BAB II KAJIAN PUSTAKA
A. Deskripsi Teori 1. Pengembangan LKS Trianto (2010: 111) mendefinisikan LKS sebagai panduan siswa yang digunakan untuk melakukan kegiatan penyelidikan atau pemecahan masalah. LKS berisi petunjuk pembelajaran, baik berupa pertanyaan atau pernyataan yang harus dilakukan dan dijawab siswa. Dalam LKS peserta didik akan mendapatkan materi, ringkasan, dan tugas yang berkaitan dengan materi. Komponen-komponen LKS meliputi judul eksperimen, data pengamatan, pertanyaan, dan kesimpulan untuk bahan diskusi. LKS dapat berupa panduan untuk latihan pengembangan aspek kognitif maupun panduan untuk pengembangan semua aspek pembelajaran dalam bentuk panduan eksperimen atau demonstrasi. LKS memuat sekumpulan kegiatan mendasar yang harus dilakukan siswa untuk memaksimalkan pemahaman dalam upaya pembentukan kemampuan dasar sesuai indikator pencapaian hasil belajar yang ditempuh. Andi Prastowo (2011: 203) menyebutkan bahwa LKS merupakan lembaran-lembaran berisi tugas yang dikerjakan oleh siswa, berisi petunjuk, langkah-langkah untuk meyelesaikan suatu tugas berupa teori maupun praktik. Selain itu, LKS berisi tentang materi dan tugas yang
10
berkaitan dengan materi yang memberikan petunjuk terstruktur untuk memahami materi yang diberikan. Berdasarkan dua pendapat di atas, LKS merupakan lembaran panduan belajar siswa yang berisi materi, ringkasan, dan petunjuk pelaksanaan tugas yang harus dikerjakan siswa, serta mengacu pada kompetensi dasar yang harus dicapai. LKS berfungsi untuk memudahkan siswa dalam memecahkan masalah dan mempermudah dalam pemahaman konsep yang akan disampaikan. Andi Prastowo (2011: 205-206) menyatakan bahwa LKS memiliki empat fungsi, yaitu: meminimalkan peran siswa, mempermudah siswa untuk memahami materi yang diberikan, sebagai bahan ajar yang ringkas dan kaya tugas untuk berlatih, mempermudah pelaksanaan pengajaran kepada siswa. Adapun tujuan penyusunan LKS untuk menyajikan bahan ajar yang memudahkan siswa berinteraksi dengan materi yang diberikan, menyajikan tugas-tugas yang meningkatkan penguasaan siswa terhadap materi yang diberikan, melatih kemandirian belajar siswa, serta memudahkan pendidik dalam memberikan tugas kepada peserta didik. Dilihat dari strukturnya, bahan ajar LKS lebih sederhana daripada modul. LKS terdiri dari enam unsur utama, meliputi judul, petunjuk belajar, kompetensi dasar atau materi pokok, informasi pendukung, tugas atau langkah kerja, dan penilaian. Jika dilihat dari formatnya, LKS memuat delapan unsur, yaitu: judul, kompetensi dasar yang akan dicapai, waktu penyelesaian, peralatan/bahan yang diperlukan, informasi singkat,
11
langkah kerja, tugas yang harus dikerjakan, dan laporan yang harus dikerjakan (Andi Prastowo, 2011: 208). Proses pembuatan LKS yang baik seharusnya memenuhi persyaratan, misalnya syarat didaktik, syarat konstruksi, dan syarat teknis (Mervin, 2003:48) a. Syarat didaktik Syarat didaktik merupakan syarat yang harus mengikuti asasasas
belajar
mengajar
efektif.
Pembuatan
LKS
harus
memperhatikan adanya perbedaan individual, sehingga LKS yang baik itu adalah yang dapat digunakan baik oleh siswa yang lamban maupun yang pandai. LKS harus memiliki peran sebagai pedoman, yaitu untuk proses menemukan konsepkonsep bukan alat untuk memberi materi. Selain itu, LKS harus memberi kesempatan siswa untuk menulis, menggambar, berdialog dengan temannya, menggunakan alat, menyentuh benda yang nyata dan sebagainya. Melalui LKS, siswa diharapkan dapat mengembangkan kemampuan komunikasi sosial, emosional, moral, dan estetika. Pengalaman belajar siswa
ditentukan
oleh
tujuan
pengembangan
pribadi
(intelektual, emosional, dan sebagainya) dan bukan ditentukan oleh materi bahan pengajaran.
12
b. Syarat konstruksi Syarat konstruksi merupakan syarat yang berkenaan dengan penggunaan bahasa, susunan kalimat, kosakata, tingkat kesukaran, dan kejelasan agar dapat dimengerti oleh siswa. c. Syarat teknis Syarat teknis ini meliputi aspek tulisan, gambar, dan penampilan LKS. Berikut adalah penjabaran ketiga aspek tersebut: 1) Tulisan Pengaturan tulisan pada LKS harus menggunakan huruf cetak dan tidak menggunakan huruf latin atau romawi. Menggunakan huruf tebal yang agak besar untuk topik, bukan huruf biasa yang diberi garis bawah. Menggunakan tidak
lebih
dari
sepuluh
kata
dalam
satu
baris.
