PROSIDING PROSIDING JILID 1 SEMINAR NASIONAL. Jilid 1 MIPA DAN PEMBELAJARAN 2012 SEMINAR NASIONAL PERAN MIPA DAN PEMBELAJARAN MENUJU REVITALISASI

Jilid 1

SEMINAR NASIONAL MIPA DAN PEMBELAJARAN 2012

PROSIDING

PERAN MIPA DAN PEMBELAJARAN MENUJU REVITALISASI KARAKTER BANGSA DI ERA GLOBALISASI

MIPA dan PEMBELAJARAN

JILID 1 SEMINAR NASIONAL

PROSIDING

ISBN: 978 - 602 - 97895 - 6 - 0

PROSIDING ISBN 978-602-97895-6-0

SEMINAR NASIONAL MIPA DAN PEMBELAJARAN 2012 FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MALANG 13 Oktober 2012

JILID 1 Halaman 1-433

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0

HALAMAN HAK CIPTA SEMINAR NASIONAL MIPA DAN PEMBELAJARAN 2012 FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MALANG 13 Oktober 2012

Tim Editor:  Dr. Subanji (Pendidikan Matematika)  Santi Irawati, Ph.D. (Matematika)  Dr. Lia Yuliati (Pendidikan Fisika)  Nandang Mufti, Ph.D. (Fisika)  Muntholib, M.Si. (Pendidikan Kimia)  Suryani Wonorahardjo, Ph.D. (Kimia)  Prof. Dr. Mimien H.I. Al-Muhdhar (Pendidikan Biologi)  Dr. Umie Lestari (Biologi)  Prayitno, M.Pd. (Pendidikan IPA)  Sri Rahayu, Ph.D. (Lesson Study) Layout:  Muntholib  Eli Hendrik Sanjaya  Endang Pratiwi  Putut Widjanarko

Diterbitkan Oleh: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Malang

ISBN 978-602-97895-6-0 Perpustakaan Nasional: Katalog Dalam Terbitan (KDT)

Hak Cipta © 2012 Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Malang

PENDAHULUAN

i


PERSONALIA SEMINAR NASIONAL MIPA DAN PEMBELAJARAN 2012 FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MALANG 13 Oktober 2012

Steering Committee:  Prof. Dr. Suparno, Rektor Universitas Negeri Malang  Prof. Dr. Arif Hidayat, Dekan FMIPA Universitas Negeri Malang  Prof. Dr. Subandi, Wakil Dekan I FMIPA Universitas Negeri Malang  Dr. Makbul Muhsar, Ketua Jurusan Matematika FMIPA Universitas Negeri Malang  Dr. Markus Diantoro, Ketua Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Malang  Dr. Sutrisno, Ketua Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Malang  Dr. Abdul Gafur, Ketua Jurusan Biologi FMIPA Universitas Negeri Malang  Dra. Sri Rahayu, M.Ed., Ph.D., Koordinator Prodi Pendidikan IPA FMIPA Universitas Negeri Malang Organizing Committee: Ketua Sekretaris Bendahara Sie Kesekretariatan Sie Makalah dan Prosiding Sie Persidangan Sie Perlengkapan Sie Konsumsi

PENDAHULUAN

: Prof. Dr. Muhammad Amin : Dra. Sri Rahayu, M.Ed., Ph.D. : Dra. Hayuni R. Widarti, M.Si. : Dr. Munzil, Dr. Ibrohim : Muntholib, M.Si. : Dr. Fatchur Rohman : Dr. Aman Santoso : Nuning Wulandari, M.Si.

ii


KATA PENGANTAR Alhamdulillah, segala puji dan syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT bahwa Prosiding hasil-hasil SEMINAR NASIONAL MIPA DAN PEMBELAJARAN 2012 dengan thema “Peran MIPA dan Pembelajaran Menuju Revitalisasi Karakter Bangsa di Era Globalisasi” dapat diselesaikan dengan baik. Seminar ini merupakan fusi dari dua seminar nasional yang sudah rutin diselenggarakan oleh Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Malang, yaitu Seminar Nasional MIPA dan Pembelajarannya dan Seminar Nasional Lesson Study. Dengan demikian seminar ini merupakan babak baru kegiatan akademik rutin FMIPA UM pada tahun-tahun yang akan datang. Telah mafhum bahwa Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Malang merupakkan perintis pengembangan Lesson Study di Indonesia bersama dua FMIPA LPTK yang lain, yaitu FMIPA Universitas Pendidikan Indonesia Bandung dan FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta. Dan telah diketahui pula bahwa implementasi Lesson Study di lembaga pendidikan telah meningkatkan kualitas pembelajaran, melahirkan keterbukaan sesama civitas academica serta melahirkan rasa saling asah, asih dan asuh. Kondisi ini sangat penting untuk memacu prestasi belajar siswa dan menumbuhkan rasa kasih sayang civitas academica yang dapat mencegah terjadinya perkelahihan antar pelajar. Di samping sumbangan positif meningkatkan kesejahteraan masyarakat, pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi khususnya bidang matematika, fisika, kimia, biologi dan bidang sains lainya di era global ini juga memberikatan implikasi negatif yang mengkhawatirkan. Pada kondisi ini para saintis dan para pembelajar matematika dan sain memiliki tanggungjawab moral untuk meminimalkan kekhawatiran itu. Ilmuwan matematika-sains dan ilmuwan pendidikan matematika-sain diharapkan terus-menerus mengarahkan pengembangan keilmuwannya dengan mengedepankan perilaku berkarakter peserta didik dan bertanggung jawab terhadap ketercapaian kompetensi ditinjau dari sudut perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, sosiokultural, moral, agama, dan lingkungan. Dengan demikian, pembelajar matematika dan sains juga perlu dan harus terus-menerus belajar untuk memperluas wawasan ilmiahnya. Bersama dengan para pengajar bidang yang lain, para pembelajar bidang matematika dan sains dituntut untuk menyiapkan generasi masa depan yang kritis, kreatif dan inovatif, mandiri, bertanggung jawab serta memiliki karakter yang tangguh dan berdaya saing tinggi. Hal ini dapat dicapai melalui pengembangan keilmuan secara berkelanjutan dan implementasi pembelajarannya secara tepat dan berhasil guna. Prosiding ini merupakan wahana interaksi akademis dan pertukaran informasi dari hasil penelitian, pengalaman dan gagasan di bidang MIPA dan pembelajarannya serta bidang kependidikan lainnya dalam semangat saling asah, asih dan asuh dalam wadah lesson study untuk menyikapi tantangan masa depan. Selain itu, juga untuk mewadahi hasil-hasil program PG-MIPABI (Pendidikan Guru MIPA Bertaraf Internasional) yang pada tahun ini memasuki tahun ke-4 yang sumbangsihnya banyak diharapkan oleh pendidikan dasar, menengah maupun pendidikan tinggi. Ucapan terima kasih disampaikan kepada pihak-pihak yang telah mendukung terlaksananya seminar ini, baik langsung maupun tidak, seperti Ditjen PMPTK, JICA-PELITA, dan jajaran pimpinan Universitas Negeri Malang. Akhirnya, semoga hasil-hasil yang dirumuskan dalam prosiding ini dapat memberi inspirasi dan manfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan dan pembangunan insan Indonesia yang berkarakter dalam menghadapi lajunya perkembangan arus globalisasi... Salam, Ketua Panitia

PENDAHULUAN

iii


DAFTAR ISI

HALAMAN HAK CIPTA ...................................................................................................... PERSONALIA ......................................................................................................................... KATA PENGANTAR .............................................................................................................. DAFTAR ISI ............................................................................................................................ SESI PLENO ........................................................................................................................... 1. THE NANO-PLATINUM-CATALYTIC CONVERTER FOR CARS IN CHEMICAL EDUCATION ...................................................................................................................... Hans D. Barke and E. Daoutsali .......................................................................................... 2. REVITALISASI PENDIDIKAN KARAKTER MELALUI PEMBELAJARAN MIPA DI KELAS ................................................................................................................................ Sa’dun Akbar ....................................................................................................................... SESI PARALEL MATEMATIKA ........................................................................................ 3. PEMBERIAN SCAFFOLDING DALAM PEMBELAJARAN MATEMATIKA BERDASARKAN PROSES BERPIKIR SISWA ............................................................... Anik Sujiati .......................................................................................................................... 4. MENINGKATKAN KEMAMPUAN BERPIKIR KREATIF MATEMATIKA MELALUI PEMBELAJARAN MODEL TREFFINGER................................................... Anna Siswati ........................................................................................................................ 5. MENINGKATKAN MOTIVASI BELAJAR SISWA DALAM PEMBELAJARAN MATEMATIKA MELALUI KETERAMPILAN PENGELOLAAN KELAS ................... Edy Nurfalah........................................................................................................................ 6. BEBAN KOGNITIF SISWA SMP KELAS VII DALAM PEMBELAJARAN MATEMATIKA BILINGUAL ........................................................................................... Isbadar Nursit ...................................................................................................................... 7. MASALAH KONTEKSTUAL DALAM KALKULUS ..................................................... Lathiful Anwar .................................................................................................................... 8. PEMODELAN TEORI GRAPH UNTUK PERMASALAHAN OPTIMALISASI SISTEM LALU LINTAS .................................................................................................... Sapti Wahyuningsih ............................................................................................................. 9. SIFAT PENGURANGAN DUA HIMPUNAN TERUKUR ............................................... Sukoriyanto .......................................................................................................................... 10. KEMAMPUAN BERPIKIR KRITIS MATEMATIS MAHASISWA PGMIPABI UNIVERSITAS TADULAKO ............................................................................................ Sutji Rochaminah.................................................................................................................

PENDAHULUAN

i ii iii iv 1 2 2 7 7 18 19 19 29 29 38 38 46 46 62 62 69 69 78 78 82 82

iv


PROFIL PEMECAHAN MASALAH TRIGONOMETRI SISWA SMA DITINJAU DARI KEMAMPUAN MATEMATIKA ............................................................................ Tanti Nawangsari ................................................................................................................. 12. SCAFFOLDING SEBAGAI STRATEGI PEMBELAJARAN MATEMATIKA BAGI ANAK BERGAYA KOGNITIF IMPULSIF ATAU REFLEKTIF .................................... Warli .................................................................................................................................... 13. HUBUNGAN MOTIVASI KERJA DAN KESEJAHTERAAN TERHADAP KINERJA GURU MATEMATIKA SEKOLAH MENENGAH PERTAMA ..................................... Hj. Zetriuslita dan Reni Wahyuni ........................................................................................ 14. MENINGKATKAN HASIL BELAJAR MATEMATIKA SISWA MELALUI PENERAPAN MODEL PEMBELAJARAN KOOPERATIF DENGAN METODE COURSE REVIEW HOREY ................................................................................................. Hj.Zetriuslita1) dan Tika Wahyuni2) ..................................................................................... SESI PARALEL FISIKA ....................................................................................................... 15. PENGEMBANGAN MODUL ASTRONOMI BERBASIS INTEGRASI INTERKONEKSI DENGAN TEMA PENGUKURAN ARAH KIBLAT MENGGUNAKAN AZIMUTH MATAHARI ................................................................... Ahmad Adib Rofiuddin1, Winarti2, dan Iwan Kuswidi3 ...................................................... 16. PEMODELAN KEBERADAAN TANAH BERONGGA DENGAN MENGGUNAKAN METODE GEOLISTRIK .................................................................................................... Burhan Indriawan ................................................................................................................ 17. RAGAM PEMAHAMAN MAHASISWA TENTANG PERAMBATAN PULSA GELOMBANG PADA TALI .............................................................................................. Endang Purwaningsih .......................................................................................................... 18. PENGARUH PADUAN PEMBELAJARAN AKTIF DAN PROBLEM SOLVING TERHADAP PEMAHAMAN KONSEP DAN KEMAMPUAN PEMECAHAN MASALAH PADA MATAKULIAH FISIKA MODERN ................................................. Hartatiek dan Yudyanto ....................................................................................................... 19. PEMBELAJARAN KOOPERATIF DENGAN STRATEGI METAKOGNITIF DAN PENGARUHNYA TERHADAP KETERAMPILAN SOSIAL, KEMAMPUAN METAKOGNITIF DAN PEMECAHAN MASALAH FISIKA BAGI SISWA SMA ....... Heny Sulistyaningrum ......................................................................................................... 20. CRI SEBAGAI PENDETEKSI KARAKTERISTIK KONSEPSI SAINS SISWA ............ I Made Mariawan................................................................................................................. 21. PENINGKATAN KETERAMPILAN PROSES SAINS MELALUI PENERAPAN KEMAMPUAN INTERPRETASI PENGGUNAAN ALAT UKUR DALAM EKSPERIMEN FISIKA ...................................................................................................... Izaak H Wenno .................................................................................................................... 22. AUTHENTIC LEARNING UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN BERPIKIR KRITIS CALON GURU FISIKA ....................................................................................... Muhammad Nur Hudha1), Lia Yuliati2), dan Dwi Haryoto2) ................................................ 23. SINTESIS SILIKON KARBIDA (SiC) DARI SILIKA SEKAM PADI DENGAN MENGGUNAKAN METODE SOL GEL .......................................................................... Kusuma Wardhani Mas’udah1), Abdulloh Fuad2), Mailinda Ayu Hana Margareta3), dan Siti Alfiah Ilmiawati3) .......................................................................................................... 11.

PENDAHULUAN

86 86 94 94 104 104

112 112 120

121 121 128 128 140 140

150 150

156 156 167 167

174 174 180 180 187 187

v

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 24.

25.

26.

27.

28.

29.

AUTHENTIC PROBLEM BASED LEARNING UNTUK MENINGKATKAN HASIL BELAJAR FISIKA SISWA SMA .......................................................................................

193

Lia Yuliati ............................................................................................................................

193

FASE KRISTALIN DAN DIELEKTRISITAS BERDASAR WARNA PADA BATUAN PIRIT DAN KALKOPIRIT DARI DAERAH TULUNGAGUNG...................................

201

Markus Diantoro, Nurul Dzakiya, Nasikhudin, Ahmad Taufiq, dan Abdulloh Fuad ..........

201

FUNGSIONALISASI PASIR BESI LOKAL SEBAGAI BAHAN MAGNETIK BAFE12O19 DAN NANOPARTIKEL FE3O4 YANG DIBUNGKUS KARBON ...................................

214

Nandang Mufti, Feni Aqidatul Ilmi, An Nafiqi Frandicha W., Yudyanto, dan Markus Diantoro ..................................................................................................................

214

OPTIMALISASI RELEVANSI KURIKULUM BERBASIS KARAKTER MELALUI PEMBUATAN VIDEO PEMBELAJARAN BERBASIS METODE KONFLIK KOGNITIF .

221

Purbo Suwasono ..................................................................................................................

221

PENGEMBANGAN MODEL PERKULIAHAN HYBRID ON-LINE UNTUK MENUNJANG MATAKULIAH PENELITIAN PENDIDIKAN FISIKA .........................

227

Sentot Kusairi dan Sujito .....................................................................................................

227

PENERAPAN TOTALLY POSITIVE TEACHING MODEL UNTUK MENUMBUHKAN KARAKTER TANGGUNGJAWAB DAN KEJUJURAN, MENINGKATKAN AKTIVITAS BERBAHASA INGGRIS, DAN HASIL BELAJAR KOGNITIF FISIKA MATEMATIKA I

235

Sulur.....................................................................................................................................

