BAB II KAJIAN PUSTAKA A. Deskripsi Teori 1. Ilmu Pengetahuan Alam IPA merupakan ilmu yang mempelajari alam semesta yaitu bendabenda yang terdapat di permukaan bumi, di dalam perut bumi dan di luar angkasa, baik yang diamati indera maupun yang tidak dapat diamati oleh indera. Pendapat Soeparman Kardi dan Muh. Nur (dalam Trianto 2011: 136) menyatakan IPA atau ilmu kealaman adalah ilmu tentang dunia zat baik makhluk hidup maupun benda mati yang diamati. Merujuk pada pendapat Supriyadi (2008: 2), sains khusus di dalam IPA adalah suatu keilmuan yang mempelajari tentang benda dan gejala kebendaan. Benda dalam hal ini adalah benda hidup maupun benda mati. Benda dan gejala kebendaan merupakan suatu fakta dan berupa satu kesatuan yang sangat sukar untuk dapat dipisahkan dari suatu peristiwa yang ada di alam. Selanjutnya Usman Samatowa (2011: 3) mengemukakan bahwa ilmu pengetahuan alam (IPA) atau science itu pengertiannya dapat disebut sebagai ilmu tentang alam. Ilmu yang mempelajari peristiwa-peristiwa yang terjadi di alam. Berdasarkan cakupan diatas dapat dikatakan bahwa IPA adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari benda, gejala atau fenomena melalui serangkaian prsoes ilmiah dengan sikap ilmiah dan hasilnya terwujud sebagai produk ilmiah dan bisa diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari.
8
2. Keterampilan Proses IPA Keterampilan proses IPA didasarkan pada pengamatan terhadap apa yang dilakukan dalam ilmu pengetahuan alam. Kegiatan mengembangkan keterampilan yang memproseskan hasil pengamatan akan memampukan peserta didik untuk menemukan dan mengembangkan sendiri fakta dan konsep serta akan menumbuhkembangkan nilai dan sikap yang dituntut. Penggunaan pendekatan keterampilan proses IPA pada peserta didik dalam pembelajarannya akan memberikan kesempatan untuk melakukan ilmu pengetahuan alam dan tidak memberitahukan ilmu pengetahuan alam itu. Depdiknas (dalam Dimyati & Mudjiono 2009: 138) mengemukakan bahwa pendekatan keterampilan proses dapat diartikan sebagai wawasan atau anutan pengembangan keterampilan-keterampilan intelektual, sosial, dan fisik yang bersumber dari kemampuan-kemampuan mendasar yang pada prinsipnya telah ada dalam diri peserta didik. Keterampilan proses sebagai wahana penemuan dan pengembangan fakta, konsep, dan prinsip ilmu pengetahuan bagi diri peserta didik. Fakta, konsep dan prinsip ilmu pengetahuan yang ditemukan dan dikembangkan peserta didik berperan pula menunjang pengembangan keterampilan proses pada diri peserta didik. Interaksi antara pengembangan keterampilan proses dengan fakta, konsep, serta prinsip ilmu pengetahuan, pada akhirnya akan mengembangkan sikap dan nilai ilmuwan pada diri peserta didik. Menurut Glencoe Science Skill Handbook (dalam Usman Samatowa, 2011: 93), keterampilan proses dapat dikelompokkan menjadi empat yaitu:
9
a.
b.
c.
d.
Pengorganisasian informasi (organizing information), berpikir kritis (thinking critically), mempraktikan proses-proses sains (practicing science processes) dan merepresentasikan dan menggunakan data (representing and applying data). Pengorganisasian informasi terdiri dari keterampilan mengkomunikasikan (communicating), menggolongkan (classifying), mengurutkan (sequencing), memetakan konsep (concept mapping), membuat dan menggunakan tabel (making and using tables), dan membuat dan menggunakan grafik (moking and using graphs) Berpikir kritis terdiri dari keterampilan mengamati dan menyimpulkan (observing and inferring), membandingkan dan membedakan (comparing and contrasting), dan mengenali sebab dan akibat (recognizing cause and effect). Mempraktikan proses sains terdiri dari keterampilan membentuk definisi operasional (forming operation definisions), membentuk hipotesis (forming hypothesis), merancang suatu percobaan utnuk menguji hipotesis (designing an experiment to test a hypothesis), memisahkan dan mengendalikan variabel (separating and controling variables), dan menafsirkan data (interpreting data). Pada dasarnya semua pandangan mengenai keterampilan proses
adalah sama, yaitu terdiri atas mengamati, menafsirkan, meramalkan, menggunakan alat dan bahan, mengelompokkan, menerapkan konsep, mengkomunikasikan dan mengajukan pertanyaan. a. Mengamati Keterampilan mengamati merupakan keterampilan dasar yang harus dimiliki oleh setiap orang dalam melakukan penyelidikan ilmiah (the basis of all scientific inquiry is observation). Proses mengamati dapat dilakukan dengan menggunakan indra kita, tetapi tidak menutup kemungkinan pengamatan dilakukan dengan menggunakan alat-alat, misalnya termometer, timbangan atau mikroskop.
10
b. Menafsirkan Menurut Glencoe Science Skill Handbook (dalam Usman Samatowa, 2011: 95), kata menafsikan berarti menjelaskan pengertian sesuatu, baik berupa benda, peristiwa, atau hasil pengamatan yang telah dilakukan. Pengamatan berulang terhadap beberapa objek dan peristiwa dengan tafsiran yang relatif sama akan menghasilkan pola-pola tertentu. Oleh karena itu keterampilan
menafsirkan
hasil
pengamatan
sangat
mendukung
pengambilan keputusan atau kesimpulan. c. Meramalkan Peserta didik diharapkan dapat meramalkan pola-pola berikutnya yang akan terjadi dengan ditemukannya gejala keteraturan. Meramalkan sesuatu yang akan terjadi bisa dilakukan dengan mengubah cara-cara pengamatan. Keterampilan meramalkan merupakan keterampilan yang penting dimiliki oleh peneliti. Hal ini berkaitan dengan kemungkinan-kemungkinan yang akan terjadi kemudian. d. Menggunakan alat dan bahan Keterampilan menggunakan alat dan bahan sangat mendukung terhadap hasil percobaan yang akan diperoleh. Penggunaan alat dan bahanbahan selama percobaan berlangsung akan menambah pengalaman belajar peserta didik. Pengalaman menggunakan alat merupakan pengalaman konkret peserta didik selama proses belajar.
11
e. Mengelompokkan (menggolongkan) Mengelompokkan merupakan suatu proses pemilihan objek-objek atau peristiwa-peristiwa berdasarkan persamaan dan perbedaan sifat atau ciri-ciri dari suatu objek atau peristiwa tersebut. Kegiatan mengelompokkan dapat berupa mencari persamaan atau perbedaan dengan cara membandingkan satu objek dengan objek lainnya atau satu peristiwa dengan peristiwa lainnya. f. Menerapkan konsep Kegiatan yang dapat dilakukan pada tahap penerapan konsep di antaranya adalah menghubungkan konsep yang satu dengan yang lainnya, mencari konsep-konsep yang berhubungan, membedakan konsep satu dengan konsep lainnya, membuat dan menggunakan tabel, membuat dan menggunakan
grafik,
merancang
dan
membuat
alat
sederhana,
mengaplikasikan konsep dalam kehidupan sehari-hari. g. Mengkomunikasikan Keterampilan berkomunikasi berkaitan dengan proses penyampaian informasi atau data-data, baik secara tertulis dan secara lisan. Bentuk komunikasi yang baik adalah yang dapat dipahami dan dimengerti oleh penerima informasi. Kegiatan yang termasuk keterampilan berkomunikasi di antaranya menyajikan data dan informasi dalam bentuk lisan dan tulisan, menyajikan data dan informasi dalam bentuk model, gambar, grafik, diagram tabel dan lain-lain.
12
h. Mengajukan pertanyaan Keterampilan mengajukan pertanyaan merupakan salah satu ukuran untuk mengetahui tingkat pemahaman konsep peserta didik setelah pelaksanaan
pembelajaran.
Kegiatan
yang
dapat
dilakukan
untuk
meningkatkan keterampilan mengajukan pertanyaan yaitu dengan cara menghadapkan peserta didik kepada masalah-masalah dalam kehidupan sehari-hari. Peserta didik diberi kesempatan untuk menggunakan akal dan pikirannya untuk menyelesaikan permasalahannya tersebut. Berikut adalah indikator keterampilan proses yang dikemukakan Usman Samatowa (2011: 101): Tabel 1. Indikator Keterampilan Proses 1.
Jenis Keterampilan Keterampilan melakukan observasi
2.
Keterampilan mengajukan hipotesis
3.
Keterampilan menginterpretasi data
4.
Keterampilan merencanakan percobaan
5.
6.
Keterampilan melakukan investigasi
Keterampilan menarik kesimpulan
a. b. c. d. a. b. c. a. b. c. d. a. b. c. d. e. a. b. c. d. e. a. b. c. d.