Menggunakan bingkai untuk membedakan kalimat perintah dengan
jawaban
siswa.
Serta
mengusahakan
agar
perbandingan besarnya huruf dengan besarnya gambar serasi. 2) Gambar Gambar yang baik untuk LKS adalah yang dapat menyampaikan peran atau isi gambar tersebut secara efektif kepada pengguna LKS.
13
3) Penampilan Apabila suatu LKS ditampilkan dengan penuh kata-kata, kemudian ada pertanyaan-pertanyaan yang harus dijawab oleh anak, hal ini menimbulkan kesan jenuh sehingga membosankan atau tidak menarik. Apabila ditampilkan dengan gambar saja, itu tidak memungkinkan karena pesan atau isinya tidak akan sampai. Oleh karena itu, LKS yang baik adalah LKS yang memiliki kombinasi antara gambar dan tulisan. Andi Prastowo (2011: 212-214) mengatakan bahwa langkahlangkah yang harus dilakukan dalam pembuatan LKS yaitu analisis kurikulum, menyusun peta konsep, menentukan judul LKS, penulisan LKS, berikut penjelasannya. a. Analisis Kurikulum Analisis kurikulum dimaksudkan untuk menentukan materi yang memerlukan bahan ajar berupa LKS. Pada umumnya, dalam menentukan materi, langkah analisisnya dilakukan dengan cara melihat materi pokok, pengalaman belajar, materi yang akan diajarkan, serta mencermati kompetensi yang dimiliki siswa. b. Menyusun Peta Kebutuhan LKS Menyusun peta kebutuhan LKS sangat diperlukan untuk mengetahui jumlah LKS yang harus ditulis serta untuk melihat sekuensinya. Penyusunan peta kebutuhan LKS ini dibutuhkan dalam menentukan
14
prioritas penulisan. Langkah ini biasanya diawali dengan analisis kurikulum dan analisis sumber belajar. c. Menentukan Judul LKS Judul LKS ditentukan atas dasar KD-KD, materi-materi pokok dan pengalaman belajar yang terdapat dalam kurikulum. d. Penulisan LKS Penulisan LKS dapat dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut : 1) Perumusan KD yang harus dikuasai dengan tepat. 2) Menentukan instrument penilaian, yaitu lembar tes kognitif, lembar observasi psikomotorik, dan lembar observasi afektif. 3) Menyusun materi, menyesuaikan dengan bahan yang akan diajarkan. 4) Struktur LKS memuat judul, SK-KD, tujuan pembelajaran, materi ajar, langkah kerja, data hasil pengamatan, serta tugas yang harus dikerjakan peserta didik. 2. Pembelajaran Fisika Belajar dan mengajar adalah dua hal yang tidak dapat dipisahkan karena merupakan satu kegiatan ketika terjadi interaksi antara siswa dengan guru dan antara siswa dengan siswa. Sugihartono (2007:74) mengatakan bahwa belajar merupakan suatu proses perubahan tingkah laku sebagai hasil interaksi individu dengan lingkungannya dalam memenuhi kebutuhan hidupnya. Belajar dapat juga diartika suatu proses memperoleh pengetahuan dan pengalaman dalam wujud perubahan tingkah laku dan kemampuas
15
berinteraksi yang relatif permanen atau menetap karena adanya interaksi individu dengan lingkungannya. Unsur-unsur pokok yang terkandung didalam belajar adalah : 1) belajar sebagai proses, 2) perolehan pengetahuan dan keterampilan, 3) perubahan tingkah laku, 4) aktivitas diri (Mundilarto, 2002:1). Berdasarkan uraian tersebut, dapat disimpulkan bahwa pengertian belajar yaitu proses diperolehnya pengetahuan dan keterampilan serta perubahan tingkah laku melalui aktivitas diri. Sugihartono (2007:81) mendefinisikan pembelajaran sebagai suatu upaya
yang
dilakukan
dengan
sengaja
oleh
pendidik
untuk
menyampaikan ilmu pengetahuan, mengorganisasi dan menciptakan sistem lingkungan dengan berbagai metode. Melalui sebuah proses pembelajaran yang baik, siswa dapat melaksanakan kegiatan belajar secara efektif dan efisien serta dengan hasil yang optimal. Pembelajaran fisika perlu menggunakan metode ilmiah yang selalu menekankan adanya rumusan masalah, hipotesis, analisa data untuk menjawab masalah dan hipotesis, serta kesimpulan. Berdasarkan uraian diatas maka perlu adanya LKS yang dapat melatih keterampilan proses peserta didik khususnya mendefinisikan variabel secara operasional dan interpretasi data berdasarkan hasil eksperimen yang telah dilakukan. Pembelajaran fisika di sekolah saat ini hanya menekankan pada kemampuan kognitif saja. Padahal seharusnya pembelajaran fisika menekankan
pada
pemberian
16
pengalaman
langsung
untuk