235

PENGARUH MODEL PEMBELAJARAN BERBASIS MASALAH TERHADAP PENGUASAAN KONSEP FISIKA DITINJAU DARI KETERAMPILAN GENERIK SAINS CALON GURU IPA ............................................................................................... Sumarjono ............................................................................................................................ 31. PENGEMBANGAN MEDIA TUTORIAL INTERAKTIF PEMROGRAMAN DELPHI UNTUK PEMULA PADA MATAKULIAH DASAR-DASAR KOMPUTER .................. Daeng Achmad Suaidi dan Khusaini ................................................................................... 32. PROFIL KOMPETENSI FISIKA CALON GURU SMA DI TIGA LPTK JAWA TIMUR Supriyono Koes H................................................................................................................ SESI PARALEL KIMIA ......................................................................................................... 33. SINTESIS BIODIESEL DARI MINYAK JARAK PAGAR (JATROPHA CURCAS L.) DENGAN KATALIS HETEROGEN CaO DAN MgO DENGAN GELOMBANG MIKRO .. Aman Santoso ...................................................................................................................... 34. KONSEP MOL: KESULITAN SISWA DAN TANTANGANNYA MOLE CONCEPT: STUDENTS’ DIFFICULTIES AND THE CHALLENGE ................................................. Indriyanti, N.Y1,2 dan Barke, H-D1 ...................................................................................... 35. PERBEDAAN ANTARA PEMBELAJARAN BERBASIS INKUIRI DENGAN PEMBELAJARAN BERBASIS MASALAH DALAM PEMBELAJARAN KIMIA ........ Muntholib, Muhammad Su’aidy, Ida Bagus Suryadharma, dan Tri Maryami .................... 36. PENGGUNAAN MODEL PEMBELAJARAN STAD DAN PROBLEM POSING SECARA VARIATIF UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PROSES DAN HASIL BELAJAR KIMIA .................................................................................................................................. Parlan1 dan Dewi Ambarwati2 ............................................................................................. 30.

PENDAHULUAN

241 241 251 251 260 260 269 270 270 279 279 285 285

294 294

vi


PENGARUH PENERAPAN STRATEGI PEMBELAJARAN DAUR BELAJAR 6FPEMBENTUKAN SOAL TERHADAP HASIL BELAJAR PADA MATERI HIDROLISIS GARAM .............................................................................................................................. Reny Eka Evi Susanti1, Srini M Iskandar2, dan Siti Marfu’ah2 ........................................... 38. PEMANFAATAN MEDIA INTERAKTIF LABORATORIUM VIRTUAL SEBAGAI ALTERNATIF WAHANA PENGEMBANGAN BERFIKIR KRITIS MENUJU GREEN CHEMISTRY ........................................................................................................................ Ririn Eva Hidayati ............................................................................................................... 39. PENERAPAN PEMBELAJARAN KOOPERATIF TIPE TAI (TEAM ASSISTED INDIVIDUALIZATION) UNTUK MENINGKATKAN KETERAMPILAN KOMUNIKASI SISWA ................................................................................................................................. Sri Mulyani .......................................................................................................................... 40. KAJIAN FENOMENOGRAFI: PEMAHAMAN SISWA SMA TENTANG KONSEP IKATAN IONIK dan Ikatan Kovalen ................................................................................. Sri Rahayu, Iffatul Muna dan Prayitno ................................................................................ 41. PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI EDIBLE FILM DARI PATI UBI KAYU ADIRA-4 DENGAN PLASTICIZER SORBITOL DAN GLISEROL ............................... 1) Sumari, 2)Erliana Ginting, dan Dayu Senoaji ANP ........................................................... 42. FORMULASI BIOINSEKTISIDA DAN UJI EFIKASI SEMILAPANG DARI EKSTRAK KLOROFORM KULIT BATANG TUMBUHAN BAKAU DAUN BESAR (Bruguiera gymnorrhiza Lamk.) (RHIZHOPORACEAE) .................................................................... Uni Nur Madinah dan Tukiran ............................................................................................ 43. SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS DARI GARAM KOBALT(II) KLORIDA DENGAN LIGAN KUINOLINA (QUIN) DAN 8HIDROKSIKUINOLINA (OXINE) .................................................................................... I Wayan Dasna dan Eny Dian Puspitasari ........................................................................... 44. SPEKTRA VIBRASI DAN SIFAT-SIFAT TERMODINAMIKA KOMPLEKS Mn+-12C4.... Yahmin ................................................................................................................................ SESI PARALEL BIOLOGI .................................................................................................... 45. VARIASI GENETIK KERBAU LOKAL (BUBALUS BUBALIS) LOMBOK TENGAH, NUSA TENGGARA BARAT BERBASIS MIKROSATELIT .......................................... Akhmad Sukri1, Moh. Amin2, Aris Winaya3, Siti Imroatul Maslikah2 ................................ 46. ISOLASI DAN KARAKTERISASI BAKTERI SELULOLITIK PADA SERASAH TUMBUHAN DI KAWASAN TAMAN HUTAN RAYA R. SOERJO KOTA BATU, DAN PROSPEKNYA SEBAGAI BIOKOMPOSER ................................................................... Azzara Hanie, Sitoresmi Prabaningtyas, dan Endang Suarsini............................................ 47. AKTIVITAS ANTIOKSIDAN SENYAWA BIOAKTIF DARI EKSTRAK TEMUGIRING (Curcuma Heyneana VAL & VAN ZIJP) ........................................................................... Betty Lukiati ........................................................................................................................ 48. SEL GERMINAL TUBULUS SEMINIFERUS TESTIS TIKUS PUTIH (RATTUS NORVEGICUS) YANG DIINDUKSI STREPTOZOTOCIN ............................................. Cicilia Novi Primiani ........................................................................................................... 49. IDENTIFIKASI SPESIES KATAK DI UNIVERSITAS NEGERI MALANG BERDASARKAN MORFOLOGI DAN DNA BARCODING ............................................ Dian Ratri Wulandari, Ibrohim, dan Dwi Listyorini ........................................................... 37.

PENDAHULUAN

303 303

308 308

317 317 323 323 337 337

346 346

352 352 359 359 364 365 365

374 374 382 382 388 388 395 395

vii

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 50. POTENSI GENISTEIN (4', 5, 7-TRIHYDROXY ISOFLAVONE) TERHADAP KUALITAS

SPERMATOZOA MENCIT (MUS MUSCULUS) GALUR BALB/C ............................... Ervina Wijayanti1, Nursasi Handayani2, dan Umie Lestari2 ................................................ 51. PENGEMBANGAN TESAURUS ELEKTRONIK EKOLOGI ......................................... Fatchur Rohman dan Mimien Henie Irawati Al Muhdhar ................................................... 52. ISOLASI GEN ACYLTRANSFERASE (AT3) DARI CAPSICUM FRUTESCENSE CV. CAKRA HIJAU ................................................................................................................... Habibi, M.1, Sulasmi, E.S.2, & Listyorini, D.2 ..................................................................... 53. STRATEGI RQA DALAM PERKULIAHAN GENETIKA BERBASIS METAKOGNITIF DAN RETENSI ................................................................................................................... Herry Sumampouw ..............................................................................................................

402 402 410 410

PENDAHULUAN

viii

418 418 423 423


SESI PLENO

SESI PLENO

1


THE NANO-PLATINUM-CATALYTIC CONVERTER FOR CARS IN CHEMICAL EDUCATION Hans D. Barke and E. Daoutsali

Institute of Chemistry Didactics University of Muenster, Germany Corresponding autor: [email protected]. Since a decade we have in many areas of our life a lot of products and applications which are based on nanotechnology: the dirt-repellend tablecloth with Lotus-effect, hart paints for cars, sun protection with UV-filter, tooth paste, the mobile phone with OLED display. All these substances and phenomena have their origin in nanotechnology - nearly every science is working for nano material and creates many new products. Because the understanding of nanotechnology will be more and more important for the future, it is meaningful to teach students at school and university and to introduce into nanotechnologie or nanochemistry during school time. The area of nano cluster, which consist of a special number of atoms, can be vizualized by the „Chemical Triangle“ of JOHNSTONE (figure 1).

Fig. 1: The chemical triangle of Johnstone [1], next to it a changed scheme. This triangle (figure. 1, left scheme) describes three levels of reflection: the macroscopic level of substances and their properties, the submicroscopic level of chemical structures built of atoms, ions or molecules, and the formal level of chemical symbols like formulae, equations and calculations [2]. Between the submicroscopic and the macroscopic level, there is another area: the area of nano clusters or nano structures (figure 1, right scheme). The idea of nanotechnology: 

Small clusters of atoms between the submicro- und macro level

Submicro level Ex. One Au atom

Au1

Mesoscopic level nano clusters (1-100nm) cluster of many Au atoms

Au55 and Au13

Macro level golden ring

Au(infinitiv)

Fig. 2: Au-nanocluster between the submicro level and the macroscopic level [3]

SESI PLENO

2


If we start with a single gold atom (figure 2) we know that it is built up of a nucleus and a special number of electrons: the gold atom has no properties of a gold crystal (submicro level). The well known properties of gold appear when we take an arrangement of about 1018 Au atoms: the visible crystal has the cubic face-centered crystal structure and the properties of gold (macro level). Between the crystal and the single atom there exist special clusters of 13 Au atoms and 55 Au atoms [4]: Au13 und Au55. They have other properties than the gold crystal, we can call this level of reflection the “mesoscopic level” (figure 2). It is impossible to explain these properties – they are mostly optical and magnetical phenomena which can be interpreted only by quantum mechanic effects. Therefore nanotechnology cannot be introduced in chemical education as a new topic. But we may take a common topic of the chemistry curriculum and may connect that topic with examples of nano chemistry. It is possible to take the catalysis which is an important content of every chemistry curriculum and to introduce the catalytic converter for purifying the exhaust gases of cars. Even though the converter is known in Europe since the eighties nearly no one knows that there are platinum nano particles for catalyzing the reaction of exhaust gases into harmless substances. They have the function like all nano particles to deliver a big surface: the smaller the particles the bigger the total surface. On this surface of platinum nano particles CO molecules and NO molecules react to CO2 molecules and N2 molecules. Goals of empirical research We planned a three-week topic according to the catalytic converter with the introduction of platinum nano clusters. The lectures have been conducted in different classes of grade 9, 10 and 11. Before the instruction we constructed a questionnaire and asked students of grade 11 about their knowledge and misconceptions [5] according to nanotechnology and nano phenomena. The sample consisted of 116 students, 70 boys and 46 girls. The first results prove that many students know nanotechnology as a new science, that they connect nano products with microchips and computer chips, with “very tiny objects of physics and chemistry”. 75 % of the students marked “no” to the question whether nano particles are to be seen with the naked eye, 5 % have the opinion that they must be visible „because if you work with nano particles you have to see them“. The question concerning their self assessment 43 % oft the students point out that they know nothing about nanotechnology, only 1 % knows something about it. The question concerning the surface-to-volume ratio by the comparison of sugar crystals and icing sugar is answered positively by 84 %. Lectures according to the nano-catalytic converter For this topic, students of the 9th or 10th grade must have enough knowledge about the properties of air, the different gases and their percentage in air, the role of oxygen for the combustion and about the gaseous combustion products like water vapor and carbon dioxide. The harmful gases like carbon monoxide and nitrogen oxides will be in the center of the topic and students should get information concerning the role oft the catalytic converter to reduce the poisonous gases in the exhaust fumes (figure 3). A questionnaire relating to the function of the converter shows that most students have the misconception that the converter is like a filter, or the converter collects and stores the harmful gases. For conducting a successful conceptual change, we took a real car converter from the Mercedes company and let the students look through the tiny pipes which are necessary to let the exhaust gases pass to the air outside the car. Now the students asked how the poisonous gases can be changed into harmless gases – and are motivated to follow the lessons. So we demonstrated how hydrogen is reacting with small platinum crystals on the surface of quartz wool: hydrogen gas ignites and reacts with oxygen of the air. For explanation we pointed out that H2 molecules are separated into H atoms on the surface of platinum, and these H atoms react with O2 molecules to form H2O molecules. Platinum works as a catalyst.

SESI PLENO

3


We even took a „Doebereiner fire lighter“, showed how it works with zinc and sulfuric acid to produce hydrogen, which reacts with platinum on quartz and ignites a wooden splint (figure 4). We told the story of the year 1820 when the German chemist DOEBEREINER offered this new lighter to the famous German poet GOETHE, who was very pleased to avoid standing up to pick up fire from the chimney to ignite his cigar.

Construction of a car catalyst

Fig. 3: Construction of a catalytic converter for cars On the surface of platinum crystals the same reaction takes place like in the inner catalytic converter of cars: carbon monoxide reacts to carbon dioxide because the O2 molecules are split in the presence of platinum into O atoms, and CO molecules react to CO2 molecules. NO molecules are separated into N atoms and O atoms, N atoms react to N2 molecules.

Fig. 4: Doeberreiner lighter. SESI PLENO

4


For visualization we created model drawings which show the reaction on the surface of platinum crystals, students even built related molecular models (figure 5).

The catalyst reaction 2 CO + O2  2 CO2 on the surface of platinum crystals 2 CO + O2

O2 molecules are splitted into atoms

2 CO2

CO2 molecules are formed

Fig. 5: Structural model of the catalyst reaction [6] We also demonstrated an experiment with the model of a converter. We took the exhaust fumes of a cold started car and filled two syringes. With the first one we proved with a CO-test tube (Draeger company, Germany) that there is poisonous carbon monoxide in that exhaust gas (2 Vol %). After that we took the second syringe, heated the converter in quartz-glass tube and pressed the exhaust gas over the red glowing platinum-quartz mixture into a third syringe. With the colorless gas in the third syringe we did the same CO-test: no carbon monoxide could be stated. The students have been very surprised and could grab the big meaning of car converters for our life. To optimize those reactions the total surface of platinum must be very big. With a new Mazda-Patent [7] the scientists could reach two goals: 1. with nano clusters of the very small size of 1 – 10 nm the total platinum surface can increase dramatically, 2. the amount of needed platinum decreases, and so the costs of a converter. After discussing the great meaning of nano platinum clusters for the catalytic converter, the students worked with different experimental nano boxes. The NanoSchoolBox offers a few experiments for the following nano phenomena [8]: - Lotus effects on leaves of certain plants, specially the lotos leaves, - production of a hydrophobic surface on wood or textiles by a special solution, - protection against fire and burning wood or paper, - layers on glass which conduct electricity by indium-tin oxide, - photokatalysis with titanium dioxide, - ferrofluids in the magnetic field, - gold colloids and Tyndall effects CONCLUSION At the end of the topic we asked the students about their interest concerning exhaust-gas catalysis and Nanotechnology. Regarding the exhaust-gas catalysis we did a pre- and a post-test. More than half of the students in grade 9 and 10 got good understanding of the catalysis and the surface area-to-volume

SESI PLENO

5


ratio by taking smaller and smaller particles, by taking platinum nano clusters. Some students did not give up their “filter-function imagination” of the car converter. Concerning their interest with regard to the nano-experimental sets students answered very different: some like to see the phenomena, others don’t care about. Mostly students have not much to do by these kind of experiments: they see a drop running from the Lotus-leave surface, they take a magnet and observe the attraction of the ferrofluids, etc. In comparison with the mixed interest related to nano experiments the interest for the function of catalytic converters of our cars was very high: students felt that they learn for their life – and grabbed the idea of nano particles by the way! LITERATURE [1] A. H. Johnstone, Teaching of chemistry - logical or psychological? CERAPIE 1 (2000), 9. [2] H.-D. Barke, G. Harsch, S. Schmid: Essentials of Chemical Education. Berlin, Heidelberg 2012 (Springer) [3] E. Daoutsali: Der Nano-Autoabgaskatalysator im Chemieun-terricht. Dissertation. Muenster 2011 (Schueling) [4] G. A. Ozin, A. C. Arsenault, L. Cademartiri: Nanochemistry: a chemical approach to nanomaterials, RSC Publishing, 2009 [5] H.-D. Barke, A. Hazari, S. Yitbarek: Misconceptions in Chemistry. Berlin, Heidelberg 2009 (Springer) [6] G. Ertl (Nobelprize 2007): Heterogeneous catalysis on atomic scale. J. Molecular Catalysis 2002, 5-16 [7] USA Patent 7 605 108 B2 (Oct. 20, 2009). [8] NanoSchoolBox, Conatex (Rombachstr. 65, 66539 Neuenkirchen, Germany), 2008.

