Tantangan Pengembangan Pembelajaran dan Riset Kimia Pada
advertisement
Prosiding Seminar Nasional Sains dan Pendidikan Sains VIII, Fakultas Sains dan Matematika, UKSW Salatiga, 15 Juni 2013, Vol 4, No.1, ISSN:2087‐0922 Pendahuluan Di tahun‐tahun mendatang, Kimia akan sangat berperan dalam memajukan Indonesia. Mengapa? Tantangan Pengembangan Pembelajaran dan Riset Kimia Pada Pendidikan Tinggi Sains Dalam sejarahnya di dunia, Kimia memiliki peran besar dalam banyak hal: makanan, kesehatan (pengobatan), pertanian, energi, bahan baku industri, proses, dll. Bisa dikatakan: nilai tambah terbesar diperoleh saat kimia berperan. Muhamad A. Martoprawiro, Ph.D. Ketua Umum Himpunan Kimia Indonesia Indonesia membutuhkan kimia dan sains secara umum untuk pertumbuhan dan kemajuannya. Disampaikan pada Seminar Sains dan Pendidikan Sains, UKSW, Salatiga, 15 Juni 2013 Pendahuluan Himpunan Kimia Indonesia Tentang HKI dari http://www.kimiawan.org Himpunan Kimia Indonesia (HKI) is an independent, nonprofit organization founded in February 1962 to facilitate communication among Indonesian chemists and other professionals from chemistry related fields, and to promote the advancement of science, education, and application of chemistry to support the better life of mankind If you are a university graduate from a chemistry‐ related fields (chemistry, pharmacy, environmental science, chemical engineering, molecular biology, material science, etc.) or you are working in chemistry‐ related sectors, you are eligible to be a member of the HKI. To be a member, you can contact email anggota[at]kimiawan.org 1 Prosiding Seminar Nasional Sains dan Pendidikan Sains VIII, Fakultas Sains dan Matematika, UKSW Salatiga, 15 Juni 2013, Vol 4, No.1, ISSN:2087‐0922 Pendahuluan Mengenal Kimia Latar Belakang Perubahan Dua revolusi pada abad ke‐20 Kimia adalah salah satu bidang utama dalam sains Revolusi Sains pada paruh pertama abad ke‐20 Revolusi komputer pada paruh kedua abad ke‐20 Fisika Penggolongan Kimia? Batas antara fundamental science dan applied science Waktu yang semakin pendek antara penemuan (discovery) dan terapan (application) Geologi Kimia Fisik Kimia Organik Kimia Anorganik Biokimia Kimia Analitik Kimia Penggolongan Sains berdasarkan obyek yang dikaji Pentingnya inovasi berdasarkan kreatifitas dan pemahaman hal‐hal yang mendasar (first principles) Biologi Kecelakaan sejarah! Pergeseran profesi yang semakin cepat Dokter, ahli gizi, public health, dll. hospital‐health care. Hakim, jaksa, pengacara, arbritase, solisitor Æ law firm The fundamental truth can be found in Mathematics. Applied Math is Physics. Applied Physics is Chemistry. Applied Chemistry is Biology. Applied Biology is Life. Then: In the center of the search between truth and life, you will find Chemistry Mengenal Kimia Mengenal Kimia Bidang‐Bidang Utama Kimia Sains dari Sudut yang Lain Penggolongan Kimia berdasarkan obyek yang dikaji Penggolongan Sains berdasarkan metodologi penemuan Kimia Organik Organic Chemistry Observational Science Senyawa dari mahluk hidup Reaksi di luar tubuh Experimental Science Kimia Anorganik Senyawa dari yang “tak hidup” Biochemistry Inorganic Chemistry Computational Science Biokimia Senyawa dari mahluk hidup, Proses‐proses di dalam tubuh Theoretical Science 2 Experimental Science Theoretical Science Kimia Fisik dan Kimia Analitik? Computational Science Prosiding Seminar Nasional Sains dan Pendidikan Sains VIII, Fakultas Sains dan Matematika, UKSW Salatiga, 15 Juni 2013, Vol 4, No.1, ISSN:2087‐0922 Mengenal