1. Pendekatan Keterampilan Proses Cara berpikir dalam sains, fisika misalnya, adalah keterampilan-keterampilan proses. Keterampilan proses sains dibedakan dalam dua bagian besar, yaitu keterampilan dasar proses sains, dimulai dari observasi sampai dengan meramal, dan keterampilan terpadu proses sains, dari identifikasi variabel sampai dengan yang paling kompleks, yaitu eksperimen.Keterampilan dasar proses sains adalah hal-hal yang dikerjakan ketika siswa mengerjakan sains, misalnya mengobservasi pengaruh suhu terhadap faktor redaman ayunan teredam.Dalam keterampilan terpadu proses sains, siswa dipandu untuk melakukan eksperimen melalui penggunaan seluruh keterampilan-keterampilan proses yang siswa miliki.Melalui eksperimen suatu pembelajaran fisika dikatakan utuh, sebab eksperimen di laboratorium merupakan bagian integral dari konsep, prinsip dan hukum fisika akan dipelajari.
Eksperimen dapat dikatakan sebagi dewa dalam pembelajaran fisika, tetapi harus diingat bahwa dalam pelaksanaannya memerlukan biaya dan tenaga yang besar sehingga sebagai guru fisika yang sukses harus betul-betul ahli dalam mendesain kegiatan eksperimen untuk siswanya. Namun demikian, hendaknya hal tersebut tidak menjadi momok bagi guru dalam mempersiapkan penggunaannya di kelas, akan tetapi justru menjadi tantangan bagi guru untuk mempersiapkan eksperimen sebaik-baiknya agar pembelajaran fisika betul-betul efektif.2. Metode Ceramah
Dalam pembelajaran fisika komponen yang sering menjadi bahan kajian adalah metode/pendekatan belajar (approach to learning). Selama ini metode yang paling sering digunakan guru dalam pembelajaran fisika adalah metode ceramah, yaitu cara penyajian pelajaran yang dilakukan guru dengan penuturan atau penjelasan lisan secara langsung terhadap siswa. Dalam metode ini, guru sangat dituntut kemampuannya dalam mengolah bahan pembelajaran sebelum ditransformasikan melalui ujaran, lisan, dan verbal. Menguasai bahan ajar (mastery of subject matter) sangat penting, karena guru adalah sumber ilmu bagi peserta didiknya. Metode pembelajaran ini dinilai ekonomis, praktis dan efektif untuk menyajikan informasi, konsep ilmu, gagasan, dan pengertian abstrak, terutama dalam mengelola kelas besar dengan jumlah peserta didiknya lebih dari 20 orang.
Menurut Rasyad (2003: 111-112) metode ceramah boleh saja digunakan dalam proses pembelajaran apabila: a) guru perlu menyampaikan fakta, informasi konsep tertentu, pendapat atau analisis terhadap masalah yang pernah dibacanya di media cetak atau buku-buku,b) guru adalah pendidik yang terampil dalam berkomunikasi (verbal facility), gaya bahasanya memikat dengan penguasaan ilmu yang luas, sehingga merangsang peserta didiknya untuk menyimak, c) guru perlu memberikan beberapa kesimpulan atau ulasan mengenai suatu masalah yang krusial, dan d) guru memperkenalkan pokok bahasan baru atau mengulangi pokok-pokok dan sari dari bahan pembelajaran yang baru saja selesai ditransformasikan. 3. Cooperative Leraning
Cooperative adalah mengerjakan sesuatu bersama-sama dengan saling membantu satu sama lain sebagai satu tim. Sedangkan Cooperative Learning artinya belajar bersama-sama, saling membantu antara satu sama lain dalam belajar dan memastikan bahwa setiap orang dalam kelompok mencapai tujuan atau tugas yang telah ditentukan sebelumnya (Eng Tek dalam Kanda, 2001: 27).
Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa Cooperative Learning adalah menyangkut teknik mengelompokkan yang didalamnya siswa bekerja terarah pada tujuan belajar bersama pada kelompok kecil yang umumnya tediri dari empat atau lima orang.
