perlukah remedial ?

Tes Remidial: Masih Perlukah? Oleh: Rikard Rahmat

Pendahuluan
Pro-kontra soal tes dalam dunia pendidikan ternyata tidak hanya berkenaan dengan ujian nasional saja, tetapi juga berkenaan dengan apa yang disebut tes remidial. Di Indonesia, meski sudah menjadi ‘kebiasaan’ sehari-hari di sekolah tes ini tetap saja menyimpan kontroversi sampai sekarang ini.

Pro-kontra berkaitan dengan tes itu sekurang-kurangnya bisa dipetakan menjadi tiga kelompok. Kelompok pertama menyetujui adanya tes remidial; kelompok kedua tidak menyetujui adanya tes remidial; sedangkan kelompok ketiga ingin menarik perspektif yang lebih luas tentang tes itu. Kelompok yang terakhir ini tidak mau terjebak dalam sikap pro dan kontra, melainkan berusaha mengambil jarak dari argumentasi yang sering mengemuka selama ini dan lantas membuat perspektif yang ’lain’.

Garis besar pandangan masing-masing kelompok kira-kira begini: Kelompok pro menyatakan tes remidial itu perlu karena berusaha memenuhi kriteria ketuntasan mengajar (KKM). Kelompok kontra sebaliknya berpendapat bahwa tidak ada kompetensi belajar siswa yang tuntas. Menurut kelompok kedua ini, pendekatan dan prinsip belajar tuntas terbukti cocok untuk model kurikulum berbasis materi, tetapi tidak cocok bagi model kurikulum berbasis kompetensi (KBK) pada jenis sekolah umum, yaitu SD, SMP, dan SMA. Sementara itu, kelompok ketiga beranggapan bahwa tes remidial selalu menempatkan siswa sebagai ’korban’ metodologi pembelajaran yang keliru. Karena itu, menurut kelompok ini, wacana tentang tes remidial seharusnya tidak melulu tertuju pada kegagalan atau bahkan lebih parah kebodohan siswa, melainkan jauh lebih penting dari itu pentingnya mengubah metodologi/cara mengajar guru. Betul bahwa ada yang salah dalam cara belajar siswa, atau ada masalah dalam motivasi belajarnya; akan tetapi, hal itu tidak memalingkan perhatian kita dari kenyataan bahwa sebetulnya adanya tes remidial itu sendiri secara implisit menunjukkan ada yang salah dalam cara mengajar guru sendiri.

Tulisan ini bermaksud untuk mengetengahkan ketiga pandangan itu secara lebih dalam dan runtut. Fokus perhatiannya, tentu saja, adalah pada pandangan yang ketiga. Penulis merasa bahwa kedua pandangan yang pertama sudah banyak dan lazim dibicarakan dalam forum-forum publik; sementara pandangan ketiga jarang sekali mengemuka padahal sangat penting untuk disadari terutama oleh semua pihak yang berhubungan dengan pendidikan/sekolah. Kalau tujuan untuk memperluas perspektif tentang tes remidial terkesan terlalu mewah, tulisan ini sekurang-kurangnya bertujuan untuk membagi salah satu perspektif tentang tes remidial itu; yaitu, tentang perspektif yang ketiga itu.

Untuk mempermudah pembahasan, kami akan membuat alur penulisan, sebagai berikut. Pada bagian pertama (I) akan dibahas tentang pandangan yang pro terhadap terhadap tes remidial. Bagian ini akan langsung disusul bagian kedua (II), yaitu tentang pandangan yang kontra terhadap tes remidial. Setelah bagian I dan II, akan dibuat rangkuman atas kedua pandangan tersebut (III). Bagian keempat (IV) akan mengetengahkan perspektif yang ’lain’, yang lebih luas, terhadap tes remidial. Pandangan Marc Prensky tentang dua tipologi yaitu digital natives dan digital immigrants dalam kaitannya dengan proses pembelajaran di kelas akan sangat membantu kami mengelaborasi bagian ini lebih dalam. Akhirnya, kami akan menutup tulisan ini dengan catatan dan tanggapan ringkas (V). Harapan kami, semoga tulisan ringkas ini memprovokasi wacana yang lebih dalam tentang tes remidial, dengannya membantu memperbaiki cara berpikir dan cara pandang tentang tes remidial dan semua jenis tes pada umumnya sekaligus membantu meningkatkan mutu pembelajaran di kelas.

I. Kelompok Pertama: Tes Remidial Itu Perlu

Umumnya ada dua alasan mengapa tes remidial diperlukan. Pertama, alasan legal-yuridis. Kedua, alasan pedagogis.

Dari kacamata legal-yuridis, penerapan tes remidial di sekolah-sekolah memang memiliki landasan hukum. Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP)[1] yang diberlakukan berdasarkan Permendiknas 22, 23, 24 Tahun 2006 dan Permendiknas No. 6 Tahun 2007 menerapkan sistem pembelajaran berbasis kompetensi, sistem belajar tuntas, dan sistem pembelajaran yang memperhatikan perbedaan individual peserta didik. Sistem dimaksud ditandai dengan dirumuskannya secara jelas standar kompetensi (SK) dan kompetensi dasar (KD) yang harus dikuasai peserta didik. Penguasaan SK dan KD setiap peserta didik diukur menggunakan sistem penilaian acuan kriteria. Jika mencapai standar tertentu, seorang peserta didik dinyatakan telah mencapai ketuntasan.

Pembelajaran tuntas (mastery learning) dalam proses pembelajaran berbasis kompetensi adalah pendekatan dalam pembelajaran yang mempersyaratkan peserta didik menguasai secara tuntas seluruh standar kompetensi dan kompetensi dasar mata pelajaran tertentu.[2]

Pembelajaran tuntas dilakukan dengan pendekatan diagnostik/preskriptif. Strategi pembelajaran tuntas sebenarnya menganut pendekatan individual; artinya, meskipun ditujukan kepada sekelompok peserta didik (klasikal), kegiatan belajar juga mengakui dan memberikan layanan sesuai dengan perbedaan-perbedaan individual peserta didik sehingga potensi masing-masing mereka berkembang secara optimal.

Dari kacamata pedagogis, para pendukung tes remidial menyatakan bahwa ketuntasan penguasaan SK dan KD merupakan ukuran keberhasilan proses belajar peserta didik. Dengan kata lain, umumnya dikatakan proses pendidikan dalam sistem persekolahan kita belum dikatakan baik apabila peserta didik belum menguasai materi pembelajaran secara tuntas.
Sehubungan dengan itu, belajar tuntas berlandaskan pada beberapa premis, di antaranya: (1) semua individu dapat belajar; (2) orang belajar dengan cara dan kecepatan yang berbeda; (3) dalam kondisi belajar yang memadai, dampak dari perbedaan individu hampir tidak ada; (4) kesalahan belajar yang tidak dikoreksi menjadi sumber utama kesulitan belajar.

