BAB II LANDASAN TEORI DAN KERANGKA BERPIKIR
A. Kajian Pustaka 1. Media Boyce dalam Hujair (2009: 3) mendefinisikan media adalah sebuah alat yang mempunyai fungsi menyampaikan pesan, media pembelajaran adalah sebuah alat yang berfungsi dan berguna untuk menyampaikan pesan pembelajaran. Beberapa pengertian media dalam Rudi Susilana (2007: 5) yaitu: 1) Teknologi pembawa pesan yang dapat dimanfaatkan untuk keperluan pembelajaran. Media adalah perluasan dari guru; 2). Sarana komunikasi dalam bentuk cetak maupun audio visual, termasuk teknologi perangkat kerasnya; 3) Alat untuk memberikan perangsang bagi siswa supaya terjadi proses belajar. Berdasarkan pengertian media di atas dapat disimpulkan bahwa media merupakan alat bantu yang digunakan oleh guru sebagai penyampai materi kepada siswa selama proses pembelajaran. Hal ini sejalan dengan pendapat Rudi Susilana (2007: 6) bahwa media terdiri dari dua unsur penting yaitu: 1) unsur peralatan atau perangkat keras (hardware) adalah sarana atau peralatan yang digunakan untuk menyampaikan pesan atau bahan ajar; 2) unsur pesan yang dibawanya (message/software) adalah perangkat lunak/informasi atau bahan ajar yang akan disampaikan kepada siswa. Ruang lingkup media pembelajaran adalah meliputi segala alat, bahan, peraga serta sarana dan prasarana yang digunakan dalam proses pembelajaran. Media tersebut bisa memberikan rangsangan pada siswa untuk belajar, serta dapat mengatasi kebutuhan dan problem siswa dalam belajar. Proses pembelajaran sangat membutuhkan media untuk lebih meningkatkan pencapaian tujuan pembelajaran. Seiring perkembangan teknologi di dunia pendidikan, guru dituntut untuk menciptakan media/mendesain media pembelajaran yang dapat merangsang pikiran, perasaan, perhatian dan kemauan siswa untuk lebih giat belajar.
10
11
2. Modul Modul merupakan salah satu bentuk bahan ajar yang dikemas secara utuh dan sistematis, didalamnya memuat seperangkat pengalaman belajar yang terencana dan didesain untu membantu peserta didik menguasai tujuan belajar yang spesifik. Modul minimal memuat tujuan pembelajaran, materi/substansi belajar, dan evaluasi. Modul berfungsi sebagai sarana belajar yang bersifat mandiri, sehingga peserta didik dapat belajar secara mandiri sesuai dengan kecepatan masing-masing (Daryanto, 2013: 9). Houston dan Howson dalam Wena (2009: 230) menyatakan bahwa modul pembelajaran meliputi seperangkat aktivitas yang bertujuan mempermudah siswa untuk mencapai seperangkat tujuan pembelajaran. Menurut Dick dan Carey dalam Wena (2009: 231), modul diartikan sebagai unit pembelajaran berbentuk cetak yang fungsinya sebagai media belajar mandiri dan isinya berupa satu unit materi pembelajaran. Modul sebagai alternatif pembelajaran siswa terdapat petunjuk untuk belajar sendiri berupa tahapan-tahapan yang harus dipelajari. Tahapan tersebut berfungsi untuk membantu dalam membimbing dan menentukan kemana arah siswa harus belajar. Bahasa komunikasi dalam modul merupakan bahasa pengajar yang memberikan pengajaran kepada muridnya. Modul tersebut membantu mengevaluasi seberapa persentase kemampuan siswa dalam memahami pelajaran sehingga siswa mampu mengontrol kebutuhan belajar yang harus ditempuh. Pemilihan format disesuaikan dengan format kriteria modul yang diadaptasi dari Depdiknas (2008: 8) bahwa modul memuat unsur-unsur meliputi: a.
Petunjuk belajar (Petunjuk siswa/guru)
b.
Kompetensi yang akan dicapai
c.
Content atau isi materi pembelajaran
d.
Informasi pendukung
e.
Latihan-latihan
f.
Petunjuk kerja, dapat berupa Lembar Kerja (LK)
g.
Evaluasi
h.
Respon atau balikan terhadap hasil evaluasi
12
Sebuah modul bisa dikatakan baik dan menarik apabila terdapat karakteristik sebagai berikut (Depdlknas, 2008: 3-5): a. Self Instructional yaitu melalui modul tersebut seseorang atau siswa mampu membelajarkan diri sendiri, tidak tergantung pada pihak lain. b. Self Contained yaitu seluruh materi pembelajaran dari satu unit kompetensi atau sub kompetensi yang dipelajari terdapat di dalam satu modul secara utuh. Tujuan dari konsep ini adalah memberikan kesempatan siswa mempelajari materi pembelajaran dengan tuntas, karena materi dikemas ke dalam satu kesatuan yang utuh c. Stand Alone (berdiri sendiri) yaitu modul yang dikembangkan tidak tergantung pada media lain atau tidak harus digunakan bersama-sama dengan media pembelajaran lain. Dengan menggunakan modul, siswa tidak tergantung dan harus menggunakan media yang lain untuk mempelajari dan atau mengerjakan tugas pada modul tersebut. Jika masih menggunakan dan bergantung pada media lain selain modul yang digunakan, maka media tersebut tidak dikategorikan sebagai media yang berdiri sendiri. d. Adaptive yaitu modul hendaknya memiliki daya adaptif yang tinggi terhadap perkembangan ilmu dan teknologi. Dikatakan adaptif jika modul dapat menyesuaikan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, serta fleksibel untuk pembelajaran. Modul yang adaptif adalah jika isi materi pembelajaran dapat digunakan sampai dengan kurun waktu tertentu e. User Friendly yaitu modul hendaknya bersahabat dengan pemakainya. Setiap instruksi dan paparan informasi yang tampil bersifat membantu dan bersahabat dengan pemakainya, termasuk kemudahan pemakai dalam merespon, mengakses sesuai dengan keinginan. Penggunaan bahasa yang sederhana, mudah dimengerti, dan istilah yang umum dalam kehidupan merupakan salah satu bentuk user friendly.
