Jurnal EduBio Tropika, Volume 1, Nomor 1, Oktober 2013, hlm. 1-60
Chumidach Roini Dosen Prodi Pendidikan Biologi, Jurusan Pendidikan MIPA, FKIP Universitas Khairun, Ternate, Maluku Utara Korespondensi:
[email protected]
ORGANISASI KONSEP GENETIKA PADA BUKU BIOLOGI SMA KELAS XII ABSTRAK: Penelitian ini bertujuan mengungkap organisasi konsep genetika yang tertuang pada buku biologi SMA kelas XII yang dijual di pasar atau toko buku, yang menjadi pegangan mengajar bagi guru serta pegangan belajar bagi siswa SMA di kota Ternate. Organisasi konsep genetika dengan pendekatan sejarah berakibat pada sulitnya konsep-konsep genetika untuk dapat dipahami. Kesulitan pemahaman terhadap konsep genetika dapat melahirkan miskonsepsi. Penelitian ini dilakukan dengan metode kualitatif. Analisis terhadap hasil penelitian dilakukan secara deskriptif kualitatif. Data yang diperoleh dari penelitian adalah bentuk pengorganisasian konsep genetika oleh penulis buku biologi yang dipakai sebagai pegangan belajar siswa SMA kelas XII dan pegangan guru biologi dalam mengajar genetika, yaitu sebanyak 14 buku (terbitan lima tahun terakhir). Buku-buku tersebut ditulis oleh penulis berbeda, namun penerbit dan tahun terbit ada yang sama. Keempat belas buku biologi SMA kelas XII yang dijaring melalui penelitian ini diketahui bahwa materi genetika pada seluruh buku tersebut tidak disajikan menggunakan pendekatan konsep, namun menggunakan pendekatan sejarah. Konsep-konsep genetika pada buku tersebut disajikan ke dalam tiga konsep utama, yaitu: a) substansi hereditas dan reproduksi sel; b) hereditas; dan c) mutasi. Konsep-konsep genetika hendaknya direorganisasi menjadi tujuh konsep utama yang kesemuanya mengkaji tetang materi genetik. Ketujuh konsep utama tersebut, yaitu: a) pengertian dan ruang lingkup genetika; b) materi genetik; c) reproduksi materi genetik; d) ekspresi atau kerja materi genetik; e) perubahan materi genetik; f) perekayasaan materi genetik; dan g) keberadaan materi genetik dalam populasi. Kata Kunci: organisasi konsep genetika, buku biologi SMA kelas XII
GENETIC ORGANIZATION OF CONCEPTS CONTAINED IN THE BOOK HIGH SCHOOL BIOLOGY CLASS XII ABSTRACT: This study aims to uncover the genetic organization of concepts contained in the book high school biology class XII are sold in the market or book store , which became a handle grip for teachers and learning for high school students in the town of Ternate . Organization of genetic concepts with historical approach resulted in the difficulty of genetic concepts to be understood . Difficulty understanding of genetics concepts can deliver misconception . This research was conducted with qualitative methods . Analysis of the results of a qualitative descriptive study was conducted . Data obtained from the study is biology book used as a handle class XII student learning and high school biology teachers handle the teaching of genetics , as many as 14 books ( published last five years ) . The books are written by different authors , publisher and date of publication but there is the same and some are different . The fourteen high school biology books class XII are captured through this research it is known that the genetic material is presented throughout the book does not use the concept of the approach , but using a historical approach . Genetics concepts in the book is presented in three main concepts , namely : a) the substance of heredity and reproduction of cells , b ) heredity , and c ) mutations . Genetics concepts should be reorganized into seven key concepts which all neighbor examines genetic material . The seven main concepts , namely : a) the definition and scope of genetics , b ) genetic material , c ) the reproduction of genetic material d ) the expression of genetic material or labor ; e ) changes in the genetic material ; f ) engineering of genetic material , and g ) the existence of genetic material in the population. Keywords: organizational concepts of genetics , high school biology class XII book