7.
Keterampilan mengkomunikasikan hasil
a. b. c. d.
13
Indikator menggunakan indra secara aman dan sesuai mengenali perbedaan dan persamaan objek atau kejadian mengenali urutan kejadian mengamati suatu objek atau kejadian secara detail menyarankan jawaban mengapa sesuatu terjadi menggunakan pengetahuan awal untuk menjelaskan suatu kejadian menyadari adanya kemungkinan lebih dari suatu penjelasan dari suatu kejadian memberikan interpretasi berdasarkan semua data yang tersedia menguji suatu interpretasi dengan data yang baru mendasarkan interpretasi pada pola atau hubungan data menguji prediksi dari data dalam hal hubungan yang dapat diamati mengenali titik awal atau kejadian awal yang relevan dengan percobaan mengenali variabel yang harus diubah dalam percobaan mengenali variabel yang harus dibuat sama agar diperoleh suatu “a fair test” mengenali semua variabel yang harus dikendalikan mengenali variabel yang sesuai untuk diukur atau dibandingkan menentukan variabel bebas (yang diubah-ubah) dan variabel kontrol (yang harus dikendalikan atau dibuat tetap) memanipulasi variabel agar percobaan benar-benar fair mengidentifikasi variabel taut (variabel tergantung) mengukur variabel taut dengan alat ukur yang sesuai bekerja dengan tingkat ketelitian yang sesuai menggunakan berbagai informasi untuk membuat pernyataan dengan mengkombinasikan artinya menemukan pola atau kecenderungan hasil observasi/percobaan mengidentifikasi hubungan antara satu variabel dengan variabel lain berhati-hati dalam menyampaikan asumsi tentang berlakunya kesimpulan menyampaikan dan mengklarifikasikan ide/gagasan dengan lisan maupun tulisan membuat catatan hasil observasi dalam percobaan menyampaikan informasi dalam bentuk grafik, chart, atau tabel memilih alat komunikasi yang cocok agar mudah dipahami oleh orang lain
3. Hasil Belajar IPA Belajar merupakan kegiatan yang terkait dengan perubahan-perubahan pada pribadi yang belajar untuk menguasai atau mendapatkan pengetahuan dan keterampilan yang mengarah ke perubahan tersebut. Hasil belajar dapat diketahui melalui pengukuran. Dengan kata lain seorang peserta didik dapat dikatakan telah mencapai hasil belajar jika pada dirinya telah terjadi perubahan tertentu setelah melalui proses belajar yang dilakukan. Trianto (2009: 254) memaparkan bahwa penilaian bertujuan untuk mengukur seberapa jauh tingkat keberhasilan proses belajar mengajar yang telah dilakukan, dikembangkan dan ditanamkan oleh peserta didik dalam kehidupan sehari-hari. Tentunya pembelajaran ini pun harus didukung oleh peserta didik, pendidik, kepala sekolah dan orang tua peserta didik. Bloom (dalam Krathwohl, 2002) mengelompokkan tujuan pendidikan mengacu kepada tiga jenis domain yang melekat pada diri peserta didik, yaitu: ranah proses berpikir (cognitive domain), ranah nilai atau sikap (affective domain), dan ranah keterampilan (psycomotor domain). Berikut dijelaskan masing-masing ranah: 1. Kognitif Kemampuan yang penting pada ranah kognitif adalah kemampuan menerapkan konsep-konsep untuk dapat memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari. Kemampuan ini sering disebut sebagai kemampuan menggunakan
pengetahuan
dalam
berbagai
situasi
sesuai
dengan
konteksnya. Oleh karena itu dalam setiap kegiatan pembelajaran diusahakan
14
ada contoh penggunaan konsep atau prinsip yang ada dalam mata pelajaran di lapangan.
Tabel 2. Strukur Dimensi Proses Kognitif Kategori 1. Remember (Mengingat)
2. Understand (Memahami)
3. Apply (Mengaplikasikan)
4. Analyze (Menganalisis)
5. Evaluate (Evaluasi)
6. Create (Membuat)
Proses Kognitif Mengambil pengetahuan yang relevan dari memori jangka panjang Mengetahui istilah, fakta, aturan, urutan, metode dan sebagainya
1.1 Recognizing (Mengenali) 1.2 Recalling (Mengingat) Menentukan arti dari pesan instruksional, termasuk lisan, komunikasi tertulis dan grafis Menerjemahkan Menafsirkan Memperkirakan Menentukan metode, prosedur, dsb. Memahami konsep, kaidah, prinsip, kaitan antara, fakta, isi pokok dan sebagainya Mengartikan/menginterpretasikan tabel, grafik, bagan 2.1 Interpreting (Menafsirkan) 2.2 Exemplifying (Memberi contoh) 2.3 Classifying (Mengelompokkan) 2.4 Summarizing (Meringkas) 2.5 Inferring (Menarik inferensi) 2.6 Comparing (Membandingkan) 2.7 Explaining (Menjelaskan) Melakukan atau menggunakan prosedur dalam situasi tertentu Memecahkan masalah Membuat bagan dan grafik Menggunakan metode/prosedur 3.1 Executing (Menjalankan) 3.2 Implementing (Mengimplementasikan) Memecah materi menjadi bagian-bagian konstituen dan mendeteksi bagaimana bagian-bagian bisa berhubungan satu sama lain untuk struktur keseluruhan atau tujuan Mengenali kesalahan Membedakan antara fakta dengan interpretasi, antara data dengan kesimpulan dan sebagainya Menganalisis struktur dasar, bagian-bagian, hubungan antara dan sebagainya 4.1 Differentiating (Menguraikan) 4.2 Organizing (Mengorganisir) 4.3 Attributing (Menemukan makna tersirat) Membuat penilaian yang berdasarkan kriteria dan standar Menilai berdasarkan norma internal hasil karya seni, mutu karangan, mutu ceramah, program penataran dan sebagainya 5.1 Checking (Memeriksa) 5.2 Critiquing (Mengkritik) Menempatkan elemen bersama untuk membentuk keseluruhan yang koheren atau membuat produk asli Menghasilkan klasifikasi, karangan, kerangka teoretis dan sebagainya Menyusun rencana, skema, program kerja dan sebagainya 6.1 Generating (Merumuskan) 6.2 Plannning (Merencanakan) 6.3 Producing (Memproduksi)
(Sumber: David R. Krathwohl.2002. A Revision of Bloom’s Taxonomy: An Overview)
15
Tabel 3. Daftar Contoh Kata Kerja Operasional yang Dapat Dipakai untuk Ranah Kognitif Mengingat Mengutip Menyebutkan Menjelaskan Menggambar Membilang Mengidentifikasi Mendaftar Menunjukkan Memberi label Memberi indeks Memasangkan Menamai Menandai Membaca Menyadari Menghafal Meniru Mencatat Mengulang Mereproduksi Meninjau Memilih Menyatakan Mempelajari Mentabulasi Memberi kode Menelusuri Menulis
Membandingkan Menyimpulkan Menilai Mengarahkan Mengkritik Menimbang Memutuskan Mengukur Merangkum Membuktikan Memvalidasi Mengetes Mendukung Memilih Memproyeksikan
Memahami Memperkirakan Menjelaskan Mengkategorikan Mencirikan Merinci Mengasosiasikan Membandingkan Menghitung Mengkontraskan Mengubah Mempertahankan Menguraikan Menjalin Membedakan Mendiskusikan Menggali Mencontohkan Menerangkan Mengemukakan Mempolakan Memperluas Menyimpulkan Meramalkan Merangkum Menjabarkan
Mengevaluasi Memisahkan Memprediksi Memperjelas Menugaskan Menafsirkan Mempertahankan Memerinci
Mengaplikasikan Menugaskan Mengurutkan Menentukan Menerapkan Menyesuaikan Mengkalkulasi Memodifikasi Mengklasifikasi Menghitung Membangun Mengurutkan Membiasakan Mencegah Menggambarkan Menggunakan Menilai Melatih Menggali Mengemukakan Mengadaptasi Menyelidiki Mengoperasikan Mempersoalkan Mengkonsepkan Melaksanakan Meramalkan Memproduksi Memproses Mengaitkan Menyusun Mensimulasikan Memecahkan Melakukan Mentabulasi Mengabstraksi Mengatur Menganimasi Mengumpulkan Mengkategorikan Mengkode Mengkombinasikan Merencanakan Mendikte Meningkatkan Memperjelas Memfasilitasi Membentuk Merumuskan Menggeneralisasi Menggabungkan Memadukan
Menganalisis Menganalisis Mengaudit Memecahkan Menegaskan Mendeteksi Mendiagnosis Menyeleksi Memerinci Menominasikan Mendiagramkan Mengkorelasikan Merasionalkan Menguji Mencerahkan Menjelajah Membagankan Menyimpulkan Menemukan Menelaah Memaksimalkan Memerintahkan Mengedit Mengaitkan Memilih Mengukur Melatih Mentransfer
Membuat Menyusun Mengarang Membangun Menanggulangi Menghubungkan Menciptakan Mengkreasikan Mengoreksi Merancang Membatas Mereparasi Menampilkan Menyiapkan Memproduksi Merangkum Merekonstruksi
(Sumber: Ana Ratna Wulan (2009).FPMIPA UPI. - . TAKSONOMI BLOOM-REVISI)
16
2. Afektif Ranah afektif ini oleh Krathwohl (dalam Anas, 2005:54) ditaksonomi menjadi lebih rinci ke dalam lima jenjang yaitu receiving, responding, valuing, organization dan characterization by a value or value complex.