13
3. Teori Belajar Belajar adalah kegiatan yang berproses dan merupakan unsur yang sangat fundamental dalam setiap penyelenggaraan jenis dan jenjang pendidikan. Ini berarti bahwa berhasil atau gagalnya pencapaian tujuan pendidikan itu amat bergantung pada proses belajar yang dialami siswa, baik ketika ia berada di sekolah maupun di lingkungan rumah atau keluarganya sendiri. (Indah Komsiyah, 2012: 1). Menurut Gagne belajar merupakan kegiatan yang kompleks dari interaksi antara keadaan internal dan proses kognitif siswa dengan stimulus dari lingkungan. Dengan demikian adalah belajar seperangkat proses kognitif yang mengubah sifat stimulasi lingkungan, melewati pengolahan informasi, menjadi kapabilitas baru. (Dimyati & Mudjiono, 2006: 10-11). Terdapat kaitan antara kegiatan siswa dalam belajar dan kecenderungan taraf serap ilmu yang diterima oleh siswa searah dengan modus pembelajaran. Hal ini dapat diterapkan dalam kerucut pengalaman (cone of eksperimence). Kerucut pengalaman Edgar Dale dapat digunakan untuk belajar siswa, agar siswa dapat memperoleh pengalaman belajar secara mudah. Modus Belajar
Abstrak
Yang diingat Baca = 10%
Dengar = 20%
Dengar + lihat = 50%
Konkret Katakan + lakukan= 90%
Gambar 2.1 Bagan Kerucut Pengalaman Edgar Dale
14
Kerucut pengalaman yang dikemukakan Edgar Dale dalam Wina Sanjaya (2007: 165) memberikan gambaran bahwa pengalaman belajar yang diperoleh siswa diantaranya terdapat 12 uraian pengalaman belajar seperti Gambar 2.1. Pembelajaran
fisika
lebih
banyak
mengacu
konstruktivisme. Pengertian teori konstruktivisme
pada
teori
belajar
dalam Trianto (2011: 28)
adalah teori yang menyatakan bahwa siswa harus menemukan sendiri dan mentransformasikan informasi kompleks, mengecek informasi baru dengan aturan-aturan lama dan merevisinya apabila aturan-aturan itu tidak lagi sesuai. Hal yang terpenting dari teori kontruktivis ini adalah guru tidak hanya memberikan pengetahuan kepada siswa, melainkan siswa harus membangun sendiri pengetahuan yang ada dibenaknya. Beberapa teori belajar berdasarkan konstruktivistisme antara lain: a. Teori belajar menurut Jerume Bruner Bruner mengemukakan teori belajar yang dikenal dengan belajar penemuan. Trianto (2011: 28) menyatakan bahwa belajar penemuan merupakan pencarian pengetahuan aktif oleh individu dan memberikan hasil yang lebih baik. Pengetahuan yang bermakna merupakan pengetahuan yang diperoleh siswa melalui partisipasi secara aktif dan berusaha sendiri mencari pemecahan masalah agar siswa menemukan sendiri suatu konsep. Menurut Bruner, belajar akan lebih bermakna bagi peserta didik jika mereka memusatkan perhatiannya untuk memahami struktur materi yang dipelajari. Struktur informasi dapat diperoleh peserta didik dengan mengidentifikasi sendiri prinsip-prinsip kunci daripada hanya sekedar menerima penjelasan dari guru. Oleh karena itu guru harus memunculkan masalah yang mendorong peserta didik untuk melakukan kegiatan penemuan. Selain ide tentang belajar penemuan (discovery learning), Bruner juga berbicara tentang adanya pengaruh kebudayaan terhadap tingkah laku seseorang. Bruner menyatakan bahwa perkembangan kognitif seseorang terjadi melalui tiga tahap yang ditentukan oleh caranya melihat lingkungan. Pertama, tahap enaktif, dimana individu melakukan aktivitas dalam upaya memahami lingkungannya. Kedua, tahap ekonit, dimana individu melihat
15
dunia melalui gambar-gambar dan visualisasi verbal.Ketiga, tahap simbolik, dimana individu mempunyai gagasan abstrak yang banyak dipengaruhi bahasa dan logika berpikirnya. (Muhaimin, 2002: 200). Implikasi teori belajar Bruner dalam penelitian dan pengembangan yang dilakukan adalah penyajian materi dalam modul berbasis inkuiri. Penyajian materi melalui tahap-tahap inkuiri memberi ruang kepada siswa untuk menemukan konsep sendiri. Siswa dilatih untuk berinkuiri dengan aktif berpikir dan menemukan pengertian yang ingin diketahuinya mengenai listrik dinamis dengan kegiatan belajar dan lembar kerja yang disediakan. b. Teori belajar menurut David Ausubel Menurut Trianto (2011: 25) inti dari teori Ausubel tentang belajar adalah belajar bermakna yaitu suatu proses dikaitkannya informasi baru pada konsep-konsep relevan yang terdapat dalam struktur kognitif seseorang. Belajar akan bermakna jika siswa dapat mengaitkan informasi baru pada konsep-konsep relevan yang terdapat pada struktur kognitif siswa. Dahar (2006: 94) mengemukakan: “Menurut Ausubel, belajar dapat diklasifikasikan ke dalam dua dimensi, dimensi pertama berhubungan dengan cara informasi atau materi pelajaran disajikan kepada peserta didik melalui penerimaan atau penemuan. Dimensi kedua menyangkut cara bagaimana peserta didik dapat mengaitkan informasi itu pada struktur kognitif yang telah ada”. Dimensi pertama memberi pengertian bahwa, materi pelajaran dapat diberikan kepada siswa dalam bentuk final atau dalam bentuk belajar penemuan. Dimensi kedua mengandung anti bahwa, siswa mengaitkan informasi pada pengetahuan (konsep) yang telah dimiliki, sehingga terjadi belajar bermakna. Belajar hafalan terjadi jika siswa hanya mencoba menghafalkan informasi baru tanpa menghubungkan dengan konsep yang telah dimiliki. Singkatnya, inti dari teori David P. Ausubel tentang belajar adalah belajar bermakna, yaitu suatu proses dikaitkannya informasi baru pada konsep-konsep relevan yang terdapat dalam struktur kognitif.
16
c. Teori belajar menurut Piaget Seorang psikolog Swiss yang hidup pada tahun 1896-1980, yakni Piaget, merupakan salah seorang tokoh yang disebut-sebut sebagai pelopor aliran konstruktivisme (Jauhar,
2011: 13). Teori Piaget membahas
munculnya dan diperolehnya skema-skema tentang bagaimana seseorang mempersepsi lingkungannya dalam tahapan-tahapan perkembangan, saat seseorang memperoleh cara baru dalam merepresentasikan informasi secara mental. Salah satu sumbangan pemikirannya yang banyak digunakan sebagai rujukan untuk memahami perkembangan kognitif individu yaitu teori tentang tahapan perkembangan individu. Menurut Piaget bahwa perkembangan kognitif individu meliputi empat tahap yaitu: 1) Periode motor sensorik (usia 0-2 tahun); 2) Periode pre operasional (usia 2-7 tahun); 3) Periode operasional konkret (usia 7-11 tahun); 4) Periode operasional formal (usia 11 tahun sampai dewasa). d. Teori belajar menurut Vygotskian Vygotskian memandang bahwa pengetahuan dikonstruksi secara kolaboratif antar individual dan keadaan tersebut dapat disesuaikan oleh setiap individu. Proses dalam kognisi diarahkan melalui adaptasi intelektual dalam konteks sosial budaya. Proses penyesuaian itu ekuivalen dengan pengkonstruksian pengetahuan secara intra-individual yakni melalui proses regulasi diri internal. Sumbangan penting teori Vygotsky adalah penekanan pada hakikat pembelajaran sosio-kultural. Inti teori Vygotsky adalah menekankan interaksi antara aspek internal dan eksternal dari pembelajaran dan penekanannya pada lingkungan sosial pembelajaran. (Jauhar, 2011: 13). Dua prinsip penting yang diturunkan dari teori Vygotsky adalah: 1) fungsi dan pentingnya bahasa dalam komunikasi sosial yang dimulai proses pencanderaan terhadap tanda (sign) sampai kepada tukar menukar informasi dan pengetahuan;
17
2) zona of proximal development. Pembelajar sebagai mediator memiliki peran mendorong dan menjembatani siswa dalam upayanya membangun pengetahuan, pengertian dan kompetensi. Belajar menurut Dimyati dan Mudjiono (2013: 7) yaitu tindakan dan perilaku siswa yang kompleks, sehingga dalam belajar seorang siswa yang menentukan sendiri terjadi atau tidaknya proses belajar itu sendiri. Setelah siswa melakukan tindakan belajar mengenai sesuatu tersebut maka hal tersebut akan tampak pada perilakunya di kehidupan sehari-hari. Hal tersebut dikuatkan dengan pendapat Cronbach cit dalam Suryabrata (2012: 231) menyatakan bahwa “learning is shown by a change in behavior as a result of experience”, yang bermakna bahwa belajar yang paling baik adalah dengan mengalami, karena dengan mengalami siswa akan lebih mudah menyimpulkan dan mengingat mengenai suatu peristiwa. Apabila hal tersebut diterapkan dalam proses belajar siswa akan sangat membantu siswa memahami konsep-konsep pelajaran yang didapat. Mahmud (2012: 61) mengungkapkan bahwa belajar adalah suatu proses yang dilakukan oleh individu untuk memperoleh perubahan perilaku baru secara keseluruhan, sebagai hasil dari pengalaman individu itu sendiri dalam berinteraksi dengan lingkungannya. Pendapat tersebut menjelaskan bahwa inti dari belajar adalah berupa perubahan perilaku. Senada dengan Mahmud, Witherington cit dalam Syaodih (2011: 155) mengemukakan bahwa belajar merupakan perubahan dalam kepribadian, yang dimanifestasikan sebagai pola-pola respon yang baru yang berbentuk keterampilan, sikap, kebiasaan, pengetahuan dan kecapakan. Berdasarkan pendapat ahli yang telah dikemukakan, dapat disimpulkan bahwa belajar merupakan proses perubahan dalam diri seseorang yang akan terlihat pada perilaku dalam kehidupan sehari-hari. Belajar merupakan proses yang menghasilkan suatu perubahan perilaku pada seseorang, baik perubahan yang baik ataupun buruk dan belajar merupakan perubahan perilaku yang dilakukan dengan sengaja.
