Tidak hanya di Indonesia, dengan adanya pandemi, dosen kimia dan teknik kimia di seluruh dunia dipaksa memikirkan kembali bagaimana mengajar komponen lab dari kelas kimia sarjana (baca juga disini). Majalah digital C&EN dalam edisi Juni 2021 menurunkan laporan khusus dalam artikel fitur mengenai pendidikan sarjana kimia, terutama yang berkaitan dengan kelas lab (praktikum) kimia.
Menemukan alat yang tepat
Salah satu tantangan bagi dosen yang ingin menyingkirkan kuliah lab adalah menemukan alat yang masih bisa mengajari mahasiswanya keterampilan yang seharusnya mereka dapatkan dari percobaan. Tahun yang baru berlalu ini telah menjadi tantangan tersendiri bagi dosen kuliah kimia sarjana. Cukup sulit untuk mengubah kuliah tatap muka ke materi daring, tetapi mengajar jarak jauh kuliah lab benar-benar memerlukan tingkat kreativitas baru. Beberapa departemen menunda kuliah; yang lain mengandalkan video daring, termasuk ITS, atau menekankan analisa data.
Pendekatan-pendekatan di atas masih perlu diuji dan dievaluasi kefektifannya dalam pembelajaran. Seperti diketahui, mengajar kelompok mahasiswa ketika mereka berdiri berdampingan di meja lab telah menjadi standar emas pendidikan kimia sejak abad 19. Itulah bagaimana generasi ilmuwan kimia telah belajar bagaimana mengikuti sebuah protokol dan bagaimana mengerjakan teknik lab dasar. Tetapi percobaan standar tersebut tidak selalu mewakili teknik penelitian sekarang dan tidak mencerminkan bagaimana peneliti bekerja. Beberapa dosen dan universitas melihat lockdown sebagai sebuah kesempatan untuk memikirkan kembali secara menyeluruh cara mereka mengajar mahasiswa sains dan teknik.
Pendekatan lain, seperti yang dilakukan oleh Fernan Federici dari Pontifical Catholic University of Chile, adalah menggunakan peralatan sumber terbuka yang dapat dibuat dan dipakai semua orang. Dalam hal ini, ia membuat sebuah kit lab yang berisi peralatan agar mahasiswa bisa melakukan percobaan di rumah. Mendistribusikan sediaan lab tidak semuanya berjalan lancar. Mengirimkan paket ke berbagai pelosok di Chile menyebabkan beberapa keterlambatan, dan mahasiswa harus dipandu dari jarak jauh melalui panggilan video untuk memastikan setiap mahasiswa mampu menggunakan peralatan dan memahami percobaan. Tetapi Federici terkejut mengetahui kuliah lab jarak jauhnya berjalan dengan baik.
Eamonn F. Haley dari St. Edward’s University, yang mengajar kimia organik, menaruh video dan animasi di web dan mahasiswa harus mengikuti langkah demi langkah mekanisme sintesis tanpa petunjuk setiap hari di kelas. Ia memakai alat kimia daring terkini dan telah menemukan kecerdasan tiruan IBM-alat pengungkit RXN untuk kimia, yang membantu ilmuwan kimia memperkirakan reaksi dan merancang lintasan retrosintesis. Haley dengan cepat menciptakan perangkat baru aktivitas untuk mahasiswanya, yang disesuaikan untuk kegiatan pembelajaran di rumah. Isi kuliah yang disesuaikan tersebut meminta mahasiswa merancang retrosintesis menggunakan RXN, bukan mengikuti atau menghapalkan reaksi yang diberikan (J. Chem. Educ. 2020, DOI: 10.1021/acs.jchemed.0c00473).
Memikirkan ulang mengajar
Dua pendekatan yang sangat berbeda untuk menyesuaikan kuliah ke pembelajaran jarak jauh di atas tampaknya cukup efektif. Mahasiswa dapat memperoleh keterampilan yang mungkin sulit didapatkan dari kelas lab tradisional dimana mahasiswa sering mengikuti protokol yang sama pada waktu yang sama untuk sampai pada tujuan yang telah didefinisikan. Dalam kuliah yang diperbarui, mahasiswa bekerja lebih mandiri, yang memberinya kepercayaan diri dan kemampuan untuk belajar dari kesalahannya atau mengikuti protokolnya sendiri.
Untuk menyesuaikan perkuliahan ke pembelajaran jarak jauh, barangkali kita bisa belajar dari institusi yang telah merancang seluruh kurikulum sainsnya dengan jam tatap muka minimum. Minerva Schools menerapkan pembelajaran daring sains bagi mahasiswa di kota yang berbeda di seluruh dunia ketika menghabiskan waktu belajarnya setiap semester. Minerva School tidak mempunyai lab. Sekolah ini bahkan tidak mempunyai kampus sendiri. Mahasiswa belajar melalui platform pengajaran daring yang dimiliki dan memperoleh pengalaman praktikum melalui magang. Bagi mahasiswa yang tertarik pada karir berbasis lab, pelatihan praktik seluruhnya berasal dari magang di lab riset.