Tabel 4. Strukur Dimensi Afektif dan Kata Kerja Operasionalnya Kategori 1. Receiving (Penerimaan)
Kemampuan Intenal Menunjukkan kesadaran, kemauan, perhatian dan sebagainya Mengakui kepentingan, perbedaan, persamaan dan sebagainya
2. Responding (Partisipasi)
Mematuhi perturan, tuntutan, perintah dan sebagainya Ikut serta secara aktif di laboratorium, dalam diskusi, dalam kelompok belajar dan sebagainya
3. Valuing (Penilaian/Penentuan sikap)
Menerima suatu nilai Menyukai Menyepakati Menghargai karya seni, pendapat, sumbangan ilmu dan sebagainya
4. Organization (Organisasi)
Membentuk sistem nilai Menangkap relasi antara nilai Bertanggung jawab Mengintegrasi nilai
5. Characterization by a value or value complex (Mengamalkan)
Menunjukkan kepercayaan diri, disiplin pribadi, kesadaran dan sebagainya Mempertimbangkan, Melibatkan diri
(Sumber: Krathwohl dalam http://xa.yimg.com)
17
Kata Kerja Operasional Menanyakan Memilih Mengikuti Menjawab Melanjutkan Memberi Melaksanakan Membantu Menawarkan diri Menyambut Menolong Mendatangi Melaporkan Menyumbangkan Menyesuaikan diri Berlatih Menampilkan Menunjukkan Melaksanakan Menyatakan pendapat Mengikuti Mengambil prakarsa Memilih Ikut serta Menggabungkan diri Mengundang Mengusulkan Merumuskan Berpegang pada Mengintegrasikan Menghubungkan Mengaitkan Menyusun Mengubah Bertindak Menyatakan Memperlihatkan Mempraktikkan Melayani Mengundurkan diri Membuktikan Menunjukkan Bertahan Mempertimbangkan Mempersoalkan
3. Psikomotor Ranah psikomotor adalah ranah yang berkaitan dengan keterampilan (skill) atau kemampuan bertindak setelah seseorang menerima pengalaman belajar tertentu. Aspek psikomotor ini dikategorikan Simpson menjadi beberapa kategori seperti pada tabel berikut: Tabel 5. Strukur Dimensi Psikomotor dan Kata Kerja Operasionalnya Kategori 1. Perception (Persepsi)
Kemampuan Intenal Menafsirkan rangsangan Peka terhadap rangsangan Mendiskriminasikan
2. Set (Kesiapan)
Berkonsentrasi Menyiapkan diri (fisik dan mental)
3. Guided Response (Gerakan terbimbing)
4. Mechanism (Gerakan Terbiasa)
Berketerampilan Berpegang pada pola
5. Complex Overt Response m (Gerakan komplek)
Berketerampilan secara lancar, luwes, supel, gesit, lincah dan sebagainya
6. Adaptation (Penyesuaian pola gerak)
Menyesuaikan diri Bervariasi
7. Origination (Kreativitas)
Menciptakan yang baru Berinisiatis
Meniru contoh
(Sumber: Bloom's Taxonomy: Psychomotor Domain, http://www.olemiss.edu)
18
Kata Kerja Operasional Memilih Membedakan Mempersiapkan Menyisihkan Menunjukkan Memulai Mengawali Bereaksi Mempersipakna Memprakarsai Mempraktikkan Memainkan Mengikuti Mengerjakan Membuat Mengoperasikan Membangun Memasang Membongkar Memperbaiki Melaksanakan Mengerjakan Menyusun Memilih Membedakan Mempersiapkan Menyisihkan Menunjukan Mengidentifikasi Menghubungkan Mengubah Mengadaptasikan Mengatur kembali Membuat variasi Merancang Menyusun Menciptakan Mendesain Mengkombinasikan Mengatur Merencanakan
4. Pembelajaran IPA Terpadu Pembelajaran terpadu pada dasarnya dimaksudkan untuk memadukan materi beberapa mata pelajaran dalam satu tema. Materi yang ada di dalam tema pembelajaran IPA tentunya tidak jauh dari konteksnya, misalnya fisika, biologi dan kimia Tema ini menjadi alat pemersatu materi-materi yang beragam dari beberapa materi pelajaran. Peserta didik dapat memperoleh pengalaman langsung melalui pembelajaran terpadu sehingga menambah kekuatan untuk mencari, menyimpan dan menerapkan konsep yang telah dipelajarinya. Peserta didik terlatih untuk dapat menemukan sendiri berbagai konsep yang dipelajari secara menyeluruh (holistik), otentik, bermakna, dan aktif (Yeni Hendriani, 2008: 1). Puskur (dalam Trianto, 2011:155), tujuan pembelajaran IPA terpadu sebagai suatu kerangka model dalam proses pembelajaran tidak jauh berbeda dengan tujuan pokok pembelajaran terpadu itu sendiri, yaitu (1) meningkatkan efisiensi dan efektivitas pembelajaran, (2) meningkatkan minat dan motivasi, (3) beberapa kompetensi dasar dapat dicapai sekaligus. Dengan demikian diharapkan melalui pembelajaran IPA terpadu peserta didik dapat membangun pengetahuannya sendiri dengan cara metode ilmiah, berinteraksi serta bersikap ilmiah. Berdasarkan beberapa pendapat di atas dapat disimpulkan bahwa pembelajaran terpadu merupakan pembelajaran yang mencakup beberapa kompetensi yang disatukan dalam suatu tema untuk dipelajari peserta didik
19
dan memberikan kesempatan peserta didik supaya terlatih menemukan sendiri berbagai konsep yang dipelajari secara utuh. Model pembelajaran yang potensial untuk diterapkan dalam pembelajaran terpadu menurut Fogarty (dalam Bambang Subali dkk, 2009 : 2), yaitu connected, webbed, dan integrated. Tiga model tersebut dipilih karena konsep-konsep dalam KD IPA memiliki karakteristik yang berbedabeda, sehingga memerlukan model yang sesuai agar memberikan hasil yang optimal.