Kimia Mengenal Kimia Kimia dari Sudut yang Lain Kimia Secara Menyeluruh Berdasarkanobyek kajian Penggolongan Kimia berdasarkan metodologi penemuan Organic Chemistry Experimental Chemistry Experimental Chemistry Computational Chemistry Bio‐ chemistry Structure Berdasarkanlandasan keilmuan Inorganic Chemistry Energetics Dynamics Theoretical Computational Chemistry Chemistry Experimental Chemistry Theoretical Chemistry What? Berdasarkanmetodologi penemuan Kimia Fisik dan Kimia Analitik? Kimia Komputasi lahir dan berkembang bersama tumbuhnya SainsKomputasi, yang merupakan pilar ketiga Sains, menemani Eksperimen dan Teori Theoretical Chemistry How much? Computational Chemistry How to separate Berdasarkanperkakas/tools Mengenal Kimia Mengenal Kimia Kimia Secara Menyeluruh Tambahkan Pendidikan Kimia Berdasarkan obyek kajian Organic Chemistry Berdasarkan obyek kajian Berdasarkan landasan keilmuan Organic Chemistry Structure Berdasarkan landasan keilmuan Structure Multiple representations Bio‐ chemistry Inorganic Chemistry Energetics Bio‐ chemistry Dynamics Inilah Kimia! Inorganic Chemistry Seimbangkan kekuatan! Experimental Chemistry What? How to separate Theoretical Chemistry Berdasarkan perkakas/tools Macroscopic World What? How much? Computational Chemistry How to separate Berdasarkan perkakas/tools 3 Dynamics Berdasarkan metodologi penemuan How much? Computational Chemistry Atomic World Experimental Chemistry Berdasarkan metodologi penemuan Theoretical Chemistry Energetics Symbolic World Prosiding Seminar Nasional Sains dan Pendidikan Sains VIII, Fakultas Sains dan Matematika, UKSW Salatiga, 15 Juni 2013, Vol 4, No.1, ISSN:2087‐0922 Mengenal Kimia Mengenal Kimia Chemical Engineering? Definisi Kimia SMA Berdasarkan obyek kajian Organic Chemistry Organic Chemistry Structure Berdasarkanlandasan keilmuan Kimia: struktur dan sifat Farmasi: struktur dan keaktifan Biokimia: struktur dan fungsi Structure Teknik Kimia Bio‐ chemistry Inorganic Chemistry Process Engineering Product Engineering Experimental Chemistry Energetics Molecular Engineering Bio‐ chemistry Dynamics What? How much? Computational Chemistry Energetics Dynamics Kimia adalah ilmu yang mempelajari materi, strukturnya, sifatnya, perubahannya, dan energi yang menyertai perubahan tersebut. Berdasarkanmetodologi penemuan Theoretical Chemistry Inorganic Chemistry How to separate Berdasarkanperkakas/tools Status Riset di Indonesia Status Riset di Indonesia Indonesia & Negara Tetangga Publikasi ilmiah Indonesia dibandingkan negara lain SCImago. (2007). SJR — SCImago Journal & Country Rank. Retrieved June 15, 2013, from http://www.scimagojr.com 4 Prosiding Seminar Nasional Sains dan Pendidikan Sains VIII, Fakultas Sains dan Matematika, UKSW Salatiga, 15 Juni 2013, Vol 4, No.1, ISSN:2087‐0922 Status Riset di Indonesia Penguatan Sains Kita Cakupan Penelitian Sains Langkah strategis untuk mengejar ketertinggalan kita: Penguatan pendidikan tinggi Sains dan Matematika, termasuk penetapan universitas unggulan. Pilihan kebijakan untuk penguatan Sains dan Matematika sebagai landasan penguatan bidang‐bidang terapan Peningkatan kontribusi penelitian kita pada pengembangan Sains dan Matematika di dunia Æ kolaborasi internasional agar lokomotif pertumbuhan di dunia menarik gerbong di Indonesia Penguatan saling sitasi dan kolaborasi antar peneliti Indonesia Æ peningkatan perhatian pada kekuatan lokal Peningkatan kerjasama sains dasar dan terapan Penguatan Sains Kita Penguatan Sains Kita Back to Scientific Method Sains Terapan: Sci‐Met