Belajar tuntas didasari oleh keyakinan akan kemampuan belajar manusia. Setiap orang bisa belajar (secara tuntas), meski dengan tingkat kecepatan penguasaan yang berbeda-beda. Pendekatan ini juga mengakui bahwa kegagalan seseorang dalam sebuah tes tidak melulu karena ia bodoh, melainkan bisa jadi karena cara belajar yang keliru. Kelemahan ini nantinya akan diperbaiki dalam pembelajaran remidial (remidial teaching). Selain itu, pendekatan ini dianggap fair, sebab mengakui bahwa kondisi fisik-emosional-psikologis setiap orang ketika mengerjakan tes berbeda-beda sehingga berakibat pada hasil yang berbeda pula. Pemberian kesempatan untuk melakukan tes remidial dianggap sebagai realisasi prinsip fairness tersebut.

II. Kelompok Kedua: Tes Remidial Tidak Perlu

Kelompok yang menganggap tes remidial tidak perlu juga didasarkan pada beberapa alasan berikut ini.

Pertama, yang paling mendasar, pendekatan dan prinsip belajar tuntas (KKM) menyalahi filosofi Kurikulum Berbasis Kompetensi (KBK) pada jenis sekolah umum, yaitu SD, SMP, dan SMA. Menurut mereka, dalam model KBK tidak ada kompetensi belajar siswa yang tuntas. Pendekatan dan prinsip belajar tuntas terbukti cocok untuk model kurikulum berbasis materi, tetapi tidak cocok bagi model kurikulum berbasis kompetensi pada jenis sekolah umum, yaitu SD, SMP, dan SMA. Karena jenis kompetensi siswa di sekolah umum masih bersifat umum, tidak terlalu khusus, tidak kaku, dan tidak sekuensial (berurutan ketat sesuai dengan prasyarat kompetensi yang lebih tinggi), tak relevanlah diterapkan ketuntasan belajar. Tidak logis, jika siswa yang belum mampu menulis puisi disuruh mengikuti tes remidial minggu depan dan sim-salabim ia akan mampu dalam satu minggu.

Kedua, tes remidial tidak mempertimbangkan perbedaan potensi dan bakat yang nyata di antara masing-masing siswa. Apalagi kenyataan menunjukkan mata pelajaran yang diremidialkan itu umumnya tidak diminati oleh siswa. Selain faktor cara mengajar guru yang tidak menarik, salah satu faktornya adalah siswa memang tidak memiliki bakat dan potensi di bidang yang diremidialkan itu. Ringkasnya, tes remidial menyeragamkan potensi dan bakat siswa.[4]

Ketiga, implementasi/praktik tes remidial di sekolah-sekolah Indonesia dianggap salah kaprah. Ada dua hal yang mereka kemukakan berkaitan dengan hal ini. (1) Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP)[5] sudah jelas adalah model kurikulum berbasis kompetensi. Kompetensi adalah kemampuan siswa yang telah terbukti demonstrable, (dapat didemonstrasikan, dapat ditunjukkan), observable (dapat diamati dengan pancaindra), consistent (ajek, cenderung menetap dan bahkan berkembang), specific (khusus, tak terlalu umum), dan integrated (mengintegrasikan pengetahuan atau ranah kognitif, keterampilan atau ranah psikomotor, serta nilai dan sikap atau ranah afektif).

Namun, dalam kenyataan para guru masih dominan menilai siswa dengan menggunakan tes pilihan ganda dan esai dalam tes remedialnya. Menurut alur pandangan ini, kita tidak bisa menilai kompetensi berbicara dalam bahasa Inggris (English speaking) dan kompetensi menulis dalam bahasa Inggris (English writing) dengan dua jenis tes ini. Seharusnya dipakai alat penilaian unjuk kerja (performance) untuk English speaking dan alat penilaian indikator-skor maksimum yang menunjukkan bobot berbeda. Kita tidak bisa menilai kompetensi melakukan percobaan IPA, kompetensi menggunakan alat, kompetensi mengendalikan variabel, dan kompetensi membuat laporan percobaan IPA dengan tes pilihan ganda dan esai. Jika kedua tes ini yang dipakai, jelaslah penilaian itu tidak sahih (valid) karena salah menggunakan alat penilaian. Terjadi mismatch antara alat yang dipakai untuk menilai dan apa yang dinilai. Jika sebuah penilaian tidak sahih, otomatis penilaian itu tak terpercaya (unreliable).

Model tes remidial yang yang objektif-benar-sahih, dan ini juga berlaku untuk tes-tes yang lain seperti UN, adalah yang memasukkan pula bentuk penilaian praktikum dan penilaian portofolio berupa karya siswa dua (2) dimensi yang dimasukkan ke dalam portofolio karena ditulis pada kertas dua (2) dimensi (dimensi panjang dan dimensi lebar).

(2) Tes remidial yang selama ini dilakukan oleh sekolah-sekolah di seantero tanah air jarang sekali didahului remidial teaching (pengajaran remidial). Padahal, syarat mutlak pendekatan belajar tuntas adalah jika siswa tidak mencapai batas lulus KKM, kepadanya harus diberikan pengajaran remidial dengan metode yang berbeda. Misalnya, kalau materi tentang hukum Bernoulli sebelumnya diceramahkan dan ternyata siswa gagal, guru harus mengganti metode dalam pengajaran remidial, misalnya dengan praktikum menggunakan tabung Pitot; setelah itu, barulah siswa itu mengikuti tes remidial.

Keempat, masih ada hubungannya dengan poin kedua di atas, banyaknya mata pelajaran yang diikuti membuat tes remidial menjadi beban baik bagi siswa maupun bagi guru. Bayangkan, misalnya, seorang siswa karena satu dan lain hal terpaksa mengikuti tes remidial untuk 3-4 mata pelajaran. Persoalan menjadi tambah rumit ketika ketiga atau keempat mata pelajaran itu ternyata memang sejak awal tidak disukai atau tidak menjadi bakat/minatnya. Adanya tes remidial lalu menjadi seperti memikul beban berat. Di berbagai negara maju, demikian alur pandangan ini, siswa tidak diwajibkan mengikuti semua mata pelajaran. Terutama pada jenjang SMA, siswa yang bercita-cita menjadi dokter misalnya hanya dituntut lulus ujian nasional untuk tiga (3) mata pelajaran, misalnya Biologi, Kimia, dan Matematika. Siswa yang hendak memasuki fakultas teknik, jurusan teknik mesin misalnya, hanya mengikuti maksimal 4 mata pelajaran dalam ujian nasional seperti Fisika, Matematika, TIK (Teknologi Informasi dan Komunikasi), dan Bahasa Inggris. Siswa yang berencana menjadi ahli hukum hanya memilih mengikuti ujian tiga (3) mata pelajaran, misalnya Sosiologi, Sejarah, dan Pendidikan Kewarganegaraan.