mengembangkan kompetensi siswa agar mampu menjelajahi dan memahami alam sekitar secara alamiah. Jadi, pembelajaran fisika secara keseluruhan bertujuan untuk mengembangkan siswa dalam berbagai bidang, yaitu ranah kognitif, ranah afektif, ranah psikomotorik dan mengambangkan kerja serta sikap ilmiah pada diri siswa tersebut. 3. Scientific Investigation Kheng, Yeap Tok (2008) mendefinisikan scientific investigation sebagai serangkaian kegiatan atau langkah yang ditempuh untuk mendapatkan temuan ataau konsep tertentu. Langkah-langkah tersebut meliputi identifikasi masalah; penyusunan hipotesis; identifikasi dan pengaturan
variabel;
perencanaan
investigasi
(penyelidikan);
pengumpulan, analisis, interpretasi data; penarikan kesimpulan; dan yang terakhir adalah tahapan penyusunan laporan. Berikut diuraikan secara rinci tahapan pada setiap langkah scientific investigation : a. Identifikasi Masalah Masalah diidentifikasi melalui serangkaian pengamatan terhadap suatu fenomena yang menarik perhatian. Fenomena dapat berupa segala sesuatu yang menimbulkan rasa ingin tahu seseorang terhadap penyebab timbulnya suatu fenomena alam yang belum diketahui penyebabnya. Hal ini yang melatarbelakangi disusunnya pertanyaan yang mencerminkan apa yang ingin diketahui seseorang dalam rangka
17
mendapatkan jawaban yang dapat dipertanggungjawabkan secara ilmiah. Jawabannya hanya dapat ditemukan melalui pengumpulan data yang mendukungnya. b. Penyusunan Hipotesis Hipotesis merupakan suatu penjelasan yang memungkinkan terjadi berdasarkan dukungan pengamatan sebagai jawaban pertanyaan penelitian/penyelidikan. Penyusunan hipotesis didukung oleh teori yang menguatkan jawaban sementara atas pertanyaan penelitian yang diajukan. c. Identifikasi dan Pengaturan Variabel Variabel merupakan faktor-faktor yang berpengaruh terhadap hasil eksperimen. Diperlukan keterampilan khusus untuk mengetahui faktor-faktor apa saja yang terlibat dalam eksperimen. Hal inilah yang mendasari perlunya mengidentifikasi faktor atau variabel yang berperan
dalam
eksperimen
tersebut.
Kesalahan
dalam
mengidentifikasi variabel akan menyebabkan hasil eksperimen kurang dapat dipertanggungjawabkan. Ada tiga jenis variabel dalam eksperimen, yaitu variabel manipulasi, variabel respon, dan variabel kontrol. Variabel manipulasi merupakan faktor-faktor yang sengaja diubah untuk mengetahui dampaknya terhadap hasil eksperimen. Variabel respon merupakan variabel hasil yang timbul karena adanya perubahan faktor-faktor dalam eksperimen. Variabel respon timbul akibat variabel manipulasi.
18
Adapun variabel kontrol merupakan semua faktor yang dikendalikan agar ada hanya satu faktor yang berpengaruh terhadap hasil eksperimen. d. Perencanaan Investigasi (Penyelidikan) Tahap awal dari investigasi adalah usaha untuk menyusun definisi operasional suatu variabel. Definisi operasional merupakan suatu pernyataan yang menjelaskan bagaimana suatu variabel terukur secara jelas berikut disertakan indikator hasil pengukurannya. e. Pengumpulan, Analisis, Interpretasi Data Hasil pengamatan dan pengukuran yang diperoleh selama eksperimen disebut data. Data dapat disajikan dalam bentuk tabel atau grafik. Keseluruhan data dianalisis untuk mendapatkan temuan pendukung dalam menemukan jawaban pertanyaan penelitian. Jumlah data yang diperlukan dalam eksperimen tidak ada batasan khusus, namun demikian harus dipertimbangkan keperluan untuk menemukan jawaban atas pertanyaan penelitian. Selanjutnya data diinterpretasikan untuk lebih menjelaskan makna atas hasil pengamatan dan pengukuran selama eksperimen. f. Penarikan Kesimpulan Kesimpulan merupakan pernyataan yang menggambarkan hhasil akhir apa yang telah dipelajari dan didapatkan selama eksperimen. Faktor penting yang harus diperhatikan dalam menyusun kesimpulan adalah apabila kesimpulan menjawab (mendukung) hipotesis yang
19
telah disusun atau sebaliknya. Untuk keperluan ini sebaiknya eksperimen dilakukan secara berulang agar kesimpulan yang disusun benar-benar merupakan jawaban atas pertanyaan penelitian. g. Penyusunan Laporan Hasil akhir eksperimen dapat diinformasikan dalam bentuk laporan hasil eksperimen. Format laporan sangat tergantung pada jenis keperluan eksperimen. 4. Kompetensi Ranah Kognitif Anderson dan Krathwohl (2001: 67-68) menyebutkan terdapat enam kategori dalam dimensi proses kognitif, yaitu: mengingat, memahami, mengaplikasikan, menganalisis, mengevaluasi, dan mencipta. Enam jenis kategori dimensi aspek kognitif sebagai berikut: 1) Mengingat (remembering) Proses