SESI PLENO

6


REVITALISASI PENDIDIKAN KARAKTER MELALUI PEMBELAJARAN MIPA DI KELAS Sa’dun Akbar Universitas Negeri Malang Abstrak: Pendidikan pada dasarnya adalah bantuan untuk menjadikan murid menjadi seorang manusia yang berkepribadian secara utuh. Pribadi utuh, diantaranya, dinyatakan dengan hadirnya nilai-nilai simbolik, empirik, etik, estetik, sinnoetik, dan sinoptik pada diri seseorang, nilai-nilai tersebut menjadi kekuatan hidup batinnya yang menjilma menjadi perbuatan lahirnya. Nilai-nilai yang bersifat batiniah mengendalikan perbuatan lahiriahnya. Secara langsung (dari sisi substansial--content) pembelajaran MIPA berupaya menghadirkan nilainilai empirik (penghargaan teori) MIPA pada diri murid dan kaum terpelajar, agar mereka mau menggunakan teori-teori MIPA dalam hidupnya. Secara tidak langsung pembelajaran MIPA dapat juga menghadirkan nilai-nilai simbolik, estetik, etik, sinnoetik, dan sinoptik. Pembelajaran MIPA diantaranya dapat dilakukan secara klasikal. Untuk itu ketika pembelajaran MIPA dilakukan secara klasikal yang berorientasi pada pendidikan karakter maka prinsip-prinsip dan metodologi pembelajaran karakter selayaknya diimplementasikan dalam pembelajaran di kelas-kelas MIPA. Kata Kunci: Pendidikan Karakter, MIPA.

PERSOALAN MIPA DAN KARAKTER BANGSA Masalah karakter bangsa menjadi perbincangan yang sangat hangat. Hangat, karena berbagai gejala munculnya karakter warga bangsa dengan gejala-gejala terjadinya proses dehumanisasi (pengkikisan kemanusiawian manusia) dalam realitas kehidupan keseharian. Terjadinya dehumanisasi itu tampak dari begitu banyak manusia yang terasing dengan: Tuhannya, sesama, lingkungan hidupnya, bangsa dan negaranya, dan dengan dirinya sendiri. Begitu banyak warga bangsa (manusia) yang berkomunikasi dengan manusia dan bangsa lain dengan komunikasi (melalui lisan, tulisan, isyarat, dan bahasa tubuh) yang kurang santun. Berbicara keras-keras, memotong pembicaraan orang lain ketika orang lain sedang berbicara, memaki-maki, mempermalukan seseorang di depan orang lain, dan berbagai macamperilaku mekanik lainnya. dll. Tulisan-tilisan tangan yang jelek yang memusingkan orang lain ketika orang lain membacanya. Pemanfaatkan facebook dengan bahasa-bahasa tulis yang kurang pantas untuk konsumsi publik. Penggunaan isyarat dan bahasa tubuh yang menggambarkan ancaman-ancaman yang menegangkan, penampilan gambar-gambar porno untuk konsumsi publik, dll. Begitu banyak kaum terpelajar yang kurang mau menggunakan kebenaran-kebenaran teori yang dipelajari di sekolah-sekolah dan perguruan tinggi dalam menjalani kehidupannya. Begitu banyak orang-orang yang mengetahui secara teoretik bahwa: melalui kajian Biologi “merokok dapat menyebabkan kangker, mematikan, dan mengganggu orang di sekelingnya, dimakruhkan/diharamkan oleh agama, akan tetapi masih begitu banyak kaum terpelajar yang merokok”; Banyak terpelajar yang tahu bahwa “Sampah--kotor dapat menyebabkan penyakit namun masih suka membuang sampah sembarangan”. Begitu banyak orang-orang terpelajar yang mempelajari Kimia yang tahu bahwa “zat pewarna makanan, vitsin penyedap rasa, zat pengawet makanan, sayur/buah berpestisida dapat mengancam kesehatan konsumennya namun begitu banyak kaum terpelajar yang menyukai dan mengkonsumsinya sehari-hari”. Begitu banyak anakanak kita yang mempelajari IPA bahwa “empat sehat lima sempurna adalah makanan seimbang SESI PLENO

7


dan terbaik, namun, dalam penyediaan dan pemilihan menu makanan sehari-hari kurang memperdulikan makanan yang seimbang—empat sehat lima sempurna itu”. Begitu banyak developer-developer bangunan dan orang-orang terpelajar pembangun rumah/kantor dll yang mempelajari Fisika mengetahui hukum gravitasi bahwa “jika benda tidak disangga atau jika ada material mletik maka akan jatuh dan dapat menjatuhi orang-orang disekitar bangunan itu, namun, mereka kurang memperdulikan pentingnya rajut pengaman agar orang-orang disekitarnya tidak terancam-kecelakaan”. Begitu banyak juga kaum terpelajar yang mempelajari Matematika namun kurang menghargai pentingnya berfikir dan berlaku dengan “tepat, cermat, hati-hati, rasional, sistematis, jujur, dan kurang menghargai aturan dan keteraturan”. Begitu banyak kaum terpelajar yang mempelajari MIPA tetapi kurang menggunakan pola pikir secara ilmiah dalam mengatasi berbagai persoalan hidupnya padahal dalam praktik pembelajaran MIPA begitu lekat dengan proses-proses berpikir ilmiah. Dalam perspektif yang lebih luas, lahirnya perilaku-perilaku yang digambarkan di atas dapat berakibat pada lemahnya karakter bangsa dengan gejala-gejala: ceroboh, kurang patuh pada peraturan, jorok, sembrono, kurang amanah, korup, mekanik-mudah terpengaruh dengan kekuatan eksternal, menganiaya diri sendiri, dan sebagainya. Lemahnya karakter bangsa tersebut tentunya disebabkan oleh banyak faktor yang sangat kompleks, tidak semata-semata kesalahan pembelajaran MIPA, tetapi kegagalan pembelajaran MIPA diduga ikut mempengaruhi lemahnya karakter bangsa itu. Pembelajaran MIPA diduga ikut andil karena Pendidik MIPA (tidak semua lah) secara langsung (content) kurang mampu menghadirkan (menginternalisasikan) nilai-nilai empirik (teoriteori MIPA) pada diri murid-murid nya, dan secara tidak langsung (metodologis) kurang menerapkan prinsip-prinsip pembelajaran nilai dan karakter dalam proses pembelajarannya. Terkait dengan persoalan di atas, dipandang perlu untuk menyajikan persoalan-persoalan: (1) Landasan Filosofis Revitalisasi Pendidikan Karakter melalui MIPA; (2) Hakekat, Paradigma, dan Prinsip-Prinsip Pendidikan Karakter; (3) Strategi Implementasi Pendidikan Karakter dalam Satuan Pendidikan; (4) Pembelajaran Karakter melalui Pembelajaran MIPA di Kelas—yang didalamnya mencakup bagaimana guru-guru MIPA memandang murid-muridnya, perumusan tujuan pembelajaran MIPA yang berorientasi pada pendidikan karakter, pengelolaan kelas MIPA yang berorientasi pada pendidikan karakter, prinsip-prinsip metodologis pembelajaran MIPA untuk pendidikan karakter, pemanfaatan sumber dan media pembelajaran MIPA untuk pendidikan karakter, dan asesesmen dan evaluasi pembelajaran MIPA bermuatan pendidikan karakter. LANDASAN FILOSOFIS REVITALISASI PENDIDIKAN KARAKTER MELALUI MIPA Revitalisasi pendidikan karakter melalui MIPA adalah upaya yang dilakukan untuk menghidupkan kembali praktik pendidikan karakter melalui Matematika dan IPA. Sebelum ada gerakan pendidikan karakter belakangan ini (2010-an) di berbagai lembaga pendidikan termasuk di sekolah-sekolah di negeri ini, sebenarnya, sudah melakukan pendidikan karakter dalam praktik pendidikan sehari-hari di berbagai lembaga pendidikan. Dengan semakin melemahnya karakter bangsa sebagaimana diuraikan pada persoalan karakter bangsa di atas, maka tumbuh kesadaran baru bahwa “jangan-jangan ada yang salah dalam praktik pembelajaran yang terjadi pada lembagalembaga pendidikan selama ini termasuk pembelajaran MIPA”. Karena adanya dugaan terjadinya kesalahan dalam praktik pendidikan dan pembelajaran, maka, akhir-akhir ini Kemendiknas melakukan Revitalisasi (menghidupkan dan memperkuat kembali) praktik pendidikan dan pembelajaran yang berorientasi pada pendidikan karakter bangsa, agar generasi (bangsa) Indonesia di masa depan berkarakter lebih baik dan menjadi warga negara yang baik. Secara filosofis, pendidikan merupakan bantuan dari seorang pendidik pada murid-mutidnya agar mereka tumbuh dan berkembang menjadi manusia yang sesungguhnya yang berkepribadian secara utuh. Kepribadian utuh dapat dinyatakan dengan pribadi yang seimbang antara aspek rokhaniah dan jasmaniahnya, seimbang antara pikiran dan hatinya, seimbang antara aspek-aspek kognisi, konasi, afeksi, dan psikomotoriknya; Phenix (1964) memandang pribadi utuh adalah

SESI PLENO

8


pribadi yang pada dirinya hadir (terinternalisasi) nilai-nilai simbolik, empirik, estetik, etik, sinnoetik, dan sinoptik. Pribadih utuh dinyatakan dengan satunya keyakinan dengan kelakuannya (pribadi yang kaffah). Pandangan Philip Phenix bahwa pribadi utuh adalah pribadi yang hadir (terinternalisasi) pada dirinya nilai-nilai simbolik, empirik, estetik, etik, sinnoetik, dan sinoptik, yang diterbitkan dalam sebuah buku dengan Judul Realms of Meaning (1964) itulah yang cenderung dijadikan landasan praktik pendidikan umum (general education) di seluruh dunia, dimana pendidikan MIPA berada di dalamnya. Nilai simbolik sihadirkan melalui ritual-ritual keagamaan, bahasa, dan matematika. Bahasa dan Matematika termasuk dalam dunia simbolis. Core value yang dapat dihadirkan melalui bahasa adalah penghargaan pada pentingnya berkomunikasi baik secara lisan, tulis, membaca, gerakisyarat-bahasa tubuh, dengan komunikasi yang baik. Dengan pelajaran Bahasa murid-murid dan kaum terpelajar diharapkan dapat berkomunikasi dengan baik—santun dalam hidupnya. Melalui mata pelajaran Matematika diharapkan pembelajaran matematika, murid-murid dan kaum terpelajar diharapkan mampu berpikir secara sistematis, rasional—logis, dan menghargai pentinnya “presisi” dalam menjalani hidupnya. Nilai Empirik dihadirkan melalui pembelajaran Ilmu-ilmu pengetahuan yang bersifat empirik seperti IPA—fisika, biologi, kimia; IPS—ekonomi, geografi, politik, sejarah, sosiologi, dll. Core value yang dihadirkan melalui disiplin ilmu kealaman (IPA) dan ilmu-ilmu sosial adalah penghargaan teori dari berbagai disiplin ilmu pengetahuan empirik yang disajikan dalam berbagai mata pelajaran ilmu pengetahuan. Pembelajaran ilmu pengetahuan empirik diupayakan agar mudrid-murid dan kaum terpelajar menghargai pentingnya “teori” dari berbagai disiplin ilmu pengetahuan empirik itu dalam menjaladi kehidupannya. Melalui pembelajaran Matematika misalnya, dengan dikenalkan berbagai simbul-simbul (angka dan rumus dalam matematika) murid-murid dan kaum terpelajar diharapkan mampu menghargai bahasa-bahasa simbolik dalam matematika untuk digunakan dalam kehidupannya. Melalui logika—matematik misalnya murid-murid dan kaum terpelajar dapat memecahkan berbagai persoalan hidupnya dengan berpikir secara logis, berpikir rasional dengan konsistensi logis, dan sistematik. Dengan klaim bahwa matematika sebagai ilmu pasti (meskipun sebenarnya nggak pasti-pasti amat) dan dengan kebiasaan murid-murid dan kaum terpelajar dilatih menyelesaikan persoalan-persoalan matematika secara objektif maka diharapkan mereka mampu memecahkan persoalan-persoalan dalam kehidupannya secara objektif, jujur, dengan presisi yang tinggi. Matematika mempunyai banyak kegunaan. Ia mempunyai nilai praktis yang dapat diaplikasikan secara luas dalam berbagai ilmu pengetahuan dan teknologi, juga terkait dengan disiplin intelektual. Rutherford (1990) menyatakan bahwa matematika menghamparkan penalaran secara kreatif. Ia dapat dimanfaatkan untuk berbagai tujuan praktis. Banyak ilmuwan yang memanfaatkan matematika pada berbagai pekerjaannya. Matematika memainkan peran utama dalam budaya masyarakat modern. Matematika dapat menjadi bahasa/alat bantu dalam berbagai ilmu pengetahuan, matematika juga sangat erat kaitannya dengan teknologi. Melalui bahasa matematika murid-murid dan terpelajar dikembangkan kemampuannya untuk menalar secara deduktif. Mereka dilatih untuk bernalar dengan menggunakan dalil (rumus-rumus) yang bersifat umum untuk memecahkan masalah-msalah yang bersifat khusus dalam kehidupannya. Dengan pembelajaran tentang latar fisik melalui Fisika tentang alam raya, transformasi energi, pergerakan benda-benda, kekuatan alam dan lainnya murid-murid dan terpelajar menghargai berbagai teori yang dihadirkan melalui disiplin Fisika. Mereka dapat memanfaatkan berbagai teori fisika dalam hidupnya sehingga mereka dapat melakukan adaptasi secara aktif dalam menghadapi berbagai gejala fisikal dalam hidupnya. Semua orang menjadi perlu berpartisipasi dalam mengatasi berbagai persoalan yang diakibatkan terjadinya berbagai gejala fisikal yang mengancam kehidupan.