Sistem pendidikan Indonesia seolah tidak mau peduli dan tidak mau belajar dari negara-negara lain yang telah berusaha melayani para siswa sesuai dengan perbedaan individualnya. Seolah-olah kemampuan siswa kita jauh melampaui taraf kemampuan siswa di negara-negara maju, yang lantas mendidiknya menjadi supermen atau superwomen: berupaya menguasai semua hal dan semua bidang, sesuatu yang dalam kenyataan mustahil terjadi. Kenyataan ini merupakan sesuatu yang ironis mengingat KTSP dikatakan berusaha menerapkan sistem pembelajaran yang memperhatikan perbedaan individual peserta didik.

Sementara itu, bagi guru banyaknya tes remidial berarti tambahan pekerjaan; apalagi, banyak sekolah yang tidak menyediakan honor khusus bagi guru-guru yang menyelenggarakan tes semacam ini. Hal itu jelas hanya menyita waktu dan tenaganya saja.

III. Rangkuman

Kedua pandangan di atas bisa diringkaskan sebagai berikut. Menurut kelompok yang pro, memang sudah selayaknya peserta didik menguasai secara tuntas seluruh standar kompetensi dan kompetensi dasar mata pelajaran. Tes remidial dilakukan dalam rangka ketuntasan itu. Tanpa itu, proses belajar mengajar tidak bisa dikatakan berhasil. Alasan legal-yuridis melandasi implementasi tes itu sekaligus memperkuat keyakinan mereka. Sebaliknya, menurut kelompok kontra, tes remidial tidak sesuai filosofi Kurikulum Berbasis Kompetensi (KBK). Tes ini dianggap kental berbau kurikulum berbasis materi, berusaha menyeragamkan potensi dan bakat siswa, menjadi beban baik bagi guru maupun bagi siswa, serta pelaksanaannya ternyata tidak mencerminkan filosofi ketuntasan belajar itu sendiri.

Penulis akan memberi tanggapan ringkas atas pandangan-pandangan mereka di bagian akhir tulisan ini. Sebelum itu, ada satu hal yang patut dicatat. Yaitu, kedua kelompok ini sama-sama baik implisit maupun eksplisit menempatkan kegagalan siswa dalam tes reguler sebagai faktor utama dan satu-satunya di balik pelaksanaan tes remidial. Seperti sudah disinggung sepintas di muka, siswa diperlakukan sebagai ’korban’, sebagai ’objek’ ketuntasan belajar, sebagai satu-satunya pihak yang bertanggung jawab terhadap dilaksanakannya tes remidial.

Paparan di bagian keempat berikut ini mau menunjukkan bahwa ’tes remidial’ dan sejenisnya itu merupakan produk dari ketidakkompetenan (incompetence) guru juga, terutama dalam menyajikan bahan pelajaran secara menarik (fun learning) dan inovatif melalui dukungan teknologi digital. Jadi, adanya tes remidial sekaligus juga menunjukkan secara implisit bahwa ada yang salah dalam cara mengajar guru. Dengan demikian, ’tanggung jawab’ terhadap terjadinya tes remidial tidak melulu ’ditimpakan’ kepada murid/siswa.

IV. Kelompok Ketiga: Perspektif yang ’Lain’ sekaligus Tantangan Masa Depan

Dalam tulisannya dalam jurnal pendidikan ”On The Horizon”[6] Marc Prensky, seorang pemerhati dan konsultan pendidikan ternama menulis bahwa tantangan utama proses belajar mengajar di masa depan adalah guru; yaitu, guru yang profesional, adaptif, melek teknologi, kreatif, dan inovatif. Beginilah penjelasan Persky:

Menurutnya, siswa dewasa ini bukan bagi orang-orang yang menjadi sasaran desain mengajar dari sistem pendidikan kita.[7] Siswa berubah secara dramatis. Yang berubah tidak hanya cara mereka berpakaian, merawat diri, berbicara, gaya, dan seterusnya; melainkan bahkan telah terjadi diskontinuitas yang besar. Faktor utama yang menggerakkan perubahan itu adalah penyebaran teknologi digital sejak dekade terakhir abad ke-20. Komputer, videogame, digital music players, video cams, telepon genggam, email, internet, dan semua bentuk permainan yang dihasilkan oleh abad digital ini. Semua itu menjadi bagian integral dari hidup mereka.

Sebagai akibatnya, lanjut Persky, siswa dewasa ini memikirkan dan memproses informasi secara fundamental berbeda dari generasi-generasi sebelumnya. Perbedaan itu bahkan jauh melampaui apa yang diduga dan disadari oleh sebagian besar guru. “Jenis pengalaman yang berbeda menghasilkan struktur otak yang berbeda pula,”[8] kata Persky mengutip pendapat Dr. Bruce D. Perry dari Baylor College of Medicine. Sangat mungkin bahwa otak para siswa kita secara fisik berubah – dan berbeda dari otak kita – sebagai hasil dari perubahan lingkungannya (baca: teknologi digital itu). Namun, terlepas dari benar-tidaknya pernyataan itu secara harfiah, kita dapat mengatakan dengan yakin bahwa pola-pola berpikir (thinking patterns) mereka telah berubah.

Inilah yang disebut dengan net generation atau digital generation, atau dalam istilah Persky sendiri digital natives. Semua siswa kita dewasa ini merupakan native speakers dari bahasa digital komputer, video games, dan internet. ‘Aksen’ teknologi menjadi bagian integral dari ‘aksen’ mereka juga.

Lalu, istilah apa yang pas untuk para guru? Menurut Persky, mereka adalah digital immigrants. Bahkan menurut para ilmuwan, mereka menempati bagian otak yang berbeda ketika berhadapan dengan teknologi. Sebagaimana halnya semua imigran dalam arti harafiah, ketika belajar para digital immigrants (selanjutnya disingkat DI) umumnya mempertahankan pada tingkat tertentu “aksen lama mereka’, yaitu pola belajar-mengajar dan cara berpikir mereka. Ada banyak contoh ’aksen’ DI. Misalnya, mencetak email atau bahkan meminta sekretaris mencetaknya untuk mereka, perlunya terlebih dahulu mencetak sebuah dokumen yang ada di komputer sebelum membacanya atau menyuntingnya daripada langsung menyuntingnya di layar; membawa seseorang secara fisik ke ruangan kantor Anda untuk melihat sebuah situs menarik daripada mengirimkannya URL.