PENDAHULUAN Genetika merupakan konsep/materi sains yang penting untuk diajarkan di sekolah. Dinyatakan oleh Th. Dobzhansky dalam Ayala & Kinger (1984) bahwa “Nothing in biology is understandable except the light of genetics. Genetics is the core biological science”. Genetika menjadi dasar bagi pengembangan ilmu biologi maupun ilmu lain yang terkait dengan biologi. Konsep-konsep genetika umumnya dianggap bersifat abstrak sehingga sulit untuk dipahami (Corebima, 2009) baik oleh guru maupun siswa. Materi genetika juga bersifat esoterik (Tsui & Treagust, 2003)
karena meliputi obyek-obyek yang bersifat mikroskopik dan proses-prosesnya di luar kehidupan sehari-hari siswa. Penyajian konsep genetika hendaknya tidak menggunakan pendekatan sejarah, namun menggunakan pendekatan konsep agar konsepnya mudah dipahami (Corebima, 2009). Konsep-konsep genetika direorganisasi sehingga menimbukan pemahaman yang utuh atau komprehensif dan memunculkan kerangka konseptual yang jelas. Dinyatakan oleh Lewis, et al. (2000a, b, c) dan Marbach-Ad (2001) dalam Chattopadhyay (2005) bahwa cara penyajian dan proses penyampaian konsep genetika
Organisasi Konsep Genetika pada Buku Biologi SMA Kelas XII
1
“terkotak” dan “tanpa memberikan kerangka kerja konseptual”; konsep yang satu dengan yang lain tidak bersambungan dan tidak membentuk hirarki yang mudah dipahami. Kenyataan tersebut menyebabkan kesulitan pemahaman terhadap konsep genetika yang akhirnya dapat melahirkan miskonsepsi atau kesalahan pemahaman terhadap konsep. METODE Penelitian ini dilakukan menggunakan metode kualitatif. Tujuan Penelitian ini adalah mengungkap organisasi konsep-konsep genetika yang tertuang pada buku biologi SMA kelas XII (terbitan lima tahun terakhir dan ber-ISBN). Buku biologi tersebut dijual di pasar atau toko buku dan menjadi pegangan belajar bagi siswa serta pegangan mengajar bagi guru biologi SMA di kota Ternate, dan tidak menutup kemungkinan digunakan pula oleh guru biologi dan siswa SMA di seluruh Indonesia. Penelitian dilakukan selama 4 (empat) bulan, yaitu mulai Nopember 2010 hingga Pebruari 2011. Pengambilan data dilakukan pada seluruh SMA negeri maupun swasta di kota Ternate. Data yang terkumpul dianalisis secara deskriptif berdasarkan organisasi konsep genetika menurut Corebima (2010). Organisasi konsep genetika yang dimaksud adalah konsep genetika dikelompokkan menjadi tujuh konsep utama, yaitu: a) pengertian dan ruang lingkup genetika; b) materi genetik; c) reproduksi materi genetik; d) ekspresi atau kerja materi genetik; e) perubahan materi genetik; f) perekayasaan materi genetik; dan g) keberadaan materi genetik dalam populasi. Penelitian dilakukan melalui langkah-langkah sebagai berikut: a) observasi pada SMA se-kota Ternate untuk mendapatkan data buku biologi yang digunakan sebagai pegangan belajar siswa dan mengajar guru biologi. Kegiatan ini dilakukan menggunakan angket untuk diisi oleh guru dan perwakilan siswa kelas XII IPA. Angket berisi tentang: a) judul, penulis, penerbit, dan tahun terbit buku; b) koleksi buku biologi SMA yang ditemukan sebagai pegangan belajar siswa maupun mengajar guru dari pasar ataupun toko buku; c) analisis organisasi konsep genetika yang disajikan dalam buku biologi SMA kelas XII; d) mereorganisasi jika konsep-konsep genetika yang disajikan dalam buku biologi tersebut masih menggunakan pendekatan sejarah (bukan pendekatan konsep); e) pembahasan berdasarkan reorganisasi konsep genetika yang diusulkan.