mengingat
melibatkan
pengambilan
kembali
pengetahuan yang relevan dari ingatan jangka panjang (long-term memory). Pengetahuan yang dibutuhkan ini boleh jadi pengetahuan faktual, konseptual, prosedural, atau metakognitif, atau kombinasi dari beberapa pengetahuan. Proses kognitif yang terkait dengan kategori
ini
adalah
recognizing
(mengenali)dan
recalling
(mengingat kembali). 2) Memahami (understanding) Siswa
dikatakan
memahami
jika
mereka
dapat
mengkonstruksikan makna dari materi pembelajaran, termasuk apa
20
yang diucapkan, ditulis, dan digambar guru. Siswa memahami ketika mereka menghubungkan pengetahuan baru dan pengetahuan lama mereka. Proses kognitif terkait dengan kategori ini meliputi menafsirkan,
mencontohkan,
mengklasifikasikan,
merangkum,
menyimpulkan, membandingkan, dan menjelaskan. 3) Mengaplikasikan (applying) Menerapkan atau menggunakan suatu prosedur dalam keadaaan tertentu. Mengaplikasikan berhubungan erat dengan pengetahuan prosedural. Kategori mengaplikasikan terdiri dari dua proses kognitif, yakni mengeksekusi ketika tugasnya hanya latihan soal yang familiar dan mengimplementasikan ketika tugasnya merupakan masalah. 4) Menganalisis (analyzing) Menganalisis melibatkan proses memecah-mecah materi menjadi bagian jadi bagian-bagian kecil dan menentukan bagaimana hubungan antar bagian dan antara setiap bagian dan struktur keseluruhannya. Menganalisis ini meliputi proses-proses kognitif membedakan dan mengorganisasi. 5) Mengevaluasi (evaluating) Mengevaluasi didefinisikan sebagai membuat keputusan berdasarkan kriteria dan standar. Kategori mengevaluasi mencakup proses-proses kognitif memeriksa yaitu keputusan yang diambil
21
berdasarkan kriteria internal dan mengkritik yaitu keputusan yang diambil berdasarkan kriteria eksternal. 6) Mencipta (creating) Creating melibatkan aktivitas meletakkan unsur-unsur yang secara serempak memberikan suatu fungsi atau membentuk sebuah koherensi atau membuat produk yang orisinal. 5. Pendekatan Keterampilan Proses Proses sains diturunkan dari langkah-langkah yang dikerjakan saintis ketika melakukan penelitian ilmiah. Langkah-langkah tersebut merupakan keterampilan proses sains. Mundilarto (2002: 13) menyebutkan bahwa keterampilan proses sains mencakup: observasi, mengukur, inferensi, memanipulasi variabel, merumuskan hipotesis, menyusun grafik dan tabel data, mendefinisikan variabel secara operasional, dan melaksanakan
eksperimen.
Pendekatan
proses
dapat
memberikan
pemahaman yang benar tentang hakikat sains. Dengan demikian, siswa dapat mengalami excitement sains dan dapat memahaminya dengan lebih baik. Gagne (1988:36) mendefinisikan pengertian keterampilan proses dalam bidang ilmu pengetahuan alam (sains), yaitu pengetahuan tentang konsep-konsep dan prinsip-prinsip dapat diperoleh siswa bila dia memiliki kemampuan-kemampuan dasar tertentu, yaitu keterampilan proses yang dibutuhkan untuk menggunakan sains. Keterampilan-keterampilan dalam bidang sains itu meliputi: mengamati, menggolongkan, berkomunikasi,
22
mengukur, mengenal, dan menggunakan hubungan ruang/waktu, menarik kesimpulan, menyusun definisi operasional, menentukan hipotesis, mengendalikan variabel, menafsirkan data, dan bereksperimen. Pendekatan keterampilan proses yang dimaksud disini adalah untuk mengembangkan kemampuan-kemampuan yang dimiliki oleh siswa. Pembelajaran melalui keterampilan proses akan mendorong siswa untuk memperoleh ilmu pengetahuan dengan baik. Keterampilan proses terbagi menjadi dua yaitu : 1. Keterampilan Proses Dasar Keterampilan proses dasar merupakan keterampilan fisik dan mental terkait kemampuan yang mendasar yang dimiliki, dikuasai, dan diaplikasikan dalam suatu kegiatan ilmiah, sehingga para ilmuan berhasil menemukan sesuatu yang baru. Menurut Mundilarto (2002: 15-16) keterampilan proses dasar meliputi : a. Pengamatan (melihat, mendengar, meraba, membau, dan mengecap) Kemampuan melakukan observasi atau pengamatan adalah keterampilan proses sains yang paling mendasar dan esensial untuk mengembangkan keterampilan-keterampilan proses yang lain seperti membuat inferensi, berkomunikasi, melakukan prediksi, mengukur, dan mengklasifikasi.