Menurut Persky, masalah terbesar yang dialami dunia pendidikan kita adalah para guru DI kita, yang berbicara dengan bahasa yang ketinggalan zaman (bahasa dari abad pra-digital), mengajar suatu populasi yang berbicara dengan bahasa yang sama sekali berbeda. Akibatnya, yang terjadi adalah cara mengajar mereka tidak nyambung dengan ’struktur otak dan pengalaman’ para digital natives (selanjutnya: DN). Inilah ciri-ciri DN itu:[9] terbiasa menerima informasi dengan begitu cepat, suka proses pararel dan multi-task, lebih suka melihat grafik terlebih dahulu daripada teks dan bukan sebaliknya, lebih suka akses acak (random access) seperti hypertext. Mereka belajar dengan baik ketika dibuat dalam jaringan (networked), lebih berusaha mengejar gratifikasi dan penghargaan yang sering. Selain itu, mereka lebih suka permainan-permainan (games) daripada proses belajar-mengajar yang kaku dan ’serius’.

Sayangnya, DI biasanya sedikit sekali menaruh perhatian para keterampilan-keterampilan baru ini yang telah diperoleh dan dikuasai oleh para DN melalui serangkaian interaksi dan praktik sebelumnya. Keterampilan-keterampilan ini hampir semuanya asing bagi DI, yang juga mempelajarinya dan mengajarinya dengan begitu perlahan, langkah demi langkah, satu per satu, secara individual, dan di atas semuanya itu secara serius. Menurut Persky, siswa DN tidak sabaran dengan semua hal berikut ini: bahan-bahan kuliah, logika langkah demi langkah, dan cara belajar tell-test. Mereka lebih suka belajar di depan TV atau sambil nonton video-game, terbiasa dengan hiperteks yang cepat, unduh musik, telepon genggam di saku, perpustakaan di laptop mereka, pesan-pesan beamed atau instant messaging.

DI tidak akan percaya kalau siswanya dapat belajar dengan baik sambil menonton TV atau mendengarkan musik, karena mereka sendiri tidak (bisa/pernah) melakukan hal yang sama. DI berpandangan learning can’t (or shouldn^’t) be fun.

Lalu, apa hubungan antara semua penjelasan Persky ini dan tes remidial? Saya hanya ingin menegaskan sekali lagi poin penting ini: bahwa faktor kegagalan siswa dalam tes ‘reguler’ yang berbuntut tes remidial itu seyogyanya tidak ditimpakan kepada siswa semata; melainkan, juga pada guru. Siswa generasi sekarang berbeda dengan siswa generasi dulu ketika para guru yang mengajar sekarang masih menjadi siswa-siswa sekolah menengah. Karena itu, metodologi/cara mengajar guru seyogyanya juga adaptif, kreatif, dan inovatif. Untuk sampai ke situ, guru masa sekarang dan guru masa depan, menurut saya, dituntut untuk lebih profesional, melek teknologi agar bisa menyesuaikan diri dengan “struktur otak” para digital natives.

Mungkin betul bahwa sebagian kegagalan dalam tes ‘reguler’ itu disebabkan karena kondisi fisik-emosional-psikologis siswa yang kurang stabil, atau karena siswa itu sendiri malas belajar. Akan tetapi, besar juga kemungkinan bahwa mereka yang gagal itu sebetulnya anak-anak cerdas dan mampu secara intelektual, yang sayangnya tidak bisa menangkap penjelasan guru karena kurang nyambung dengan “bahasa” guru-guru mereka. Hal ini merupakan tantangan bagi para guru di tengah generasi digital natives dewasa ini.

V. Tanggapan

Tulisan ini telah memetakan dua pandangan yang sering mengemuka berkaitan dengan tes remidial sekaligus mengetengahkan perspektif ’lain’ yang jarang terungkap. Lalu, bagaimanakah sikap kita yang terbaik terhadap tes remidial itu?

Pada bagian ini, saya akan menunjukkan bahwa kedua pandangan dia tas (pro dan kontra) sama-sama mengandung kelebihan dan kelemahan. Lalu saya akan menunjukkan mengapa perspektif yang ‘lain’ itu perlu dipertimbangkan untuk mengisi kelemahan kedua perspektif itu.

“Jalan Tengahnya” begini: tes remidial itu perlu, tetapi tidak cukup kalau hanya mengukur pengetahuan tingkat rendah (kognisi). Enduring understanding siswa terhadap setiap mata pelajaran, bagaimanapun juga, sangat penting. Di Indonesia, tes remidial itu memang identik dengan pilihan ganda dan esai, dan jarang terdengar tes remidial berupa performance test (unjuk kerja). Itu tidak berarti tes remidial untuk mengukur pengetahuan tingkat rendah itu tidak penting; hanya, perlu berjalan seiring dengan performance test. Sebab, bagaimanapun juga penguasaan dan pemahaman basic knowledge itu penting untuk menguasai pengetahuan tingkat yang lebih tinggi.

Untuk mengantisipasi terlalu banyak mata pelajaran yang diremidialkan, hal mana akan sangat merepotkan siswa dan guru, menurut saya tidak semua mata pelajaran diremidialkan. Cukup mata pelajaran tertentu saja, yaitu mata-mata pelajaran penting dan mata pelajaran yang memang sesuai dengan minat dan bakatnya. Karena itu, guru harus benar-benar mengenal potensi dan bakat masing-masing siswanya. Bagaimana menentukannya? Menurut saya siswa dan guru perlu membuat semacam kontrak di awal semester. Guru seyogyanya membicarakan hal ini dan membuat kebijakan yang baik bagi siswa (-siswa)nya. Selain itu, melalui dialog dan interaksi personal dengan masing-masing siswa.

Catatan penting berikutnya adalah mutlak perlu adanya remidial teaching, misalnya after class. Tanpa itu, tes remidial yang dilaksanakan bakal mengulangi kesalahan yang sama.

Di atas semuanya itu, guru di generasi digital natives ini dituntut untuk lebih profesional, melek teknologi sehingga bisa menciptakan proses belajar mengajar yang menarik dan menyenangkan, yang nyambung dengan “bahasa” para generasi digital natives itu.

yohanis surya

Yohanes Surya (lahir di Jakarta, 6 November 1963; umur 46 tahun) adalah seorang fisikawan Indonesia. Ia mulai memperdalam fisika pada jurusan Fisika MIPA Universitas Indonesia hingga tahun 1986, mengajar di SMAK I Penabur Jakarta hingga tahun 1988 dan selanjutnya menempuh program master dan doktornya di College of William and Mary, Virginia, Amerika Serikat. Program masternya diselesaikan pada tahun 1990 dan program doktornya di tahun 1994 dengan predikat cum laude. Setelah mendapatkan gelar Ph.D., Yohanes Surya menjadi Consultant of Theoretical Physics di TJNAF/CEBAF (Continous Electron Beam Accelerator Facility) Virginia – Amerika Serikat (1994). Walaupun sudah punya Greencard (izin tinggal dan bekerja di Amerika Serikat), Yohanes Surya pulang ke Indonesia dengan tujuan ingin mengharumkan nama Indonesia melalui olimpiade fisika (semboyannya waktu itu adalah “Go Get Gold”) serta mengembangkan fisika di Indonesia.