Ada
sejumlah
KD
yang
mengandung
konsep
saling
beririsan/tumpang tindih, sehingga bila dibelajarkan secara terpisah-pisah menjadi tidak efisien. Tabel 6. Karakteristik Pembelajaran Terpadu Model Integrated, Webbed, dan Connected Model Keterpaduan (Integrated)
Karakteristik Membelajarkan beberapa KD yang konsep-konsepnya beririsan/ tumpang tindih
Kelebihan Pemahaman terhadap konsep lebih utuh (holistik) Lebih efisien Sangat kontekstual
Jaring laba-laba (Webbed)
Membelajarkan beberapa KD yang berkaitan melalui sebuah tema
Keterhubungan (Connected)
Membelajarkan sebuah KD, konsepkonsep pada KD tersebut dipertautkan dengan konsep pada KD yang lain
Pemahaman terhadap konsep utuh Kontekstual Dapat dipilih tematema menarik yang dekat dengan kehidupan Melihat permasalahan tidak hanya dari satu bidang kajian Pembelajaran dapat mengikuti KD-KD dalam SI, tetapi harus dikaitkan dengan KD yang relevan
(Sumber: Bambang Subali dkk, 2009: 3)
20
Keterbatasan KD-KD yang konsepnya beririsan berada dalam semester atau kelas yang berbeda Menuntut wawasan dan penguasaan materi yang luas Sarana-prasarana, misalnya buku belum mendukung KD-KD yang berkaitan berada dalam semester atau kelas yang berbeda Tidak mudah menemukan tema pengait yang tepat. Kaitan antara bidang kajian sudah tampak tetapi masih didominasi oleh bidang kajian tertentu
Fogarty (dalam Trianto, 2011: 40 – 45) memaparkan keunggulan dan kelemahan dari tiap model pembelajaran terpadu sebagai berikut: 1. Tipe Connected Keunggulan: (a) dengan pengintegrasian ide-ide interbidang studi, maka peserta didik mempunyai gambaran yang luas sebagaimana suatu bidang studi yang terfokus pada suatu aspek tertentu, (b) peserta didik dapat mengembangkan konsep-konsep kunci secara terus menerus, sehingga terjadilah proses internalisasi, (c) mengintegrasikan ide-ide dalam interbidang
studi
memungkinkan
peserta
didik
mengkaji,
mengkonseptualisasi, memperbaiki, serta mengasimilasi ide-ide dalam memecahkan masalah. Kelemahan pembelajaran tipe Connected antara lain: (a) masih kelihatan terpisahnya interbidang studi, (b) tidak mendorong guru untuk bekerja secara tim sehingga isi pelajaran tetap terfokus tanpa merentangkan konsep-konsep serta ide-ide antarbidang studi, (c) dalam memadukan ide-ide pada bidang studi menjadi terabaikan. 2. Tipe Webbed Kelebihan model ini meliputi: (a) penyeleksian tema sesuai dengan minat akan memotivasi anak untuk belajar, (b) lebih mudah dilakukan oleh guru yang belum berpengalaman, (c) memudahkan perencanaan, (d) pendekatan tematik dapat memotivasi peserta didik, (e) memberikan kemudahan bagi anak didik dalam melihat kegiatan-kegiatan dan ide-ide berbeda yang terkait. Selain kelebihan yang dimilki, model webbed juga memiliki beberapa kekurangan antara lain: (a) sulit dalam menyeleksi tema,
21
(b) cenderung untuk merumuskan tema yang dangkal, (3) dalam pembelajaran guru lebih memusatkan perhatian pada kegiatan daripada pengembangan konsep. 3. Tipe Integrated Tipe Integrated memiliki kelebihan yaitu (a) adanya kemungkinan pemahaman antar bidang studi, karena dengan memfokuskan pada isi pelajaran, strategi berpikir, keterampilan sosial dan ide-ide penemuan lain, satu pelajaran dapat mencakup banyak dimensi sehingga peserta didik pembelajaran menjadi semakin diperkaya dan berkembang, (b) memotivasi peserta didik dalam belajar, (c) tipe integrasi juga memberikan perhatian pada berbagai bidang yang penting dalam satu saat, tipe ini tidak memerlukan penambahan waktu untuk bekerja dengan guru lain. Kekurangan tipe Integrated antara lain yakni (a) terletak pada guru, yaitu guru harus menguasai konsep, sikap, dan keterampilan yang diprioritaskan, (b) penerapannya yaitu sulitnya menerapkan tipe ini secara penuh, (c) tipe ini memerlukan tim antar bidang studi baik dalam perencanaannya maupun pelaksanaannya, (d) pengintegrasian kurikulum dengan konsep-konsep dari masing-masing bidang studi menuntut adanya sumber belajar yang beraneka ragam. 5. Guided Inquiry Pendekatan Guided Inquiry atau inkuiri terbimbing adalah pendekatan dimana awal pembelajaran dimulai dengan guru mengemukakan masalah berupa pertanyaan atau bersumber dari buku teks yang kemudian dengan
22
keterampilan berfikir yang dimilki peserta didik mampu menemukan jawaban atas permasalahan tersebut dengan bimbingan guru. Berikut pemaparan Guided Inquiry dari para ahli: a.
Trianto (2009: 114), inkuiri merupakan bagian inti dari kegiatan pembelajaran berbasis kontekstual. Pengetahuan dan keterampilan yang diperoleh peserta didik diharapkan bukan hasil mengingat seperangkat fakta-fakta melainkan hasil dari menemukan sendiri. Guru harus merancang kegiatan yang merujuk pada kegiatan menemukan, apapun materi yang diajarkan. Siklus inkuiri terdiri dari: 1) Observasi (Observation) 2) Bertanya (Qustioning) 3) Mengajukan dugaan (Hyphotesis) 4) Pengumpulan data (Data gathering) 5) Penyimpulan (Conclussion)
b.
Eggen & Kauchak (dalam Trianto, 2009: 172) memaparkan tahap pembelajaran inkuiri sebagai berikut:
23
Tabel 7. Tahapan Pembelajaran Inkuiri Fase Perilaku Guru 1. Menyajikan pertanyaan atau Guru membimbing peserta didik masalah mengidentifikasi masalah dan masalah dituliskan di papan tulis. Guru membagi peserta didik dalam kelompok 2. Membuat hipotesis Guru memberikan kesempatan pada peserta didik untuk curah pendapat dalam membentuk hipotesis. Guru membimbing peserta didik dalam menentukan hipotesis yang relevan dengan permasalahan dan memprioritaskan hipotesis mana yang menjadi prioritas penyelidikan. 3. Merancang percobaan Guru memberikan kesempatan pada peserta didik untuk menentukan langkah-langkah yang sesuai dengan hipotesis yang akan dilakukan. Guru membimbing peserta didik mengurutkan langkah-langkah percobaan. 4. Melakukan percobaan untuk Guru membimbing peserta didik memperoleh informasi mendapatkan informasi melalui percobaan 5. Mengumpulkan dan Guru memberi kesempatan pada tiap menganalisis data kelompok untuk menyampaikan hasil pengoalah data yang terkumpul 6. Membuat kesimpulan Guru membimbing peserta didik dalam membuat kesimpulan.
c.
Orlich dalam Muslimin Ibrahim (2010) berpendapat bahwa ada beberapa karakteristik inkuiri terbimbing yang perlu diperhatikan yaitu: 1) peserta didik mengembangkan kemampuan berpikir melalui observasi spesifik hingga membuat inferensi atau generalisasi, (2) sasarannya adalah mempelajari proses mengamati kejadian atau obyek kemudian menyusun generalisasi yang sesuai, (3) guru mengontrol bagian tertentu dari pembelajaran misalnya kejadian, data, materi dan berperan sebagai pemimpin kelas, (4) tiap-tiap peserta didik berusaha
24
untuk membangun pola yang bermakna berdasarkan hasil observasi di dalam kelas, (5) kelas diharapkan berfungsi sebagai laboratorium pembelajaran, (6) biasanya sejumlah generalisasi tertentu akan diperoleh dari peserta didik, (7) guru memotivasi semua peserta didik untuk mengkomunikasikan hasil generalisasinya sehingga dapat dimanfaatkan oleh seluruh peserta didik dalam kelas. d.
Suryosubroto (2009:185) mengemukakan bahwa inkuiri memiliki keunggulan yaitu: (a) membantu peserta didik mengembangkan atau memperbanyak persediaan dan penguasaan keterampilan dan proses kognitif peserta didik, (b) Pengetahuan yang diperoleh bersifat sangat kukuh; dalam arti pendalaman dari pengertian; referensi, dan transfer, (c) membangkitkan gairah pada peserta didik, (d) memberi kesempatan pada peserta didik untuk bergerak maju sesuai dengan kemampuannya sendiri (e) menyebabkan peserta didik mengarahkan sendiri cara belajarnya, sehingga ia lebih merasa terlibat dan bermotivasi sendiri untuk belajar, (f) membantu memperkuat pribadi peserta didik dengan bertambahnya kepercayaan diri peserta didik, (g) metode ini berpusat pada peserta didik sehingga guru hanya menjadi teman belajar. Suryosubroto (2009:186) lebih lanjut menyatakan bahwa metode inkuiri
memiliki kelemahan antara lain: (a) dipersyaratkan keharusan persiapan mental untuk cara belajar ini, (b) metode ini kurang berhasil untuk mengajar kelas besar, (c) Harapan yang ditumpahkan mungkin mengecewakan bagi guru dan
25