23
b. Klasifikasi
(mengelompokkan,
mencari
persamaan
dan
perbedaan) Untuk
memahami
berbagai
macam
objek/benda,
kejadian, dan makhluk hidup yang ada di sekitar kita, diperlukan klasifikasi atau pengelompokan. Klasifikasi dilakukan dengan mengamati kesamaan, perbedaan, hubungan saling keterkaitan. Persyaratan dasar dalam klasifikasi ini adalah harus bermanfaat. Atas dasar hasil klasifikasi dapat ditentukan pola untuk menentukan prediksi. c. Interpretasi (menaksir dan menyimpulkan) Lingkungan dapat diapresiasi dengan baik jika kita dapat membat interpretasi dan menjelaskan peristiwa-peristiwa yang terjadi. Para saintis menyusun hipotesis berdasarkan pada interpretasi-interpretasi yang dibuat berkaitan dengan tujuan penyelidikannya. d. Prediksi (memperbaiki kecenderungan) Prediksi adalah suatu perkiraan tentang hasil pengamatan yang dilakukan pada suatu waktu di masa yang akan datang. Kemampuan menyusun prediksi tentang objek ataupun kejadian tergantung
kemampuan
menentukan
sifat-sifat,
perilaku
berdasarkan lingkungannya. Hal ini berarti bahwa hasil prediksi sangat berkaitan dengan kemampuan observasi, interpretasi, dan klasifikasi.
24
e. Berkomunikasi Kemampuan dalam berkomunikasi dengan orang lain tergantung pada apa yang telah diketahui dan apa yang telah dilakukaan. Grafik, chart, peta, simbol, diagram, persamaan matematis, dan demonstrasi visual serta kata-kata baik lisan maupun tulisan tertulis adalah beberapa cara yang dapat dilakukan untuk berkomunikasi di dalam sains. 2. Keterampilan Proses Lanjut Dimyati (2002:144) mendefinisikan keterampilan proses lanjut sebagai perpaduan dua kemampuan keterampilan proses dasar atau lebih. Keterampilan proses lanjut terdiri dari: 1) mencari
dan
menemukan
masalah.
Setelah
menemukan
beberapa masalah yang menarik untuk dibahas dan dipecahkan, tahapan selanjutnya adalah mengidentifikasi masalah tersebut. 2)
Mengidentifikasi
masalah
merupakan
tahapan
untuk
menunjukkan hal-hal yang akan mendapat perhatian/disoroti. 3) Merumuskan masalah. Pada tahapan ini peneliti dituntut untuk mengajukan beberapa pertanyaan yang akan dicari jawabannya. 4) Mengidentifikasi variabel. Identifikasi variabel merupakan keterampilan mengenal ciri-ciri khas dari faktor yang ikut menentukan perubahan suatu eksperimen. Ada tiga jenis variabel untuk mengidentifikasi eksperimen, yaitu: variabel bebas, variabel terikat, dan variabel kontrol.
25
Setelah mengidentifikasi variabel, tahapan yang kelima adalah 5) merumuskan hipotesis. Dalam tahapan ini, peneliti mengemukakan dugaan atau kemungkinan yang akan terjadi. Tahapan selanjutnya adalah 6) membuat instrumen percobaan yang akan dilakukan. Dalam tahapan ini, peneliti harus terlebih dahulu menentukan alat, bahan dan sumber yang digunakan, menentukan apa yang diamati serta menentukan prosedur kerja. Setelah itu, tahapan berikutnya adalah 7) Pengumpulan data, 8) menganalisis data. Data yang diperoleh dari hasil pengamatan dan perhitungan kemudian ditampilkan dalam dalam bentuk tabel, diagram atau grafik. Kemudian menafsirkan dan memaknai tabel, diagram atau grafik tersebut. Pada tahapan ini dinamakan interpretasi data. Tahapan yang terakhir adalah 9) menyimpulkan hasil percobaan,
10)
menerapkan
hasil
percobaan,
dan
11)
mengkomunikasikan hasil. Dalam penerapan atau aplikasi ini siswa dituntut memiliki kemampuan untuk menyelidiki atau memilih suatu abstrasi tertentu (konsep, hukum, aturan, gagasan, cara) secara tepat untuk diterapkan dalam suatu situasi baru
dan
menerapkannya
secara
benar.
Pada
tahapan
mengkomunikasikan hasil, siswa dituntut untuk membuat laporan tertulis dan mempresentasikan secara lisan, sehingga
26
hasil pengamatannya dapat dipertanggungjawabkan di depan teman-teman yang lain. Siswa SMA sudah sewajarnya dilibatkan dalam proses-proses sains yang sesuai dengan taraf perkembangan intelektual mereka, sehingga siswa akan memiliki keterampilan-keterampilan proses sains. Melalui pendekatan keterampilan proses sains, diharapkan siswa SMA mendapatkan pengalaman langsung menggunakan keterampilanketerampilan
proses
sains
seperti
halnya
seorang
ilmuwan
menggunakan keterampilan-keterampilan tersebut dalam mempelajari rahasia alam. Tabel 1 menunjukkan tabel indikator keterampilan proses sains menurut PLPG Universitas Negeri Makasar dalam penelitian Yudi Guntara dengan judul Pengembangan LKS Thinking Activity Berbasis Peka Pada Pokok Bahasan Usaha dan Energi.
No. 1
2
3
Tabel 1 Indikator Keterampilan Proses Sains Keterampilan Proses Indikator Keterampilan Proses Sains Sains penggunaan indera-indera tidak Pengamatan hanya penglihatan, pengorganisasian obyek-obyek menurut satu sifat tertentu, pengidentifikasian banyak sifat, pengidentifikasian perubahanperubahan dalam suatu obyek, melakukan pengamatan kuantitatif, dan melakukan pengamatan kualitatif, penghitungan, penyusunan bilangan Penggunaan bilangan dalam pola yang benar, dan pengunaan keterampilan matematika yang sesuai. pengidentifikasian suatu sifat umum, Pengklasifikasian dan proses pemilihan dengan menggunakan dua sifat atau lebih.