mengajar genetika, yaitu sebanyak 14 buku (terbitan lima tahun terakhir dan ber-ISBN). Buku-buku tersebut ditulis oleh penulis berbeda, namun penerbit dan tahun terbit ada yang sama dan ada pula yang berbeda. Keempat belas buku biologi SMA kelas XII yang dijaring melalui penelitian ini diketahui bahwa materi genetika pada seluruh buku tersebut tidak disajikan menggunakan pendekatan konsep, namun menggunakan pendekatan sejarah. Konsep-konsep genetika pada buku tersebut disajikan ke dalam tiga konsep utama, yaitu: a) substansi hereditas dan reproduksi sel; b) hereditas; dan c) mutasi. Materi ajar genetika pada buku biologi kelas XII yang menjadi pegangan siswa ataupun guru biologi tidak disajikan menggunakan pendekatan konsep, namun menggunakan pendekatan sejarah. Pembahasan tentang organisasi konsep genetika pada penelitian ini ditinjau dari dua sudut pandang, yaitu: a) konsep umum genetika dan organisasinya; b) hirarki konsep dan hubungan antarkonsep.
Konsep Umum Genetika dan Organisasinya Pembahasan dilakukan dengan mengkaji isi buku ajar biologi SMA kelas XII (terbitan lima tahun terakhir) yang dijual di pasar ataupun toko buku. Jika dibandingkan dengan pengelompokan konsep genetika menurut Corebima (2010), maka studi dokumentasi terhadap isi buku biologi yang dijual di pasar atau toko buku diketahui bahwa konsep-konsep genetika hanya terdiri dari tiga konsep utama, yaitu: a) substansi hereditas dan reproduksi sel; b) hereditas; dan c) mutasi. Penyajian ketiga konsep tersebut sebenarnya hanya sebagian kecil dari konsep-konsep yang dipelajari dalam genetika berpendekatan konsep. Konsep genetika semestinya direorganisasi ke dalam tujuh konsep utama berdasarkan keilmuan (Corebima, 2010), yaitu seluruhnya mengkaji tentang materi genetik. Secara rinci genetika mengkaji: a) pengertian genetika dan ruang lingkupnya; b) struktur materi genetik, meliputi: DNA (yang terletak pada inti, mitokondria, kloroplas, virus, bakteri, plasmid, episom, dan elemen transposable), dan RNA; c) reproduksi materi genetik, pada sel eukariotik meliputi: replikasi DNA, reproduksi sel, dan Mendelian inheritance; d) kerja materi genetik, meliputi: transkripsi, modifikasi pascatranskripsi, translasi, interaksi kerja gen, kontrol kerja gen pada eukariotik; e) perubahan materi genetik, meliputi: mutasi, dan rekombinasi; f) keberadaan materi genetik dalam populasi; dan f) perekayasaan materi genetik. Pengertian genetika tersebut menurut Corebima (2008) dirumuskan atas dasar hasil pengelompokan substansi semenjak era J. G. Mendel hingga era masa HASIL DAN PEMBAHASAN kini. Pengertian tersebut juga menunjukkan bahwa kajian Pada penelitian ini diperoleh data tentang jumlah yang dianut adalah pendekatan substansi atau pendekatan buku biologi yang dipakai sebagai pegangan belajar material, dan bukan pendekatan sejarah seperti yang siswa SMA kelas XII dan pegangan guru biologi dalam kebanyakan dianut oleh buku-buku genetika.
2
Roini
Penyajian konsep genetika klasik dan genetika Mendel yang merupakan penyajian materi berpendekatan sejarah berpotensi menimbulkan miskonsepsi. Nusantari (2012) melaporkan temuan miskonsepsi pada buku ajar genetika. Konsep yang diidentifikasi terjadi miskonsepsi adalah pengertian dan ruang lingkup genetika masih klasik (pengaruh Mendel), alela dan lokus sebagai tempat atau ruang gen, sifat dominan dan resesif sebagai sifat utama gen, pewarisan Mendel sebagai pola warisan utama pada makhluk hidup, struktur gen dan kromosom.