peserta didik yang sudah biasa dengan perencanaan dan pengajaran secara tradisional. Berdasarkan pendapat mengenai Pendekatan Guided Inquiry di atas dapat disimpulkan bahwa Pendekatan Guided Inquiry merupakan suatu pendekatan pembelajaran inkuiri yang di dalam pelaksanaannya guru menyediakan bimbingan yang cukup luas untuk peserta didik. Bimbingan yang dimaksud dapat berupa pertanyaan ataupun dengan cara diskusi banyak arah yang mampu membimbing peserta didik menemukan konsep IPA. Pendekatan Guided Inquiry ini biasanya digunakan terutama bagi peserta didik yang belum berpengalaman dengan pendekatan inkuiri seperti halnya peserta didik SMP. Kegiatan belajar dalam Pendekatan Guided Inquiry harus dikelola dengan baik oleh guru supaya pembelajaran berjalan dengan lebih baik. Inkuiri jenis ini cocok untuk diterapkan dalam pembelajaran mengenai konsep-konsep dan prinsip-prinsip yang mendasar dalam bidang ilmu tertentu. Sintaks pendekatan Guided Inquiry dimodifikasi dari Orlich dan berdasarkan tahapan inkuiri berdasar Eggen & Kauchak disajikan dalam tabel berikut:
26
Tabel 8. Sintaks Pendekatan Guided Inquiry No Sintaks Pendekatan Kegiatan Guru Guided Inquiry 1. Orientasi • Guru menjelaskan topik, pokok kegiatan dan tujuan yang akan dicapai dalam pembelajaran • Guru menjelaskan langkah inkuiri yang akan dilaksanakan 2. Menyajikan pertanyaan • Guru menyajikan permasalahan atau masalah • Guru membimbing peserta didik mengidentifikasi masalah • Guru membimbing peserta didik membentuk kelompok 3. Merumuskan hipotesis • Guru memberikan kesempatan kepada peserta didik untuk mengeluarkan pendapat / merumuskan hipotesis • Guru membimbing peserta menentukan hipotesis berdasarkan permasalahan 4. Merancang percobaan • Guru memberikan kesempatan kepada peserta didik untuk menentukan langkah yang akan dilakukan sesuai hipotesis • Guru membimbing peserta didik menentukan langkah-langkah percobaan 5. Melakukan percobaan • Guru membimbing peserta didik melakukan percobaan • Guru membimbing peserta didik mengumpulkan informasi melalui percobaan 6. Mengumpulkan dan • Guru memberi kesempatan peserta didik untuk menganalisis data menyampaikan hasil percobaan 7. Membuat kesimpulan • Guru membimbing peserta didik untuk membuat kesimpulan
6. Tema dan Materi Model pembelajaran yang digunakan mengacu pada model terkait (Connected) yakni model pembelajaran yang masih berpusat pada masingmasing mata pelajaran akan tetapi materi suatu pelajaran tersebut dihubungkan dari topik ke topik atau suatu konsep dengan konsep lain. Pada kimia akan dibahas mengenai pemisahan campuran sedangkan di biologi
27
akan dibahas mengenai pengelolaan lingkungan yang khususnya materi pencemaran dan pengolahan air. Materi yang diajarkan fokus pada pengelolaan air tetapi tetap ada konsep penyaringan air kotor yang digunakan sebagai salah satu pengolahan air. Berikut akan diuraikan materi-materinya: a. Pencemaran lingkungan 1). Pencemaran udara Prinsip dari pencemaran udara adalah apabila dalam udara terdapat unsur-unsur pencemar (biasa disebut polutan baik primer maupun sekunder yang bersumber dari aktifitas alam dan kebanyakan dari aktifitas manusia) yang dapat mempengaruhi keseimbangan udara normal dan mengakibatkan gangguan terhadap kehidupan manusia, hewan dan tumbuh-tumbuhan dan benda-benda lain (Arshad, 2007:8). Pada umumnya bahan pencemar udara adalah berupa gas-gas beracun (hampir 90 %) dan partikel-partikel zat padat. Gas-gas beracun ini berasal dari pembakaran bahan bakar kendaraan, dari industri dan dari rumah tangga. Selain gas-gas beracun di atas, pembakaran bahan bakar kendaraan juga menghasilkan partikelpartikel karbon dan timah hitam yang berterbangan mencemari udara (Achmat Lutfi, 2004:24). Senyawa-senyawa yang termasuk sebagai polutan udara diantaranya partikulat, oksida belerang, karbon monoksida, oksida
28
nitrogen, hidrokarbon, oksidan fotokimia, hidrogen sulfida, logam berat dan asbes (Prodjosantoso, 2011:15). a)
Partikulat Beberapa jenis partikulat antara lain adalah debu, asap, jelaga
dan abu. Polutan dalam bentuk partikulat dihasilkan pada proses alami yakni seperti proses letusan gunung berapi, erosi dan kebakaran hutan dan juga proses mekanis seperti penyemprotan, penghalusan dan penumbukan yang banyak terjadi pada industri peleburan tembaga, pengolahan biji besi, penyulingan minyak dan proses pengolahan kayu. Partikulat berbahaya bagi saluran pernafasan dan dapat menghambat sirkulasi CO2 dan O2 pada permukaan daun. Partikulat juga dapat menurunkan jumlah radiasi matahari yang dapat mencapai permukaan bumi (Prodjosantoso, 2011:26). b)
Belerang oksida (SOx) Belerang oksida meliputi belerang dioksida (SO2) dan belerang
trioksida (SO3). Secara alami belerang dioksida banyak dihasilkan dari proses letusan gunung berapi. Oksida belerang dapat menyebabkan iritasi pada mata, tenggorokan dan saluran pernafasan. Selain itu, oksida belerang dapat menyebabkan terjadinya korosi pada logam dan bahan bangunan serta merusak barang yang terbuat dari kulit, kertas dan tekstil (Prodjosantoso, 2011:28).
29
c)
Karbon monoksida (CO) Karbon monoksida dihasilkan dari kegiatan manusia seperti
pembakaran tidak sempurna bahan bakar kendaraan bermotor dan asap rokok. Karbon monoksida dapat menurunkan kapasitas darah dalam mengangkut oksigen. Akibatnya, kebutuhan tubuh akan oksigen tidak terpenuhi dengan baik dan lebih lanjut akan mengganggu fungsi koordinasi dan mental. Dengan semakin meningkatnya konsentrasi gejala yang ditimbulkan CO antara lain sakit kepala, pusing, sulit bernafas, lemah otot, tidak sadar, pingsan dan mati (Prodjosantoso, 2011:29). d)
Oksida nitrogen (NOx) Oksida nitrogen meliputi nitrogen oksida (NO), dinitrogen
oksida (N2O),dan nitrogen dioksida (NO2). Gas nitrogen oksida banyak dihasilkan pada pembakaran minyak, kayu, batu bara dan juga banyak di dapatkan dari asap rokok. Gas NO seperti juga CO yang dapat menurunkan kapasitas darah dlam mengangkut oksigen (Prodjosantoso, 2011:30). e)
Hidrokarbon (HK) Hidrokarbon merupakan salah satu polutan udara yang terdiri
dari unsur karbon (C) dan hidrogen (H) (Prodjosantoso, 2011:30). Senyawa
HK
dapat
berinteraksi
dengan
nitrogen
oksida
menghasilkan smog yang berwarna gelap. Senyawa HK banyak
30
dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar secara tidak sempurna, kebakaran hutan, penyulingan minyak dan sebagainya. f)
Oksidan fotokimia Beberapa contoh dari oksidan fotokimia adalah ozon (O3),
peroksiasetil nitrat (PAN) dan peroksibenzoil nitrat (PBzN). Secara alami oksidan fotokimia dihasilkan dari reaksi antara nitrogen oksida dan hidrokarbon. Dengan adanya sinar matahari, oksidan fotokimia mengoksidasi senyawa lain yang tidak dapat teroksidasi oleh oksigen di udara. Pada konsentrasi rendah, PAN dan PBzN dapat mnyebabkan sesak nafas, batuk dan iritasi pada mata. Pada konsentraski tinggi, PAN dan PBzN dapat menyebabkan kematian pada tumbuhan dan hewan (Prodjosantoso, 2011:31). g)
Hidrogen sulfida (H2S) Gas ini banyak dihasilkan pada proses letusan gunung berapi,
peruraian senyawa organik oleh bakteri anaerob dan gas alam yang keluar bersama dengan uap air panas dari perut bumi. Gas H2S dalam konsentrasi rendah dapat menyebabkan iritasi pada sel sensorik dan pada konsentrasi tinggi dapat merusak syaraf pusat (Prodjosantoso, 2011:32). h)
Logam berat Logam timbal (Pb) dihasilkan dari buangan pembakaran bahan
bakar kendaraan bermotor dan pembakaran batu bara. Logam Pb dapat menyebabkan kerusakan otak dan kematian pada manusia.
31
Logam kadmium (Cd) dihasilkan dari industri pupuk, cat dan plastik. Air raksa (Hg) terdapat dalam limbah pembakaran batu bara dan arang. Logam berilium (Be) dan nikel (Ni) dihasilkan pada berbagi proses industri dan pembakaran batu bara. Berilium dapat menyebabkan kerusakan pada paru-paru dan pembengkakan limpa sedangakan nikel dapat menyebabkan pusinh, sakit kepala dan kanker (Prodjosantoso, 2011:32). i)
Asbes Asbes di udara berasal dari proses pembuatan berbagai produk
seperti kampas rem kendaraan, isolator panas, semen, keramik da pasa proses pelapisan dinding tahan api. Serat asbes dapat menimbulkan
iritasi
dalam
jaringan
paru-paru
yang
dapat
menyebabkan tumor dan kanker paru-paru (Prodjosantoso, 2011:33). 2). Pencemaran tanah Pencemaran tanah adalah keadaan di mana bahan kimia buatan manusia masuk dan merubah lingkungan tanah alami. Pencemaran ini biasanya terjadi karena kebocoran limbah cair atau bahan kimia industri atau fasilitas komersial; penggunaan pestisida; masuknya air permukaan tanah tercemar ke dalam lapisan sub-permukaan; kecelakaan kendaraan pengangkut minyak, zat kimia, atau limbah; air limbah dari tempat penimbunan sampah serta limbah industri yang langsung dibuang ke tanah secara tidak memenuhi syarat (illegal dumping) (Galih Pranowo, 2009: 4).