SESI PLENO

9


Dengan pembelajaran tentang lingkungan hidup dalam disiplin Biologi Lingkungan misalnya, tentang keragaman hayati, hereditas, sel, kehidupan yang saling tergantung, evolusi kehidupan, dll diharapkan murid-murid dan terpelajar mampu menghargai pentingnya terlibat dalam (peduli) pada pelestarian lingkungan, berfikir alternatif dan mencari pemecahan masalahmasalah ligkungan hidupnya, sehingga mereka dapat menjalani kehidupannya menjadi lebih baik. Demikian pula ketika mempelajari tubuh manusia, mengenali kondisi fisik badannya, sistem syaraf, sistem peredaran darah, dan lainnya diharapkan kaum terpelajar menghargai kesehatan baik fisik maupun mentalnya. Pemahaman konsep tentang materi dan energi, struktur materi, susunan molekul, mekanisme reaksi kimia, asam-basa-dan netralisasi, kompisisi kimia pada zat hidup, substansi organik pada zat hidup – karbohidrat, lipida, protein, enzym, asam nukleat dan lainnya (Baker, 1974) merupakan konsep-konsep IPA yang sangat mendasar untuk dikuasai murid dan kaum terpelajar,sebab, dengan penguasaan dan penghargaan pada berbagai konsep tepat mereka dapat menjalani kehidupan yang terkait dengan konsep-konsep IPA tersebut secara tepat. Untuk itu pembelajaran MIPA sepatutnya tidak sekedar agar murid-murid dan kaum terpelajar mampu menyelesaikan soal-soal ujian matematika dengan perolehan nilai (score) yang tinggi saja akan tetapi sampai pada menghadirkan (internalisasi) nilai simbolik dan empirik yang menjadi core value langsung MIP, disamping juga menginternalisasikan nilai-nilai penyertanya— misalnya kerjasama, penghargaan, kepercayaan, rasa ingin tahu, dll yang dihadirkan melalui proses pembelajaran MIPA. Revitalisasi pendidikan karakter MIPA dimaksudkan sebagai upaya mengidupkan kembali praktik-praktik pembelajaran MIPA sehingga mampu menginternalisasikan nilai-nilai yang terkandung dalam MIPA , nilai-nilai yang dihadirkan melalui MIPA menjadi keyakinan para murid dan terpelajarnya sehingga mereka dapat menjalani hidupnya dengan baik. PENDIDIKAN KARAKTER  Pendidikan Karakter melalui MIPA Karakter adalah paduan segala tabiat manusia yang bersifat tetap sehingga menjadi tanda khusus antara orang yang satu dengan orang lainnya. Imbangan yang tetap antara hidup batinnya seseorang dengan segala macam perbuatan lahirnya (Ki Hajar Dewantoro, Pusara 1933). Pendidikan karakter pada dasarnya adalah upaya menjadikan peserta didik berkarakter baik. Tujuan pendidikan karakter adalah karakter baik. Karakter baik dinyatakan dengan “hidup dengan benar dalam hubungan seseorang dengan: Tuhan-nya, sesama manusia, alam lingkungan hidupnya, bangsa dan negaranya, dan dengan dirinya sendiri”. Karakter baik pada dasarnya adalah perwujudan dari nilai-nilai yang terinternalisasi pada diri seseorang dalam bentuk perilaku kongkrit. Dewantoro (1962) menyatakan sebagai . Imbangan yang tetap antara hidup batinnya seseorang dengan segala macam perbuatan lahirnya Oleh karena itu, pendidikan karakter sering disebut sebagai pendidikan nilai. Lickona (1991) menyebut “karakter” sebagai “value in action”. Pembelajaran karakter pada dasarnya adalah upaya menghadirkan/internalisasi nilai-nilai kebaikan pada diri peserta didik. Pendidikan karakter melalui MIPA berarti upaya menginternalisasikan nilai-nilai dari dunia MIPA dan proses pembelajaranya, dengan nilai-nilai itu dapat menghidupi batin murid-murid dan terpelajar MIPA sehingga dapat mengendalikan perilaku hidupnya. Core Value Dimuka sudah dikemukakan bahwa pendidikan karakter pada dasarnya adalah pendidikan nilai. Karakter sering juga disebut “value in action” (Lickhona, 1991), oleh karena itu pembelajaran karakter pada dasarnya adalah membelajarkan nilai-nilai, yakni upaya membantu murid dan terpelajar agar terjadi internalisasi nilai-nilai (yang melandasi) karakter mereka. Oleh karena itu, pendidikan dan pembelajaran karakter hendaknya terfokus pada nilai-nilai inti yang akan diinternalisasikan pada diri murid. Nilai-nilai kebaikan yang terinternalisasikan pada diri

SESI PLENO

10


murid itulah yang dapat menjadikan karakter baik. Tujuan pendidikan karakter adalah menjadikan karakter baik. Nilai-nilai kebaikan itu tidak bisa dibatasi jumlahnya, nilai-nilai itu tersebar dalam berbagai dunia nilai (simbolik, empiric, estetik, etik, sinnoetik, dan sinoptik) dan nilai-nilai Pancasila tentunya sudah terangkum dalam berbagai dunia nilai tersebut. Keterkandungan nilai-nilai pada dunia nilai tersebut yang dijadikan landasan bahwa pendidikan karakter perlu dimasukkan melalui berbagai mata pelajaran), dan penulis berpendapat jumlah nilai nya tidak bisa dibatasi. Karena kesulitan membatasi nilai-nilai apa saja yang perlu diajarkan itulah diperlukan pemfokusan pada nilai-nilai inti (core value) tertentu atau nilai yang diprioritaskan, dimana dari nilai-nilai inti inilah dapat dikembangkan nilai-nilai kebaikan yang lain yang sifatnya lebih luas. Bagi bangsa Indonesia, saya berpendapat, core value ini hendaknya terpusat pada nilai-nilai Pancasila (nilainilai: Ketuhanan, Kemanusiaan, Persatuan, Kerakyatan, dan Keadilan Sosial). Namun demikian, Kemendiknas misalnya, melalui Tim pengembang pendidikan karakter di Pusat Kurikulum, mengindikasikan bahwa keberhasilan program pendidikan karakter bangsa dapat diketahui terutama melalui pencapaian butir-butir Standar Kompetensi Lulusan oleh peserta didik yang meliputi antara lain (Pedoman Diklat Pendidikan Karakter Bangsa, Direktorat PMPTK, 2011) dideskripsikan sebagai berikut: 1) Mengamalkan ajaran agama yang dianut sesuai dengan tahap perkembangan; 2) Memahami kekurangan dan kelebihan diri sendiri; 3) Menunjukkan sikap percaya diri; 4) Mematuhi aturan-aturan sosial yang berlaku dalam lingkungan yang lebih luas; 5) Menghargai keberagaman agama, budaya, suku, ras, dan golongan sosial ekonomi dalam lingkup nasional; 6) Mencari dan menerapkan informasi dari lingkungan sekitar dan sumber-sumber lain secara logis, kritis, dan kreatif; 7) Menunjukkan kemampuan berpikir logis, kritis, kreatif, dan inovatif; 8) Menunjukkan kemampuan belajar secara mandiri sesuai potensi yang dimilikinya; 9) Kemampuan menganalisis dan memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari; 10) Mendeskripsikan gejala alam dan sosial; 11) Memanfaatkan lingkungan secara bertanggung jawab; 12) Menerapkan nilai-nilai kebersamaan dalam kehidupan bermasyarakat, berbangsa, dan bernegara demi terwujudnya persatuan dalam negara kesatuan RI. 13) Menghargai karya seni dan budaya nasional; 14) Menghargai tugas pekerjaan dan memiliki kemampuan untuk berkarya; 15) Hidup bersih, sehat, bugar, aman, dan memanfaatkan waktu luang dengan baik; 16) Berkomunikasi dan berinteraksi secara efektif dan santun; 17) Memahami hak dan kewajiban diri dan orang lain dalam pergaulan di masyarakat; Menghargai adanya perbedaan pendapat; 18) Menunjukkan kegemaran membaca dan menulis; 19) Menunjukkan keterampilan menyimak, berbicara, membaca, dan menulis dalam bahasa Indonesia sebagai bahasa nasional; 20) Menguasai pengetahuan yang diperlukan untuk mengikuti pendidikan lanjutan; 21) Memiliki jiwa kewirausahaan. Disamping indikasi diatas, Kemendiknas misalnya, melalui tim pengembang pendidikan karakter di Pusat Kurikulum (2010) mengidentifikasi nilai-nilai yang diajarkan dalam pendidikan karakter (diutamakan) adalah nilai-nilai, secara umum sbb:

SESI PLENO

11




Religius : patuh dalam melaksanakan ajaran agama yang dianutnya, toleran terhadap pelaksanaan ibadah agama lain, serta hidup rukun dengan pemeluk agama lain.  Jujur: perilaku yang didasarkan pada kebenaran, menghindari perilaku yang salah, dan menjadikan dirinya orang yang dapat dipercaya dalam perkataan, tindakan, dan pekerjaan.  Toleransi: suatu tindakan dan sikap yang menghargai pendapat, sikap dan tindakan orang lain yang berbeda dari pendapat, sikap, dan tindakan dirinya.  Disiplin: tertib dan aptuh pada ketentuan dan peraturan yang harus dilaksanakannya.  Kerja keras: selalu menggunakan waktu yang tersedia untuk suatu pekerjaan dengan sebaikbaiknya sehingga pekerjaan yang dilakukan selesai pada waktunya  Kreatif: berpikir untuk menghasilkan suatu cara atau produk baru dari apa yang telah dimiliki  Mandiri: melakukan pekerjaan sendiri dengan kemampuan yang telah dimilikinya  Demokratis: sikap dan tindakan yang menilai tinggi hak dan kewajiban dirinya dan orang lain dalam kedudukan yang sama  Rasa ingin tahu: suatu sikap dan tindakan yang selalu berupaya untuk mengetahui apa yang dipelajarinya secara lebih mendalam dan meluas dalam berbagai aspek terkait.  Semangat kebangsaan: suatu cara berpikir, bertindak, dan wawasan yang menempatkan kepentingan bangsa dan negara di atas kepentingan diri dan kelompoknya.  Cinta tanah air: suatu sikap yang menunjukkan kesetiaan, kepedulian, dan penghargaan yang tinggi terhadap lingkungan fisik, sosial, budaya, ekonomi, dan politik bangsanya.  Menghargai prestasi: suatu sikap dan tindakan yang mendorong dirinya untuk menghasilkan sesuatu yang berguna bagi masyarakat, mengakui dan menghormati keberhasilan orang lain.  Bersahabat/komunikatif: suatu tindakan yang memperlihatkan rasa senang berbicara, bergaul, dan bekerjasama dengan orang lain.  Cinta damai: suatu sikap dan tindakan yang selalu menyebabkan orang lain senang dan dirinya diterima dengan baik oleh orang lain, masyarakat dan bangsa  Senang membaca: suatu kebiasaan yang selalu menyediakan waktu untuk membaca bahan bacaan yang memberikan kebajikan bagi dirinya.  Peduli sosial: suatu sikap dan tindakan yang selalu ingin memberikan bantuan untuk membantu orang lain dan masyarakat dalam meringankan kesulitan yang mereka hadapi.  Peduli lingkungan: suatu sikap dan tindakan yang selalu berupaya mencegah kerusakan pada lingkungan alam di sekitarnya, dan mengembangkan upaya-upaya untuk memperbaiki kerusakan alam yang sudah terjadi. Secara khusus dalam pembelajaran MIPA, core value yang diupayakan dihadirkan pada diri murid-murid dan terpelajar MIPA adalah nilai Simbolik (melalui Matematika) dan nilai Empirik (melalui mata pelajaran rumpun IPA). 

Unsur-unsur Karakter Persoalan yang sangat mendasar yang diperlukan perancang pembelajaran nilai untuk pendidikan karakter adalah cakupan unsure-unsur karakter yang perlu dipedulikan dalam praktik pembelajaran. Ki Hajar Dewantoro (1937) mengidentifikasi unsur-unsur karakter, yang penulis modelkan sebagai berikut. Ki Hajar Dewantoro menyatakan bahwa unsur karakter itu adalah “Ngerti”, “Ngroso”, dan “Nglakoni”. Nah mengacu pada unsur-unsur karakter tersebut, maka upayakan dalam mendesain pengalaman belajar peserta didik dalam RPP, atau dalam proses pembelajaran, atau dalam langkahlangkah pembelajaran dapat mengembangkan kemampuan-kemampuan “Ngerti”, “Ngroso”, dan “Nglakoni” di atas. Thomas Lickona (1992) menerbitkan buku dengan judul “Value and Character Education” mengidentifikasi unsure-unsur karakter terdiri atas “moral knowing”, “moral feeling” dan “moral action”. Abdullah Gymnastiar (Akbar, 2000) menyatakan unsure karakter terdiri atas “pikir”, “dzikir”, “ikhtiar”.

SESI PLENO

12


Disamping mencacu kepada pandangan Ki Hajar Dewantoro di atas, perancang RPP perlu juga mempertimbangkan prinsip-prinsip dalam proses internalisasi nilai sebagaimana dipolakan oleh (Bohlin, 2001), dan telah diuji oleh Akbar 2002, 2010, 2011) bahwa untuk membantu terjadinya proses internalisasi nilai-nilai melalui proses siklus sbb: Mengacu kepada proses siklus diatas, maka, dalam menyusun RPP, upayakan dalam memfasilitasi dan mengarahkan pengalaman belajar peserta didik, atau dalam pemilihan modelmodel pembelajarannya melibatkan proses-proses melalui: understanding (membangun pengertian dan pemahaman), action (melakoni nilai-nilai yang diinternalisasikan), dan Reflection (refleksi) atas pengalaman pelakonan nilai-nilai yang diinternalisasikan tersebut. Strategi dalam Konteks Pendidikan Karakter Kegiatan Pembelajaran dalam konteks pendidikan karakter, menurut grand desain kemendiknas dimodelkan sebagai berikut: Pembelajaran karakter dilakukan secara terintegrasi dalam Kegiatan belajar mengajar, budaya sekolah, ekstra kurikuler, dan kegiatan keseharian di rumah dan masyarakat. Pada makalah ini penyaji memfokuskan revitalisasi pendidikan karakter melalui pembelajaran MIPA di kelas (berarti dalam lingkup Kegiatan Belajar Mengajar). PEMBELAJARAN MIPA DI KELAS DALAM KONTEKS PENDIDIKAN KARAKTER Pembelajaran adalah upaya vasilitasi yang dilakukan pendidik (guru—ustadz ustazah, instruktur, pendamping, dll) bagi murid agar mereka dapat belajar sendiri dengan mudah. Kelas dapat diartikan sebagai ruang kelas tempat peserta didik belajar. Kelas dapat juga dimaknai sebagai “rombongan belajar”. Pengelolaan kelas dengan demikian tidak sekedar pengelolaan tempat belajar (baik di dalam ruang kelas) melainkan juga pengelolaan murid-murid yang belajar. Agar para peserta didik dapat belajar dengan mudah maka seorang pendidik perlu menempatkan unsure-unsur pembelajaran secara tepat. Unsur-unsur pembelajaran yang dimaksud adalah: (1) pebelajar—peserta didik; (2) pembelajar--guru; (3) tujuan pembelajaran; (4) penataan situasi pembelajaran—pengelolaan kelas; (5) pendekatan, model, metode pembelajaran, dan (6) penilaian proses dan hasil belajar. Untuk dapat mengimplementasi pendidikan karakter secara efektif dalam pembelajaran di kelas, perlu dibahas bagaimana seharusnya pandangan guru tentang murid-muridnya, guru pendidikan karakter yang bermartabat, penataan situasi pendidikan untuk pembelajaran nilai dan karakter, prinsip-prinsip pembelajaran karakter, dan pengembangan rencana pembelajaran yang berorientasi pada pendidikan karakter. 

Bagaimana Guru MIPA seharusnya Memandang Murid-muridnya dalam Konteks Pendidikan Karakter melalui MIPA di Kelas Murid adalam “manusia yang berkehendak” berpotensi kreatif dan dinamis, mereka tidak begitu mudah tunduk pada lingkungan, perkembangan dirinya tidak semata-mata ditentukan oleh lingkungan eksternalnya, mereka mampu membangun pengetahuan dan kesadaran sendiri, mereka adalah ciptaan Tuhan yang belum selesai sehingga memerlukan bantuan dari orang-orang dewasa yang sudah matang, agar mereka dapat tumbuh dan berkembang menjadi manusia yang sesungguhnya. Pandanglah murid-murid Anda sebagai manusia yang berkehendak, ciptaan yang dapat tumbuh dan berkembang secara dinamik dan kreatif yang dapat menentukan dirinya sendiri. Puisi Khalil Gibran ini sangat bagus untuk menginspirasi guru-guru bagaimana seharusnya memandang murid-muridnya. ANAK-ANAKMU (Khalil Gibran) Anak-anakmu …bukanlah anak-anakmu… Mereka adalah anak kehidupan yang rindu dengan dirinya sendiri …

SESI PLENO

13


Mereka lahir…melalui Engkau…, tetapi..bukan darimu… Meskipun mereka ada bersamamu.., tetapi…bukan milikmu…, karena mereka memiliki pikiran mereka sendiri… Engkau..bisa merumahkan tubuh-tubuh mereka.., tetapi bukan jiwa mereka… karena, Jiwa-jiwa itu tinggal di rumah hari esok…yang tidak pernah dapat engkau kunjungi walaupun dalam mimpi… Engkau bisa menjadi mereka.., tetapi jangan mencoba menjadikan mereka sepertimu… , karena.. hidup tidak pernah berjalan mundur dan tidak pernah pula berada di masa lalu. Engkau…adalah busur tempat anak-anakmu…menjadi anak panah yang diluncurkan… Sang pemanah membidik ke arah keabadian, dan ia merenggangkan kekuatannya…, sehingga anak panah itu…dapat melesat dan meluncur dengan cepat nan jauh di sana… Jadikanlah tarikan tangan sang pemanah itu suatu kegembiraan… Sebab…, ketika ia mencintai anak-anak panah yang terbang…, maka ia juga mencintai busur yang telah meluncurkannya dengan penuh kekuatan. Posisikan peserta didik kita sebagai “murid” (orang yang berkehendak) ia adalah ciptaan Tuhan yang belum selesai, ia berkemauan, dinamis, yang perlu dibantu secara terus-menerus dalam proses pertumbuhan dan perkembangannya. Ia memiliki pikiran dan hati. Dengan pikirannya ia mampu berpikir kreatif. Dengan hatinya ia mampu membedakan antara yang salah dengan yang benar. Dengan perpaduan pikir-hati dapat melahirkan perilaku—yang menggambarkan perilaku “berakal”. 