spin‐off desain Pengamatan, Percobaan berpikir induktif desain Pola keteraturan, Hukum Peramalan, Hipotesis Teori Teori abstraksi abstraksi 5 berpikir induktif Pola keteraturan Hukum Peramalan, Hipotesis deduksi deduksi Pengamatan, Percobaan Prosiding Seminar Nasional Sains dan Pendidikan Sains VIII, Fakultas Sains dan Matematika, UKSW Salatiga, 15 Juni 2013, Vol 4, No.1, ISSN:2087‐0922 Perguruan Tinggi Unggulan Perguruan Tinggi Unggulan Belajar dari Cina Pada tahun 2005, Cina mengambil kebijakan pemberian dana penelitian yang besar untuk pendidikan tinggi: Perlu kebijakan untuk menetapkan perguruan tinggi unggulan: Hibah Rp 1 triliun lebih untuk 10 universitas terbaik Hibah Rp 2 triliun lebih untuk Universitas Beijing dan Tshinghua Prioritas dana penelitian yang besar untuk riset Peningkatan infrastruktur penelitian Perguruan tinggi unggulan harus menjadi lokomotif kemajuan bagi universitas yang lain. Pada tahap kedua, hibah diberikan pada 30 universitas Perguruan tinggi unggulan diwajibkan meningkatkan kerjasama internasional Target pada abad ke‐21, terdapat 100 universitas kualitis tinggi di seluruh Cina Evaluasi perlu dilakukan berdasarkan berbagai kriteria unggulan. Target lain: 15% warganegara berumur 18‐21 tahun memperoleh pendidikan tinggi. Perguruan Tinggi Unggulan Basis Data Keilmuan Cina pada 2013 vs. B.J. Habibie Diperlukan basis data keilmuan yang kuat untuk melangkah maju dan membangun kolaborasi. Basis data bibliografi kimiawan Indonesia: Our Reference of Achievements (ORA): karya kimiawan Indonesia di jurnal internasional Pustaka Kimia Indonesia (PKI): karya kimiawan Indonesia di jurnal nasional yang tersedia online Networked Digital Library of Theses and Dissertations Lebih baik basis data tesis yang lengkap di bidang tertentu secara nasional, daripada basis data tesis yang lengkap di universitas tertentu untuk semua bidang 6 Prosiding Seminar Nasional Sains dan Pendidikan Sains VIII, Fakultas Sains dan Matematika, UKSW Salatiga, 15 Juni 2013, Vol 4, No.1, ISSN:2087‐0922 Basis Data Keilmuan Our Reference of Achievements Basis Data Keilmuan Basis Data Keilmuan Pustaka Kimia Indonesia Rencana Ke Depan Anggota HKI akan diberi akses ke basis data, dengan username dan password Pengguna umum tetap dapat mencari dan membaca abstrak Yang login dapat mendownload “original manuscript” dengan atau tanpa izin penulis Penulis diminta untuk melengkapi keywords. Kata kunci yang wajib selain kata kunci dari topik penelitian: (1) Satu atau lebih dari: observational, experimental, theoretical, computational, (2) Bidang ilmu, yang general maupun spesifik. Original manuscript di‐upload ke sistem sepanjang tidak melanggar hak cipta (copyright) 7 Prosiding Seminar Nasional Sains dan Pendidikan Sains VIII, Fakultas Sains dan Matematika, UKSW Salatiga, 15 Juni 2013, Vol 4, No.1, ISSN:2087‐0922 Bagaimana HKI Berperan? Bagaimana HKI Berperan? Membangun Sinergi Peran HKI tidak bisa dilepaskan dari peran lembaga lain dan perorangan (anggota): Sinergi harus dibangun antar‐lembaga dan perorangan (anggota); kekuatan besar dari runtuhnya sekat lembaga Pendidikan: HKI memfasilitasi Forum Ketua Jurusan Kimia se‐ Indonesia, mendorong akreditasi internasional, dll. Penelitian: menyelenggarakan seminar tahunan yang sifatnya “general”, dan mendorong setiap lembaga dan universitas untuk menyelenggarakan seminar/simposium yang bersifat khusus, yang bertujuan menguatkan fokus penelitian dan kepakaran lembaga/universitasnya. Penelitian: HKI juga mendorong terbentuknya jaringan (network) dalam