27
No. 4
5
6
7
8
Keterampilan Sains Pengukuran
Proses Indikator Keterampilan Proses Sains pengukuran panjang, volume, massa, dalam satuan yang sesuai. Serta memilih alat dan satuan yang sesuai untuk tugas pengukuran tertentu tersebut. pemaparan pengamatan atau dengan Pengkomunikasian menggunakan perbendaharaan kata yang sesuai. Pengembangan grafik atau gambar untuk menyajikan pengamatan dan peragaan data, serta perancangan poster atau diagram untuk menyajikan orang lain. penggunaan data dan pengamatan Peramalan yang sesuai, penafsiran generalisasi tentang pola-pola, serta pengujian kebenaran dari ramalan-ramalan yang sesuai. mengkaitkan pengamatan dengan Penginferensial pengalaman atau pengetahuan terdahulu dan mengajukan penjelasan penjelasan untuk pengamatan-pengamatan. pengidentifikasian variabel yang Identifikasi dan mempengaruhi hasil, variabel yang Pengontrolan Variabel diubah dalam percobaan, serta variabel yang dikontrol.
9
Penafsiran Data
10
Perumusan Hipotesis
11
penyusunan data, pengenalan polapola atau hubungan-hubungan, merumuskan inferensi yang sesuai dengan menggunakan data, serta pengikhtisaran secara benar.
perumusan hipotesis berdasarkan pengamatan dan inferensi, merancang cara-cara untuk menguji hipotesis, serta merevisi hipotesis apabila data tidak mendukung hipotesis tersebut. Pendefinisian Variabel memaparkan pengalaman dengan obyek kongkret, Secara Operasional menggunakan mengatakan apa yang diperbuat (PVSO) obyek tersebut, serta memaparkan pengukuran selama suatu kejadian.
28
No. 12
Keterampilan Proses Indikator Keterampilan Proses Sains Sains merumuskan dan menguji prediksi Melakukan eksperimen tentang kejadian-kejadian, mengajukan dan menguji hipotesis, mengidentifikasi dan mengontrol variabel, serta mengevaluasi prediksi dan hipotesis berdasarkan pada hasil-hasil percobaan.
6. Identifikasi Variabel Variabel adalah faktor yang dapat membuat perbedaan dalam penyelidikan. Desain eksperimen terdiri dari sebuah variabel bebas, sebuah variabel terikat, dan beberapa variabel kontrol. Berikut adalah penjelasan dari masing-masing variabel: a. Variabel manipulasi (manipulated variable) Variabel manipulasi adalah variabel yang sedang diujikan. Variabel yang diubah-ubah atau dimanipulasi oleh praktikan. b. Variabel Respon (response variabel) Variabel respon adalah perubahan yang terukur. Perubahan itu terjadi sebagai respon dari perlakuan terhadap variabel manipulasi. c. Variabel Kontrol (controlled variable) Agar eksperimen menghasilkan suatu yang informatif sebaiknya hanya ada satu variabel yang dicari efeknya. Oleh karena itu, variabel yang berubah hanya variabel manipulasi dan variabel respon. Semua vaktor yang dapat mempengaruhi percobaan harus dijaga keajegannya atau dikontrol. Faktor-faktor inilah yang disebut dengan variabel kontrol.
29
7. Interpretasi Data Cara untuk menginterpretasikan data dapat ditampilkan dalam bentuk tabel, grafik dan diagram. Lebih lanjut permasalahan interpretasi data dapat diselesaikan melalui dua langkah mendasar yaitu harus membaca diagram atau grafik untuk mendapatkan informasi tertentu dan kemudian menggunakannya untuk menjawab pertanyaan. Menurut Kheng (2008), interpretasi data merupakan penjelasan secara rasional mengenai analisis data yang dapat disusun dari pola atau sajian dalam bentuk tabel atau grafik. Menurut L. R Gay (1996: 458), interpretasi data dijabarkan ke dalam tujuan, prosedur umum, peranan hubungan kunci, peranan introgasi data, langkah penafsiran data dengan analisis komperatif. Selain itu interpretasi
data
mencakup
kemampuan-kemampuan
seperti
mengorganisasi data, mempresentasikan data ke dalam tabel yang fungsional dan sistematis, menghitung dan menganalisis data yang diperoleh, menginterpretasikan hasil pembahasan, perhitungan, dan analisis data, serta kemampuan melakukan ekstrapolasi dan interpolasi data. Berdasarkan penjabaran di atas dapat disimpulkan bahwa interpretasi data adalah suatu usaha yang dilakukan untuk menemukan arti dan jawaban dari data yang diperoleh. Proses interpretasi data melibatkan pembuatan prediksi, kesimpulan dan hipotesis dari data yang terkumpul dari percobaan. Siswa harus memiliki pengalaman dalam mengamati,
30
mengklasifikasikan, dan mengukur sebelum kemampuan interpretasi data yang tercapai. 8. Materi Pembelajaran 8.1 Fluida Statis a. Tekanan Hidrostatis Tekanan didefinisikan sebagai gaya normal (tegak lurus) yang bekerja pada suatu bidang dibagi dengan luas bidang tersebut.