Guru MIPA yang Bermartabat dan Berkarakter Baik Martabat itu digambarkan dengan sebuah kedudukan terhormat, tinggi, dan mulia (Tinggi diatas kedudukan makhluk yang lain). “Loqod Kholaqnal insaana fii akhsani taqwiim” -Sungguh kami telah menciptakan manusia dalam bentuk yang sebaik-baiknya. (QS: Attiin 4) Kemuliaan guru itu terletak pada keluasan ilmunya, keluhuran budinya, kebermanfaatan dirinya bagi: sesama, lingkungan, bangsa dan negaranya, dirinya sendiri, dan ketaqwaannya kepada Pencipta nya. Guru bermartabat : berakhlaq terpuji, perlakuan yang baik, membalas kejahatan dengan kebaikan, berlomba mengerjakan kebaikan, pendamai, jujur, ucapannya paling baik, muka berseri, istiqomah, berhati suci , memartabatkan muridnya, dan pemaaf. Guru berkarakter baik adalah guru yang tabiat nya menggambarkan keseimbangan hidup batinnya dengan perbuatan lahirnya. Dalam kehidupan batinnya tertanam nilai-nilai kebaikan yang mereka yakini benar, yang menjadi pengendali perbuatan lahiriahnya. Nilai-nilai kebaikan yang tertanam dalam kehidupan batinnya memancar dalam tutur kata, sikap, dan perilaku hidup lahiriahnya. Ia tampil sebagai seorang yang berkepribadian kokoh. Untuk dapat menjadi guru yang bermartabat dan berkarakter baik, peganglah teguhlah etos kerja (mendidik) berikut ini—yang penyaji adapsi dan adaptasi dari (Lilik Hendrajaya, 2012) sbb: • • • • • • • • • • •

Bekerja adalah Anugerah (Rizqi) Bekerja adalah Amanah. Bekerja adalah Ibadah. Bekerja adalah Produktivitas. Bekerja adalah Ketulusan dan kejujuran. Bekerja adalah Kerjasama untuk manfaat. Bekerja adalah Disiplin dan martabat. Bekerja adalah Masa depan. Bekerja adalah Membangun keluarga/bangsa . Bekerja adalah Semangat dan keringat.... Bekerja adalah Kesempatan baik dan bersyukur ..

SESI PLENO

14




Penciptaan Situasi Kelas yang Kondusif untuk Pendidikan Karakter Kelas dapat dipersepsi baik sebagai “ruang kelas yang dibatasi oleh dinding” maupun “rombongan belajar”. Situasi kelas sangat ditentukan oleh penataan situasi fisik (tata ruang, tata perabotan, tata asesories) maupun penataan situasi sosial (pengelolaan hubungan antar manusia dalam rombongan belajar). Agar situasi kelas kondusif maka implementasikan teori medan untuk menata situasi kelas. Seseorang itu hidup dalam sebuah ruang hidup (medan) dalam ruang hidup terdapat gejala-gejala yang teramati. Dari apa yang teramati akan menjadi penghayatan (persepsi). Dari apa yang dihayati/dipersepsi seseorang dari ruang hidup itulah yang akan menentukan perilaku. Untuk itu tatalah situasi fisik dan sosial kelas Anda agar tercipta situasi yang kondusif untuk pembelajaran nilai dan karakter. Pertama, masukkan nilai-nilai (karakter) dalam tujuan pembelajaran di kelas. Core value apa yang terkait dengan sumber dan materi pembelajaran MIPA yang diajarkan di kelas. Arahkan tujuan pembelajaran kearah kognisi, afeksi, psikomotor tingkat tinggi. Core value apa yang akan dihadirkan melalui proses-proses pembelajaran di kelas. Core value apa yang akan dihadirkan melalui proses asesmen, evaluasi, dan penilaian pembelajaran di kelas. Kedua, secara fisik tatalah tempat duduk yang mudah diubah-ubah posisinya; undilah tempat duduk murid-murid anda sesering mungkin hingga berkesmpatan mengenal lebih dekat semua anggota kelas. Tatalah asesories/pajangan (kata-kata bijak, mutiara-mutiara hikmah, hasil karya, gambar tokoh/pahlawan, dll) di kelas anda menjadi asesories yang hidup—yang dapat memicu dialog antara diri murid dengan situasi fisik. Secara sosial, tatah hubungan antar manusia yang berada di dalam ruang kelas sehingga perilaku orang-orang dalam kelas menjadi bahan dialog antara diri peserta didik dengan situasi sosial itu. Jangan biarkan tata fisik dan tata sosial dalam ruang kelas menjadi situasi fisik dan sosial yang mati (seperti benda mati). Sediakan kursi—meja belajar yang mudah diubah-ubah posisinya untuk mengimplementasikan pembelajaran secara kooperatif, yang memungkinkan peserta didik berganti-ganti kelompok belajarnya. Tujuannya agar setiap peserta berkesempatan bekerjasama dengan siapapun, termasuk dengan gurunya, agar mereka merasa lebih dekat dengan sesame siswa sekelasnya dan juga dengan gurunya, mengenal secara personal rekan-rekan sekelasnya, menganggap baik semua teman sekelasnya—positive thinking, sehingga melahirkan kesediaan untuk bekerjasama dengan siapapun. Penataan fisik termasuk penataan asessories yang ada di dalam ruang kelas. Pajanglah ayat-ayat suci dari kitab suci, foto-foto seorang tokoh: agama, masyarakat, pahlawan nasional. Pajanglah kata-kata bijak dari para ahli hikmah. Pajanglah karya-karya prestatif peserta didik yang membanggakan, tampilkan berbagai pajangan tersebut dengan tampilan dan dengan kata-kata yang menyentuh perasaan siswa. Jika di ruang kelas ada tempat sampah misalnya, jangan ditulisi dengan kata “buanglah sampah ditempatnya” tetapi tulislah dengan “simpanlah sampah ditempat ini” dst. Penataan fisik termasuk menjaga kebersihan kursi-meja belajar, menjaga kebersihan lantai di dalam ruang kelas, menata rapi benda-benda dan peraga yang ada di dalam ruang kelas. Namun demikian, jangan jadikan pajangan-pajangan yang banyak tersebut menjadi benda mati. Jadikan pajangan-pajangan tersebut menjadi sebuah benda yang hidup yang dapat dijadikan dialog edukatif, jadikan lantai yang bersih, penataan benda-benda dalam ruang kelas yang rapi, dst menjadi dialog interaktif antara diri peserta didik dengan segala penataan fisik tersebut. Inti pendidikan adalah “dialog” antara diri peserta didik dengan: lantai yang bersih, kata-kata bijak, penampilan guru, poster pahlawan, karya siswa yang dipajang, dan lain sebagainya. Hasil dialog inilah yang akan menentukan perilaku. Oleh karena itu, jangan biarkan berbagai macam asesories yang berupa aneka macam pajangan tersebut menjadi “benda mati” yang kurang mampu memicu dialog.

SESI PLENO

15


Ketiga, terapkan kepemimpinan moral dalam pembelajaran di kelas. Guru bermartabat menerapkan kepemimpinan moral dalam pembelajaran di kelas. Pemimpin moral ditandai dengan satunya keyakinan dengan ucapan, sikap, dan perbuatan. Guru yang bisa tampil sebagai pemimpin moral akan tampak “konsisten”, dengan pribadi yang konsisten, seorang guru akan memperolah “kepercayaan” dari murid-muridnya. Dengan kepercayaan/dapat dipercaya akan menjadikan seorang guru yang kharismatik (beraura psitif yang sangat kuat). Guru yang dapat menerapkan kepemimpinan moral akan menjadi guru-guru yang kharismatik karena perilakunya patut diteladani oleh murid-muridnya sehingga mereka menjadi guru yang efektif. Guru yang efektif ditandai dengan perilaku guru yang mampu mengelola kelas, ketika tampil di kelas dengan penampilan yang menarik, simpatik, empatik, membantu, mengarahkan, ngemong, memimpin moral, dan patut diteladani bagi peserta didiknya. Keempat, secara psikologis ciptakan suasana psikologis yang mampu menumbuhkan kesadaran diri secara mendalam dengan prinsip-prinsip pembelajaran sebagaimana mutiara hikmah sebagaimana dikemukakan Dorothi, sbb: Jika anak dibesarkan dengan celaan, ia belajar memaki. Jika anak dibesarkan dengan permusuhan, ia belajar berkelahi. Jika anak dibesarkan dengan cemoohan, ia belajar rendah diri. Jika anak dibesarkan dengan penghinaan, ia belajar menyesali diri. Jika anak dibesarkan dengan toleransi, ia belajar menahan diri. Jika anak dibesarkan dengan dorongan, ia belajar percaya diri. Jika anak dibesarkan dengan pujian, ia belajar menghargai Jika anak dibesarkan dengan sebaik-baik perlakuan, ia belajar keadilan. Jika anak dibesarkan dengan rasa aman, ia belajar menaruh kepercayaan. Jika anak dibesarkan dengan dukungan, ia belajar menyenangi diri. Jika anak dibesarkan dengan penuh kasih sayang, ia belajar menemukan cinta dalam kehidupan. Guru tampil di kelas dengan penampilan yang menarik, simpatik, empatik, membantu, mengarahkan, ngemong, memimpin moral, pemaaf, sehingga patut diteladani oleh murid-muridnya. Kelima, Integrasikan pemanfaatan sumber/materi pembelajaran yang mampu mencerdaskan dimensi pikir dengan dimensi hati. Cara mengintegrasikan adalah dengan mengkaitkan antara ilmu-ilmu empirik--rasional (MIPA ada di dalamnya) misalnya, dengan ajaran agama-agama kawasan rasional. Ajaran agama itu ada yang rasional dan ada pula yang non-rasional. Ilmu-ilmu empirik digunakan untuk mempertajam kemampuan berpikir, sedangkan ajaran agama-agama (dzikir—ingat Tuhan) digunakan untuk mempertajam mata hati. Pentingnya memadukan ilmu dengan agama karena agama-agama hingga kini tetap diakui para pakar pendidikan karakter sebagai sumber nilai terbesar diantara sumber nilai yang lain. Satukan pikiran dengan hati muridmurid kita sehingga dapat melahirkan perilaku berakal (perilaku baik). Terpadunya ilmu dengan agama akan mempercepat dan memperkuat terjadinya internalisasi nili-nilai pengendali kelakuan seseorang. Gunakan situasi kehidupan riil sebagai sumber dan media pembelajaran nilai dan karakter. Keenam, gunakan pendekatan, strategi, model, metode, dan teknik-teknik pembelajaran MIPA yang berorientasi pada pendidikan nilai dan karakter. Model pembelajaran adalah pola pembelajaran yang di sekenariokan dalam rancangan pembelajaran untuk mencapai tujuan pembelajaran tertentu. Atau, langkah-langkah pembelajaran dan perangkatnya untuk mencapai tujuan pembelajaran tertentu. Banyak sekali model-model pembelajaran aktif yang bisa digunakan misalnya model-model: cooperative, group investigation, simulasi, jurisprudential inquiry, inquiry,

SESI PLENO

16


problem solving, VCT, diskusi dilemma moral, laporan diri, dll. Tekankan proses internalisasi nilai melalui proses understanding, action, dan Reflection. Kembangkan model-model pembelajaran yang dengan satu pengalaman belajar mampu mengembangkan seluruh unsur karakter (Ngerti, Ngroso, dan Nglakoni), Moral Knowing, Moral Feeling, dan Moral Action; pengembangkan aspek piker, dzikir, dan ikhtiar secara terpadu. Pilih pendekatan, model, dan metode pembelajaran yang sesuai dengan nilai dan karakter yang akan dikembangkan. Terapkan proses pembelajaran yang berorientasi pada proses terjadinya internalisasi nilai (understanding, action, dan reflection). Ketujuh, lakukan asesmen, evaluasi, dan penilaian proses dan hasil belajar secara otentik. Penilaian dalam pembelajaran nilai dan karakter “tidak untuk menjastifikasi” atau memberi cap pada karakter murid-murid, apakah seorang murid termasuk berkarakter baik atau berkarakter buruk. Asesmen dan penilaian secara otentik dalam proses pembelajaran nilai dan karakter adalah dalam kerangka untuk mengetahui posisi kualitas nilai dan karakter murid, kemudian dengan diketahuinya posisi kualitas karakter tersebut kemudian diupayakan peningkatan kualitas posisi nilai dan karakter tersebut ke arah tingkatan yang lebih tinggi. DAFTAR RUJUKAN Akbar, 2011. Revitalisasi Pendidikan Karakter di Sekolah Dasar, Pidato Pengukuhan Guru Besar , Malang: UM. Baker, Jefrey JW, Garland E Allen, 1974. Matter, Energy, and Life, Canada: Addison-Wesley Publishing Company, Inc. Bohlin, Karen E, dkk, 2011. Building Character in Schools Resource Guide, Sanfrancisco: John Willey Son. Bloom S., 1956. Taxonomy of Educational Objective: The Curriculum of Educational Goal, Hand Book I, Cognitive Domain, Toronto: Longman Green. Degeng, I Nyoman Sudana, 2003. Pembelajaran yang Mendidik, Makalah: PPS UM. Dewantoro, Ki Hadjar, 1962. Bagian I: Pendidikan. Yogyakarta: Taman Siswa. Hendrajaya, 2012. Makalah: Paradigma Kemandirian Perguruan Tinggi Lickona, Thomas, 1992. Character and Value Education, New York: Bantam Book. Phenix, Philip, 1954. Realms of Meaning: Philoshophy of The Curriculum of General Education, New York: Mc-Graww Hill Book Company. Rutherford, F James dan Andrew Ahlgren, 1990. Science for All American: Scientific Literacy, New York: Oxford University Press. Tim Nasional Implementasi KTSP, 2009. Panduan Implementasi Standard Proses untuk Satuan Pendidikan Dasar dan Menengah, Jakarta: Direktorat Pendidikan Dasar dan Menengah Kemendiknas RI.

SESI PLENO

17


SESI PARALEL MATEMATIKA


18


PEMBERIAN SCAFFOLDING DALAM PEMBELAJARAN MATEMATIKA BERDASARKAN PROSES BERPIKIR SISWA Anik Sujiati Guru Matematika SMP Negeri 1 Malang E-mail: [email protected] Abstrak: Pembahasan tentang pembelajaran matematika tentu terkait langsung dengan matematika sekolah. Kemampuan matematika merupakan hal yang sangat bermanfaat bagi siswa untuk mengikuti pembelajaran pada jenjang selanjutnya ataupun untuk mengatasi masalah dalam kehidupan sehari-hari. Pemecahan masalah merupakan bagian dari kurikulum matematika yang sangat penting karena dalam proses pembelajaran maupun penyelesaiannya memungkinkan siswa untuk memperoleh pengalaman menggunakan pengetahuan dan keterampilan yang sudah dimiliki untuk diterapkan pada masalah baru yang dihadapi. Vygotsky (Lambas 2004:21) menyatakan, bahwa seseorang akan dapat menyelesaikan masalah yang tingkat kesulitannya lebih tinggi dari kemampuan dasarnya apabila mendapat bantuan dari orang yang lebih mampu (scaffolding). Masing-masing siswa cenderung mempunyai proses berpikir yang bersifat unik, dan secara umum proses berpikir tersebut dapat berkembang dengan pemberian scaffolding. Banyaknya scaffolding yang diperlukan tergantung pada masing-masing individu dan sebagian siswa proses berpikirnya dapat berkembang hingga struktur berpikir yang sesuai dengan struktur masalah setelah mendapatkan scaffolding sesuai dengan keperluannya. Tulisan ini mengkaji pembelajaran matematika di kelas dengan pemberian scaffolding yang mengacu pada proses berpikir siswa. Kata kunci: pemberian scaffolding pembelajaran matematika, proses berpikir.