berbagai bidang khusus yang pusatnya di lembaga dengan track‐record bagus, dan divisi‐divisi untuk pengkhususan keanggotaan HKI dalam bidang‐bidang Kimia. Pemberdayaan: HKI melakukan banyak kegiatan untuk pemberdayaan anggota, juga mendorong pemberdayaan cabang‐ cabang HKI di setiap daerah. Universitas Pusat Penelitian Kekuatan Jaringan Perorangan Bagaimana HKI Berperan? Bagaimana HKI Berperan? Membangun Penelitian Kimia Membangun Kerjasama FACS (Federation of Asian Chemical Societies): Coordinator of South‐East Asia and Papua Nugini Penelitian Kimia: Mendorong seminar‐seminar di perguruan tinggi untuk lebih mengangkat kekuatan masing‐masing (Gruber‐ Soedigdo Lecture, Catalysis Symposium, dll.) Membangun basis data advanced equipments (HKI, HFI, HAI, IndoMS, PBI, Permi, Ristek, didukung MIPAnet): http://laboratory.sciencemath.net Æ zat kimia? Menguatkan jurnal kimia dan bidang yang terkait: jurnal HKI, in collaboration with HKI, online by HKI Asian Chemical Editorial Society (ACES): 2 journals CRDF Global: Indonesia Chemistry Research‐Grant Competition 2010. Proposal Writing Training 2011 Paper Authorship and Proposal Writing Workshop 2012 (bersama Ristek dan US Dept. of State) PAPWT‐2013 (training for trainers), 14‐17 Mei 2013 di Bali Membangun kolaborasi lewat basis data yang kuat: Sandia National Laboratories, sejak 2008 Our Reference of Achievements (ORA) Pustaka Kimia Indonesia (PKI) ACS‐HKI Workshop pada Februari 2013 di 5 kota: Jakarta, Makassar, Balikpapan, Surabaya, Medan 8 Prosiding Seminar Nasional Sains dan Pendidikan Sains VIII, Fakultas Sains dan Matematika, UKSW Salatiga, 15 Juni 2013, Vol 4, No.1, ISSN:2087‐0922 Bagaimana HKI Berperan? Bagaimana HKI Berperan? Membangun Kerjasama (2) Melangkah Ke Depan Pembentukan divisi di bawah HKI, misalnya Divisi Kimia Analitik dan Instrumentasi (KAI) Mengajak berbagai lembaga terkait kimia untuk: Mendorong peneliti di lingkungannya, dan di pusat‐pusat yang berkaitan, untuk membangun ORA‐PKI. Memelihara penerbitan jurnal ilmiah yang terindeks (minimal oleh Google Scholar) Membangun jaringan (network) dan memperkuat divisi lintas lembaga. Anggota HKI membayar biaya ekstra untuk keanggotaan pada berbagai divisi. Pembentukan jaringan nasional, misalnya: National Network of Chemical Safety and Security Mengajak semua kimiawan untuk: Jaringan nasional diberi dana awal (sedikit) dan didorong untuk membangun kerjasama internasional Berpikir keluar dari kotak lembaga. Membangun gagasan‐gagasan baru untuk tujuan yang jauh lebih besar. Inovasi Paradigma baru: pentingnya inovasi yang berbasis kreatifitas dan pemahaman hal‐hal mendasar. Discovery, invention Æ innovation Research university (2nd gen. univ.) Æ 3rd gen. university Terima kasih Landasan kemampuan inovasi: Liberal arts and sciences education Bahasa‐sains‐matematika: menguatkan kemampuan otak kiri: critical, analytical, deductive reasoning, etc. Arts: menguatkan kemampuan melihat “the big picture”, berempati, dan membangun sinergi Konteks Indonesia: MP3EI, Dewan Inovasi Nasional, KEI Konteks regional: menristek Æ menrisnov 9 Prosiding Seminar Nasional Sains dan Pendidikan Sains VIII, Fakultas Sains dan Matematika, UKSW Salatiga, 15 Juni 2013, Vol 4, No.1, ISSN:2087‐0922 Inovasi Pembelajaran Kimia Atmosfer Inovasi Nasional Sistem informasi yang kuat, accessible, searchable, .. Praktikum: implementasi pendekatan inquiry dalam pembelajaran kimia. Hal ini meningkatkan daya inovasi. Atmosfer yang mendorong interaksi dan komunikasi antar‐individu dan antar‐komunitas