genetik yang strukturnya terdiri dari asam nukleat. Demikian pula penyajian konsep “gen mengendalikan proses metabolisme” juga tidak tepat. Konsep yang benar adalah gen mengekspresikan sifatnya melalui proses transkripsi, modifikasi pascatranskripsi, dan translasi untuk menghasilkan produk berupa polipeptida atau protein. Produk tersebut selanjutnya digunakan untuk proses-proses biokimiawi baik yang terjadi pada tingkat gen sendiri hingga tingkat sel (tubuh makhluk hidup). Proses metabolisme hanyalah salah satu proses biokimiawi yang terjadi di dalam sel (tubuh makhluk Hirarki Konsep dan Hubungan Antarkonsep Genetika hidup). Konsep tentang “kromosom” yang terdiri dari Hirarki konsep genetika secara umum maupun “protein dan DNA” juga tidak benar. Kajian tentang pada setiap bab/subbab buku biologi SMA kelaS XII kromosom menurut Corebima (2008) seharusnya adalah sebagai pegangan guru maupun siswa ditemukan kromosom selengkapnya, yaitu yang dimiliki oleh tumpang tindih dan terdapat miskonsepsi. Sebuah kelompok makhluk hidup aseluler (virus/fag), seluler konsep penting disajikan lebih dari satu kali dalam prokariot, dan seluler eukariot. Penyajian konsep yang sebuah peta konsep. Kesulitan pemahaman terhadap demikian menimbulkan miskonsepsi dan sulit untuk konsep dan kekaburan hubungan antarkonsep dapat dapat dipahami maknanya secara komprehensif. ditimbulkan oleh gaya penyajian tersebut. Organisasi konsep yang ditampilkan oleh peta Konsep tentang substansi hereditas di dalam buku pada Gambar 1 juga tidak jelas dan tumpang tindih. biologi SMA kelas II juga ditemukan dengan organisasi Pernyataan tersebut dibuktikan dengan disajikannya konsep yang tidak jelas pada beberapa buku. Tampilan konsep tentang reproduksi sel yang terdiri dari amitosis, peta konsep tersebut disajikan pada Gambar 1. mitosis, dan meiosis, semestinya tidak masuk ke dalam
Gambar 1. Peta Konsep Substansi Hereditas (Priadi, 2009).
Peta konsep pada Gambar 1 terlihat bahwa peta konsep tidak dibubuhkan arah tanda panah. Konsep tentang reproduksi materi genetik tidak diberikan frasa atau kalimat penghubung. Tampilan peta konsep yang demikian menyebabkan hubungan antarkonsep tidak dapat dipahami dengan jelas. Konsep-konsep genetika yang disajikan pada Gambar 1 juga ditampilkan tidak memiliki pola, terpotong-potong, dan antara konsep satu dengan yang lain tidak terdapat kerangka konsep yang jelas. Pernyataan tersebut dibuktikan dengan dipisahnya antara kromosom, gen, dan asam nukleat. Menurut Corebima (2008) baik gen maupun kromosom adalah materi
konsep substansi hereditas namun lebih cocok pada reproduksi materi genetik. Demikian pula DNA, disajikan dua kali sebagai bagian dari kromosom maupun asam nukleat. Pernyataan tersebut dapat dimaknai keliru yaitu terdapat dua macam DNA, terdiri dari DNA sebagai penyusun kromosom dan DNA sebagai penyusun asam nukleat. Penyajian konsep DNA semestinya hanya satu kali saja pada sebuah peta konsep agar tidak menimbulkan pemahaman yang salah. Organisasi konsep yang tidak jelas serta miskonsepsi juga ditemukan pada konsep tentang hereditas. Gambar 2 berikut merupakan tampilan peta konsep tersebut.