PENDAHULUAN Pembahasan tentang pembelajaran matematika tentu terkait langsung dengan matematika sekolah. Dalam setiap penyempurnaan kurikulun selalu ada perubahan materi yang harus disampaikan di masing-masing tingkat atau jenjang satuan pendidikan. Menurut Suherman (2001), setiap upaya penyusunan kembali atau penyempurnaan kurikulum matematika di sekolah perlu selalu mempertimbangkan kedudukan matematika sebagai salah satu ilmu dasar. Lebih lanjut dinyatakan, sebagai ilmu dasar matematika telah dan akan terus berkembang sehingga dalam pengajarannya di sekolah perlu memperhatikan perkembangan-perkembangan yang terjadi. Kemampuan matematika merupakan hal yang sangat bermanfaat bagi siswa untuk mengikuti pembelajaran pada jenjang selanjutnya ataupun untuk mengatasi masalah dalam kehidupan seharihari. Pemecahan masalah merupakan bagian dari kurikulum matematika yang sangat penting karena dalam proses pembelajaran maupun penyelesaiannya memungkinkan siswa untuk memperoleh pengalaman menggunakan pengetahuan dan keterampilan yang sudah dimiliki untuk diterapkan pada masalah baru yang dihadapi. Menurut Hudojo (2003), pemecahan masalah secara sederhana, merupakan proses penerimaan masalah sebagai tantangan untuk menyelesaikan masalah tersebut. Mengajarkan pemecahan masalah kepada siswa merupakan kegiatan dari seorang guru di mana guru tersebut memotivasi siswa-siswanya agar menerima dan merespon pertanyaan-pertanyaan yang diajukan olehnya dan kemudian ia membimbing siswa-siswanya untuk sampai kepada penyelesaian masalah yang diberikannya. Bagi siswa, pemecahan masalah merupakan salah satu kemampuan yang harus dipelajarinya. Vygotsky (Lambas 2004:21) menyatakan, bahwa seseorang akan dapat


19


menyelesaikan masalah yang tingkat kesulitannya lebih tinggi dari kemampuan dasarnya apabila mendapat bantuan dari orang yang lebih mampu (lebih kompeten). Vygotsky menyebut bantuan yang demikian ini dengan dukungan dinamis atau scaffolding. Sudah menjadi suatu keharusan guru (pengajar matematika) untuk mengarahkan pembelajaran agar siswa terampil dalam pemecahan masalah. Dalam hal pemberian scaffolding hendaknya guru memperhatikan proses berpikir yang telah dilakukan siswa, sehingga bantuan yang diberikan sesuai dengan yang diperlukan siswa. Perkembangan Proses Berpikir Siswa dengan Pemberian Scaffolding Proses berpikir siswa dimaksudkan sebagai aktivitas kognitif siswa ketika menyelesaikan masalah matematika. Masalah matematika dimaksudkan sebagai soal matematika yang menarik siswa untuk menyelesaikannya, bersifat tidak rutin dan menuntut siswa untuk menggunakan gabungan beberapa konsep matematika yang telah dipelajari sebelumnya. Sedangkan pemberian scaffolding dimaksudkan sebagai upaya pemberian bantuan seminimal mungkin dari guru kepada siswa ketika siswa tersebut mengalami kesulitan dalam menyelesaikan masalah. Sebelum proses pembelajaran berlangsung tentunya masing-masing siswa sudah memiliki struktur berpikir. Proses berpikir siswa bersifat unik, dan secara umum proses berpikir tersebut dapat berkembang dengan pemberian scaffolding yang sesuai. Keunikan serta perkembangan proses berpikir siswa dengan pemberian Scaffolding dapat dicontohkan sebagai berikut: Masalah yang diberikan adalah:

QRS  QPR  60 0 PQ  16 cm dan QR  30 cm Totok menyampaikan pada temannya bahwa ia ingin membuat sebuah layang-layang dengan desain sebagai berikut! Totok juga menyatakan bahwa luas daerah layang-layang yang dibuatnya adalah 480cm2. Bagas mengatakan bahwa desain yang dibuat Totok tidak dapat diwujudkan. Bagaimana dengan pendapatmu? Berikan saran kepada Totok agar keinginannya dapat diwujudkan. Dari masalah tersebut dapat digambarkan struktur masalahnya sebagai berikut:

Gambar 1 Struktur masalah Keterangan: Kode


Arti kode

20

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 Ly

Bangun yang dihadapi adalah layang-layang

Sd1

QRS  60 0

Sd2

QPR  60 0

x

PQ  16 cm

y

QR  30 cm

L F1 F2

Luas daerah PQRS = 480 cm2 Sifat-sifat layang-layang Sifat-sifat segitiga

Sd3

Dapat menentukan

R1 R2

PQR  90 0 1 Luas daerah PQRS  2   PQ  QR 2 1 Luas daerah PQRS   PR  QS 2

B1

Benar Luas daerah PQRS = 480 cm2

B2

Memperoleh panjang QS = Teorema Pythagoras

TP d1 d2 B3 Ms1 Ms2 S

𝟒𝟖𝟎 𝟏𝟕

= 28.235cm

PR  34 Dapat menentukan panjang QS  30 Menemukan panjang

Dapat menentukan Luas daerah PQRS = 510 cm2 Dapat menilai desain Totok salah karena ditemukan luas daerah layanglayang atau panjang diagonal QS yang berbeda Dapat memberi saran Totok mengganti sudut yang diketahui, yaitu

QRS  QPR  60 0 dengan PQR  90 0 Selesai dan benar

Struktur berpikir Siswa 1 (S1) sebelum pemberian scaffolding dibandingkan dengan struktur masalah dapat digambarkan sebagai berikut:

Gambar 2 Struktur bepikir S1 sebelum pemberian scaffolding Kode


Arti kode

21

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 (Ms1)1 (Ms2)1 S1

Dapat menilai desain Totok tidak dapat diwujudkan dengan alasan yang kurang tepat. Memberi saran Totok namun belum benar Selesai namun belum benar

Dari Gambar 2 tampak bahwa struktur bepikir S1 sebelum pemberian scaffolding belum sesuai dengan struktur masalah. Setelah mendapatkan scaffolding struktur berpikir S1 dapat digambarkan sebagai berikut:

Gambar 3 Struktur bepikir S1 setelah pemberian scaffolding Kode Sf 1

Arti kode Pemberian scaffolding 1, meminta S1 untuk mencermati kembali fakta ukuran QRS  60 Pemberian scaffolding 2, meminta S1 untuk melengkapi sketsa gambarnya yaitu menamai perpotongan PR dan QS dengan O agar siswa menemukan adanya pertentangan fakta. Memberi saran Totok agar menganti luas daerah layang-layang menjadi 510 cm2 Pemberian scaffolding 3, meminta S1 untuk tidak berfokus pada pasangan Triple Pythagoras Pemberian scaffolding 4, meminta S1 untuk berfokus pada sudut yang diketahui. 0

Sf 2

(Ms2)2 Sf 3 Sf 4

Dari Gambar 3 tampak bahwa struktur bepikir S1 dapat berkembang hingga sesuai dengan struktur masalah dengan pemberian scaffolding yang sesuai. Untuk mencapai struktur berpikir yang sesuai dengan struktur masalah yang diharapkan S1 memerlukan empat kali pemberian scaffolding dari struktur berpikir yang dimiliki sebelumnya. Untuk melihat keunikkan proses berpikir siswa, berikut juga disajikan struktur berpikir dua siswa lain yaitu Siswa 2 (S2) dan Siswa 3 (S3). Struktur berpikir Siswa 2 (S2) sebelum pemberian scaffolding dibandingkan dengan struktur masalah dapat digambarkan sebagai berikut:


22


Gambar 4 Struktur bepikir S2 sebelum pemberian scaffolding Kode (TP)1

PQR  90 0 Memperoleh panjang PR benar, tanpa memperhatikan PQR  90 Menggunakan rumus luas daerah layang-layang yang salah, yaitu: Luas daerah PQRS  d1  d 2 0

(d1)1 (R2)1 (B2)1 (Ms2) S1

Arti kode Menggunakan Teorema Pythagoras tanpa memperhatikan

1

Memperoleh panjang QS , namun masih salah Memberi saran Totok namun masih salah Selesai namun tetapi masih salah

Setelah mendapatkan scaffolding struktur berpikir S2 dapat digambarkan sebagai berikut:

Gambar 5 Struktur bepikir S2 setelah pemberian scaffolding Kode Sf 1 Sf 2

Arti kode Pemberian scaffolding 1, meminta S2 untuk mengingat kembali rumus luas daerah layang-layang. Pemberian scaffolding 2, meminta S2 untuk memandang PQRS dapat


23


Sf 3 Sf 4 Sf 5 Sf 6

terbentuk dari segitiga PQS dan segitiga QRS Pemberian scaffolding 3, meminta S2 untuk memperhatikan sudut-sudut yang diketahui Pemberian scaffolding 4, meminta S2 untuk menentukan jenis segitiga QRS dengan fakta QRS  60 Pemberian scaffolding 5, meminta S3 untuk membandingkan panjang 0

QS yang baru diperoleh dengan hasil perhitungan sebelumnya. Pemberian scaffolding 6, mengingatkan S3 bahwa PQRS merupakan gabungan dua segitiga siku-siku yang kongruen. Serta memintanya untuk memikirkan luas daerah PQRS

Berbeda dengan S1, struktur berpikir S2 belum dapat berkembang hingga sesuai dengan struktur masalah yang diharapkan setelah mendapatkan enam kali scaffolding. Namun demikian struktur berpikir S2 mengalami perkembangan yang cukup berarti. Struktur berpikir Siswa 3 (S3) sebelum pemberian scaffolding dibandingkan dengan struktur masalah dapat digambarkan sebagai berikut:

Gambar 6 Struktur bepikir S3 sebelum pemberian scaffolding Kode (Ms1)1 S1

Arti kode Menilai desain Totok benar dengan alasan yang kurang tepat Selesai namun belum benar

Setelah mendapatkan scaffolding struktur berpikir S2 dapat digambarkan sebagai berikut:

Gambar 6 Struktur bepikir S3 setelah pemberian scaffolding Kode Sf 1

Arti kode Pemberian scaffolding 1, meminta S3 untuk meninjau diagonal-diagonal


24


Sf 2 Sf 3 Sf 4

layang-layang PQRS Pemberian scaffolding 2, meminta S3 untuk menghubungkan panjang diagonal PR dengan luas daerah PQRS Pemberian scaffolding 3, meminta S3 untuk memperhatikan kembali fakta besar QRS  QPR  60 Pemberian scaffolding 4, meminta S3 untuk memikirkan saran untuk Totok dengan tinjauan sudutnya 0

Sama dengan Siswa 1 (S1) struktur berpikir Siswa 2 (S2) dapat berkembang hingga sesuai dengan struktur masalah yang diharapkan setelah mendapatkan pemberian scaffolding yang sesuai. Kebetulan S2 juga memerlukan empat kali pemberian scaffolding dari struktur berpikir yang dimiliki sebelumnya untuk mencapai struktur masalah yang diharapkan, namun struktur berpikir S2 sangat berbeda dengan struktur berpikir S1. Contoh Pembejalaram Matematika dengan Pemberian Scaffolding Berdasarkan Proses Berpikir Siswa Sebagai contoh penerapan pemberian scaffolding dalam pembelajaran matematika yang mengacu pada proses berpikir siswa berikut disajikan pembelajaran kesebangunan segitiga dengan pemberian scaffolding berdasarkan proses berpikir siswa. Dalam pembelajaran kesebagungan segitiga, konsep dasar yang perlu diingatkan adalah konsep bangun datar secara umum, yaitu dua bangun datar dikatakan sebangun apabila semua sudut-sudut bersesuaiannya sama besar dan perbandingan sisi-sisi yang bersesuaian senilai. Dalam hal ini mungkin perlu diingatkan kembali tentang dua kondisi yang bertentangan, misalkan dengan memberi pertanyaan sebagai berikut: 15 cm 8 cm

6 cm

I

5 cm

II

9 cm

3 cm A

B

Look at the figures! Are rectangles I and II similar? Explain your answer! How about rhombuses A and B? Konsep dasar yang pertama perlu ditanamkan kepada siswa adalah pemahaman bahwa dua segitiga yang sudut-sudut bersesuaiannya sama besar berakibat perbandingan sisi-sisi bersesuaiannya senilai atau sebaliknya. Penanaman konsep ini sebaiknya dilakukan secara dengan pemodelan, misalnya dengan cara mengajak siswa melakukan pengamatan terhadap gambargambar segitiga sebagai berikut:


25


Selanjutnya siswa diarahkan untuk dapat menyimpulkan bahwa jika ada dua segitiga yang memenuhi salah satu syarat sudut-sudut bersesuaiannya sama besar atau perbandingan sisi-sisi bersesuaiannya senilai maka dua segitiga tersebut adalah sebangun. Given two triangles, If the corresponding angles are of the same measure, then the two triangles are similar If the corresponding sides are proportional, then the two triangles are similar Setelah siswa memahami konsep kesebangunan segitiga, latihkan siswa untuk menerapkan pemahamannya dalam menghadapi masalah atau soal-soal metematika. Misalkan ketika menghadapi soal berikut: Check whether PQR and MNO are similar or not. What the consequences?

Beri kesempatan siswa untuk menuliskan apa yang dipikirkannya, dan arahkan mereka ketika menemui kesulitan sesuai dengan apa yang telah dilakukannya. Ketika menjumpai siswa yang bias menjawab yes similar dan ia tidak dapat menuliskan konsequensinya, maka kita mereka untuk tidak sekedar menjawab yes similar saja (kita minta mereka untuk menuliskan dasar ia menyawab yes similar tadi). Harapan kita siswa dapat memperbaiki jawabnya sebagai berikut:

PR 15 1   MO 45 3 PQ 10 1   MN 30 3

QR 7 1   NO 21 3



 PQR  MNO


26


Jika siswa sudah dapat menuliskan dan memahami arti dari penulisan ∆𝑷𝑸𝑹 ≈ ∆𝑴𝑵𝑶, maka siswa akan dapat melanjutkan proses berpikirnya sampai struktur masalah yang diharapkan yaitu dapat melanjutkan menulis The consequences: ∠𝑷 − ∠𝑴, ∠𝑸 = ∠𝑵, 𝐚𝐧𝐝 ∠𝑹 = ∠𝑶 Demikian juga dalam hal-hal yang sifatnya hanya merupakan dampak atau konsekuensi dari konsep dasar kesebangunan segitiga sebaik-nya siswa tidak langsung diberikan rumus-rumus saja namun jadikanlah itu sebagai suatu problem bagi siswa agar kemampuan problem solving mereka meningkat. Disinilah kesempatan kita untuk melatih mereka berpikir dengan menggunakan konsepkonsep yang telah dimiliki sekaligus memberikan scaffolding sesuai dengan yang mereka perlukan. Contoh beberapa hal yang tidak seharusnya langsung diberikan rumus-rumus saja namun dapat dijadikan sebagai suatu problem bagi siswa: Dalam kondisi berikut:

Tidak seharusnya siswa langsung diberikan rumus-rumus: 𝑨𝑫𝟐 = 𝑪𝑫 × 𝑩𝑫 𝑨𝑪𝟐 = 𝑪𝑫 × 𝑪𝑩 𝑨𝑩𝟐 = 𝑩𝑫 × 𝑩𝑪 Beri kesempatan siswa untuk berpikir dengan menjadikan hal itu sebagai suatu problem. Misalkan dengan perintah sebagai berikut: Observer the figure! Find all possible pairs of similar triangles from the figure! What the consequences? Jika ada siswa yang belum tahu apa yang harus dilakukan berikan arahan untuk memisalkan ∠𝑩 = 𝒙𝟎

We will find all possible pairs of similar triangles from the figure. Suppose ∠𝑩 = 𝒙𝟎 then ∠𝑪 = (𝟗𝟎 − 𝒙)𝟎 ∠𝑪𝑨𝑫 = ⋯ , 𝐚𝐧𝐝 ∠𝑩𝑨𝑫 = ⋯ Perlu diingat dalam hal memberikan bantuan adalah bantuan seminimal mungkin sesuai dengan apa yang diperlukan dan telah dipikirkan siswa. Jika siswa hanya diberikan rumus secara langsung siswa cenderung tidak dapat mengerjakan soal dengan model sebagai berikut: Perhatikan gambar berikut!