𝑃=
𝐹 𝐴
(2.1)
Satuan SI untuk tekanan adalah pascal (Pa). Gaya gravitasi menyebabkan zat cair dalam suatu wadah selalu tertarik ke bawah. Makin tinggi zat cair dalam wadah, makin berat zat cair itu, sehingga makin besar juga tekanan zat cair pada dasar wadahnya. Tekanan zat cair yang hanya disebabkan oleh beratnya sendiri disebut tekanan hidrostatis. Suatu benda cair dengan massa jenis 𝜌 yang berada dalam keadaan diam, dengan asumsi bahwa 𝜌 sama untuk semua bagian cairannya; ini berarti benda cair tidak dapat ditekan (incompressible). Apabila suatu benda cair yang berada di dalam suatu tabung yang luas penampang silangnya adalah A, dari kedalaman d + h. Benda cair yang ada di luar sampel memberikan gaya pada seluruh titik di permukaan sampel, tegak lurus dengan permukaannya. Tekanan yang dikerjakan oleh benda cair pada permukaan bagian bawah sampel adalah Ph, dan
31
permukaan bagian atasnya adalah Po. Oleh karena massa cairan di dalam tabung adalah : 𝑚= 𝜌 𝑉 = 𝜌 𝐴ℎ
(2.2)
Berat zat air di dalam balok adalah: 𝐹=𝑚 𝑔 = 𝜌 𝐴 ℎ 𝑔
(2.3)
Begitu juga tabung yang berada dalam keseimbangan, maka gaya netto yang bekerja padanya harus nol. 𝑃ℎ 𝐴 − 𝑃𝑜 𝐴 − 𝜌 𝐴 ℎ 𝑔 = 0 𝑃ℎ 𝐴 − 𝑃𝑜 𝐴 = 𝜌 𝐴 ℎ 𝑔 𝑃ℎ = 𝑃𝑂 + 𝜌 𝑔 ℎ
(2.4)
Artinya, tekanan P pada kedalaman h di bawah suatu titik di dalam cairan yang tekanannya Po adalah sebesar 𝜌 𝑔 ℎ b. Hukum Archimides Suatu benda yang dicelupkan dalam zat cair mendapat gaya ke atas sehingga benda kehilangan sebagian beratnya (beratnya menjadi berat semu). Gaya ke atas ini disebut sebagai gaya apung (buoyancy), yaitu suatu gaya ke atas yang dikerjakan oleh zat cair pada benda. Munculnya gaya apung adalah konsekuensi dari tekanan zat cair yang meningkat dengan kedalaman. Dengan demikian, berlaku : Gaya apung = berat benda di udara – berat benda dalam zat cair
32
Archimedes, ilmuan yang berasal dari Yunani Kuno, berhasil menemukan hukumnya, yaitu hukum Archimides yang berbunyi: Gaya apung yang bekerja pada suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam suatu fluida sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut. Penyebab munculnya gaya apung yang dikerjakan oleh suatu fluida pada benda yang tercelup karena selisih antara gaya hidrostaris yang dikerjakan fluida terhadap permukaan bawah dengan permukaan atas benda. Dengan kata lain, gaya apung terjadi karena makin dalam zat cair, makin besar tekanan hidrostatisnya. Ini menyebabkan tekanan pada bagian bawah benda lebih besar daripada tekanan pada bagian atasnya.
h1
F1
A
h2 h = h2 – h1
F2
Gambar. 1 Menentukan Rumus Gaya Apung pada Sebuah Silinder yang Dicelupkan Seluruhnya Dalam Fluida Silinder dengan tinggi h dan luas A, yang tercelup seluruhnya di dalam zat cair dengan massa jenis 𝜌
(Gambar 1). Fluida melakukan
tekanan hidrostatis P1 = 𝜌 𝑔 ℎ1 pada bagian atas silinder. Gaya yang
33
berhubungan dengan tekanan ini adalah F1 = P1 A = 𝜌 𝑔 ℎ1 𝐴 berarah ke bawah. Dengan cara yang sama, fluida melakukan tekanan hidrostatis F2 = P2 A = 𝜌 𝑔 ℎ2 𝐴 dengan arah ke atas. Resultan kedua gaya ini adalah gaya apung Fa. Fa = F2 – F1 karena F2 > F1 = 𝜌 𝑔 ℎ2 𝐴 − 𝜌 𝑔 ℎ1 𝐴 = 𝜌 𝑔 𝐴 ( ℎ2 − ℎ1 ) = 𝜌 𝑔 𝐴 ℎ sebab ℎ2 − ℎ1 = ℎ Fa = 𝜌 𝑔 𝑉 Sebab 𝐴 ℎ = 𝑉 adalah volume silinder yang tercelup dalam fluida. Sedangkan 𝜌 𝑉 = 𝑚 adalah massa fluida yang dipindahkan oleh benda; 𝜌𝑉𝑔=𝑚𝑔
(2.5)
Persamaan (2.6) adalah berat fluida yang dipindahkan oleh benda. Jadi gaya apung Fa yang dikerjakan fluida pada benda (silinder) sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh silinder. Pernyataan ini berlaku untuk sembarang bentuk benda, dan telah dinyatakan sebelumnya sebagai hukum Archimedes. Jadi, gaya apung dapat dirumuskan sebagai Fa = 𝜌 𝑔 𝑉
(2.6)
Fa = 𝑚 𝑔
(2.7)
34