Pulang dari Amerika, disamping melatih dan memimpin Tim Olimpiade Fisika Indonesia (TOFI), Yohanes Surya menjadi pengajar dan peneliti pada program pasca sarjana UI untuk bidang fisika nuklir (tahun 1995 –1998). Dari tahun 1993 hingga 2007 siswa-siswa binaannya berhasil mengharumkan nama bangsa dengan menyabet 54 medali emas, 33 medali perak dan 42 medali perunggu dalam berbagai kompetisi Sains/Fisika Internasional. Pada tahun 2006 seorang siswa binaannya, Jonathan Pradana Mailoa, berhasil meraih predikat "The Absolute Winner" (Juara Dunia) dalam International Physics Olympiad (IphO) XXXVII di Singapura.

Sejak 2000, Yohanes Surya banyak mengadakan pelatihan untuk guru-guru Fisika dan Matematika di hampir semua kota besar di Indonesia, di ibukota kabupaten/kotamadya, sampai ke desa-desa di seluruh pelosok Nusantara dari Sabang hingga Merauke, termasuk pesantren-pesantren. Untuk mewadahi pelatihan-pelatihan ini Yohanes Surya mendirikan Surya Institute. Surya Institute kini sedang membangun gedung TOFI center yang akan menjadi pusat pelatihan guru maupun siswa yang akan bertanding di berbagai kejuaraan sains/fisika.

Yohanes Surya merupakan penulis produktif untuk bidang Fisika/Matematika. Ada 68 buku sudah ditulis untuk siswa SD sampai SMA. Selain menulis buku, ia juga menulis ratusan artikel Fisika di jurnal ilmiah baik nasional maupun internasional, harian KOMPAS, TEMPO, Media Indonesia dan lain-lain. Ia juga pencetus istilah MESTAKUNG dan tiga hukum Mestakung, serta pencetus pembelajaran Gasing (Gampang, Asyik, Menyenangkan).

Selain sebagai penulis, Yohanes Surya juga sebagai narasumber berbagai program pengajaran Fisika melalui CD ROM untuk SD, SMP dan SMA. Ia juga ikut memproduksi berbagai program TV pendidikan diantaranya “Petualangan di Dunia Fantasi”, dan “Tralala-trilili” di RCTI.

Di luar aktivitasnya di atas, Yohanes Surya berkiprah dalam berbagai organisasi internasional sebagai Board member of the International Physics Olympiad, Vice President of The First step to Nobel Prize (1997-sekarang); Penggagas dan President Asian Physics Olympiad (2000-sekarang); Chairman of The first Asian Physics Olympiad, di Karawaci, Tangerang (2000); Executive member of the World Physics Federation Competition; Chairman of The International Econophysics Conference 2002; Chairman the World Conggress Physics Federation 2002; Board of Experts di majalah National Geographic Indonesia serta menjadi Chairman of Asian Science Camp 2008 di Denpasar, Bali. Selama berkarir di bidang pengembangan fisika, Yohanes Surya pernah mendapatkan berbagai award/fellowship antara lain CEBAF/SURA award AS ’92-93 (salah satu mahasiswa terbaik dalam bidang fisika nuklir pada wilayah tenggara Amerika), penghargaan kreativitas 2005 dari Yayasan Pengembangan Kreativitas, anugerah Lencana Satya Wira Karya (2006) dari Presiden RI Susilo Bambang Yudhoyono. Pada tahun yang sama, ia terpilih sebagai wakil Indonesia dalam bidang pendidikan untuk bertemu dengan Presiden Amerika Serikat, George W. Bush. Pada tahun 2007, beliau menulis buku “Mestakung: Rahasia Sukses Juara Dunia” yang mendapatkan penghargaan sebagai penulis Best Seller tercepat di Indonesia.

Yohanes Surya adalah guru besar fisika dari Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga. Ia pernah menjadi Dekan Fakultas Sains dan Matematika Universitas Pelita Harapan; Kepala Promosi dan Kerjasama Himpunan Fisika Indonesia (2001-2004), juri berbagai lomba sains/matematika (XL-com, L’oreal, UKI dsb), anggota Dewan Kurator Museum Iptek Taman Mini Indonesia Indah, salah satu founder The Mochtar Riady Institute, anggota Dewan Wali Amanah Sekolah Tinggi Islam Assalamiyah Banten dan kini Prof. Yohanes Surya menjabat sebagai Rektor Universitas Multimedia Nusantara (Kompas Gramedia Group) serta aktif mengkampanyekan Cinta Fisika (Bali Cinta Fisika, Kalbar Cinta Fisika dsb) diseluruh Indonesia.

[sunting] Pranala luar

fisika gasing

Fisika Gasing

Logo Fisika GASING

Selama 13 tahun sambil membina Tim Olimpiade Fisika Indonesia, Prof. Yohanes Surya melakukan penelitian dalam menemukan suatu pembelajaran fisika yang mudah diterima oleh siswa, mudah diajarkan oleh guru serta membuat peserta ajar merasa asyik dan menyenangkan. Menurut hasil penelitian yang dilakukan oleh Prof. Yohanes Surya, untuk membuat fisika itu gampang, asyik dan menyenangkan (Gasing) beberapa hal perlu diperhatikan (sebenarnya ini tidak semuanya baru) : 1. Hindari matematika yang sulit, kalau perlu cari alternatif solusi yang menggunakan matematika lebih sederhana Contoh: Sebuah benda diletakan pada jarak 30 dari sebuah lensa positif dengan fokus 10 cm. Jika tinggi benda 2 cm, hitung tinggi bayangan. Jawab: Konsep fisika dalam penyelesaian soal ini adalah pembiasan cahaya. Gambar diatas diperoleh dengan menggunakan konsep pembiasan cahaya. Untuk mendapatkan tinggi bayangan kita tidak perlu menggunakan rumus baku 1/f = 1/s + 1/s’ tetapi cukup menggunakan geometri (karena ini adalah optika geometri ) yaitu melihat dua segitiga yang diarsir diatas. Dari gambar terlihat bahwa a:2 =10:20 atau a = 1 cm. 2. Manfaatkan pengertian konsep fisika yang benar dan lebih menekankan pada logika dibandingkan dengan menggunakan rumus-rumus turunan. Contoh: Dua sepeda bergerak saling berhadapan masing-masing dengan laju 5 m/detik. Jarak kedua sepeda mula-mula 50 meter. Setelah berapa detik kedua sepeda akan saling berpapasan? 3. Gunakan angka-angka yang mudah dan bulat seperti 1 , 2 , atau 10 ketika sedang mengajarkan konsep melalui berbagai contoh soal. Hindari angka-angka koma atau pecahan agar konsentrasi siswa tidak disimpangkan dari solusi fisika ke solusi matematika. Contoh: dalam mempelajari konsep gravitasi, gunakan percepatan gravitasi 10 m/det2 bukan 9,8 m/det2. Setelah mereka faham konsepnya dan tahu cara menyelesaikan soal, baru kita gunakan angka yang sebenarnya. 4. Perbanyak dialog langsung dengan siswa terutama tentang konsep-konsep fisika yang baru diajarkan. Minta mereka mengeluarkan pendapatnya untuk menyelesaikan soal-soal yang berhubungan dengan konsep yang diberikan. 5. Perbanyak eksperimen dan demonstrasi fisika sehingga tiap murid menikmati asyiknya fisika dan mereka bisa merasakan bahwa fisika itu sungguh menyenangkan. Hasil penelitian yang dilakukan oleh Prof. Yohanes Surya kini sedang disebarluaskan melalui gerakan cinta Fisika. Melalui gerakan sosial ini diharapkan bukan hanya para guru tetapi masyarakat luas akan senang belajar fisika. Di beberapa daerah sudah berlangsung dan hasilnya sangat menggembirakan. Hampir semua yang pernah dilatih melihat betapa asyiknya dan mudahnya belajar fisika itu. Agar hasil penelitian ini dapat dimanfaatkan oleh lebih banyak orang maka sedang diusahakan agar hasil penelitian ini dapat dituliskan dalam bentuk buku pelajaran Fisika Gasing SMP dan Fisika Gasing SMA