Organisasi Konsep Genetika pada Buku Biologi SMA Kelas XII
3
Gambar 2. Peta Konsep Tentang Hereditas (Priadi, 2009)
Diperlihatkan oleh Gambar 2 bahwa konsep genetika disajikan menggunakan pendekatan sejarah dan bukan pendekatan konsep. Konsep diuraikan berdasarkan urutan waktu kemunculannya, yaitu terkait dengan pewarisan sifat dari induk kepada keturunannya (hereditas). Pewarisan sifat tersebut diperkenalkan oleh Mendel melalui percobaannya dengan menggunakan kacang ercis, hingga akhirnya ditemukan kesimpulan yang dikenal hukum Mendel I dan hukum Mendel II. Terkait dengan sejarah penemuan hukum Mendel I dan hukum Mendel II, dinyatakan oleh Corebima (1997b) bahwa selama percobaannya, strain-strain disilangkan oleh J. G. Mendel hingga mendapatkan generasi kedua (F2). Ciri-ciri yang muncul direkam frekuensinya agar proporsi ciri-ciri tersebut dapat diungkap. Akhirnya usahanya tersebut memungkinkan ditemukannya hukum pemisahan bebas dan hukum pilihan bebas. Pada saat ini hukum pemisahan bebas dan hukum pilihan bebas dikenal dengan nama hukum Mendel I dan hukum Mendel II. Hubungan antarkonsep genetika yang tidak jelas juga ditunjukkan melalui Gambar 2 yaitu tidak dibubuhkannya arah tanda panah. Konsep tentang hereditas dipahami hanya terjadi pada persilangan monohibrid dan dihibrid, sedangkan persilangan dengan tiga sifat beda atau lebih tidak dimasukkan dalam cakupan materi tentang hereditas. Konsep tentang hereditas juga ditampilkan hanya dapat dipelajari melalui eksperimen. Pemahaman tersebut terkait dengan pemaparan materi genetika berpendekatan sejarah. Hereditas seakan-akan jauh dari kehidupan sehari-hari dan hanya terjadi pada persilangan kacang ercis yang pernah dilakukan Mendel. Persilangan monohibrid menghasilkan hukum Mendel I, dan dihibrid
4
Roini
menghasilkan hukum Mendel II. Pernyataan konsep tersebut termasuk miskonsepsi. Menurut Corebima (1997b), hukum Mendel I dan hukum Mendel II terjadi pada persilangan monohibrid, dihibrid, trihibrid, maupun polihibrid. Berdasarkan Gambar 2 dapat pula dipahami bahwa penyimpangan semu hukum Mendel hanya terjadi pada persilangan monohibrid dan dihibrid. Pernyataan tersebut jelas merupakan bentuk miskonsepsi karena berapapun sifat beda pada sebuah persilangan, semua memiliki peluang untuk terjadi penyimpangan semu. Organisasi konsep yang disajikan pada Gambar 2 kacau dan tidak terdapat kerangka konseptual yang jelas. Pernyataan tersebut dibuktikan dengan dikelompokkannya “pindah silang”, “penentuan jenis kelamin”, dan “penggolongan darah” pada konsep hereditas. Konsep yang benar adalah pindah silang menurut Corebima (2002) dikelompokkan pada konsep perubahan materi genetik, yaitu termasuk subkonsep dari rekombinasi materi genetik. Penentuan jenis kelamin menurut Corebima (1997a) dikelompokkan pada konsep ekspresi atau kerja materi genetik, yaitu termasuk pada subkonsep ekspresi fenotip makhluk hidup. Penggolongan darah jika dikaji dari adanya alel ganda yang disebabkan oleh mutasi maka semestinya dikelompokkan pada konsep perubahan materi genetik, yaitu subkonsep mutasi. Penggolongan darah jika ditinjau dari struktur gen yang mengalami mutasi maka semestinya dikelompokkan pada konsep tentang materi genetik, yaitu subkonsep stuktur DNA atau struktur gen. Konsep-konsep genetika semestinya disusun menggunakan pendekatan konsep, yaitu disusun atas dasar ketujuh konsep utama genetika yang dilaporkan Corebima (2010). Ketujuh konsep tersebut cukup dikembangkan lima konsep untuk materi ajar genetika
SMA, yaitu pengertian genetika dan ruang lingkupnya, materi genetik, reproduksi materi genetik, ekspresi atau kerja materi genetik, dan perubahan materi genetik. Kelima konsep utama tersebut saling terkait yang disajikan dengan peta konsep. Konsep penting dalam genetika diidentifikasi dan dimasukkan ke dalam salah satu dari kelima konsep utama. Konsep-konsep yang telah diletakkan pada konsep utama tersebut kemudian disusun dari yang umum menuju ke yang khusus. Konsep juga dihubungkan antara konsep satu dengan yang lain dengan dibubuhkan tanda panah serta diberikan frasa atau kalimat penghubung. Cara pembuatan peta konsep tersebut selaras dengan ciri-ciri peta konsep yang dilaporkan Dahar (1988: 153). Penyajian konsep-konsep genetika dengan peta konsep, yaitu berupa gambar dua dimensi, dapat memperjelas hubungan antarkonsep. Penyajian demikian merupakan cara yang baik bagi siswa untuk memahami dan mengingat sejumlah informasi baru (Arends, 2007), dan dapat membedakan belajar bermakna dari belajar tanpa memperlihatkan hubungan antara konsep-konsep (Dahar, 1988).