Universitas jarak jauh lain, Open University (OU) di Inggris, mempunyai puluhan tahun pengalaman dalam pembelajaran jarak jauh. Ketika mulai dibuka tahun 1970an, mereka biasa mengirimkan paket percobaan ke rumah. Sejak itu, mereka telah menemukan cara lain untuk mengurusi mahasiswa dari jarak jauh. Sebagai contoh, mahasiswa dapat memesan waktu untuk menggunakan titrator otomatis yang dipasang di lab OU di Milton Keynes, Inggris, dan mengendalikannya dari manapun di dunia. Atau mereka dapat menonton siaran langsung “labcast” dan berinteraksi dengan salah satu anggota staf universitas sebagai orang yang melakukan percobaan di lab.
Akan tetapi, orang yang menjadi narahubung masih diperlukan untuk mahasiswa kimia OU. Pengalaman praktikum di lab tidak bisa digantikan seluruhnya. Untuk belajar keterampilan praktik yang hanya dapat diperoleh secara pribadi, mis.: melakukan sintesis organik, mahasiswa bertemu pada kuliah pendek musim panas. Tetapi, menggunakan pengajaran jarak jauh untuk mencakup aspek penyiapan dan analisa, sekolah telah meminimalkan jam tatap muka langsung.
Pendekatan yang dilakukan oleh Minerva Schools dan OU di Inggris ini juga dilakukan di Open Polytechnic di Selandia Baru yang pernah saya kunjungi pada tahun 2017.
Tantangan ke depan
Pengalaman mengajar keterampilan lab kimia jarak jauh yang diuraikan di atas dapat memberikan nasihat yang bermanfaat bagi departemen yang mempertimbangkan beralih dari kuliah lab tradisional. Salah satu tantangan untuk pendidikan kimia jarak jauh adalah memberikan lingkungan yang aman, khususnya jika mahasiswa melakukan percobaan di rumah. OU tidak lagi mengirimkan kit, karena alasan keamanan. Ketika merancang percobaan lab berjalan, harus dipastikan untuk menggunakan reagen yang dapat dikirim melalui pos atau kurir dan digunakan dengan aman di rumah.
Jika mahasiswa kemudian bekerja di lab penelitian dan pengembangan, mereka perlu belajar prosedur keselamatan. Untungnya, banyak institut penelitian yang secara teratur melatih semua staf baru. Keterampilan dasar seperti memipet, menuangkan cairan, atau membaca peralatan khusus dapat juga dipelajari dengan cepat dalam lab penelitian dan pengembangan – sepanjang lab mau melatih pemagang baru.
Namun, tanpa lab pengajaran terpusat, mengevaluasi kinerja mahasiswa dapat menjadi lebih rumit. Cara yang mungkin dilakukan diantaranya adalah penilaian tidak didasarkan pada jawaban yang benar, tetapi lebih pada analisa yang masuk akal. Atau, penilaian bisa didasarkan pada pemahaman umum dan komunikasi, mis.: visualisasi data, uji statistika, dsb., dari kerja mereka, meskipun mereka bekerja sendiri-sendiri.
Akhirnya, salah satu sisi negatif jam tatap muka berbasis lab yang lebih sedikit untuk kuliah sains secara khas memengaruhi gelar kimia. Agar gelar disetujui oleh American Chemical Society (ACS), mahasiswa perlu praktikum langsung di lab selama jumlah jam tertentu. Hal yang sama juga berlaku untuk gelar kimia yang diakreditasi oleh Royal Society of Chemistry (RSC) di Inggris.
Tidak mengejutkan, banyak universitas tidak memenuhi jumlah jam tatap muka lab minimum ini di tahun yang baru berlalu. Ini mendorong Komite Profesional Training ACS mengusulkan untuk menyesuaikan panduan jam tinggal ketika kuliah lab reguler terganggu. RSC mengizinkan sebagian jam praktikum diganti dengan lab virtual. Tetapi jika dosen pengampu terus mengajar dengan jam tatap muka di lab yang lebih sedikit, badan akreditasi mungkin perlu mempertimbangkan untuk secara permanen mengubah syarat untuk gelar kimia.
Kuliah lab tampaknya masih tidak akan hilang seluruhnya karena mahasiswa yang merencanakan karir masa depannya dalam penelitian dan pengembangan, pada akhirnya, akan membutuhkan pelatihan lab, apakah di kuliah lab tradisional atau magang di lab penelitian. Selain itu, meskipun seseorang telah mahir mengoperasikan lab kimia virtual, yang mungkin menjadi lab masa depan, pendidikan berbasis lab tatap muka langsung tetap lebih banyak memberi keuntungan. Ilmuwan tetap harus melangkah ke dalam lab dan menangani peralatan.
Jadi, meskipun semua kemajuan teknologi digital yang telah dicapai, pendidikan dan pelatihan lab tradisional tidak boleh dilupakan seluruhnya. Bukan karena itulah cara yang harus dilanjutkan untuk mengerjakan kimia, tetapi karena kita ingin membangun cara yang lebih baik untuk mengerjakan kimia di masa depan.
(Heru Setyawan)
Elkimkor 