Sejarah penemuan elektron

Elektron pertama kali ditemukan oleh J.J. Thomson di Laboratorium Cavendish, Universitas Cambridge, pada tahun 1897, pada saat beliau sedang mempelajari "sinar katoda".

Rincian Teknis

Penjelasan mengenai elektron dibahas di mekanika kuantum dengan Persamaan Dirac.

Dalam Model Standarnya, elektron membentuk suatu doublet dalam SU(2) dengan neutrino elektron, karena ia berinteraksi lewat interaksi lemah. Elektron memiliki dua rekan massive lagi, yang muatannya sama namun berbeda massanya: muon dan tau.

Arus Listrik

Jika elektron bergerak, lepas bebas dari pengaruh inti atom, serta terdapat suatu aliran (net flow), aliran ini dikenal sebagai arus listrik. Ini dapat dibayangkan sebagai serombongan domba yang bergerak bersama-sama ke utara namun tanpa diikuti oleh penggembalanya. Muatan listrik dapat diukur secara langsung menggunakan elektrometer. Arus listrik dapat diukur secara langsung menggunakan galvanometer.

Apa yang dikenal dengan "listrik statis" bukanlah aliran elektron sama sekali. Ini lebih tepat disebut sebagai sebuah "muatan statik", mengacu pada sebuah benda yang memiliki lebih banyak atau lebih sedikit elektron daripada yang dibutuhkan untuk mengimbangi muatan positif sang inti. Jika terdapat kelebihan elektron, maka benda tadi dikatakan sebagai "bermuatan negatif". Jika terdapat kekurangan elektron dibanding proton, benda tersebut dikatakan "bermuatan positif". Jika jumlah elektron dan proton adalah sama, benda tersebut dikatakan "netral".

Penemuan

Sekitar periode 1870-an, Ahli kimia dan fisika Inggris, Sir William Crookes membuat tabung sinar katoda pertama untuk menghasilkan ruang hampa udara bertekanan tinggi didalamnya.^[2] Dia kemudian menunjukkan bahwa sinar luminescence yang muncul dalam tabung membawa energi dan bergerak dari katoda ke anoda. Lebih jauh, dengan menerapkan sebuah medan magnet, dia dapat mengalihkan sinar tersebut, sehingga hal ini dapat memperagakan bahwa cahaya dapat dikendalikan dengan sinar negatif.^[3][4] Pada tahun 1879, dia mengusulkan hal ini dapat dijelaskan secara logika dengan apa yang dia sebut sebagai persamaan 'radiant matter'. Dia menyarankan bahwa pada keadaan seperti ini, bagian cahaya ini akan mengandung molekul negatif yang dapat diarahkan dengan kecepatan tinggi dengan menggunakan katoda.^[5]

Elektron

Elektron adalah partikel subatomik. Memiliki muatan listrik negatif sebesar -1.6 × 10^-19 coulomb, dan massanya 9.10 × 10^-31 kg (0.51 MeV/c²).

Elektron umumnya ditulis sebagai e^-. Elektron memiliki partikel lawan yang dikenal sebagai positron yang identik dengan dirinya namun bermuatan positif.

Atom tersusun dari inti berupa proton dan neutron serta elektron-elektron yang mengelilingi inti tadi. Elektron sangat ringan jika dibandingkan dengan proton dan neutron. Sebutir proton sekitar 1800 kali lebih berat daripada elektron.

Elektron adalah salah satu dari sekelas partikel subatom yang dikenal dengan lepton yang dipercaya merupakan partikel dasar (yakni, mereka tak dapat dipecah lagi ke dalam bagian yang lebih kecil). Elektron memiliki spin 1/2, artinya elektron merupakan sebuah fermion, dengan kata lain, mematuhi statistik Fermi-Dirac.

mekanika kuantum

Mekanika kuantum adalah cabang dasar fisika yang menggantikan mekanika klasik pada tataran atom dan subatom. Ilmu ini memberikan kerangka matematika untuk berbagai cabang fisika dan kimia, termasuk fisika atom, fisika molekular, kimia komputasi, kimia kuantum, fisika partikel, dan fisika nuklir. Mekanika kuantum adalah bagian dari teori medan kuantum dan fisika kuantum umumnya, yang, bersama relativitas umum, merupakan salah satu pilar fisika modern. Dasar dari mekanika kuantum adalah bahwa energi itu tidak kontinyu, tapi diskrit -- berupa 'paket' atau 'kuanta'. Konsep ini revolusioner -- bertentangan dengan fisika klasik yang berasumsi bahwa energi itu berkesinambungan.

Sejarah

Pada tahun 1900, Max Planck memperkenalkan ide bahwa energi dapat dibagi-bagi menjadi beberapa paket atau kuanta. Ide ini secara khusus digunakan untuk menjelaskan sebaran intensitas radiasi yang dipancarkan oleh benda hitam. Pada tahun 1905, Albert Einstein menjelaskan efek fotoelektrik dengan menyimpulkan bahwa energi cahaya datang dalam bentuk kuanta yang disebut foton. Pada tahun 1913, Niels Bohr menjelaskan garis spektrum dari atom hidrogen, lagi dengan menggunakan kuantisasi. Pada tahun 1924, Louis de Broglie memberikan teorinya tentang gelombang benda.

Teori-teori di atas, meskipun sukses, tetapi sangat fenomenologikal: tidak ada penjelasan jelas untuk kuantisasi. Mereka dikenal sebagai teori kuantum lama.

Frase "Fisika kuantum" pertama kali digunakan oleh Johnston dalam tulisannya Planck's Universe in Light of Modern Physics (Alam Planck dalam cahaya Fisika Modern).

