semula jadi. Beberapa aktiviti makmal
telah dirancang dan dijalankan untuk melibatkan pelajar secara individu, sementara yang lain
telah berusaha untuk melibatkan pelajar dalam kumpulan kecil dan suasana demonstrasi besar-
kumpulan. Bimbingan guru dan arahan telah berkisar dari sangat berstruktur dan berpusatkan
guru untuk membuka siasatan. Terma kadang-kadang digunakan untuk merangkumi
penyelidikan atau projek-projek yang dituntut selama beberapa minggu, kadang-kadang di luar
sekolah, manakala pada masa lain mereka telah merujuk kepada pengalaman yang
berlangsung 20 minit atau kurang. Kadang-kadang aktiviti makmal telah memasukkan yang
tinggi instrumentasi, dan pada masa yang lain penggunaan mana-mana peralatan telah teliti
dielakkan.
Banyak kajian penyelidikan telah dijalankan untuk mengkaji keberkesanan pendidikan
kerja makmal dalam pendidikan sains dalam memudahkan pencapaian kognitif, afektif, dan
tujuan yang praktikal. Kajian-kajian ini telah secara kritis dan dikaji secara meluas dalam
literatur (Hofstein dan Lunetta 1982; 2004; Blosser, 1983; Bryce dan Robertson 1985;

2. Hodson, 1993; Lazarowitz dan Tamir 1994). Dari ulasan ini ia adalah jelas bahawa secara
umum, meskipun makmal sains yang telah diberikan peranan yang tersendiri dalam
pendidikan sains, penyelidikan telah gagal untuk menunjukkan hubungan yang sederhana
antara pengalaman dalam pembelajaran makmal dan pelajar. Hodson (1990) telah mengkritik
kerja-kerja makmal dan mendakwa bahawa ia adalah tidak produktif, dan mengelirukan,
kerana ia seringkali digunakan tanpa tujuan jelas pemikiran-out, dan ia dipanggil untuk
perhatian yang lebih kepada pelajar-pelajar apa yang benar-benar melakukan di makmal.
Tobin (1990) menulis bahawa: "Aktiviti makmal merayu sebagai satu cara untuk belajar
dengan pemahaman dan, pada masa yang sama, terlibat dalam proses membina pengetahuan
dengan melakukan sains" . Beliau juga mencadangkan bahawa pembelajaran bermakna adalah
mungkin di makmal jika pelajar diberi peluang untuk memanipulasi alat dan bahan dalam
rangka untuk dapat membina pengetahuan mereka tentang fenomena dan konsep sains yang
berkaitan.
Makmal dalam pendidikan sains
Selama lebih dari satu abad, pengalaman makmal telah diakui untuk mempromosikan pusat
matlamat pendidikan sains termasuk peningkatan pemahaman siswa tentang konsep-konsep
sains dan aplikasinya; kemahiran praktikal saintifik dan penyelesaian masalah kebolehan;
'kebiasaan fikiran' saintifik; pemahaman tentang bagaimana sains dan saintis bekerja; minat
dan motivasi. Kini pada awal abad ke-21 ia kelihatan seolah-olah masalah ini tentang
pembelajaran dalam dan dari makmal sains dan makmal di dalam konteks pengajaran dan
pembelajaran kimia masih berkaitan mengenai isu-isu penyelidikan serta isu-isu pembangunan
dan pelaksanaan. Isu CERP khas adalah suatu percubaan untuk menyediakan up-to-tarikh
laporan dari beberapa negara di seluruh dunia
Penyelidikan terhadap pembelajaran di dalam dan dari makmal sains
Aktiviti makmal telah digunakan dalam pelbagai bidang ilmu pengetahuan alam untuk
mengajar pelajar dari rentang usia banyak dalam yang sangat berbeza konteks budaya dan
kelas. Dalam banyak kajian dan tetapan penyelidikan pelbagai isu-isu penting dan
pembolehubah bersilang. Walau bagaimanapun, terdapat banyak perbezaan yang nyata dalam
pelaksanaan pengaturan makmal dan dalam pembolehubah lain dilaporkan. Untuk
membangunkan penyelidikan dalam bidang itu, masyarakat pendidikan sains dan terutama
komuniti penyelidikan harus berhati-hati untuk memberikan penerangan terperinci yang
mengambil bahagian pelajar, guru, bilik darjah, dan konteks kurikulum dalam laporan
penyelidikan. Antara pembolehubah banyak untuk dilaporkan secara hati-hati adalah
(berdasarkan: Lunetta et al., 2007): tujuan pembelajaran; sifat petunjuk yang diberikan oleh
guru dan panduan makmal (cetak dan / atau elektronik dan / atau lisan); bahan-bahan dan