Jika AB = 24 cm, AC = 7 cm dan DE = 3,5 cm maka panjang CD adalah … cm. SESI PARALEL MATEMATIKA

27


Demikian juga dalam kondisi berikut:

𝑻𝑼

𝑻𝑽

Jadikan problem untuk menunjukkan 𝑼𝑹 = 𝑽𝑺 Jika formula seperti ini hanya diberikan dan dianggap siswa sebagai suatu rumus, maka 𝑼𝑽 𝑻𝑽 kecenderungan siswa akan mengalami kesalahan dengan menuliskan = 𝑹𝑺

𝑽𝑺

Jangan ragu untuk memberikan soal berikut tanpa harus memberikan rumus 𝑸𝑹 =

𝑴𝑷×𝑸𝑵+𝑵𝑶×𝑴𝑸 𝑴𝑸+𝑸𝑵

Perhatikan gambar berikut! Jika PMNO adalah trapezium sama kaki, tentukan kelilingnya!

Kesimpulan Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa dalam pembelajaran matematika perlu dilakukan perubahan dari hanya memberikan rumus-rumus ke pemberian kesempatan siswa untuk mengembangkan proses berpikirnya dengan pemberian scaffolding sesuai dengan yang mereka perlukan. Daftar Pustaka Hudojo, Herman. 2003. Pengembangan Kurikulum dan Pembelajaran Matematika. Malang: Universitas Negeri Malang. International Standard School Mathematics for Junior High School Grade IX Dept. of Math EDU DGM of PSE Lambas. 2004. Materi Pelatihan Terintegrasi. Dirjen Pendidikan Dasar dan Menengah, Departemen Pendidikan Nasional. Suherman. 2001. Strategi Pembelajaran Matematika Kontemporer. Bandung: UPI Sujiati, Anik. 2011. Proses Berpikir Siswa Dalam Pemecahan Masalah Dengan Pemberian Scaffolding. Tesis tidak dipublikasikan, Malang: Program Pascasarjana UM


28


MENINGKATKAN KEMAMPUAN BERPIKIR KREATIF MATEMATIKA MELALUI PEMBELAJARAN MODEL TREFFINGER Anna Siswati SMP Negeri 1 Singosari, [email protected] Abstrak: The purpose of the research are describing the steps of Treffinger model learning which are able to improve the ability of thinking mathematics creatively, and improving the ability of thinking mathematics creatively at the students seventh grade of SMPN 1 Singosari. The data of the research are activities and attitudes of the students during learning process and the result of the students test are after it. The data gathering is done with observation and test. The analysis of the result test uses TTCT (The Torrance Test of Creative Thinking). The subject of the research are the students seventh grade C of SMPN 1 Singosari. The result of the research shows that the steps of Treffinger model learning which are able to improve the ability of thinking mathematics creatively are as follows. Treffinger model degree I, namely (1) warming up (2) training the students to think, (3) write all ideas, (4) discuss the ideas, (5) presenting the discussion result, (6) reinforcement. Treffinger model degree II, namely (1) giving motivation, (2) morfologis analysis technique. Treffinger model degree III, namely (1) problem possing activity, (2) creative problem solving, (3) reward. Based on the observation and test result, it is concluded that the ability of thinking mathematics creatively of the students improve. Key words: Think creatively, Mathematics, Treffinger

PENDAHULUAN Mengembangkan kemampuan berfikir kreatif di kalangan peserta didik merupakan hal yang sangat penting dalam era persaingan global, karena tingkat kompleksitas permasalahan dalam segala aspek kehidupan modern saat ini semakin tinggi. Seperti yang disampaikan Treffinger (dalam Semiawan, 1990) bahwa belajar kreatif membantu siswa berhasil dalam menyelesaikan masalah dan mengarahkan diri sendiri walaupun kita tidak bersama mereka. Haylock (1997) mengatakan bahwa berpikir kreatif selalu tampak menunjukkan fleksibilitas (keluwesan). Bahkan Krutetskii (1976) menjelaskan bahwa fleksibilitas merupakan komponen kunci kemampuan kreatif matematika sekolah. Selanjutnya Haylock (1997) menunjukkan kriteria kreatifitas sesuai tipe Tes Torrance, yaitu kefasihan (banyaknya respon-respon yang diterima), fleksibilitas (banyaknya berbagai macam respon yang berbeda), dan keaslian (kejarangan responrespon dalam kaitan dengan sebuah kelompok pasangannya). Dalam konteks matematika, menurut Siswono (2005), kriteria kelancaran tampak kurang berguna dibanding dengan fleksibilitas. Kemampuan berpikir dasar dalam pembelajaran matematika biasanya dibentuk melalui aktivitas yang bersifat konvergen, yaitu proses berfikir mencari jawaban tunggal yang paling tepat. Aktivitas ini umumnya cenderung berupa latihan-latihan matematika yang bersifat algoritmik, mekanistik, dan rutin. Sedangkan kemampuan berfikir kreatif bersifat divergen yaitu proses ke macam-macam arah dan menghasilkan banyak alternatif penyelesaian (Semiawan, 1990). Hasil tes pendahuluan pada 28 siswa kelas VIIC SMPN 1 Singosari menunjukkan 26 siswa pada tingkat kurang kreatif, 1 siswa tidak kreatif, dan hanya 1 siswa kreatif, dan lebih dari 70% siswa tidak fleksibel dalam memecahkan dan mengajukan masalah. Walaupun hal ini tidak


29


sepenuhnya salah, dalam era persaingan bebas ini pembelajaran matematika yang bertumpu pada pencapaian ketrampilan dasar saja tidaklah memadai. Dengan demikian pembelajaran matematika hendaknya tidak hanya berhenti pada pencapaian ketrampilan dasar, tetapi sebaliknya harus dirancang untuk mencapai kompetensi tingkat tinggi yaitu mampu berpikir kritis dan kreatif. Sudiarta (2006) menyampaikan bahwa pemecahan masalah matematika terbuka akan memberikan kesempatan pada siswa untuk melakukan investigasi masalah matematika secara mendalam, sehingga dapat mengkonstruksi segala kemungkinan pemecahannya secara divergen, kritis, kreatif, dan produktif. Selain pemecahan masalah, Siswono (2005) dalam penelitiannya menemukan bahwa kegiatan pengajuan masalah juga dapat meningkatkan aspek berpikir kreatif. Selain aktivitas kognitif, untuk mengembangkan kemampuan berpikir kreatif siswa juga harus diperhatikan aktivitas afektif dan psikomotorik (Semiawan, 1990). Dari beberapa pendapat di atas, maka salah satu model pembelajaran kreatif yang memiliki sifat dan karakter tersebut adalah pembelajaran kreatif model Treffinger, yaitu suatu model pembelajaran kreatif yang tidak hanya memperhatikan aktifitas kognitif, tetapi juga memperhatikan aktifitas afektif. Pembelajaran model Treffinger terdiri dari tiga tahap dan setiap tahap mencakup segi kognitif dan segi afektif yang prosesnya berlangsung secara terpadu (Semiawan,1990). Tahap pertama disebut fungsi divergen, yaitu suatu tahap yang menekankan pada keterbukaan dan kemungkinan-kemungkinan. Teknik-teknik yang digunakan adalah pemansan, pemikiran dan perasaan berakhir terbuka, sumbang saran, daftar penulisan gagasan, penyusunan sifat dan hubungan yang dipaksakan. Tahap kedua adalah proses pemikiran dan perasaan yang majemuk, yaitu suatu tahap dimana faktor-faktor kognitif dan afektif dari tahap pertama diperluas. Teknik yang digunakan analisa morfologi, bermain peran dan synectics.Tahap ketiga adalah keterlibatan dalam tantangan-tantangan nyata. Teknik yang digunakan adalah Creative Problem Solving Selain meningkatnya perilaku kreatif yang diamati selama proses pembelajaran, acuan yang digunakan untuk menilai kemampuan berpikir kreatif adalah acuan dari Silver (1997) yaitu TTCT (The Torrance Tests of Creative Thinking) yaitu suatu tes untuk menilai kemampuan berpikir kreatif anak-anak dan orang dewasa yang meliputi kelancaran (fluency), kelenturan (flexibility), dan kebaruan (novelty). Sedangkan penjenjangan tingkat berfikir kreatif pada siswa digunakan penjenjangan berfikir kreatif dari Siswono (2009) yaitu (1) Tingkat Kemampuan Berpikir Sangat Kreatif (2) Tingkat Kemampuan Berpikir Kreatif (3) Tingkat Kemampuan Berpikir Cukup Kreatif (4) Tingkat Kemampuan Berpikir Kurang Kreatif (5) Tingkat Kemampuan Berpikir Tidak Kreatif Berdasar pada penjelasan di atas, maka rumusan masalah penelitian ini adalah: 1. Bagaimana langkah-langkah pembelajaran model Treffinger yang dapat meningkatkan kemampuan berpikir kreatif matematika siswa kelas VII SMPN 1 Singosari? 2. Bagaimana deskripsi peningkatan kemampuan berpikir kreatif matematika siswa kelas VII SMPN 1 Singosari setelah mengikuti pembelajaran model Treffinger? Agar tidak menimbulkan penafsiran ganda, maka diperlukan beberapa batasan istilah sebagai berikut: 1. Berpikir kreatif merupakan suatu proses mental yang digunakan seseorang untuk memunculkan suatu ide atau gagasan “baru” secara lancar dan fleksibel. 2. Berpikir kreatif matematika merupakan suatu proses mental yang digunakan seseorang untuk memunculkan suatu ide baru dalam memecahkan dan mengajukan masalah matematika secara lancar dan fleksibel. 3. Meningkatkan kemampuan berpikir kreatif adalah meningkatkan kemampuan berpikir siswa dari tingkat berpikir kreatif lebih rendah ke tingkat berpikir kreatif yang lebih tinggi misalnya dari tidak kreatif menjadi kurang kreatif atau cukup kreatif, dari kreatif menjadi sangat kreatif, dan seterusnya, dan meningkatkan perilaku kreatif sesuai dengan indikator kreatifitas pembelajaran model Treffinger baik aspek kognitif maupun aspek afektif. 4. Pembelajaran adalah suatu kegiatan yang menjadikan siswa belajar


30


5. Model pembelajaran merupakan kerangka konseptual yang melukiskan prosedur sistematis dalam mengorganisasikan pengalaman belajar untuk mencapai tujuan belajar tertentu dan berfungsi sebagai pemandu bagi para pengajar dalam merencanakan dan melaksanakan aktivitas belajar mengajar. 6. Model Treffinger adalah suatu model pembelajaran untuk meningkatkan kemampuan berpikir kreatif siswa melalui tiga tahap yaitu tahap I (fungsi divergen), tahap II (proses pemikiran dan perasaan majemuk, dan tahap III (keterlibatan dalam tantangan-tantangan nyata) 7. Kelancaran dalam pemecahan masalah mengacu pada kemampuan siswa memberikan jawaban masalah yang beragam dan benar, sedang dalam pengajuan masalah mengacu pada kemampuan siswa membuat masalah sekaligus penyelesaiannya yang beragam dan benar. Beberapa jawaban masalah dikatakan beragam, jika jawaban-jawaban tampak berlainan dan mengikuti pola tertentu, seperti jenis bangun datarnya sama tetapi ukurannya berbeda. Dalam pengajuan masalah, beberapa masalah dikatakan beragam, jika masalah itu menggunakan konsep yang sama dengan masalah sebelumnya tetapi dengan atribut-atribut yang berbeda ataumasalah yang umum dikenal siswa setingkatnya. Misalnya membuat persegipanjang dengan ukuran berbeda, soal pertama menanyakan keliling dan soal kedua menanyakan luasnya. 8. Fleksibilitas dalam pemecahan masalah mengacu pada kemampuan siswa memecahkan masalah dengan berbagai cara yang berbeda. Fleksibilitas dalam pengajuan masalah mengacu pada kemampuan siswa mengajukan masalah yang mempunyai cara penyelesaian berbedabeda. 9. Kebaruan dalam pemecahan masalah mengacu pada kemampuan siswa menjawab masalah dengan beberapa jawaban yang berbeda-beda tetapi bernilai benar atau satu jawaban yang “tidak biasa” dilakukan oleh individu (siswa) pada tingkat pengetahuannya.. Beberapa jawaban dikatakan berbeda, jika jawaban itu tampak berlainan dan tidak mengikuti pola tertentu, seperti bangun datar yang merupakan gabungan dari beberapa macam bangun datar. Keaslian dalam pengajuan masalah mengacu pada kemampuan siswa mengajukan suatu masalah yang berbeda dari masalah yang diajukan sebelumnya. Dua masalah yang dajukan berbeda jika konsep matematika atau konteks yang digunakan berbeda atau tidak biasa dibuat oleh siswa pada tingkat pengetahuannya. METODE Penelitian yang dilakukan adalah Penelitian Tindakan Kelas yang terdiri dari 2 siklus. Untuk melihat kemampuan berpikir kreatif siswa dalam memecahkan dan mengajukan masalah bangun datar, maka sebelumnya diberikan tes awal. Prosedur penelitian meliputi (1) perencanaan, (2) pelaksanaan, (3) pengamatan, (4) refleksi. Tabel 1. Ringkasan faktor-faktor yang diselidiki sekaligus indikatornya Faktor-faktor Penelitian Kemampuan berpikir kreatif siswa

 

Tes Tugas Mandiri

Kualitatifdsekriptif

Aktivitas siswa



Lembar Pengamatan

Kualitatifdeskriptif

Instrumen


Metode Analisis

Indikator Meningkat jika jenjang kemampuan berpikir siswa meningkat dari tingkat lebih rendah ke tingkat yang lebih tinggi, misal dari tidak kreatif menjadi kurang kreatif, kurang kreatif menjadi kreatif, dst. Meningkat jika aspek-aspek pengamatan pembelajaran Treffinger tingkat I-III meningkat minimal pada kriteria baik.