Mekanika kuantum modern lahir pada tahun 1925, ketika Werner Karl Heisenberg mengembangkan mekanika matriks dan Erwin Schrödinger menemukan mekanika gelombang dan persamaan Schrödinger. Schrödinger beberapa kali menunjukkan bahwa kedua pendekatan tersebut sama.

Heisenberg merumuskan prinsip ketidakpastiannya pada tahun 1927, dan interpretasi Kopenhagen terbentuk dalam waktu yang hampir bersamaan. Pada 1927, Paul Dirac menggabungkan mekanika kuantum dengan relativitas khusus. Dia juga membuka penggunaan teori operator, termasuk notasi bra-ket yang berpengaruh. Pada tahun 1932, Neumann Janos merumuskan dasar matematika yang kuat untuk mekanika kuantum sebagai teori operator.

Bidang kimia kuantum dibuka oleh Walter Heitler dan Fritz London, yang mempublikasikan penelitian ikatan kovalen dari molekul hidrogen pada tahun 1927. Kimia kuantum beberapa kali dikembangkan oleh pekerja dalam jumlah besar, termasuk kimiawan Amerika Linus Pauling.

Berawal pada 1927, percobaan dimulai untuk menggunakan mekanika kuantum ke dalam bidang di luar partikel satuan, yang menghasilkan teori medan kuantum. Pekerja awal dalam bidang ini termasuk Dirac, Wolfgang Pauli, Victor Weisskopf dan Pascaul Jordan. Bidang riset area ini dikembangkan dalam formulasi elektrodinamika kuantum oleh Richard Feynman, Freeman Dyson, Julian Schwinger, dan Tomonaga Shin'ichirō pada tahun 1940-an. Elektrodinamika kuantum adalah teori kuantum elektron, positron, dan Medan elektromagnetik, dan berlaku sebagai contoh untuk teori kuantum berikutnya.

Interpretasi banyak dunia diformulasikan oleh Hugh Everett pada tahun 1956.

Teori Kromodinamika kuantum diformulasikan pada awal 1960an. Teori yang kita kenal sekarang ini diformulasikan oleh Polizter, Gross and Wilzcek pada tahun 1975. Pengembangan awal oleh Schwinger, Peter Higgs, Goldstone dan lain-lain. Sheldon Lee Glashow, Steven Weinberg dan Abdus Salam menunjukan secara independen bagaimana gaya nuklir lemah dan elektrodinamika kuantum dapat digabungkan menjadi satu gaya lemah elektro.

Eksperimen penemuan

• Eksperimen celah-ganda Thomas Young membuktikan sifat gelombang dari cahaya. (sekitar 1805)
• Henri Becquerel menemukan radioaktivitas (1896)
• Joseph John Thomson - eksperimen tabung sinar kathoda (menemukan elektron dan muatan negatifnya) (1897)
• Penelitian radiasi benda hitam antara 1850 dan 1900, yang tidak dapat dijelaskan tanpa konsep kuantum.
• Robert Millikan - eksperimen tetesan oli, membuktikan bahwa muatan listrik terjadi dalam kuanta (seluruh unit), (1909)
• Ernest Rutherford - eksperimen lembaran emas menggagalkan model puding plum atom yang menyarankan bahwa muatan positif dan masa atom tersebar dengan rata. (1911)
• Otto Stern dan Walter Gerlach melakukan eksperimen Stern-Gerlach, yang menunjukkan sifat kuantisasi partikel spin (1920)
• Clyde L. Cowan dan Frederick Reines meyakinkan keberadaan neutrino dalam eksperimen neutrino (1955)

Bukti dari mekanika kuantum

Mekanika kuantum sangat berguna untuk menjelaskan apa yang terjadi di level mikroskopik , misalnya elektron di dalam atom. Atom biasanya digambarkan sebagai sebuah sistem di mana elektron (yang bermuatan listrik negatif) beredar seputar nukleus (yang bermuatan listrik positif). Mengapa elektron tidak tertarik menuju nukleus dan melepaskan energinya? Mengapa ada energi level diskrit? Menurut mekanika kuantum, ketika sebuah elektron berpindah dari energi level yang lebih tinggi (misalnya n=2) ke energi level yang lebih rendah (misalnya n=1), energi berupa sebuah cahaya partikel, foton, dilepaskan:

di mana

• adalah energi (J),
• adalah tetapan Planck, (Js), dan
• adalah frekuensi dari cahaya (Hz).

Dalam spektrometer masa, telah dibuktikan bahwa garis-garis spektrum dari atom yang di-ionisasi tidak kontinyu; hanya pada frekuensi/panjang gelombang tertentu garis-garis spektrum dapat dilihat. Ini adalah salah satu bukti dari teori mekanika kuantum.

Bidabg-bidang fisika

Bidang utama dalam fisika

Riset dalam fisika dibagi beberapa bidang yang mempelajari aspek yang berbeda dari dunia materi. Fisika benda kondensi, diperkirakan sebagai bidang fisika terbesar, mempelajari properti benda besar, seperti benda padat dan cairan yang kita temui setiap hari, yang berasal dari properti dan interaksi mutual dari atom. Bidang Fisika atomik, molekul, dan optik berhadapan dengan individual atom dan molekul, dan cara mereka menyerap dan mengeluarkan cahaya. Bidang Fisika partikel, juga dikenal sebagai "Fisika energi-tinggi", mempelajari properti partikel super kecil yang jauh lebih kecil dari atom, termasuk partikel dasar yang membentuk benda lainnya. Terakhir, bidang Astrofisika menerapkan hukum fisika untuk menjelaskan fenomena astronomi, berkisar dari matahari dan objek lainnya dalam tata surya ke jagad raya secara keseluruhan.

Bidang	Sub-bidang	Teori utama	Konsep
Astrofisika	Kosmologi, Ilmu planet, Fisika plasma	Big Bang, Inflasi kosmik, Relativitas umum, Hukum gravitasi universal	Lubang hitam, Latar belakang radiasi kosmik, Galaksi, Gravitasi, Radiasi Gravitasi, Planet, Tata surya, Bintang
Fisika atomik, molekul, dan optik	Fisika atom, Fisika molekul, Optik, Photonik	Optik quantum	Difraksi, Radiasi elektromagnetik, Laser, Polarisasi, Garis spectral
Fisika partikel	Fisika akselerator, Fisika nuklir	Model standar, Teori penyatuan besar, teori-M	Gaya Fundamental (gravitasi, elektromagnetik, lemah, kuat), Partikel elemen, Antimatter, Putar, Pengereman simetri spontan, Teori keseluruhan Energi vakum
Fisika benda kondensi	Fisika benda padat, Fisika material, Fisika polimer, Material butiran	Teori BCS, Gelombang Bloch, Gas Fermi, Cairan Fermi, Teori banyak-tubuh	Fase (gas, cair, padat, Kondensat Bose-Einstein, superkonduktor, superfluid), Konduksi listrik, Magnetism, Pengorganisasian sendiri, Putar, Pengereman simetri spontan