3. peralatan sedia untuk digunakan dalam penyelidikan laboratorium; sifat aktiviti dan pelajar-
pelajar dan guru-murid interaksi semasa kerja makmal; pelajar dan guru persepsi bagaimana
prestasi pelajar yang akan dinilai; laporan makmal pelajar; penyediaan, sikap, pengetahuan,
dan tingkah laku guru. Apa yang pelajar merasakan mereka seharusnya capai dalam aktiviti
makmal? Bagaimana mereka melihat prestasi makmal mereka akan dinilai? Betapa pentingnya
pelajar-pelajar dan guru-guru memahami aktiviti-aktiviti makmal jadi? Kajian jelas harus
melaporkan jumlah waktu yang digunakan siswa dalam aktiviti makmal, dan bagaimana
mereka diintegrasikan atau terpisah dari pekerjaan lain dalam perjalanan sains.
Mereka harus membezakan secara jelas antara jangka panjang dan jangka pendek
penyelidikan pelajar, dan menyatakan dengan jelas nombor dan peranan pelajar dalam setiap
pasukan makmal. Oleh kerana perbezaan yang besar sering hadir dalam persekitaran makmal
yang berbeza, penerangan terperinci mengenai pelajaran dan maklumat kontekstual sangat
penting. Bagi menyokong pembangunan pengetahuan yang dapat memajukan pendidikan sains
dengan memaklumkan perkembangan kurikulum, pengajaran dan amalan penilaian, dan dasar
pendidikan, adalah penting untuk menentukan dengan tepat hal teknikal untuk menjelaskan
pengetahuan di lapangan; ia juga penting untuk menggunakan istilah tersebut secara konsisten
dalam laporan penyelidikan dan penulisan ilmiah.
Isu khas adalah benar-benar setia kepada isu teori, praktikal, dan penyelidikan mengenai
isu-isu makmal dalam konteks pendidikan menengah dan pengajian tinggi dalam bidang sains
kimia. Isu khas terdiri dari dua belas sumbangan daripada tujuh negara, yang mewakili tetapan
pendidikan dan latar belakang pelajar yang berbeza. Para editor jurnal ini dan editor tetamu
edisi khusus ini sangat berharap sumbangan ini akan memberikan pemahaman yang lebih ke
pengetahuan kami mengenai makmal sebagai persekitaran pembelajaran yang unik.

4. Sekolah Sains Makmal Rekabentuk
Reka bentuk makmal sains soalan-soalan ini menunjukkan kesedaran keselamatan guru sains
hari ini. Berikut adalah beberapa panduan tentang bagaimana untuk membantu menyelesaikan
masalah kesesakan di makmal sains. Kami berharap anda dan pentadbiran anda akan menilai
dan meluluskan garis panduan ini dalam usaha untuk menyediakan kerja yang lebih selamat dan
persekitaran pembelajaran yang lebih baik bagi guru dan pelajar.
Banyak sekolah yang mengalami masalah bajet. Mana-mana dan semua penyelesaian untuk
mengurangkan perbelanjaan sekolah sedang dipertimbangkan. Salah satu dari banyak
penyelesaian pentadbir sekolah sedang mempertimbangkan untuk membantu "kemudahan"
masalah bajet adalah untuk meningkatkan bilangan pelajar dalam setiap kelas. Meningkatkan
saiz kelas bukan sahaja melambatkan keperluan untuk mengupah tenaga pengajar tambahan,
tetapi juga menangguhkan keperluan menyediakan ruang bilik darjah tambahan. Untuk makmal
sains, penyelesaian ini menimbulkan masalah besar.
Guru Sains merasakan bahawa keadaan penuh sesak di makmal sains mereka menyumbang
kepada kemalangan makmal. Rasa keselamatan mereka tidak gagal mereka! Kesesakan di
makmal sains merupakan faktor utama yang menyumbang kepada sekolah masalah keselamatan
jabatan sains hadapi saat ini.
Walaupun kami bimbang tentang keselamatan pelajar, jangan kita lupa bahawa keadaan penuh
sesak di dalam makmal sains juga menyajikan persekitaran kerja yang tidak selamat untuk guru
sains sebagai pekerja sekolah. Kebanyakan makmal sains direka untuk menampung 24 pelajar,
satu standard profesional diterima. Apabila saiz kelas yang lebih besar daripada 24 orang pelajar,
ia menjadi sangat sukar bagi guru sains untuk mengendalikan dengan selamat, pengangkutan
dan menggunakan bahan kimia makmal dan peralatan. Peningkatan saiz kelas meletakkan
"berisiko" kesihatan dan keselamatan dari guru sains.
Walaupun keselamatan pelajar di makmal sains adalah satu sebab utama bagi mengehadkan saiz
kelas, pertimbangan lain adalah kemampuan untuk memberikan arahan makmal yang berkualiti.
Banyak pengalaman makmal memerlukan ijazah tinggi interaksi guru-murid. Pelajar kurang
terdapat di dalam makmal, lebih besar peluang kepada pelajar untuk bertanya soalan dan bagi
guru untuk menjelaskan prosedur dan menggalakkan perkembangan kemahiran penaakulan.
Guru sains melaporkan bahawa kelas mereka ditahan di bilik yang tidak pernah dirancang untuk
pengajaran sains. Guru-guru lain terpaksa menghentikan bilangan tangan-makmal yang mereka
lakukan setiap tahun kerana mereka kini mempunyai persiapan dan persediaan waktu