18
4.
Inkuiri
a. Pengertian Inkuiri Inkuiri berasal dari bahasa inggris inquiry yang dapat diartikan sebagai proses bertanya dan mencari tahu jawaban terhadap pertanyaan ilmiah yang diajukan. Inkuiri merupakan proses yang bervariasi dan meliputi kegiatan– kegiatan
yang
mengevaluasi
mengobservasi, buku
dan
merumuskan,
sumber-sumber
pertanyaan
informasi
lain
yang
relevan,
secara
kritis,
merencanakan penyelidikan atau investigasi, mereview apa yang telah diketahui, melaksanakan yang telah diketahui, melaksanakan percobaan atau eksperimen dengan
menggunakan
alat
untuk
memperoleh
data,
menganalisis
dan
menginterprestasikan data, serta membuat prediksi dan mengkomunikasikan hasilnya (Amri dan Ahmadi, 2012: 85). Inkuiri merupakan kegiatan inti dari kegiatan pembelajaran berbasis Contectual Teaching and Learning. Pengetahuan dari keterampilan yang diperoleh siswa bukan hasil mengingat seperangkat fakta-fakta, tetapi hasil dari menemukan sendiri. Guru harus merancang kegiatan yang merujuk pada kegiatan menemukan apapun materi yang diajarkan (Riyanto, 2010: 171). Inkuiri sebenarnya berasal dari kata to inquire yang berarti ikut serta, atau terlibat, dalam mengajukan pertanyaan-pertanyaan, mencari informasi, dan melakukan penyelidikan. Inkuiri juga dapat diartikan sebagai proses bertanya dan mencari tahu jawaban terhadap pertanyaan ilmiah yang diajukannya. Pertanyaan ilmiah adalah pertanyaan yang dapat mengarahkan pada kegiatan penyelidikan terhadap obyek pertanyaan. Dengan kata lain, inkuiri adalah suatu proses untuk memperoleh dan mendapatkan informasi dengan melakukan observasi dan atau eksperimen untuk mencari jawaban atau memecahkan masalah terhadap pertanyaan atau rumusan masalah dengan menggunakan kemampuan berpikir kritis dan logis. Inkuiri sebenarnya merupakan prosedur yang biasa dilakukan oleh ilmuwan dan orang dewasa yang memiliki motivasi tinggi dalam upaya memahami fenomena alam, memperjelas pemahaman, dan menerapkannya dalam kehidupan sehari-hari (Mohammad Jauhar, 2011: 65).
19
Berdasarkan dari beberapa penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa inkuiri adalah proses pembelajaran yang ditekankan pada proses penemuan masalah yang akan dilakukan dengan melakukan observasi dan atau eksperimen untuk mencari jawaban atau memecahkan masalah terhadap pertanyaan atau rumusan masalah dengan menggunakan kemampuan berpikir kritis dan logis. b. Strategi Pembelajaran Inkuiri Inkuiri sebagai salah satu strategi pembelajaran mengutamakan proses penemuan dalam kegiatan pembelajaran untuk memperoleh pengetahuan. Oleh karena itu di dalam pembelajaran inkuiri, guru harus selalu merancang kegiatan yang memungkinkan siswa melakukan kegiatan penemuan di dalam mengajarkan materi pelajaran yang diajarkan (Amri & Ahmadi, 2010: 90). Suyadi (2013: 117) menyatakan bahwa strategi pembelajaran inkuiri merupakan bentuk dari pendekatan pembelajaran yang berorientasi kepada peserta didik (student centered approach). Hal ini karena dalam strategi pembelajaran inkuiri, peserta didik memang rnemegang peran yang sangat dominan dalam proses pembelajaran Menurut Suyadi srategi pembelajaran inkuiri akan efektif jika memenuhi asas-asas sebagai berikut: 1) Guru mempunyai harapan yang tinggi kepada peserta didik untuk menemukan sendiri jawaban dari suatu permasalahan yang ingin dipecahkan. Dengan demikian, melalui strategi inkuiri, penguasaan materi pelajaran bukan sebagai tujuan utarna pembelajaran, tetapi lebih mementingkan proses belajar. 2) Jika guru akan mengajar pada sekelompok peserta didik yang rata-rata memiliki kemauan dan kernampuan berpikir, strategi inkuiri akan kurang berhasil apabila diterapkan kepada peserta didik yang kurang memiliki kemampuan berpikir. 3) Jumlah peserta didik yang belajar tidak terlalu banyak, sehingga bisa dikendalikan oleh guru. 4) Guru memiliki waktu yang cukup untuk menggunakan pendekatan yang berpusat pada peserta didik
20
c. Klasifikasi inkuiri Amri dan Ahmadi (2010: 87-90) mengungkapkan tingkatan-tingkatan inkuiri menurut Bonstetter yaitu: 1) Tradisional Praktikum tradisional adalah tipe inkuiri yang paling sederhana. Dalam praktikum guru menyediakan seluruh keperluan mulai dari topik sampai kesimpulan yang harus ditemukan siswa dalam bentuk buku petunjuk yang lengkap. 2) Pengalaman Sains yang Terstruktur Guru menentukan topik, pertanyaan, bahan dan prosedur. Tugas siswa adalah menganalisis data dan merumuskan berdasarkan hasil analisis. 3) Inkuiri Terbimbing Inkuiri terbimbing memberikan kesempatan pada siswa untuk merumuskan prosedur, menganalisis hasil dan mengambil kesimpulan secara mandiri. Peran guru adalah sebagai fasilitator dalam menentukan topik, pertanyaan, dan bahan penunjang. 4) Inkuiri Siswa Mandiri Inkuiri siswa mandiri, guru memberikan bimbingan secara terbatas dalam pemilihan topik dan pengembangan pertanyaan. 5) Penelitian Siswa Penelitian siswa merupakan tingkat inkuiri yang paling tinggi. Pelaksanaan proses dari seluruh komponen inkuiri menjadi tanggung jawab siswa. Guru berperan sebagai fasilitator dan pembimbing. 6) Inkuiri bebas Dalam inkuiri bebas, siswa difasilitasi untuk dapat mengidentifikasi masalah dan merancang proses penyelidikan. Siswa dimotivasi untuk mengemukakan gagasannya dan merancang cara untuk menguji gagasan. Untuk itu siswa diberi motivasi untuk melatih keterampilan berpikir kritis seperti mencari informasi, menganalisis argument dan data, membangun dan mensintesis ide-ide baru, memanfaatkan
ide-ide
mengeneralisasikan data.
awalnya
untuk
memecahkan
masalah
serta
21
d. Prinsip Pelaksanaan Pembelajaran Inkuiri Pendekatan
pembelajaran
inkuiri
merupakan
pendekatan
yang
menekankan kepada pengembangan intelektual peserta didik. Ada beberapa prinsip yang harus diperhatikan dalam melaksanakan pendekatan pembelajaran inkuiri (Suyadi, 2013: 199): 1) Berorientasi pada pengembangan intelektual 2) Prinsip interaksi 3) Prinsip bertanya 4) Prinsip belajar untuk berpikir 5) Prinsip keterbukaan e. Langkah-Langkah Pembelajaran Inkuiri Menurut Amri dan Ahmadi (2010: 92) langkah pembelajaran inkuri, merupakan suatu siklus yang dimulai dari: 1) Observasi atau pengamatan terhadap berbagai fenomena alam. 2) Mengajukan pertanyaan tentang fenomena yang dihadapi. 3) Mengajukan dugaan atau kemungkinan jawaban. 4) Mengumpulkan data berkait dengan pertanyaan yang diajukan. 5) Merumuskan kesimpulan berdasarkan data.