Dengan 𝜌 adalah massa jenis fluida dan V adalah volume benda yang tercelup dalam fluida. Hukum Archimedes berlaku untuk semua fluida, baik untuk zat cair ataupun gas. Dalam persamaan (2.6), simbol V menunjukkan volume benda yang tercelup dalam fluida. Jika benda tercelup seluruhnya, V = volume benda. Tetapi jika volume benda hanya tercelup sebagian, V = volume benda yang tercelup dalam fluida saja (untuk kasus ini, V lebih kecil daripada volume benda). B. Penelitian yang Relevan 1. Hasil penelitian Awalia Nur Azizah menunjukkan bahwa didapatkan suatu format LKS fisika SMA model inkuiri dengan strategi pembelajaran 5E yang valid untuk meningkatkan kemampuan identifikasi variabel dan interpretasi data. LKS Fisika SMA model inkuiri dengan strategi pembelajarn 5E yang diimplementasikan dalam pembelajaran dapat meningkatkan kemampuan identifikasi variabel dan interpretasi data siswa dengan gain sebesar 0,32 dan termasuk kategori sedang. 2. Hasil Penelitian Taufiq Hidayat menunjukkan bahwa LKS berorientasi scientific investigation layak digunakan dalam pembelajaran fisika siswa SMA Kelas XI. Presentase ketercapaian siswa dalam menginterpretasi data secara rata-rata meningkat dari 9.52% menjadi 74.6%, analisis grafik meningkat dari 50% menjadi 78.57% pada uji terbatas. Sedangkan, pada uji lapangan khususnya keterampilan
35
menginterpretasi data meningkat dari 12% menjadi 66%, analisis grafik meningkat dari 43.25% menjadi 76.38%. berdasarkan hal ini maka LKS yang dikembangkan ketercapaiannya baik 3. Hasil penelitian Widiyanto menunjukkan bahwa manfaat kit optic dalam
pembelajaran
dapat
meningkatkan
pemahaman
dan
keterampilan proses sains siswa.
C. Kerangka Berpikir Pembelajaran fisika memerlukan suatu pemahaman mengenai simbol-simbol, grafik, dan data berupa angka-angka yang mendukung dan membuktikan suatu konsep materi. Dalam proses pembelajaran fisika, peserta didik tidak cukup hanya menerima materi yang disampaikan oleh guru saja, tetapi diperlukan suatu kegiatan guna mengeksplor kemampuan keterampilan proses setiap individu siswa. Pada kenyataannya metode pembelajaran yang digunakan di sekolah menggunakan metode ceramah, sehingga peserta didik cenderung pasif selama proses kegiatan belajar mengajar karena di dalam kelas yang mempunyai peran sentral hanya guru. Oleh karena itu, diperlukan sebuah kegiatan di laboratorium untuk menunjang proses pembelajaran fisika melalui metode eksperimen. Metode
ini
dianggap
efektif
untuk
meningkatkan
kemampuan
keterampilan proses siswa, karena mereka dituntut untuk mempunyai peran aktif selama kegiatan berlangsung. Metode pembelajaran yang melibatkan peran siswa secara aktif merupakan salah satu cara untuk mencapai kompetensi yang diinginkan,
36
baik pada aspek kognitif, afektif, maupun psikomotor, yaitu melalui kegiatan praktikum. Diharapkan dengan adanya kegiatan praktikum, siswa dapat lebih mudah dalam memahami konsep fisika. Selama kegiatan praktikum, siswa difasilitasi pedoman atau petunjuk praktikum berupa LKS scientific investigation. LKS ini diharapkan dapat menggiring siswa untuk memahami konsep fisika, khususnya pada materi fluida statik, tanpa pemberian informasi secara langsung oleh guru seperti pada metode konvensional yang sudah biasa diterapkan di kelas. LKS yang dibuat bertujuan untuk mengembangkan keterampilan proses siswa, khususnya dalam meningkatkan identifikasi variabel dan interpretasi data. Melalui kegiatan praktikum, siswa mendapatkan informasi berupa data hasil pengamatan maupun perhitungan. Biasanya data-data tersebut berupa angka dan disajikan dalam bentuk tabel maupun grafik yang kemudian dianalisis dan diinterpretasikan sehingga pada akhirnya siswa mendapatkan sebuah kesimpulan yang menggiring pada sebuah konsep fisika yang lebih mendalam. Dengan menginterpretasikan data maka siswa dapat lebih memaknai hasil praktikum yang telah dilakukan. Bagan alur kerangka berpikir dapat dilihat pada Gambar 3.
37
Pembelajaran Fisika
Kegiatan Laboratorium
Pengamatan
Identifikasi Variabel
Pengukuran
Pengumpulan Data
Analisis
Interpretasi Data
Memaknai hasil interpretasi
Pemahaman konsep fisika secara mendalam
Gambar 3 Bagan Kerangka Berpikir
38
Pemahaman konsep fisika