32
Pencemaran ini juga banyak diakibatkan oleh sampah, baik yang organik maupun nonorganik. Sampah organik dapat di uraikan oleh mikroba tanah menjadi lapisan atas tanah yang di sebut tanah humus. Akan tetapi, sampah anorganik/nonorganik tidak bisa diuraikan. Zat-zat limbah yang meresap ke tanah juga tidak dapat hilang dalam jangka waktu yang lama. Zat-zat limbah yang masuk ke tanah di serap oleh tanaman dan tetap menetap di dalam tubuh tumbuhan itu, karena tumbuhan tidak dapat menguraikannya. Limbah industri yang mengotori tanah biasanya adalah pupuk yang berlebihan dan penggunaan herbisida serta pestisida. Zat pencemar yang menetap pada tumbuhan itu,terus berpindah melalui jalur rantai makanan dan jaring-jaring makanan. Sehingga perpindahan itu menyebabkan adanya zat pencemar dalam setiap tubuh organisme yang melangsungkan proses rantai makanan. Hal ini akan menimbulkan menurunnya kualitas organisme, berupa kurangnya ketahanan terhadap gangguan dari luar. Ada beberapa langkah penanganan untuk mengurangi dampak yang ditimbulkan oleh pencemaran tanah, diantaranya adalah: 1.
Remidiasi Remidiasi
merupakan
kegiatan
untuk
membersihkan
permukaan tanah. Remidiasi dibagi menjadi dua yakni in-situ dan ex-situ. In-situ merupakan pembersihan di lokasi yang terdiri dari injeksi dan bioremediasi. Kegiatan ex-situ
33
merupakan kegiatan penggalian tanah yang tercemar, di bawa ke daerah yang aman dengan bak yang kedap kemudian zat pembersih dipompakan ke dalam bak tersebut untuk diolah dengan instalansi pengolahan limbah (Galih Pranowo, 2009:6). 2.
Bioremidiasi Bioremediasi merupakan proses pembersihan tanah yang tercemar menggunakan mikroorgisme (jamur dan bakteri) yang bertujuan untuk memecah zat pencemar menjadi bahan yang kurang atau tidak beracun (Galih Pranowo, 2009:6).
3). Pencemaran air Menurut Prodjosantoso (2011: 56) air dikatakan telah terpolusi bila sifat normalnya telah berubah karena adanya limbah di dalamnya sehingga menjadikan air berbahaya bagi makluk hidup. Beberapa jenis polutan yang dapat mencemari air adalah: a.
Limbah organik Limbah yang berupa sisa makanan, kotoran manusia dan
binatang serta tanaman yang telah mati merupakan contoh limbah organik. Limbah organik membutuhkan oksigen untuk peruraiannya. Sebagai akibat dari peruraian tersebut diantaranya adalah bau yang tidak sedap dari dalam air dan terjadinya perubahan warna air. Semakin banyak kandungan senyawa organik dalam air semakin cepat pula perkembangan bakteri pengurai dalam air (Prodjosantoso, 2011:57).
34
b.
Limbah penyebab penyakit Limbah penyebab penyakit diantaranya meliputi bakteri
patogen, protozoa, fungi, virus dan cacing parasit. Peruraian tinja, limbah rumah tangga dan limbah insutri merupakan sumber limbah ini. Efek yang ditimbulkan dari limbah jenis ini adalah terjangkitnya penyakit pada manusia atau binatang yang mengkonsumsi air yang mengandung bibit penyakit (Prodjosantoso, 2011:57). c.
Nutrisi Sumber limbah yang mengandung banyak nutrisi adalah
limbah rumah tangga, limbah pertanian dan limbah indutri tertentu. Limbah yang mengandung nutrisi dapat menyebabkan pertumbuhan dan perkembangan alga yang sangat cepat sehingga sampai memenuhi permukaan air. Apabila tumbuhan itu mati maka akan dibutuhkan oksigen terlarut dalam air dalam jumlah yang relatif besar (Prodjosantoso, 2011:57). d.
Bahan kimia beracun Bahan ini meliputi logam berat seperti Hg, Pb, Cd, As, Be, Co,
Ni, Ti dan logam-logam yang terdapat dalam batu bara dan minyak. Beberapa efek negatif dari Hg adalah kebutaan, lupa ingatan, kerusakan kromosom dan cacat. Logam Hg menyerang sel otak dan menyebabkan kerusakan permanen seperti kebutaan dan tuli (Prodjosantoso, 2011:63). Timbal yang bersifat toksik apabila masuk ke dalam sistem pencernaan dapat menyebabkan kerusakan sistem
35
syaraf, saluran pencernaan dan ginjal. Timbal dapat tertimbun dalam tulang dan jaringan lunak sehingga dapat menyebabkan anemia (Prodjosantoso, 2011:64). e.
Senyawa persisten Limbah yang termasuk dalam jenis ini adalah plastik, pestisida
dan detergen sintetik. Limbah yang bersifat persisten dapat bertahan lama di lingkungan dan dapat masuk dalam sistem biologis (Prodjosantoso, 2011:57). f.
Senyawa radioaktif Bahan radioaktif yang sering ditemukan dalam air adalah U,
Ra dan Sr. Bahan ini dapat mematikan dan menyebabkan efek mutagenik pada konsentrasi yang relatif sangat rendah dan baru akan nampak setelah jangka waktu yang lama (Prodjosantoso, 2011:57). g.
Senyawa anorganik Bahan
buangan
anorganik
sukar
didegradasi
oleh
mikroorganisme, umumnya adalah logam. Apabila masuk ke perairan, maka akan terjadi peningkatan jumlah ion logam dalam air. Bahan buangan anorganik ini biasanya berasal dari limbah industri yang melibatkan penggunaan unsue-unsur logam seperti timbal (Pb), Arsen (As), Cadmium (Cd), air raksa atau merkuri (Hg), Nikel (Ni), Calsium (Ca), Magnesium (Mg) dll. Apabila ion-ion logam berasal dari logam berat maupun yang bersifat racun seperti Pb, Cd ataupun Hg, maka air yang mengandung ion-ion logam tersebut sangat
36
berbahaya bagi tubuh manusia, air tersebut tidak layak minum (Lina Warlina, 2004:13) h.
Panas Panas dalam air dapat berasal dari reaktor nuklir, pembangkit
tenaga listrik, penyulingan minyak, pengolahan biji besi dan sebagainya. Panas berakibat pada organisme yang tidak dapat bertahan hidup dalam air panas. Panas juga dapat menurunkan kelarutan oksigen dalam air dan juga menurunkan kerapatan dan viskositas air sehingga berakibat meningkatnya kelarutan beberapa padatan dalam air (Prodjosantoso, 2011:57). i.
Sedimen Sedimen
dalam
air
dihasilkan
dari
proses
industri
pertambangan terbuka, penggundulan hutan dan pembangunan perubahan. Sedimen ini dapat berupa tanah, pasir dan mineral yang dampaknya dapat menyebabkan kekeruhan air dan kematian pada telur dan ikan kecil (Prodjosantoso, 2011:57). Menurut Lina Warlina (2004: 6) indikator atau tanda bahwa air lingkungan telah tercemar adalah adanya perubahan atau tanda yang dapat diamati yang dapat digolongkan seperti berikut: a.
Pengamatan secara fisis, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan tingkat kejernihan air (kekeruhan), perubahan suhu, warna dan adanya perubahan warna, bau dan rasa
37
b.
Pengamatan secara kimiawi, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan zat kimia yang terlarut, perubahan pH
c.
Pengamatan secara biologis, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan mikroorganisme yang ada dalam air, terutama ada tidaknya bakteri pathogen.
b. Pemisahan campuran Pada dasarnya hampir semua campuran bisa dipisahkan. Metode pemisahan campuran yang dapat dijadikan dasar pemisahan campuran bergantung pada sifat fisika dari partikel-partikel penyusun campuran tersebut. Sifat fisika yang dijadikan dasar pemisahan suatu campuran adalah ukuran partikel, titik didih, dan kelarutan. Namun demikian, ada campuran yang tidak dapat dipisahkan secara fisika. Biasanya campuran tersebut tergolong campuran homogen. Campuran tersebut dapat dipisahkan secara kimia. Salah satu contohnya adalah proses koagulasi. Proses tersebut menerapkan sifat kimia yaitu terbentuknya endapan akibat penambahan zat kimia tertentu. Perbedaan pemisahan campuran secara fisika dan kimia adalah sebagai berikut: 1. Pemisahan secara fisika tidak mengubah zat selama pemisahan 2. Pemisahan secara kimia, satu komponen atau lebih direaksikan dengan zat lain sehingga terbentuk bagian yang dapat dipisahkan.
38
1). Teknik pemisahan campuran berdasar sifat fisik a). Penyaringan / filtrasi Penyaringan merupakan teknik pemisahan berdasarkan sifat ukuran zat dalam campuran. Teknik penyaringan digunakan untuk pemisahan padatan dari cairan dalam suatu campuran. Filtration is simply a kind of wet sieving, which separates the solid and liquid parts of a suspension and can remove all but the very smallest solid particles (Martin, 2001: 101). Penyaringan adalah cara sederhana dari pengayakan basah, yang memisahkan bagian padat dan cair dari suspensi dan dapat menghilangkan semua kecuali partikel padat yang sangat kecil.