5. Kemampuan Berpikir Kritis Iskandar (2009: 86-87) mengungkapkan bahwa kemampuan berpikir kritis merupakan kegiatan penalaran yang reflektif, kritis, dan kreatif, yang berorientasi pada
suatu
proses
intelektual
yang
melibatkan
pembentukan
konsep
(conceptualizing), aplikasi, analisis, menilai informasi yang terkumpul (sintesis) atau dihasilkan melalui pengamatan, pengalaman, refleksi, komunikasi sebagai landasan kepada suatu keyakinan (kepercayaan) dan tindakan. Beberapa kemampuan yang dikaitkan dengan konsep berpikir kritis adalah kemampuan-kemampuan untuk memahami masalah, menyeleksi informasi yang penting untuk menyelesaikan masalah, memahami asumsi-asumsi, merumuskan dan menyeleksi hipotesis yang relevan, serta menarik kesimpulan yang valid, dan
22
menentukan kevalidan dari kesimpulan-kesimpulan menurut Dressel dan Mayhew (Amri & Ahmadi, 2010: 63). Indikator berpikir kritis menurut beberapa teori yakni: Tabel 2.1 Indikator Berpikir Kritis Indikator Memberikan penjelasan sederhana Membangun keterampilan dasar Membuat inferensi
Kata-kata Operasional Teori menganalisis pernyataan, mengajukan dan Ennis menjawab pertanyaan klarifikasi (1980) menilai kredibilitas suatu sumber, meneliti, menilai hasil penelitian mereduksi dan menilai deduksi, menginduksi dan menilai induksi, membuat dan menilai penilaian yang berharga Membuat penjelasan mendefinisikan istilah, menilai definisi, lebih lanjut mengidentifikasi asumsi Mengatur strategi dan memutuskan sebuah tindakan, berinteraksi dengan teknik orang lain Interpretasi memahami, mengekspresikan, menyampaikan Facione signifikan, dan mengklasifikasi makna (1990) Analisis mengidentifikasi, menganalisis Evaluasi menaksir pernyataan, representasi Inferensi menyimpulan, merumuskan hipotesis, mempertimbangkan Penjelasan manjustifikasi penalaran,mempresentasikan penalaran Regulasi diri menganalisis, mengevaluasi Klasifikasi dasar meneliti, mempelajari masalah, mengidentifikasi, Henri meneliti hubungan-hubungan (1991) Klasifikasi mendalam menganalisis masalah untuk memahami nilai-nilai, kepercayaan-kepercayaan dan asumsi-asumsi utamanya Interensi mengakui dan mengemukakan sebuah ide berdasarkan pada proposisi yang benar Penilaian membuat keputusan-keputusan evaluasi-evaluasi dan kritik-kritik Strategi-strategi menerapkan solusi setelah pilihan atau keputusan Identifikasi masalah mengupayakan tindakan menarik minat dalam Garriso sebuah masalah n Definisi masalah mendefinisikan batasan-batasan, akhir dan alat (1992) masalah Eksplorasi masalah pemahaman mendalam tentang situasi masalah Penerapan masalah mengevaluasi solusi-solusi alternatif dan ide-ide baru Integritas masalah bertindak sesuai pemahaman untuk menvalidasi pengetahuan Dikutip dari Liliasari (2013: 10)
23
Berpikir kritis sebagai sebuah proses aktif dan cara berpikir teratur atau sistematis untuk memahami informasi secara mendalam, sehingga membentuk sebuah keyakinan kebenaran informasi yang didapat atau pendapat yang disampaikan. Proses aktif menunjukkan keinginan atau motivasi untuk menemukan jawaban dan mencapai pemahaman. Dengan berpikir kritis maka pemikir kritis menelaah proses berpikir diri sendiri dan proses berpikir orang lain untuk mengetahui proses berpikir yang digunakan sudah benar. Secara tersifat pemikir kritis mengevaluasi pemikiran yang tersirat dari apa yang mereka dengar dan baca, dan meneliti proses berpikir diri sendiri saat menulis, memecahkan masalah, membuat keputusan, atau mengembangkan sebuah proyek (Hendra Surya, 2013:159). Keterkaitan sintaks inkuiri dan berpikir kritis disajikan dalam Tabel 2.2. Tabel 2.2 Keterkaitan Sintaks Inkuiri dan Berpikir Kritis No
Sintaks
1.
Orientasi
2.
Merumuskan masalah
3.
Merumuskan hipotesis
4.
Mengumpulkan data
5.
Menguji hipotesis
6.
Merumuskan kesimpulan
Kegiatan Siswa Siswa membaca dan mengamati fenomena yang digunakan oleh siswa untuk merumuskan masalah Siswa merumuskan masalah dari fenomena yang ada di sekitar sebanyak mungkin Siswa mengumpulkan berbagai informasi yang relevan dengan mengamati, menggunakan beberapa referensi dan mengidentifikasi variabel terukur Siswa melakukan pengumpulan data dengan mennentukan alat dan bahan, merangkai prosedur percobaan dan melakukan percobaan untuk membuktikan hipotesis Siswa melakukan analisis data untuk menunjukkan hipotesis teruji diterima atau ditolak. Siswa menyimpulkan hasil analisis data dan menuliskannya dalam LKS
Kemampuan Berpikir Kritis Analisis Analisis
Inferensi
Analisis Evaluasi
24
Pendidik terkenal, John Dewey (1993) mengajukan gagasan serupa ketika berbicara tentang pentingnya membuat murid berpikir secara reflektif. Psikolog terkemuka, Max Wertheirner (1945) berpendapat mengenai pentingnya berpikir secara produktif daripada hanya menebak jawaban yang benar. Berpikir kritis meliputi berpikir secara reflektif dan produktif serta mengevaluasi bukti (Santrock, 2009: 11). Menurut Bonnie dan Potts dalam Amri & Ahmadi (2010: 63), secara singkat dapat disimpulkan bahwa ada tiga buah strategi untuk mengajarkan kemampuan-kemampuan berpikir kritis, yaitu: a. building categories (membuat klasifikasi), b. finding problem (menemukan masalah), c. enhancing the environment (mengkondusifkan lingkungan). Keterkaitan sintaks inkuiri dengan indikator berpikir kritis yang terdapat dalam modul sesuai dengan Tabel antara lain: 1) Sintaks orientasi sebagai bagian dari langkah inkuiri terbimbing, siswa dilatih untuk mengasah kemampuan berpikir kritis dalam memahami fenomena dalam wacana yang diberikan, 2) Sintaks merumuskan masalah siswa dilatih untuk mengidentifikasi masalah yang terdapat dalam fenomena; 3) Sintaks merumuskan hipotesis sebagai tahap siswa dalam merumuskan hipotesis dari rumusan masalah yang dibuat; 4) Sintaks mengumpulkan data merupakan langkah yang melatih siswa untuk melakukan pengumpulan data dengan merancang percobaan untuk membuktikan hipotesis yang telah dituliskan dalam LKS; 5) sintaks menguji hipotesis merupakan langkah pembuktian hipotesis melalui eksperimen; dan 6) Sintaks merumuskan kesimpulan merupakan langkah siswa merepresentasikan hasil dari percobaan yang telah dilakukan. Ciri khas praktik mengajar untuk berpikir kritis meliputi: a. Meningkatkan interaksi di antara para siswa sebagai pembelajar; b. Mengajukan pertanyaan open-ended; c. Memberikan waktu yang memadai kepada para siswa untuk memberikan refleksi terhadap pertanyaan yang diajukan atau masalah-masalah yang diberikan, dan
25
d. Teaching for transfer (Mengajarkan penggunaan kemampuan yang baru saja diperoleh terhadap situasi-situasi dan pengalaman yang dimiliki para siswa).
6.