Bidang yang berhubungan

Ada banyak area riset yang mencampur fisika dengan bidang lainnya. Contohnya, bidang biofisika yang mengkhususkan ke peranan prinsip fisika dalam sistem biologi, dan bidang kimia kuantum yang mempelajari bagaimana teori kuantum mekanik memberi peningkatan terhadap sifat kimia dari atom dan molekul. Beberapa didata di bawah:

Akustik - Astronomi - Biofisika - Fisika penghitungan - Elektronik - Teknik - Geofisika - Ilmu material - Fisika matematika - Fisika medis - Kimia Fisika - Dinamika kendaraan - Fisika Pendidikan

Teori palsu

Fusi dingin - Teori gravitasi dinamik - Luminiferous aether - Energi orgone - Teori bentuk tetap

Sejarah

Artikel utama: Sejarah fisika. Lihat juga Fisikawan terkenal dan Penghargaan Nobel dalam Fisika.

Sejak zaman purbakala, orang telah mencoba untuk mengerti sifat dari benda: mengapa objek yang tidak ditopang jatuh ke tanah, mengapa material yang berbeda memiliki properti yang berbeda, dan seterusnya. Lainnya adalah sifat dari jagad raya, seperti bentuk Bumi dan sifat dari objek celestial seperti Matahari dan Bulan.

Beberapa teori diusulkan dan banyak yang salah. Teori tersebut banyak tergantung dari istilah filosofi, dan tidak pernah dipastikan oleh eksperimen sistematik seperti yang populer sekarang ini. Ada pengecualian dan anakronisme: contohnya, pemikir Yunani Archimedes menurunkan banyak deskripsi kuantitatif yang benar dari mekanik dan hidrostatik.

Pada awal abad 17, Galileo membuka penggunaan eksperimen untuk memastikan kebenaran teori fisika, yang merupakan kunci dari metode sains. Galileo memformulasikan dan berhasil mengetes beberapa hasil dari dinamika mekanik, terutama Hukum Inert. Pada 1687, Isaac Newton menerbitkan Filosofi Natural Prinsip Matematika, memberikan penjelasan yang jelas dan teori fisika yang sukses: Hukum gerak Newton, yang merupakan sumber dari mekanika klasik; dan Hukum Gravitasi Newton, yang menjelaskan gaya dasar gravitasi. Kedua teori ini cocok dalam eksperimen. Prinsipia juga memasukan beberapa teori dalam dinamika fluid. Mekanika klasik dikembangkan besar-besaran oleh Joseph-Louis de Lagrange, William Rowan Hamilton, dan lainnya, yang menciptakan formula, prinsip, dan hasil baru. Hukum Gravitas memulai bidang astrofisika, yang menggambarkan fenomena astronomi menggunakan teori fisika.

Dari sejak abad 18 dan seterusnya, termodinamika dikembangkan oleh Robert Boyle, Thomas Young, dan banyak lainnya. Pada 1733, Daniel Bernoulli menggunakan argumen statistika dalam mekanika klasik untuk menurunkan hasil termodinamika, memulai bidang mekanika statistik. Pada 1798, Benjamin Thompson mempertunjukkan konversi kerja mekanika ke dalam panas, dan pada 1847 James Joule menyatakan hukum konservasi energi, dalam bentuk panasa juga dalam energi mekanika.

Sifat listrik dan magnetisme dipelajari oleh Michael Faraday, George Ohm, dan lainnya. Pada 1855, James Clerk Maxwell menyatukan kedua fenomena menjadi satu teori elektromagnetisme, dijelaskan oleh persamaan Maxwell. Perkiraan dari teori ini adalah cahaya adalah gelombang elektromagnetik.

Arah masa depan

Artikel utama untuk bagian ini adalah: masalah tak terpecahkan dalam fisika

Riset fisika mengalami kemajuan konstan dalam banyak bidang, dan masih akan tetap begitu jauh di masa depan.

Dalam fisika benda kondensi, masalah teoritis tak terpecahkan terbesar adalah penjelasan superkonduktivitas suhu-tinggi. Banyak usaha dilakukan untuk membuat spintronik dan komputer kuantum bekerja.

Dalam fisika partikel, potongan pertama dari bukti eksperimen untuk fisika di luar Model Standar telah mulai menghasilkan. Yang paling terkenal adalah penunjukan bahwa neutrino memiliki massa bukan-nol. Hasil eksperimen ini nampaknya telah menyelesaikan masalah solar neutrino yang telah berdiri-lama dalam fisika matahari. Fisika neutrino besar merupakan area riset eksperimen dan teori yang aktif. Dalam beberapa tahun ke depan, pemercepat partikel akan mulai meneliti skala energi dalam jangkauan TeV, yang di mana para eksperimentalis berharap untuk menemukan bukti untuk Higgs boson dan partikel supersimetri.

Para teori juga mencoba untuk menyatikan mekanika kuantum dan relativitas umum menjadi satu teori gravitasi kuantum, sebuah program yang telah berjalan selama setengah abad, dan masih belum menghasilkan buah. Kandidat atas berikutnya adalah Teori-M, teori superstring, dan gravitasi kuantum loop.

Banyak fenomena astronomikal dan kosmologikal belum dijelaskan secara memuaskan, termasuk keberadaan sinar kosmik energi ultra-tinggi, asimetri baryon, pemercepatan alam semesta dan percepatan putaran anomali galaksi.

Meskipun banyak kemajuan telah dibuat dalam energi-tinggi, kuantum, dan fisika astronomikal, banyak fenomena sehari-hari lainnya, menyangkut sistem kompleks, chaos, atau turbulens masih dimengerti sedikit saja. Masalah rumit yang sepertinya dapat dipecahkan oleh aplikasi pandai dari dinamika dan mekanika, seperti pembentukan tumpukan pasir, "node" dalam air "trickling", teori katastrof, atau pengurutan-sendiri dalam koleksi heterogen yang bergetar masih tak terpecahkan. Fenomena rumit ini telah menerima perhatian yang semakin banyak sejak 1970-an untuk beberapa alasan, tidak lain dikarenakan kurangnya metode matematika modern dan komputer yang dapat menghitung sistem kompleks untuk dapat dimodelkan dengan cara baru. Hubungan antar disiplin dari fisika kompleks juga telah meningkat, seperti dalam pelajaran turbulens dalam aerodinamika atau pengamatan pola pembentukan dalam sistem biologi. Pada 1932, Horrace Lamb meramalkan:

“	Saya sudah tua sekarang, dan ketika saya meninggal dan pergi ke surga ada dua hal yang saya harap dapat diterangkan. Satu adalah elektrodinamika kuantum, dan satu lagi adalah gerakan turbulens dari fluida. Dan saya lebih optimis terhadap yang pertama.