Gambar 1. Penyaringan Sederhana (Sumber: http://exsperimenku.blogspot.com)
39
Gambar 2. Penyaringan Sederhana (Sumber: http://mbaqcitie.blogspot.com) b). Dekantasi dan Sentrifugasi Dekantasi berarti menuangkan cairan dengan hati-hati dan meninggalkan padatan yang tidak terlarut misalnya pasir pada dasar gelas beker. Cara ini lebih cepat dari penyaringan namun kurang efektif.
Gambar 3. Dekantasi (Sumber: http://www2.jogjabelajar.org)
40
Sentifugasi adalah suatu teknik pemisahan zat-zat yang memiliki perbedaan berat jenis dengan cara memutar campuran tersebut dengan kecepatan tinggi. Sentrifugasi yang cepat akan menghasilkan gaya sentrifugal yang besar sehingga partikel tersuspensi akan mengendap di dasar tabung reaksi, kemudian cairannya dapat di pipet. Dengan putaran berkecepatan tinggi, maka komponen yang lebih berat akan terpisah di dasar wadah sedangkan komponen lain berada di atasnya. (Vita Kumalasari: 2010) c). Penguapan Pada proses penguapan, larutan dipanaskan sehingga zat pelarutnya menguap dan meninggalkan zat terlarut. Pemisahan ini bisa terjadi karena zat terlarut mempunyai titik didih yang lebih tinggi daripada pelarutnya. Evaporasi atau penguapan dilaksanakan dengan cara menguapkan sebagian dari pelarut pada titik didihnya, sehingga diperoleh larutan zat cair pekat yang konsentrasinya lebih tinggi. Uap yang terbentuk pada evaporasi biasanya hanya terdiri dari satu komponen, dan jika uapnya berupa campuran umumnya tidak diadakan usaha untuk memisahkan komponen-komponennya. Dalam penguapan zat cair pekat merupakan produk yang dipentingkan, sedangkan uapnya biasanya dikondensasikan dan dibuang (Suparni Setyowati Rahayu:2009).
41
d). Kristalisasi Kristalisasi merupakan metode pemisahan untuk memperoleh zat padat yang terlarut dalam suatu larutan. Kristalisasi juga merupakan teknik pemisahan kimia antara bahan padat‐cair, di mana terjadi perpindahan massa dari suatu zat terlarut (solute) dari cairan larutan ke kristal padat (Vita Kumalasari: 2010). Suatu larutan dipanaskan hingga sebagian besar pelarut menguap dan larutan menjadi jernih dalam proses kristalisasi ini. Seiring dengan pendinginan larutan, kristal murni akan terbentuk. Hanya zat murni yang akan mengkristal sedangkan bahan-bahan lain atau pengotor tidak mengkristal dan tetap berada dalam larutan. Kristal yang terbentuk kemudian dipisahkan dengan cara penyaringan (Vita Kumalasari: 2010). Kristalisasi dapat digunakan untuk memurnikan suatu zat. Misalnya memurnikan garam. Garam yang dihasilkan para petani garam biasanya belum murni karena masih tercampur dengan pasir atau zat lainnya. Garam kotor dilarutkan kembali kemudian disaring untuk memisahkan pasir atau pengotor lain darei larutan garam. Filtrat (larutan garam) kemudian dipanaskan hingga air menguap dan larutan garam menjadi jenuh. Setelah pendinginan kristal garam murni akan terbentuk.
42
Gambar 4. Kristalisasi (Sumber: http://mbaqcitie.blogspot.com)
e). Destilasi Teknik destilasi dilakukan dengan cara mendidihkan dan mendinginkan. Tujuan destilasi atau penyulingan adalah pemisahan cairan yang mudah menguap dari senyawa yang tidak menguap atau biasanya merupakan pemisahan dua atau lebih cairan yang berbeda titik didihnya (Sudjadi, 1988: 17). Destilasi atau penyulingan dapat digunakan untuk memisahkan komponen dari campurannya apabila komponen lainnya tidak ikut menguap (titik didih komponen lain jauh lebih tinggi). Nur Hidayat (2007) menyebutkan destilasi sebagai proses pemisahan komponen-komponen campuran dari dua atau lebih cairan. Pada teknik laboratorium, suatu campuran misalnya air laut dipanaskan dalam labu alas bulat. Saat suhu mencapai 100°C air
43
dalam labu akan menguap. Uap air masuk ke pendingin. Pada proses pendinginan, uap air akan diembunkan kembali menjadi air dan kemudian ditampung dalam wadah. Garam dan zat-zat lain yang memiliki titik didih lebih besar dari air akan tetap tinggal dalam labu.
Gambar 5. Destilasi (Sumber: http://mbaqcitie.blogspot.com) f). Kromatografi Kromatografi adalah cara pemisahan berdasarkan perbedaan kecepatan perambatan pelarut pada medium tertentu. Komponen yang akan dipisahkan terdistribusi menjadi 2 bagian yaitu: fase gerak dan fase diam. Contohnya adalah kromatografi kertas untuk memisahkan campuran zat warna (Sudjadi, 1988:75). Menurut Meggy Yulia (2009), kromatograsi diartikan sebagai suatu cara pemisahan dimana komponen-komponen yang akan
44
dipisahkan didistribusikan antara 2 fase, salah satunya yang merupakan fase stasioner (diam), dan yang lainnya berupa fasa mobil (fasa gerak).Fase gerak dialirkan menembus atau sepanjang fase stasioner. Fase diam cenderung menahan komponen campuran, sedangkan fasa gerak cenderung menghanyutkannya. Berdasarkan terikatnya suatu komponen pada fasa diam dan perbedaan kelarutannya dalam fasa gerak, komponen-komponen suatu campuran dapat dipisahkan. komponen yang kurang larut dalam fasa gerak atau yang lebih kuat terserap atau terabsorpsi pada fasa diam akan tertinggal, sedangkan komponen yang lebih larut atau kurang terserap akan bergerak lebih cepat. Contoh kromatografi yang paling sederhana adalah kromatografi kertas yang dapat dibuat dari kertas saring biasa, bahkan dari kertas tissue. Kromatografi kertas dapat digunakan untuk memisahkan campuran zat warna. g). Sublimasi Sublimasi adalah perubahan wujud zat dari padat ke gas atau gas ke padat. Jika partikel penyusun suatu zat padat diberikan kenaikan suhu sebesar tertentu, maka partikel tersebut akan menyublim menjadi gas. Sebaliknya jika suhu gas tersebut diturunkan maka gas akan segera berubah wujud menjadi padat (Sudjadi, 1988: 56).
45
Penggunaan teknik ini terbatas karena hanya sedikit zat yang mengalami sublimasi, di antaranya adalah kapur barus, amonium klorida dan iodin. Cara yang dapat dilakukan adalah memisahkan partikel yang mudah menyublim tersebut menjadi gas. Gas yang dihasilkan ditampung lalu didinginkan kembali. Syarat pemisahan campuran dengan menggunakan sublimasi adalah partikel yang bercampur harus memiliki perbedaan titik didih yang besar sehingga dapat menghasilkan uap dengan tingkat kemurnian tinggi.
Gambar 6. Sublimasi (Sumber: http://miftakhulriska.blogspot.com) 2). Teknik pemisahan campuran berdasar sifat kimia Pemisahan campuran yang berdasarkan sifat kimia contohnya adalah koagulasi. Koagulasi dapat diartikan sebagai peristiwa penggumpalan partikel-partikel kecil hasil koagulasi menjadi floc yang lebih besar sehingga cepat mengendap. Apabila terdapat
46
campuran homogen dengan partikelnya yang sangat kecil maka dapat dipisahkan dengan penambahan zat penggumpal. Proses penambahan zat penggumpal (berupa bahan kimia) pada teknik pemisahan suatu campuran homogen disebut flokulasi. Pada proses flokulasi, dengan adanya penambahan bahan kimia menyebabkan partikel-partikel kecil terikat bersama-sama membentuk gumpalan (floc). Gumpalan tersebut akan mengendap pada lapisan bawah. Dalam hal ini proses flokuasi sampai terbentuknya endapan disebut dengan proses koagulasi (Nur Hidayati, 2012). c. Pengolahan Air Menurut Prodjosantoso (2011:87) proses pengolahan air dilakukan berdasarkan tujuan penggunaan air dan kualitas dari sumbernya. Terdapat 3 tahap pengolahan air yakni pengolahan primer, sekunder dan tersier. 1) Pengolahan Primer Pengolahan primer dilakukan berdasarkan pada penghilangan padatan dalam air. Proses ini meliputi penghilangan lumpur, penggumpalan dan sedimentasi. Zat padat tersuspensi dalam air akan tenggelam pada dasar jika tidak ada gerakan yang menggangu dalam air. Penambahan alumunium sulfat/tawas ke dalam air akan mempercepat proses pembentukan floc yang mudah mengendap sedangkan penambahan kalsium hidroklorida akan menurunkan kesadahan. Proses-proses tersebut akan menghasilkan air bersih.