Materi Listrik Dinamis Materi listrik dinamis terdapat pada kelas X, termasuk salah satu konsep
materi yang berhubungan dengan konsep-konsep kelistrikkan rangkaian listrik yang banyak dipelajari pada materi-materi selanjutnya seperti materi listrik statis (elektrostatistika) dan rangkaian arus bolak-balik di kelas XII. Selain itu materi ini sangat aplikatif dalam penerapannya dan banyak dijumpai dalam kehidupan sehari-hari. Kehidupan tidak lepas dari penggunaan listrik, menyalakan lampu, menghidupkan televisi, penggunaan alat sehari-hari yang sebagian besar bergantung dari listrik, mulai dari rangkaian listrik yang kompleks hingga yang paling sederhana. a. Pengertian Arus Listrik Arus listrik didefinisikan sebagai laju aliran muatan-muatan listrik dalam suatu rangkaian listrik. Gerakan muatan-muatan disebabkan oleh perbedaan potensial listrik atau yang sering disebut tegangan listrik. Pengertian lain tentang arus listrik yaitu kelajuan muatan listrik mengalir melalui permukaan. (Serway, 2010: 360). Arus listrik sebagai laju aliran muatan listrik yang melalui suatu luasan penampang lintang (Tipler, 2001: 138). Tippler (2001: 138) menyatakan arah arus listrik diasumsikan searah dengan aliran muatan listrik. Hal ini ditetapkan sebelum diketahui bahwa elektron-elektron bebas yang merupakan muatan negatif adalah partikel-partikel yang sebenarnya bergerak dan akibatnya menghasilkan arus listrik pada suatu penghantar. Serway (2010: 362) muatan listrik yang melalui suatu permukaan bermuatan positif, negatif atau keduanya. Untuk menentukan arah arus listrik digunakan arah yang sama dengan aliran muatan listrik positif.
26
b. Hukum Ohm, Resistansi, dan Resistivistik
Gambar 2.2. Rangkaian listrik arus searah (www.elektronikabersama.com) Rangkaian listrik pada Gambar 2.2 yang terdiri dari baterai, resistor (R), dan sebuah sakelar (S). Elektron-elektron bergerak dari kutub negatif baterai ke kutub positif baterai, sedangkan muatan positif inilah yang kita sebut arus listrik konvensional. Besarnya kuat arus listrik I merupakan laju perubahan muatan listrik Q persatuan waktu t.
(2.1)
Satuan SI untuk arus listrik adalah coulomb/sekon atau disebut ampere (A). Gambar 2.2 menunjukkan bahwa gerak dari elektron-elektron bermuatan negatif dalam satu arah sebanding dengan aliran muatan positif. Elektron-elektron bergerak dalam arah yang berlawanan dengan arah arus. Sedangkan arah arus listrik sama dengan arah muatan listrik positif. Tippler (2001: 139) menyatakan gerak elektron bebas dalam suatu logam serupa geraknya dalam molekul-molekul gas. Ketika tidak ada arus dalam suatu penghantar elektron-elektron bergerak dengan acak dan laju yang sangat tinggi karena energi termal. Ketika ada arus, elektron-elektron memiliki sedikit kecepatan drift (alir) ditambah dengan kecepatan termal yang jauh lebih besar tapi acak. Hal itu membuat kawat penghantar arus listrik aliran lambat elektron-elektron bermuatan negatif yang dipercepat oleh medan listrik dalam kawat dan kemudian segera bertumbukan dengan atom-atom konduktor. Tippler (2001: 139) Medan listrik mengarahkan sebuah gaya (F =-eE) pada elektron-elektron dalam sebuah penghantar, tetapi gaya pada elektron tidak menghasilkan suatu percepatan netto karena elektron-elektron terus bertumbukan
27
dengan atom-atom. Efek keseluruhan dari tumbukan-tumbukan adalah untuk mengalihkan tenaga kinetik dari efek elektron-elektron bergerak menjadi tenaga getaran (vibration energy). Elektron-elektron memperoleh laju penyimpangan (drift speed) vd rata-rata konstan di dalam arah –E. Serway (2010: 360) menyatakan medan listrik memberikan gaya-gaya pada elektron-eletron konduksi dalam kawat sehingga menyebabkan elektron bergerak dalam kawat sehingga menghasilkan arus. Medan listrik diakibatkan adanya beda potensial pada ujungujung kawat konduktor. Suatu arus dalam kawat penghantar berpenampang lintang A. Misalkan n adalah jumlah partikel-partikel pembawa muatan bebas persatuan volume. Asumsi mengenai masing-masing partikel pembawa muatan q dan bergerak dengan kecepatan drift (alir) vd, dalam waktu ∆t semua partikel dalam volume adalah nAvd At, dan muatan totalnya sehingga persamaan muatannya pada persamaan 2.2. ∆Q = nAvd At
(2.2)
Jadi,arus yang mengalir dapat dirumuskan dengan persamaan 2.3 yaitu: (2.3) Medan listrik di dalam konduktor jika pada kondisi kesetimbangan elektrostatik harus nol, maka muatan-muatan bebas di dalam konduktor akan bergerak, misalkan situasi pada muatan bebas memang bergerak dalam konduktor (Tippler, 2001: 139). Artinya konduktor tidak berada pada kesetimbangan elektrostatik, arus di dalam konduktor dihasilkan oleh medan listrik di dalam konduktor ketika mendesakkan gaya pada muatan positif, dan karena arah arus merupakan arah aliran muatan positif, maka arah arus searah dengan medan listrik yang membawa arus I. Arah medan listrik dari daerah medan listrik yang memiliki potensial tinggi ke daerah potensial rendah, potensial pada titik a lebih besar dari titik b. Asumsikan bahwa ∆L cukup kecil sehingga dapat menganggap medan listrik yang melintasi segmen adalah konstan, beda potensial V antara titik a dan b pada persamaan 2.4. V= Va- Vb
(2.4)
28
Kebanyakan material, arus dalam suatu segmen kawat sebanding dengan beda potensial yang melintasi segmen. Dalam sebuah ekperimen dikenal sebagai hukum Ohm dengan konstanta kesebandingannya ditulis I/R, dengan R disebut resistansi. Gambar arus dan hambatan pada rangkaian tertutup dijelaskan pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3 Rangkaian tertutup (Tippler, 2001: 149) Hubungan antara V (tegangan) dan I (arus) berbanding lurus yaitu semakin besar tegangan maka akan semakin besar arus yang mengalir pada suatu rangkaian.
R
Gambar 2.4
Hubungan tegangan dengan kuat arus (Giancoli, 1998:68)
Grafik menunjukkan bahwa persamaan hubungan tegangan V dan arus I yaitu pada persamaan 2.5 dan 2.6 , atau
(2.5) (2.6)
29
Definisi umurn dari resistansi adalah resistansi antara dua titik ditinjau dari penurunan tegangan V antara dua titik yaitu pada persamaan 2.7 1Ω = I V/A
(2.7)
Resistansi suatu material bergantung pada panjang, luas penampang lintang, tipe material, dan temperatur. Untuk material-material yang mematuhi hukum Ohm resistansi tidak berpengaruh pada arus yaitu perbandingan V/I tidak bergantung pada I. Material penghantar ada pada kebanyakan logam disebut material ohmik. Untuk material ohmik, tegangan jatuh pada suatu segmen sebanding dengan arus: V = IR dengan R konstan Material non-ohmik, perbandingan V/I bergantung pada arus, sehingga arus tidak sebanding dengan beda potensial. Resistansi kawat penghantar diketahui sebanding dengan panjang kawat dan berbanding terbalik dengan luas penampang lintang dirumuskan pada persamaan 2.8 (2.8) Resistansi suatu material bergantung pada panjang, luas penampang lintang, tipe material, dan temperatur. Untuk material-material yang mematuhi hukum Ohm resistansi tidak berpengaruh pada arus yaitu perbandingan V/I tidak bergantung pada I. Material penghantar ada pada kebanyakan logam disebut material ohmik. Untuk material ohmik, tegangan jatuh pada suatu segmen sebanding dengan arus: V = IR dengan R konstan Konstanta kesebandingan ρ disebut resistivistik material penghantar. Satuan dari resistivistik adalah ohmmeter (Ω.m). Kawat disebut sebagai konduktor atau resistor, bergantung pada sifat yang akan ditekankan. Kebalikan dari resistivitas disebut konduktivitas (σ). Maka dapat ditentukan pada persamaan 2.9.