5. Kelas Layout
Jenis susun atur anda akhirnya memilih bergantung kepada banyak faktor. Tidak ada satu reka
bentuk berfungsi dengan baik untuk semua ilmu. Berikut adalah beberapa pemikiran tentang
susun atur makmal.
Susun atur makmal yang anda pilih akan digunakan untuk 25 hingga 30 tahun akan datang.
Fikirkan tentang berapa banyak ilmu pengetahuan telah berubah dari tahun 1960-an hingga ke
hari ini. Anda perlu berfikir tentang apa yang sains akan kelihatan seperti pada tahun 2020. Apa
pengaruh teknologi dan komputer yang akan terjadi pada cara kita mengajar sains? Bagaimana
sains bersepadu mempengaruhi ruang makmal yang anda sedang merancang? Akan bekerjasama
pengajaran menjadi satu kaedah yang biasa pengajaran? Tuntutan untuk memiliki lebih tangan-
ilmu pengetahuan akan terus berkembang. Bagaimana pertumbuhan ini akan memberi kesan
kepada makmal yang anda sedang merancang?
Soalan-soalan boleh terus dan terus. Apa yang kami minta ialah anda berfikir tentang apa yang
sains akan kelihatan seperti dalam 20 hingga 25 tahun. Sekarang kita telah mula anda berfikir
tentang masa depan, di sini adalah beberapa cadangan.
* Reka ruang makmal yang boleh digunakan untuk semua ilmu. Fleksibiliti dalam reka bentuk
yang sangat penting.
* Komputer dan penggunaan teknologi akan terus berkembang. Pastikan anda mempunyai ruang
dan akses mudah untuk menjalankan kabel tambahan pada tahun-tahun akan datang.
* Desain makmal di mana guru dapat melihat semua pelajar di tempat kerja hanya dengan
berdiri di satu tempat dan berbalik. Akses mudah kepada semua pelajar adalah penting.
* Cuba untuk menjaga makmal dan kelas dipisahkan. Jangan merancang makmal yang
menggunakan perimeter stesen makmal dengan meja terperangkap di tengah-tengah. Walaupun
ini adalah reka bentuk makmal yang paling biasa, ia juga adalah yang paling kreatif dan
menyebabkan pelbagai masalah untuk kedua-dua guru dan pelajar.
* Jadilah kreatif dalam reka bentuk anda. Melawat banyak sekolah-sekolah dan melihat apa reka
bentuk yang unik mereka telah maju. Mengambil kamera anda untuk mengingati idea. Ingat
kreatif tidak harus berarti mahal.
* Pilih seorang arkitek yang telah merancang dan membantu untuk membina makmal sains
sekolah. Pengalaman dalam membangun dan mereka bentuk makmal sains akan menjimatkan
masa dan wang.

6. * Sentiasa aktif dalam proses reka bentuk. Tahu keutamaan anda dan berkomunikasi mereka
untuk semua yang terlibat.
* Bersedia. Jika anda bercadang untuk merancang sebuah makmal sains dua tahun dari sekarang,
anda perlu memulakan perancangan anda sekarang. Mempunyai masa untuk merancang dan
berfikir tentang keputusan yang banyak anda akan membuat adalah bahan yang paling penting
untuk mereka bentuk kejayaan makmal sains.
Rujukan

7. American Association for the Advancement of Science, (1989), Project 2061, Science for all
Americans,Washington, D.C.
Blosser P., (1980), A critical review of the role of the laboratory in science teaching, Columbus OH:
Center for Science and Mathematics Education.
Bryce T.G.K. and Robertson I.J., (1985), What can they do? A review of practical assessment in
science. Studies in Science Education,12,1-24.
Hodson D., (1993), Re-thinking old ways: towards a more critical approach to practical work in school
science. Studies in Science Education,22,85-142.
Hofstein A. and LunettaV.N., (1982), The role of the laboratory in science teaching: neglected aspects
of research,Review of EducationalResearch,52, 201-217.
Hofstein A., (2004), The laboratory in chemistry education: thirty years of experience with
developments, implementation and evaluation, Chemistry Education Research and Practice,
5,247-264.
Hofstein A. and Lunetta V.N., (2004), The laboratory in science education: foundation for the 21st
century, Science Education,88,28-54.
Hofstein A., Navon O., Kipnis M. and Mamlok-Naaman R., (2005), Developing students’ ability to
ask more and better questions resulting from inquiry-type chemistry laboratories, Journal of
Research in Science Teaching,42,791-806.
Krajcik J., Mamlok R. and Hug B., (2001), Modern content and the enterprise of science: science
education in the 20th
century. In: L. Corno (Ed.). Education across a century: the centennial
volume, pp. 205-238. Chicago, Illinois: National Society for the Study of Education (NSSE).
Lazarowitz R. and Tamir P., (1994), Research on using laboratory instruction in science, in D. L.
Gabel. (Ed.) Handbook of research on science teaching and learning (pp. 94-130), New- York:
Macmillan.
Lunetta V.N., (1998), The school science laboratory: historical perspectives and centers for
contemporary teaching, . In P. Fensham (Ed.). Developments and dilemmas in science education
(pp 169-188), London, Falmer Press.