Ada lima unsur dasar yang membedakan Cooperative Learning dengan kerja kelompok, ciri Cooperative Learning yaitu akuntabilitas individual, interaksi tatap muka, keterampilan seusia, proses kelompok dan saling ketergantungan yang positif.4. Role playing Role Playing atau bermain peran adalah metode pembelajaran sebagai bagian dari simulasi yang diarahkan untk mengkreasi peristiwa sejarah, mengkreasi peristiwa-peristiwa aktual, atau kejadian-kejadian yang mungkin muncul pada masa mendatang..Topik yang dapat diangkat dalam role playing, misalnya kejadian sekitar pemberontakan G30S/PKI, memainkan peran sebagai juru kampanye suatu partai atau gambaran keadaan yang mungkin muncul pada abad teknologi informasi. 5. Praktikum
Salah satu pendekatan pembelajaran fisika yang digunakan dalam metode discovery-inquiry adalah praktikum. Praktikum fisika memegang peranan penting dalam kegiatan pendidikan dan pengajaran fisika. Seperti yang dikatakan Sund dan Trowbridge (1973: 183), ”…science is not really science unless it is accompanied by experimentation and laboratory work.” Sains bukanlah sains yang hakiki tanpa disertai eksperimen dan kerja laboratorium (praktikum). Kegiatan praktikum dapat membangkitkan minat, sehingga timbul motivasi siswa untuk mempelajari fisika. Dalam kegiatan praktikum, siswa memperoleh pengalaman langsung yang berupa mengamati, mengukur, merekam/mencatat, menghitung, dan menarik kesimpulan dari hasil yang diperoleh. Jadi, siswa terlibat langsung secara indrawi (raba, lihat, dengar).
Dalam kegiatan praktikum, guru menyediakan bimbingan dan petunjuk yang cukup luas kepada siswa. Sebagian perencanaannya dibuat oleh guru. Siswa tidak merumuskan masalah. Petunjuk yang cukup luas tentang bagaimana menyusun dan mencatat diberikan oleh guru. Tahap-tahap kegiatan metode ilmiah dengan metode discovery-inquiry dalam kegiatan praktikum adalah sebagai berikut.
a) Menemukan dan merumuskan suatu masalah.
b) Mengumpulkan keterangan atau informasi untuk memecahkan masalah tersebut.
c) Merumuskan dugaan sementara, berupa dugaan atau hipotesis.
d) Menguji hipotesis tersebut dengan merancang dan melakukan suatu eksperimen atau percobaan.
e) Mengamati/observasi.
f) Mengumpulkan, mengorganisir, dan menganalisis data.
g) Menarik kesimpulan.
h) Menguji kesimpulan tersebut dengan melakukan eksperimen/percobaan lagi.
Menurut Wenning (2005: 7-8) kegiatan laboratorium secara inquiry (inquiry lab) dikategorikan menjadi tiga tipe, yakni: guided inquiry, bounded inquiry, dan free inquiry. Penjelasan ketiga tipe itu adalah sebagai berikut.
Dalam guided inquiry, guru mengidentifikasi permasalahan-permasalahan, dilanjutkan dengan diskusi secara luas. Kemudian, siswa melakukan kegiatan laboratorium mengikuti serangkaian petunjuk hasil diskusi.
Dalam bounded inquiry, guru mengidentifikasikan sebuah permasalahan, dilanjutkan sedikit diskusi. Kemudian, siswa melakukan kegiatan laboratorium berdasarkan langkah-langkah yang disusun sendiri. Mereka diharapkan dapat menentukan hubungan antarvariabel dengan dasar logika.Kontras dengan dua tipe di atas, dalam free inquiry, siswa mengidentifikasi suatu permasalahan untuk dibuktikan. Mereka membuat desain ekseperimen sendiri. Biasanya kegiatan ini dilaksanakan sebagai tugas akhir bagi siswa. Dapat juga sebagai kegiatan di luar jam pelajaran bagi siswa berbakat.6. Metode Discovery dan InquiryMetode discovery-inquiry merupakan metode belajar-mengajar fisika yang perlu dikembangkan di sekolah dasar dan menengah. Dari aspek psikologi dan falsafah, mengajarkan fisika dengan metode discovery-inquiry memungkinkan siswa untuk menggunakan segala potensinya (kognitif, afektif, dan psikomotor), terutama proses mentalnya untuk menemukan sendiri konsep-konsep atau prinsip-prinsip fisika, ditambah proses-proses mental lainnya yang memberikan ciri seorang dewasa yang sudah matang atau ciri-ciri seorang ilmuwan, sehingga memungkinkan siswa dapat menemukan konsep diri, kritis, kreatif dan sebagainya.