(2.9)
30
Konduksi listrik dan resistansi listrik memiliki bentuk yang sama seperti ∆T = IR atau R = ∆x/kA untuk konduksi termal dan resistansi termal. Untuk persamaan listrik, beda potensial V menggantikan beda temperatur ∆T dan konduktivitas listrik σ menggantikan konduktivitas termal k. Pada suhu 20°C (ρ20) bersama dengan koofisien temperatur resistivitas α, yang sebanding dengan kemiringan kurva ρ terhadap T. Resistivistik terhadap temperatur tc celcius diberikan persamaan 2.10. ρ = ρ20 [1 + α (tc- 20°C)] ρ20
(2.10)
ialah tahanan jenis pada 20 dan ρt ialah tahanan jenis pada
temperature tC. Faktor disebut koefisien temperature tahanan jenis. Dalam Gambar 2.3 tercantum koefisien temperature tahanan jenis beberapa bahan. Tahanan jenis karbon (bukan logam) turun bila temperature naik dan koefisien temperature tahanan jenisnya negative. Tahanan jenis logam campuran manganin praktis tidak kena pengaruh temperature.
ρ
ρ
Metal
T (a)
ρ
Super konduktor
Semi konduktor
T (b)
T (c)
Gambar 2.5 Perubahan tahanan jenis akibat temperature pada tiga konduktor: (a) logam biasa, (b) logam super konduktor, (c) logam semi konduktor Celcius dan temperatur absolut berbeda hanya dalam pemilihan nol, resistivistik memiliki kemiringan yang sama jika diplot terhadap tc atau T. Resistivistik dan konduktivitas bergantung pada bahan penghantar diketahui melalui Tabel 2.3.
31
Tabel 2.3 Resistivistik dan konduktivitas bergantung pada temperatur Material Perak Tembaga Aluminium Tungsten Besi Timah hitam Air raksa Nikrome Karbon Germanium Silicon (Giancoli, 2001: 105)
Resistivitas p pada suhu 20°C (Ωm) 1,6 x 10-8 1,7 x 10-8 2,8 x 10-8 5,5 x 10-8 10 x 10-8 22 x 10-8 96 x 10-8 100 x 10-8 3500 x 10-8 0,45 640
Koefisien temperatur α pada suhu 20°C (K-1) 3,8 x 10-3 3,9 x 10-3 3,9 x 10-3 4,5 x 10-3 5,0x 10-3 4,3 x 10-3 0,9x 10-3 0,4 x 10-3 -0,5 x 10-3 -4,8 x 10-2 -7,5 x 10-2
Kawat penghantar yang digunakan untuk membawa arus listrik dibuat dalam ukuran-ukuran standar. Diameter penampang lintang sirkular ditunjukkan oleh suatu nomor-nomor yang semakin tinggi menyatakan diameter semakin kecil. Resistor umumnya diberi tanda dengan pita-pita berwarna untuk menyatakan resistansi. Resistansi pada resistor ada yang dinyatakan dengan warna cincin (ring dan lingkaran) pada badan resistor. Menggunakan tabel pembaca untuk 4 cincin dan 5 cincin seperti Tabel 2.4. Tabel 2.4. Kode warna resistor Warna Angka Gelang Faktor Pengali Hitam 0 1 coklat 1 101 102 Merah 2 Jingga 3 103 Kuning 4 104 Hijau 105 5 Biru 6 106 107 Ungu 7 Abu-abu 8 108 Putih 9 109 Tidak Berwarna Perak Emas Young and Freedman (2004:952)
32
Keterangan: Gelang 1 (orange) Gelang 2 (orange) Gelang 3 (orange) Gelang 4 (Hitam) Gelang 5 (coklat) Nilai resistor ± 1% Gambar 2.6
:3 :3 :9 : 100 : 1% : 339 x 100 Ω
Nilai hambatan suatu resistor pada gelang warna (Giancolli, 2001: 69)
Warna yang tertera pada resistor Gambar 2.6 terdapat lima cincin dalam resistor. Adapun 5 cincin tersebut mengindikasikan harga resistor yang ada pada Gambar 2.5. Kode warna diketahui dengan menggunakan Tabel 2.2 mengenai kode resistor. Toleransi pada Young and Freedman (2004) menyebutkan bahwa untuk harga toleransi, tidak berwarna 20%, perak 10%, dan emas 5%. resistor Gambar 2.5 memiliki lima warna yaitu: jingga, jingga, putih, hitam dan coklat adalah 339 Ω. Deskripsi yang lebih mudah adalah: cincin pertama yaitu orange mempunyai harga 3, cincin kedua yaitu jingga mempunyai harga 3, dan cincin ketiga yaitu putih mempunyai harga 9 ketiganya dinyatakan sebesar 339. Cincin keempat yaitu hitam mempunyai harga 10° atau berharga 1, maka tidak menambahkan nol di belakang 339, sedangkan cincin kelima yaitu coklat merupakan kode untuk toleransi tidak ada (tidak diperhitungkan). Sehingga resistor di atas mempunyai nilai 339 Ω.
c. Hukum Kirchoff Metode yang diberikan pada pembahasan terkait rangkaian telah menjelaskan- bahwa rangkaian yang mengandung banyak resistor dapat disederhanakan dengan mengganti nilai hambatan ekivalen (Rseri dan Rparalel). Namun, metode tersebut masih belum cukup untuk menganalisis berbagai rangkaian sederhana lainnya. Zemansky (1986) mengungkapkan bahwa Hukum Kirchoff terdiri atas dua kaidah, yaitu: 1) kaidah titik cabang. Hasil penjumlahan aljabar tiap arus yang
33
menuju sembarang titik cabang sama dengan nol
. Kaidah pertama hanya
menyatakan bahwa tidak ada muatan yang mengumpul di titik cabang; 2) kaidah lintasan tertutup hasil penjumlahan aljabar tiap ggl dalam sembarang lintasan tertutup sama dengan hasil penjumlahan aljabar hasil kali IR dalam lintasan tertutup yang bersangkutan
.
G.R Kirchoff (1824-1887) di pertengahan abad 19 membuat suatu hukum yang dinamakan hukum Kirchoff. Hukum ini sebenarnya merupakan penerapan yang berguna dari hukum kekekalan muatan dan energi. Hukum pertama Kirchoff atau hukum titik cabang berdasarkan pada kekekalan muatan. Hukum Kirchoff menyatakan bahwa “Pada setiap titik cabang, jumlah semua arus yang memasuki cabang harus sama dengan semua arus yang meninggalkan cabang tersebut”. Secara matematis dituliskan seperti pada persamaan 2.11 (2.11) Maksudnya adalah arus yang masuk harus sama dengan arus yang keluar. Hukum titik cabang sesuai dengan hukum kekekalan muatan. Muatan yang memasuki titik cabang harus keluar tidak ada yang hilang atau diambil (Giancoli, 2001: 103).
Gambar 2.7 Ilustrasi Hukum I Kirchoff tentang titik percabangan (Giancoli, 2001: 104) Gambar 2.7, arus I1 yang mengalir melalui titik a sama dengan jumlah I2 + I3 + I4 yang mengalir keluar dari titik a. atau dapat dinyatakan I1 = I2 + I3 + I4. Hukum kedua Kirchoff atau hukum loop didasarkan pada kekekalan energi. Hukum Khirchoff menyatakan bahwa “Jumlah perubahan potensial mengelilingi lintasan tertutup pada suatu rangkaian harus sama dengan nol”. Dalam perjalanan (arus) yang melewati sebuah sumber tegangan dari terminal
34
negatif (-) menuju terminal positif (+) menimbulkan potensial, oleh karena itu tegangan tersebut akan didahutui tanda (+), begitu sebaliknya. Secara matematis dituliskan pada persamaan 2.5 yaitu: (2.12)
d. Susunan Seri dan Paralel Komponen Listrik 1) Rangkaian Seri Ketika dua atau lebih resistor dihubungkan dari ujung ke ujung seperti pada Gambar 2.8 dapat dikatakan resistor dihubungkan secara seri. Resistorresistor tersebut bisa berupa resistor biasa atau resistor komponen listrik contohnya lampu.