47
2) Pengolahan Sekunder Air yang telah melalui pengolahan primer perlu diolah kembali dengan cara oksidasi biologis, pada pengolahan sekunder. Proses penyaringan aliran dan proses lumpur teraktivasi merupakan dua prinsip utama dalam pengolahan sekunder. Proses dengan lumpur teraktivasi ini memanfaatkan bakteri dalam jumlah banyak untuk menguraikan limbah organik dengan bantuan udara (Prodjosantoso, 2011:91) 3) Pengolahan Tersier Pengolahan ini perlu dilakukan untuk air limbah dari industri. Hal ini dikarenakan pada pengolahan primer dan sekunder tidak dapat menghilangkan logam, virus dan bahan kimia beracun (Prodjosantoso, 2011:92) Beberapa cara yang dapat digunakan untuk mengelola air adalah: a.
Karbon Aktif Filter karbon aktif akan menyerap kotoran dari air saat melewati
tanki atau tabung. Filter tersebut digunakan untuk menghilangkan bau yang tidak diinginkan, rasa, senyawa organik, dan residu klorin. Filter karbon juga menghapus beberapa kontaminan yang berpotensi berbahaya seperti gas radon, hidrogen sulfida dan bahan kimia terlarut lainnya. Arang aktif adalah bahan berupa karbon bebas yang masing-masing berikatan secara kovalen atau arang yang telah dibuat dan diolah secara khusus melalui proses aktifasi, sehingga pori-porinya terbuka dan dengan
48
demikian mempunyai daya serap yang besar terhadap zat-zat lainnya, baik dalam fase cair maupun dalam fase gas. ( Indra, 2008:7) b.
Filtrasi Filtrasi atau penyaringan merupakan metode pemisahan untuk
memisahkan zat padat dari cairannya dengan menggunakan alat berpori (penyaring). Dasar pemisahan metode ini adalah perbedaan ukuran partikel antara pelarut dan zat terlarutnya. Penyaring akan menahan zat padat yang mempunyai ukuran partikel lebih besar dari pori saringan da meneruskan pelarut (Nisa Halimah, 2009). c.
Pengendapan (sedimentasi) Sedimentasi merupakan proses pemisahan partikel dari cairannya,
baik partikel yang memang telah berada dalam air baku, yang terbentuk sebagai akibat penambahan bahankimia, maupun partikel yang dihasilkan dari flokulasi fisis yang digabungkan dengan pengolahan biologis dengan memanfaatkan gaya gravitasi. Proses pemisahan padatan yang terkandung dalam limbah cair ini dilakukan oleh gaya gravitasi. Pada umumnya proses sedimentasi dilakukan setelah proses koagulasi dimana tujuannya adalah untuk memperbesar partikel padatan sehingga menjadi lebih berat dan dapat tenggelam dalam waktu lebih singkat (Suparni Setyowati Rahayu, 2009) d.
Koagulasi Koagulasi merupakan proses penambahan bahan kimia atau
koagulan kedalam air limbah yang bertujuan untuk mengurangi daya tolak
49
menolak antar partikel koloid, sehingga partikel-partikel tersebut dapat bergabung menjadi flok-flok kecil. Flokulasi adalah proses penggabungan flok-flok kecil sehingga menjadi flok-flok yang lebih besar sehingga akan mudah mengendap. Biasanya pengolahan air dengan menggunakan tawas ini, dilakukan pada awal proses pengolahan air kotor. Tawas ditambahkan ke dalam air sehingga menyebabkan partikel-partikel tersuspensi akan mengendap dan kemudian air dapat diolah lebih lanjut. Tawas merupakan alumunium sulfat yang dapat digunakan sebagai penjernih air seperti sedimentasi (water treatment) karena tawas yang dilarutkan dalam air mampu mengikat kotoran-kotoran dan mengendapkan kotoran dalam air sehingga menjadikan air menjadi jernih. Tawas dikenal sebagai koagulan didalam pengolahan air limbah. Sebagai koagulan tawas sangat efektif untuk mengendapkan partikel yang melayang (Nur Hidayati, 2012). B. Penelitian yang Relevan Hasil penelitian dari Fitri
Andayani (2009) yang berjudul “Penerapan
Model Inkuiri Terbimbing dalam Pembelajaran Fisika untuk Meningkatkan Kemampuan Kerja Ilimiah Peserta didik Kelas X-D MAN 3 Malang” menunjukkan pada siklus I dan siklus II menunjukkan kemampuan kerja ilmiah peserta didik kelas X-D semester 2 MAN 3 Malang mengalami peningkatan. Kemampuan kerja ilmiah peserta didik mengalami peningkatan secara keseluruhan pada masing-masing aspek yang dilatihkan, meliputi: (1) melakukan pengamatan meningkat dari 50,00% menjadi 78,50%; (2) melakukan percobaan meningkat dari 59,00% menjadi 77,00%; (3) menggunakan alat meningkat dari
50
61,00% menjadi 79,25%; (4) mengumpulkan data meningkat dari 73,00% menjadi 89,50%; (5) membuat grafik meningkat dari 65,25% menjadi 92,25%; (6) menyusun dan menyampaikan laporan meningkat dari 68,00% menjadi 82,00%. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa penerapan model pembelajaran inkuiri terbimbing dapat meningkatkan kemampuan kerja ilmiah peserta didik. Penelitian Rikananda Puspitasari (2009) yang berjudul “Upaya Peningkatan Prestasi Belajar IPA Peserta didik Kelas III Melalui Penerapan Metode Guided
Inquiry–Discovery”. Hasil dari penelitian ini penerapan metode Guided inquiry discovery dapat meningkatkan prestasi belajar IPA peserta didik kelas III SD Negeri Karangbangun. Hal ini dilihat dari prosentase kenaikan nilai IPA peserta didik kelas II dari siklus I sampai Siklus III. Pada siklus I peserta didik yang mendapat nilai minimal 60 ada 9 anak atau 47,37%, pada siklus II peserta didik yang mendapat nilai minimal 60 ada 10 anak atau 52,63% dari 19 peserta didik, dan siklus III peserta didik yang mendapat nilai minimal 60 ada 17 anak atau 89,47% dari 19 anak. Dari siklus I kemudian dilaksanakan siklus II prestasi peserta didik mengalami prosentase kenaikan 5,26%; dari siklus II kemudian dilaksanakan siklus III mengalami prosentase kenaikan 36,84%. Oleh karena penerapan metode Guided Inquiry dapat meningkatkan kemampuan kerja ilmiah dan prestasi belajar IPA maka tidak menutup kemungkinan
bahwa
pendekatan
Guided
Inquiry
berpengaruh
terhadap
keterampilan proses IPA dan hasil belajar untuk peserta didik SMP. Jenis penelitian, variabel, tempat dan objek penelitian tentunya berbeda dengan yang akan diteliti oleh peneliti.
51
C. Kerangka Berfikir Proses pembelajaran yang masih cenderung berpusat pada guru menjadikan peserta didik seolah-olah diberi tahu langsung. Peserta didik tidak terlatih untuk mencari tahu sendiri. Mata pelajaran IPA dianggap sebagai mata pelajaran yang sulit dan hafalan sehingga kurang diminati oleh sebagian peserta didik. Hal demikian menjadikan keterampilan proses IPA peserta didik tidak muncul dan terlatih selama proses pembelajaran dan hasil belajar yang masih belum mencapai standar. Pendekatan Guided Inquiry melibatkan proses belajar peserta didik langsung dalam orientasi, menyajikan pertanyaan/masalah, merumuskan hipotesis, merancang percobaan, melakukan percobaan, mengumpulkan dan menganalisis data kemudian menarik kesimpulan dalam proses pembelajaran. Pada Guided
Inquiry ini guru menyediakan masalah dan mengarahkan peserta didik menyelesaikan masalah menggunakan pedoman yang dibuat. Peserta didik dilibatkan untuk mencari tahu sendiri sejumlah fakta dan mendapatkan pengalaman langsung dalam mempelajarinya sehingga anggapan IPA sebagai mata pelajaran yang sulit dan hafalan tidak ada lagi. Dengan penerapan Guided Inquiry diharapkan akan membantu melatih dan mengembangkan keterampilan proses IPA peserta didik yang memungkinkan peserta didik melakukan pengamatan langsung sebagai pengalaman belajar. Dengan hal tersebut diharapkan keterampilan proses IPA dan hasil belajar peserta didik dapat terlatih dan berkembang.
52
D. Hipotesis Berdasarkan kajian pustaka dan kerangka berpikir di atas, maka dapat dirumuskan hipotesis sebagai berikut: 1. Terdapat
pengaruh
penggunaan
Pendekatan
Guided
Inquiry
dalam
pembelajaran IPA terpadu pada keterampilan proses IPA peserta didik SMP 2. Terdapat pengaruh pada penggunaan Pendekatan Guided Inquiry dalam pembelajaran IPA terpadu pada hasil belajar ranah kognitif peserta didik SMP
53