SIMPULAN Simpulan dari hasil analisis terhadap organisasi konsep genetika pada buku biologi SMA kelas XII (terbitan lima tahun terakhir) adalah: a) konsep genetika tidak disajikan menggunakan pendekatan konsep, namun pendekatan sejarah; b) konsep genetika yang disajikan menggunakan pendekatan sejarah berciri bahwa konsepkonsep genetika diawali dengan hereditas, kemudian dilanjutkan konsep lain, dan diakhiri dengan mutasi; c) konsep genetika yang disajikan menggunakan pendekatan konsep berciri materi genetika direorganisasi menjadi tujuh konsep utama yang kesemuanya mengkaji tentang materi genetik, yaitu: a) pengertian dan ruang lingkup genetika; b) materi genetik; c) reproduksi materi genetik; d) ekspresi atau kerja materi genetik; e) perubahan materi genetik; f) perekayasaan materi genetik; dan g) keberadaan materi genetik dalam populasi.
DAFTAR RUJUKAN Arends, R. I. 2007. Learning to Teach. Seventh edition. New York: McGraw Hill Companies, Inc. Terjemahan Helly Prajitno Soetjipto dan Sri Mulyantini Soetjipto. 2008. Cetakan I. Yogyakarta: Pustaka Pelajar. Ayala, F. J. & Kinger, J. A. 1984. Modern of Genetics. Menlo Prk California: The Benjamin/cummings Publishing Company, Inc. Berg, E. V. D. 1991. Miskonsepsi Fisika dan Remediasi. Salatiga: Universitas Kristen Satya Wacana. Chattopadhyay, A. 2005. Understanding of Genetic Information in Higher Secondary Students in Northeast India and the Implications for Genetics Education. Cell Biol Educ. 2005; 4(1): 97–104. Corebima, A. D. 1997a. Genetika Kelamin. Surabaya: Airlangga University press. Corebima, A. D. 1997b. Genetika Mendel. Surabaya: Airlangga University Press. Corebima, A. D. 2002. Genetika Kerja Gen. Diktat Kuliah. Jurusan Biologi. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Malang: Universitas Negeri Malang. Corebima, A. D. 2008. Materi Genetik. Pelatihan Materi Biologi Genetika SMA/MA. Malang: Universitas Negeri Malang. Corebima, D. 2009. Pengalaman Berupaya menjadi Guru Profesional. Pidato Pengukuhan Guru Besar dalam Bidang Genetika pada Fakultas MIPA Universitas Negeri Malang, Malang, 30 Juli.
Corebima, D. 2010. Pendekatan Baru Genetika dari Pendekatan Sejarah ke Pendekatan Konsep. Makalah disajikan pada Seminar Nasional MIPA Universitas Negeri Malang, Malang, 13 Oktober. Dahar, R. W. 1989. Teori-teori Belajar. Jakarta: Erlangga. Ibrahim, M. 2012. Konsep, Miskonsepsi dan Cara Pembelajarannya. Surabaya: Unesa University Press. Novak, J. D. & Gowin, D. B. 1984. Learning How to Learn. Cambridge: Cambridge University Press, p. 1-25. Nusantari. 2012. Kajian Miskonsepsi Genetika dan Perbaikannya Melalui Perubahan Struktur Didaktik Bahan Ajar Genetika Berpendekatan Konsep di Perguruan Tinggi. Disertasi tidak diterbitkan. Malang: Program Pascasarjana Universitas Malang. Priadi, A. 2009. Biologi 3 for Senior High School Year XII. Bandung: Yudhistira. Tsui, C. Y., & Treagust, D. F. 2003. Learning Genetics with Computer Dragon. Journal of Biological Education.2003 2 (37), p. 96-98. Wikipedia. 2012. Concept. Dimodifikasi pada 13 November 2012, (Online), (http://en.wikipedia. org/wiki/Concept), diakses 17 Nopember 2010.
Organisasi Konsep Genetika pada Buku Biologi SMA Kelas XII
5