(a)
(b)
Gambar 2.8 (a) Rangkaian hambatan listrik disusun seri (b) Hambatan ekivalen tunggal Rek (Giancoli, 2001: 95) Muatan yang melalui R1 pada Gambar 2.8 juga akan melewati R2 dan kemudian R3. Maka arus I yang sama melewati setiap resistor (jika tidak hal ini berarti bahwa muatan terakumulasi pada beberapa titik pada rangkaian, yang tidak terjadi dalam keadaan stabil). Untuk mengukur tegangan V pada ketiga resistor, dengan mengasumsikan semua resistor yang lain pada rangkaian dapat diabaikan, dan sehingga V sama dengan tegangan baterai. Untuk menentukan besarnya V1, V2 dan V3 serta R1, R2, dan R3 dapat menggunakan hukum Ohm. Karena resistorresistor tersebut dihubungkan ujung ke ujung, kekekalan energi menyatakan bahwa tegangan total V sama dengan jumlah semua tegangan dari masing-masing resistor dapat dirumuskan pada persamaan 2.13. V=V1+ V2+ V3= IR1+ IR2+ IR3
(2.13)
35
Karena I sama maka diperoleh Persamaan 2.14 adalah: Rek = R1 + R2 + R3
(2.14)
2) Rangkaian Paralel Arus total pada rangkaian paralel yang meninggalkan baterai terbagi menjadi beberapa cabang. Maka untuk menentukan I1, I2, dan I3 serta R1, R2, dan R3 dapat menggunakan hukum Ohm. Muatan arus listrik kekal, arus yang masuk ke dalam titik cabang (kawat atau konduktor yang berbeda bertemu) harus sama dengan arus yang keluar dari titik cabang. Persamaan arus pada setiap titik percabangan yaitu pada Persamaan 2.15: (2.15)
Karena V sama maka diperoleh persamaan 2.14 adalah (2.16) Ciri-ciri rangkaian paralel, rangkaian paralel dapat digambarkan yaitu dengan membagi tegangannya sehingga gambar tersebut menjadi seperti pada Gambar 2.9.
(a)
(b)
Gambar 2.9 (a) Rangkaian hambatan listrik disusun paralel (b) Hambatan ekivalen tunggal Rek (Giancoli, 2001: 99)
e. Energi dan Daya Listrik Kerja total yang dilakukan pada sebuah muatan q yang lewat melalui elemen rangkaian sama dengan hasil kali q dengan selisih potensial Vab (kerja persatuan muatan). Jika ada Arus I dalam selang waktu dt, sejumlah muatan dQ = I dt. Kerja dW yang dilakukan pada muatan sesuai dengan persamaan 2.17.
36
dW = VabdQ = VabI dt
(2.17)
Kerja ini menyatakan energi listrik yang dipindahkan ke dalam elemen rangkaian ini. Laju perpindahan energi terhadap waktu adalah daya (P), yaitu membagi persamaan di atas dengan dt, mendapatkan laju pada bagian selebihnya dari rangkaian yang menghantar energi listrik ke elemen suatu rangkaian dengan persamaan 2.16.
(2.18) Satuan energi listrik adalah Joule (J) dan satuan SI daya listrik adalah Watt (W). f. Arus dalam Rangkaian Loop Tunggal Rangkaian loop tunggal sederhana dari Gambar 2.10 menunjukkan rangkaian yang terdiri dari baterai ideal B dengan emf sebuah resistor dengan hambatan R, dan dua kawat penghubung.
Gambar 2.10 Rangkaian loop tunggal sederhana (Haliday & Resnik, 2008:283) Pers. 2.18, P =i2R, menunjukkan bahwa pada interval waktu dt sejumlah energi yang diketahui sebesar i2R dt akan muncul dalam resistor pada Gambar 2.8 sebagai energi termal. (Karena kita menganggap kawat memiliki hambatan yang dapat diabaikan, tidak ada energi termal yang muncul di dalamnya). Selama interval yang sama, muatan dq=i dt akan bergerak melewati baterai B dan baterai akan mengerjakan usaha pada muatan seperti persamaan 2.19. dW dq dt=ξ dq=ξidt
(2.19)
37
Prinsip kekekalan energi, usaha yang dilakukan oleh baterai harus sama dengan energi termal yang terdapat di dalam resistor: Ei dt =i2R dt
dimana ξ=iR
(2.20)
emf adalah energi per satuan muatan yang ditransfer ke muatan bergerak oleh baterai. Besaran iR adalah energi per satuan muatan yang ditransfer dari muatan bergerak menuju energi termal di dalam resistor. Energi per satuan muatan yang ditransfer ke muatan bergerak sama dengan energi per satuan muatan yang ditransfer dari muatan bergerak. Penyelesaian untuk i, didapatkan persamaan 2.21.
(2.21)
Titik a dengan potensial V berjalan searah jarum jam sampai kembali ke titik a dengan mempertahankan lintasan perubahan potensial ketika bergerak. Titik awal berada pada terminal potensialrendah dari baterai. Karena baterai ideal, beda potensial diantara terminal-terminalnya sama dengan Ɛ. Jadi, ketika melewati baterai menuju terminal potensial tinggi, perubahan dalam potensial adalah +Ɛ. Karena melintasi titik a, loop yang menyeluruh untuk perubahan potensial sepanjang lintasan, harus sama dengan potensial akhir yaitu: Va+Ɛ-iR=Va
(2.22)
Nilai Va dihilangkan dari persamaan ini sehingga menjadi
Ɛ –iR= 0
(2.23)
Aturan loop untuk melintasi keseluruhan perjalanan yang berlawanan arah putaran jarum jam di sekitar rangkaian yaitu:
- Ɛ +iR= 0
(2.24)
g. Rangkaian Multiloop Gambar 2.11 memperlihatkan sebuah rangkaian lebih dari satu loop. Terdapat dua penghubung dalam rangkaian ini, pada b dan d. Cabang-cabang tersebut adalah cabang cabang kanan (bcd), dan cabang tengah (bad).
38
Gambar.2.11 Rangkaian multiloop (Haliday & Resnik, 2008:283) Muatan datang menuju penghubung d melalui arus masuk i1 dan i3, dan keluar melalui arus keluar i2; tidak ada peningkatan atau penurunan muatan pada penghubung tersebut. Kondisi ini berarti bahwa i1 + i3 = i2
(2.23)
Penjumlahan arus yang memasuki sembarang penghubung harus sama dengan penjumlahan arus yang meninggalkan penghubung tersebut. Aturan ini sering disebut aturan penghubung Kirchoff (atau hukum arus Kirchoff). Hukum ini merupakan pernyataan sederhana tentang kekekalan muatan untuk aliran muatan tidak ada penambahan ataupun penurunan muatan pada penghubung, untuk menyelesaikan rangkaian kompleks adalah aturan loop (berdasarkan kekekalan energi) dan aturan penghubung (berdasarkan kekekalan muatan). Dalam rangkaian pada Gambar 28.7, Arah loop sebelah kiri (bad) dalam arah berlawanan putaran jarum jam dan titik b maka:
Ɛ1-i1R1+i3R3 =0
(2.24)
Arah loop sebelah kanan dalam arah berlawanan putaran jarum jam dari titik b maka: –i3R3 –i2R2 –Ɛ2=0
(2.25)
Jika menggunakan aturan loop pada loop besar (abcda), akan diperoleh (dengan menggerakkan berlawanan arah putaran jarum jam dari b) persamaan:
Ɛ1–i1R1 –i2R2 –Ɛ2=0
(2.26)
39
B. Kajian Penelitian yang Relevan 1.
Penelitian Suma (2010) menyimpulkan pembelajaran berbasis inkuiri lebih efektif dalam menin gkatkan penguasaan konten fisika dan kemampuan penalaran mahasiswa calon guru. Penelitian dan pengembangan ini mengembangkan modul berbasis inkuiri terbimbing pada pokok bahasan listrik dinamis sehingga dapat meningkatkan prestasi belajar siswa.