Konsep/teori & praktikum Æ multiple representations: dunia atom/molekul, dunia lambang, dunia makroskopik Apresiasi terhadap program kerjasama antar‐individu dan antar‐lembaga Dua macam praktikum (keduanya memerlukan dunia atom): Melalui pengamatan dunia makroskopik Melalui pengamatan tak langsung perilaku atom/molekul dengan bantuan instrumen Pengembangan standar‐standar dan bukan hanya perumusan prosedur dan pembatasan pelaku Penguatan pemahaman terhadap first principles Satu macam praktikum lagi: computational experiment, yang berupa simulasi proses‐proses kimia, khususnya di dunia atom/molekul. Pembebasan dari teknologi yang “mengunci” Pembelajaran Kimia Pembelajaran Kimia Multiple Representations Pendidikan Kimia Pembelajaran dan praktikum memperhatikan multiple representations. Kurikulum berbasis kompetensi Proses yang menyertakan keterlibatan mahasiswa dan mengapresiasi pencapaian mereka, serta menumbuhkan kemampuan berpikir Contoh 1: pembelajaran elektrokimia Contoh 2: teori struktur elektron: LCAO‐MO, dll. Contoh 3: materi, fasa, terintegrasi dengan dunia atom, perilaku molekul, dll. Staf akademik yang menjaga tumbuhnya kompetensi dalam pembelajaran dan pendidikan, penelitian, dan kegiatan inovatif. Praktikum: pastikan pendekatan inkuiri berlangsung: Asisten tidak menjelaskan “mengapa demikian”, tapi memberi “hint” (jika perlu) agar siswa menemukan sendiri jawaban atas pertanyaan “mengapa”. Asisten memastikan siswa mengerti apa yang dilakukan dan diamati, tapi menyerahkan interpretasi kepada mahasiswa. Sekali lagi, “hints” diberikan. Lembaga pendidikan yang berkeinginan untuk menjamin kualitas yang terjaga, melalui akreditasi (internasional), kerjasama lembaga, dll. 10 Prosiding Seminar Nasional Sains dan Pendidikan Sains VIII, Fakultas Sains dan Matematika, UKSW Salatiga, 15 Juni 2013, Vol 4, No.1, ISSN:2087‐0922 Tentang HKI Penelitian Kimia Keputusan HKI, disahkan pada 3‐9‐2012 di Malang: Seminar yang diselenggarakanatas kerjasama dengan HKI disyaratkan: (1) tersedia secara online (segera atau tertunda), (2) terindeks minimal oleh Google Scholar Seminar oleh universitas dan LPNK Mengangkat kekuatan atau fokus perhatian lembaga Gruber‐Soedigdo Lecture, 2nd ITB Catalysis Symposium Seminar ORA‐PKI: Our Reference of Achievements: http://reference.kimiawan.org Pustaka Kimia Indonesia: http://pustaka.kimiawan.org Tentang HKI Membangun Himp. Profesi Peran HKI telah diungkap di halaman sebelumnya Beberapa hal penting dalam pengembangan himpunan profesi keilmuan: Pergantian kepengurusan yang teratur Pemberdayaan anggota Penguatan cabang‐cabang di seluruh Indonesia Pengembangan informasi dan komunikasi Penguatan bidang‐bidang khusus dan kerjasamanya SNKAI‐2012 (setiap 2 tahun), ICICS, CSS Computational Chemistry Workshop, Yogya, 2013 11 Prosiding Seminar Nasional Sains dan Pendidikan Sains VIII, Fakultas Sains dan Matematika, UKSW Salatiga, 15 Juni 2013, Vol 4, No.1, ISSN:2087‐0922 Nara Sumber Institusi : Mohammad K. Martoprawiro, PhD : ITB- Bandung NAMA No. PENANY INSTANSI PERTANYAAN JAWABAN A Himpunan yang ada di Indonesia bekerjasama dengan kuat untuk ketertinggalan dan berkeinginan kuat mengatasi 1 Ibu Ninan UKSW Riset di Indonesia sedikit. untuk menjadi peneliti. Kita tdk perlu pesimis Infrastruktur yang baik tapi ada fasilitas dari harus ditingkatkan dan negara lain. Bagaimana meningkatkan strateginya kerjasama dan bagaimana peran HKI? dengan instansi yang mempunyai kuat tapi membuat supaya insiden 12 harus perjanjian tidak yang diinginkan. fasilitas terjadi tidak