2.
Penelitian Sunarno (2010) mengemukakan bahwa pembelajaran dengan metode inkuiri terbimbing dan metode eksperimen ditinjau dari sikap ilmiah dan kemampuan menggunakan alat ukur terhadap prestasi belajar memberikan pengaruh yang signifikan, khususnya materi suhu dan kalor. Dari rerata uji lanjut yang diperoleh metode inkuiri terbimbing lebih baik dari pada metode eksperimen. Oleh karena itu untuk meningkatkan prestasi belajar fisika dapat dilakukan melalui pembelajaran dengan metode inkuiri yang dilengkapi alat-alat ukur yang sesuai.
3.
Penelitian Jannah (2012) mengemukakan bahwa penemuan konsep dengan bimbingan guru akan membantu siswa mempermudah dan memahami konsep dan prinsip hasil temuan siswa, karena siswa dilatih untuk menggunakan kemampuan untuk menyelidiki secara sistematis, kritis, logis, dan analitis sehingga siswa mampu merumuskan sendiri pengetahuan yang diperoleh. Dengan perangkat pembelajaran berorientasi inkuiri terbimbing dapat meningkatkan penguasaan konsep IPA.
4.
Penelitian Yuniyanti (2012) merekomendasikan penggunaan media modul sebagai media pembelajaran dalam upaya untuk meningkatkan motivasi belajar siswa. Penelitian dan pengembangan ini, mengembangkan modul berbasis inkuiri terbimbing pada konsep listrik dinamis, sehingga menumbuhkan motivasi siswa untuk membaca dan mempelajari modul.
5.
Penelitian Saputra (2012) mengemukakan bahwa hasil belajar siswa ranah kognitif, afektif, dan psikomotorik pada siswa kelas VIII-F SMP Negeri 5 Surakarta tahun pelajaran 2011/2012 dapat ditingkatkan dengan penerapan strategi pembelajaran guided inquiry. Modul, yang dikembangkan dalam penelitian dan pengembangan ini berbasis inkuiri terbimbing, sehingga
40
penerapan modul berbasis inkuiri terbimbing pada pokok bahasan listrik dinamis untuk SMA/MA kelas X dalam pembelajaran dapat meningkatkan hasil belajar siswa. 6.
Penelitian Musfiroh (2012) mengemukakan bahwa dalam menyusun modul untuk menggunakan kalimat yang tidak terlalu panjang dan menyajikan gambar yang mendukung isi modul. Modul berbasis inkuiri terbimbing pada pokok bahasan listrik dinamis untuk SMA/MA kelas X dikembangkan dengan menambahkan gambar yang mendukung isi materi. Kegiatan pembelajaran dengan memberi tugas secara kelompok dalam eksperimen yang membuat siswa aktif mengerjakannya. Modul yang dikembangkan dalam penelitian dan pengembangan ini adalah modal berbasis inkuiri terbimbing pada pokok bahasan listrik dinamis, sehingga siswa dapat lebih aktif dalam kegiatan pembelajaran.
7.
Penelitian Sugiyanto (2013) mengemukakan bahwa dalam penyusunan modul berbasis Inkuiri menggunakan kalimat yang mampu membuat siswa aktif dalam proses penemuan konsep dalam proses pembelajaran. Selain itu multimedia juga memotivasi semangat siswa dalam pembelajaran di kelas. Sehingga pengembangan modul yang disertai dengan multimedia sangat mendukung dalam efektivitas pembelajaran.
8.
Penelitian Wulandari (2013) mengemukakan bahwa pencapaian hasil berfikir kritis siswa sebagai kemampuan berpikir tingkat tinggi dapat diperoleh dengan melalui pembelajaran SETS, dari hasil penelitian menunjukkan peningkatan signifikan, siswa merespon positif terhadap bahan ajar yang dikembangkan.
9.
Penelitian White (1999) menyimpulkan bahwa dengan inkuiri pembelajaran dapat menjadi efektif karena siswa terlibat secara langsung dalam penemuan suatu konsep. Cara ini menyebabkan siswa dapat mengembangkan teori yang sudah siswa dapat dan memungkinkan mengembangkan kemampuan kognitif mereka. Modul yang dikembangkan melalui penelitian dan pengembangan ini merupakan modul berbasis inkuiri terbimbing, sehingga penerapan modul
41
dalam pembelajaran mendorong siswa terlibat secara langsung dalam menemukan konsep. 10. Penelitian Suk Cho, et al (2000) mengemukakan, bahwa dengan modul inkuiri terbimbing dapat meningkatkan prestasi belajar siswa. Modul inkuiri terbimbing dapat membuat siswa aktif dalam kegiatan belajar siswa. Penelitian dan pengembangan ini mengembangkan modul berbasis inkuiri terbimbing, sehingga prestasi belajar siswa meningkat. 11. Penelitian Arjen et al (2002) terkait dengan keberlanjutan pendidikan tingkat tinggi dan kemampuan berbicara menuju kemampuan berpikir kritis serta pembelajaran bermakna, dalam penelitian ini mengeksplorasi kualitas pendidikan yang bertujuan memiliki pandangan emansipasi yang berkaitan dengan keberlanjutan dari pendidikan tingkat tinggi. 12. Orhan
Akinoglu
(2008)
berkaitan
dengan
penerapan
pembelajaran
berdasarkan inkuiri pada sudut pandang ilmu pendidikan. Guru sebagai fasilitator dan mendorong siswa untuk melakukan prediksi terhadap fenomena
alam
serta
melakukan
penyelidikan
untuk
memecahkan
permasalahan. 13. Penelitian Schwarz (2009) tentang penggunaan model inkuiri terbimbing dalam pengajaran. Hasil penelitian mengemukakan bahwa inkuiri terbimbing dapat membantu siswa dalam mengembangkan pemahaman tentang materi pelajaran. Modul yang dikembangkan melalui penelitian dan pengembangan ini merupakan modul berbasis inkuiri terbimbing. Penerapan modul berbasis inkuiri
terbimbing
pembelajaran
dalam
inkuiri,
pembelajaran
sehingga
dapat
mendukung membantu
terlaksananya siswa
dalam
mengembangkan materi pelajaran.
C. Kerangka Berpikir Berdasarkan latar belakang dan kajian teori yang telah diuraikan diatas dapat disusun kerangka pemikiran. Bahwa pembelajaran fisika dengan menggunakan modul merupakan salah satu model implementasi kurikulum yang diharapkan
dapat
diimplementasikan
di
SMA/MA.
Bentuk
bahan
ajar
42
dikembangkan berupa Pengembangan Modul Fisika SMA/MA Kelas X Berbasis Inkuiri Terbimbing pada Listrik Dinamis untuk Meningkatkan Kemampuan Berpikir Kritis Siswa yang terdiri dari 1 SK dan 3 KD. Pengembangan modul fisika berbasis inkuiri terbimbing ini melatih siswa untuk melakukan penemuan-penemuan terkait dengan fenomena sehari-sehari sesuai materi yang diajarkan melalui rumusan masalah dan mencari jawaban sementara dari rumusan masalah tersebut. Siswa melakukan eksperimen untuk membuktikan apakah rumusan masalah dan hipotesis yang dibuat mereka telah sesuai. Uji kompetensi dilakukan untuk menguji sejauh mana kemampuan berpikir kritis siswa dalam memecahkan persoalan dan menguasai hasil belajar yang telah dicapai melalui pembelajaran menggunakan modul inkuiri terbimbing.
belum digunakannya pembelajaran fisika berbasis inkuiri terbimbing untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa
Bahan ajar yang dikembangkan adalah Modul Fisika SMA/MA Kelas X Berbasis Inkuiri Terbimbing pada Listrik Dinamis untuk Meningkatkan Kemampuan Berpikir Kritis Siswa yang telah direncanakan dan dirancang sesuai sintaks-sintaks yang diintegrasikan dengan indikator berpikir kritis
Gambar 2.12. Skema Kerangka Berfikir