31


HASIL DAN PEMBAHASAN Langkah-langkah pembelajaran model Treffinger tiap siklus dapat dilihat pada Tabel C1. Berdasarkan hasil observasi selama pembelajaran terdapat peningkatan perilaku kreatif sesuai dengan indikator kreatifitas pembelajaran model Treffinger baik aspek kognitif maupun aspek afektif menjadi minimal “baik” dan hasil tes awal ke tes akhir yaitu 1 siswa tidak kreatif, 26 siswa kurang kreatif, dan 1 siswa kreatif menjadi 0 siswa tidak kreatif, 16 siswa kurang kreatif, dan 12 siswa kreatif. Sehingga terdapat peningkatan kreatifitas sebesar 41%. Berikut disajikan contoh soal, sedangkan hasil tes siswa yang berada pada tingkat kreatif beserta hasil analisa dan wawancara dapat dilihat pada Gambar C.1, dan Gambar C.2 sebagai berikut. Gambar di bawah ini adalah jajargenjang dengan panjang alas 14 cm dan tinggi 10 cm.

a. Buatlah bangun datar sebarang yang luasnya sama dengan luas bangun jajargenjang di atas b. Gambarlah paling sedikit dua bangun datar sebarang selain yang sudah kamu buat pada poin a c.

d. e. f.

yang luasnya sama dengan luas bangun jajargenjang di atas dan tunjukkan juga ukuranukurannya. Perhatikan satu bangun datar yang telah kamu buat pada bagian b, bagaimana prosesnya sehingga kamu bisa menggambar bangun tersebut sehingga mempunyai luas yang sama dengan jajargenjang di atas? Tunjukkan cara/ proses yang berbeda untuk menemukan atau membuat bangun datar itu. Buatlah paling sedikit dua soal berbeda tentang jajargenjang dan berikan penyelesaian dari soal yang kamu buat tersebut. Dari soal yang telah kamu buat, adakah soal yang dapat diselesaikan dengan lebih dari satu cara? Jika ada, tunjukkan cara penyelesaian yang berbeda dari soal itu. Jika tidak, buatlah soal lain yang penyelesaiannya lebih dari satu cara. Tuliskan pendapatmu, mana yang lebih sulit antara menyelesaikan soal Tabel 2. Langkah-langkah Pembelajaran Siklus I dan Siklus II Tingkat Model Treffinger Tingkat I

-

-

Langkah-langkah Pembelajaran Siklus I Siklus II Warming up yaitu memberikan - Warming up yaitu memberikan pertanyaan yang menarik tentang pertanyaan yang menarik tentang cara memenangkan lomba lari berapa jumlah uang kertas yang mengelilingi lapangan dibutuhkan untuk menutup tembok Gabungan teknik pemikiran dan kelas perasaan berakhir terbuka, teknik - Teknik pemikiran dan persaan daftar penulisan gagasan, dan berakhir terbuka untuk menyelesaikan teknik sumbang saran, dalam masalah terbuka yang berkaitan menyelesaiakan masalah terbuka dengan trapesium dengan beberapa yang berkaitan dengan keliling dan alternatif penyelesaian luas persegipanjang dengan beberapa alternatif penyelesaian


32

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 Model Treffinger Tingkat II

-

-

Model Treffinger Tingkat III

-

Warming up dengan meminta siswa untuk menyusun beberapa bangun datar menjadi bangun datar baru Teknik bermain peran dan sosio drama tentang masalah pemasangan ubin

-

Warming up dengan memberikan permainan menyusun tangram

-

Creative Problem Solving yaitu memberikan masalah tentang penataan tenda kepada siswa untuk diselesaikan melalui tahapan menemukan fakta, menemukan masalah, menemukan gagasan, dan menemukan jawaban

-

Teknik Analisa Morfologis dengan memberikan masalah untuk menemukan rumus luas trapesium berdasarkan sifat-sifat bangun penyusunnya Problem Posing dan Creative Problem Solving yaitu meminta siswa mengajukan masalah secara berkelompok untuk diberikan dan diselesaikan kelompok lain

Tabel 3. Capaian Hasil dan Indikator Keberhasilannya No 1

Indikator Kebenaran jawaban tugasmemecahkan masalah (btr a) Kefasihan memecahkan masalah (btr b)

Hasil Benar

Penjelasan Bangun yang dibuat mempunyai luas yang sama dengan jajargenjang yang diketahui

Fasih

3

Kebaruan memecahkan masalah (btr b)

Baru

4

Fleksibilitas memecahkan masalah (btr c) Kebenaran membuat soal dan menyelesaikannya (btr d) Kefasihan membuat soal (btr d)

Belum jelas

Mampu membuat bangun datar yang beragam, yaitu bangun datar yang merupakan gabungan persegipanjang dan trapezium dan bangun datar yang merupakan gabungan persegipanjang dan empat segitiga yang mempunyai luas sama dengan jajargenjang semula Bangun datar yang dibuat merupakan bangun datar baru yang tidak biasa dipelajari, yaitu bangun datar yang merupakan gabungan persegipanjang dan trapezium dan bangun datar yang merupakan gabungan persegipanjang dan empat segitiga Sudah menunjukkan sebuah cara untuk menemukan bangun yang luasnya sama dengan jajargenjang semula tetapi belum menunjukkan cara lain Soal yang dibuat merupakan soal matematika yang berkaitan dengan jajargenjang dan dapat diselesaikan

7

Kebaruan membuat soal (btr d)

8

Fleksibilitas membuat soal (btr e)

Tidak baru (perlu wawancar a) Belum jelas (perlu wwncra)

2

5

6

Benar

Fasih

Mampu membuat soal yang berbeda walaupun masih sangat umum berkaitan dengan jajargenjang yaitu menanyakan tentang luas dan tinggi Tidak ada perbedaan konsep yang digunakan yaitu menanyakan luas dan keliling jajargenjang. Konteks yang dibuat masih matematis, tidak mengaitkan dengan bendabenda sekitar yang sebenarnya maupun yang imaginatif

Tabel 4. Contoh Analisa Tes Berdasarkan Hasil Jawaban Siswa yang Menunjukkan Kelancaran dan Kebaruan dalam Memecahkan dan Mengajukan Masalah Variabel Kefasihan Fleksibilitas Memecahkan masalah √ Mengajukan masalah √ Kesimpulan : kreatif (setelah diadakan wawancara) SESI PARALEL MATEMATIKA

Kebaruan √ √

33


Secara rata-rata, aspek kognitif dan afektif tiap tahap pembelajaran model Treffinger mengalami peningkatan, hal ini berarti bahwa kemampuan dan perilaku yang menjadi indikator kemampuan berpikir kreatif juga meningkat.

Gambar 1. Contoh Jawaban Kreatif Siswa dalam Menyelesaikan Tes Akhir Siklus I yang Menunjukkan Kelancaran dan Kebaruan dalam Memecahkan dan Mengajukan Masalah Komentar: Membuat dan mengerjakan soal itu tergantung bobotnya, jika soal itu hasilnya sulit, otomatis cara membuat dan mengerjakannya sulit begitu pula sebaliknya Pembelajaran Matematika melalui Model Treffinger Di awal tindakan, peneliti memberikan pemanasan terlebih dahulu kepada siswa dengan cara memberikan pertanyaan yang menantang yang berkaitan dengan bangun datar. Karena menurut Semiawan dkk (1990) belajar kreatif tidak dapat langsung dilaksanakan seperti menyalakan dan mematikan lampu. Selanjutnya untuk mendorong perilaku divergen yang merupakan karakteristik pembelajaran model Treffinger tingkat I, peneliti memberikan masalah terbuka dengan teknik pemikiran dan perasaan berakhir terbuka. Menurut Schoenfield (dalam Sudiarta, 2004) pemberian masalah terbuka akan memberikan kesempatan pada siswa “experience in finding something new in the process”. Sudiarta (2004) juga menyampaikan bahwa pemecahan masalah terbuka akan memberikan kesempatan kepada siswa untuk melakukan investigasi masalah matematika secara mendalam, sehingga dapat mengkonstruksi segala kemungkinan pemecahannya secara kritis, kreatif, divergen, dan produktif. Lindgren (dalam Jamridafrizal, 2011) menyatakan bahwa kreatifitas siswa dapat ditingkatkan dengan cara menyediakan kesempatan kepada siswa untuk berpikir divergen. Pemecahan masalah terbuka dilakukan secara berkelompok dengan menerapkan teknik daftar penulisan gagasan dan teknik sumbang saran. Karena sumbang saran dalam kerja kelompok merupakan cara yang paling popular untuk mengembangkan pemikiran-pemikiran kreatif (Davis, dalam Jamridafrizal, 2011). Gagasan untuk menyelesaikan masalah yang sudah ditulis masing-masing siswa disampaikan pada saat diskusi kelompok. Untuk lebih meningkatkan


34


kemampuan berpikir kreatif matematika, pembelajaran dilanjutkan ke tingkat kedua belajar kreatif yang mencakup belajar untuk menggunakan proses pemikiran dan perasaan majemuk. Teknik yang dikembangkan merupakan perluasan dari pembelajaran model Treffinger tingkat I. Setelah dilakukan pemanasan, peneliti mengajak siswa untuk lebih berperan dalam kegiatan yang lebih menantang dan majemuk. Pada tahap ini teknik yang sesuai untuk matematika adalah teknik analisa morfologis, yaitu suatu teknik untuk memecahkan masalah dengan mengkaji secara cermat bentuk dan struktur masalahnya. Karena menurut Ruseffendi (1980), matematika adalah ilmu yang mempelajari tentang pola keteraturan, tentang struktur yang terorganisasikan. Konsep-konsep matematika tersusun secara hirarkis, terstruktur, logis, dan sistematis mulai dari konsep yang paling sederhana sampai dengan konsep yang paling kompleks. Pada tahap akhir, sesuai dengan karakteristik model Treffinger yang ketiga yaitu siswa diajak untuk terlibat secara kreatif dalam masalah dan tantangan nyata. Siswa terlibat dalam pengajuan pertanyaan-pertanyaan secara mandiri yang berkaitan dengan masalah yang diberikan. Teknik yang digunakan oleh peneliti adalah gabungan problem possing dan creative problem solving. Hal ini diperkuat oleh hasil penelitian Siswono ( 2004) yang menyimpulkan bahwa pengajuan masalah dapat meningkatkan kemampuan menyelesaikan masalah dan kemampuan berpikir kritis sehingga dapat meningkatkan kemampuan berpikir kreatif siswa. Peningkatan Kemampuan Berpikir Kreatif Siswa setelah Mengikuti Pembelajaran Model Treffinger Berdasarkan hasil observasi selama pembelajaran dapat diketahui bahwa terdapat peningkatan variabel kreatifitas aspek kognitif dari siklus I ke siklus II sebesar 10% dan variabel kreatifitas aspek afektif sebesar 15%. Hal ini berarti terdapat peningkatan perilaku kreatif kreatif pada siswa. Berdasarkan hasil tes awal dan tes akhir siklus II dapat disimpulkan bahwa kemampuan berpikir kreatif siswa dalam memecahkan dan mengajukan masalah matematika mengalami peningkatan. Namun terdapat 2 siswa yang mengalami penurunan kemampuan berpikir kreatif. Menurut Semiawan (1988) belajar kreatif yaitu belajar yang mengasyikan, yang menggerakkan potensi kreatifitas, dan menimbulkan berbagai getaran penemuan terhadap hal-hal yang sebelumnya belum diketahui, akan banyak memberi peluang untuk mencegah penurunan kreatifitas. Pada penelitian ini jadwal pembelajaran matematika yang padat membuat beberapa siswa merasa kurang asyik dalam belajar dan berakibat turunnya kemampuan kreatif beberapa siswa. Hal ini dapat dilihat pada jurnal siswa yang disajikan pada gambar 4.27. Sedangkan berdasarkan tabel tentang perubahan aspek kreatifitas dari tes awal, tes akhir siklus I, dan tes akhir siklus II, dapat dilihat bahwa sampai siklus II, hanya 2 siswa yang mampu memenuhi kriteria fleksibilitas dalam memecahkan dan mengajukan masalah. Hal ini menunjukkan bahwa aspek fleksibilitas merupakan aspek yang sulit dan penting dalam kreatifitas seperti yang disampaikan Haylock (dalam Siswono, 1997) bahwa berpikir kreatif selalu menunjukkan fleksibilitas atau kelenturan. Bahkan Krutetskii (1977) menjelaskan bahwa fleksibilitas merupakan komponen kunci kemampuan kreatif matematika sekolah. Berdasarkan uraian di atas dapat disimpulkan bahwa setelah mengikuti pembelajaran matematika dengan model Treffinger, kemampuan berpikir kreatif matematika siswa mengalami peningkatan. Hal ini sejalan dengan hasil penelitian yang dilakukan oleh Haryono (2009) yang berhasil menumbuhkan kreatifitas siswa kelas V SD Bani Hasyim dalam memecahkan masalah yang berkaitan dengan operasi hitung pecahan. KESIMPULAN Berdasar hasil hasil penelitian dapat disimpulkan sebagai berikut: 1. Langkah-langkah pembelajaran model Treffinger yang dapat meningkatkan kemampuan berpikir kreatif siswa kelas VII SMP Negeri 1 Singosari dalam belajar matematika adalah sebagai berikut. a. Model Treffinger tingkat I


35


(1) Memberikan pemanasan melalui pertanyaan yang menarik dan menantang (2) Melatih siswa berpikir divergen melalui pemberian LKS yang berisi masalah terbuka (3) Meminta siswa menuliskan semua ide atau gagasannya dalam menyelesaikan masalah terbuka (4) Meminta siswa mendiskusikan ide atau gagasan masing-masing siswa dalam menyelesaikan masalah terbuka bersama kelompoknya, dan menentukan beberapa alternatif penyelesaiannya melalui kegiatan sumbang saran (5) Meminta salah satu kelompok mempresentasikan hasil diskusi dalam menentukan beberapa alternatif penyelesaian masalah terbuka b. Model Treffinger tingkat II (1) Memberikan motivasi melalui permainan menyusun tangram (2) Meminta siswa menemukan luas trapesium berdasarkan bangun-bangun penyusun trapesium beserta sifat-sifatnya melalui teknik analisa morfologis c. Model Treffinger tingkat III (1) Meminta siswa untuk mengajukan masalah yang berkaitan dengan luas atau keliling segiempat dan segitiga secara berkelompok melalui kegiatan problem posing (2) Memberikan permainan creative problem solving berupa lomba menyelesaikan masalah yang sudah dibuat masing-masing kelompok pada kegiatan problem posing dan sudah diacak. (3) Memberikan reward kepada siswa yang mengalami peningkatan kemampuan berpikir kreatif 2. Pembelajaran model Treffinger dapat meningkatkan kemampuan berpikir kreatif matematika siswa kelas VII SMPN 1 Singosari.

1. 2.

3.

4.

5.

Berdasarkan hasil penelitian, dapat diberikan saran sebagai berikut. Dalam menyusun tes kemampuan berpikir kreatif matematika, sebaiknya guru memperhatikan kaidah bahasa dan jika siswa belum memahaminya maka guru harus memberikan penjelasan. Model pembelajaran Treffinger adalah model kreatif untuk bahasa yang pada penelitian ini diadaptasikan untuk matematika, sehingga bagi guru yang menggunakan model ini harus dapat memilih teknik yang tepat yang sesuai dengan karakter matematika sehingga tujuan dapat tercapai dengan waktu yang efisien. Dalam menerapkan model Treffinger, guru harus sering memberikan motivasi, karena ketika diminta untuk mengajukan masalah matematika siswa cenderung untuk membuat yang mudah supaya tidak menyulitkan diri sendiri. Tingkat berpikir kreatif yang diperoleh dari tes dapat digunakan sebagai pedoman dalam mengidentifikasi kelemahan dan kekuatan siswa dalam berpikir kreatif, sehingga guru dapat menentukan strategi untuk pembelajaran selanjutnya. Perlu dikembangkan dan dilakukan penelitian lanjutan tentang pembelajaran matematika melalui model Treffinger pada materi yang lain.

Daftar Pustaka Haryono, Ary Dwi. 2009. Pembelajaran Model Treffinger Untuk Menumbuhkan Kreativitas Dalam Pemecahan Masalah Operasi Hitung Pecahan Siswa Kelas V SD Islam Bani Hasyim Singosari Malang. Tesis tidak diterbitkan. Malang: UM Barak, Moses & Doppelt, Yaron. 2000. Using Portofolio to Enhance Creative Thinking. The Journal of Technology Studies Summer Fall 2000, (Online), Vol. XXVI, Number 2, http://scholar.lib.vt.edu/ejournals/JOTS/Summer-Fall-2000/pdf/barak.pdf. diakses 5 Maret 2010 Depdiknas. 2006. Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan. Jakarta: Badan Standar Nasional Pendidikan SESI PARALEL MATEMATIKA

36


Haylock, Derek. 1997. Recognising Mathematical Creativity in Schoolchildren, (Online), http://www.emis.de/journals/ZDM973a2.pdf, diakses 3 Maret 2010. Jamridafrizal. 2011. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kreativitas. (On Line), www.scribd.com>creative writing> Essays, download Mei 201 Pehkonen, Erkki. 1997. The State-of-Art in Mathematical Beliefs Research. (Online), http://www.icme10.dk/proceedings/pages/regular_pdf/RL_Erkki_Pehkonen.pdf, diakses 3 Maret 2010. Semiawan, Conny dkk. 1990. Memupuk Bakat dan Kreatifitas Siswa Sekolah Menengah: Petunjuk bagi Guru dan Orang Tua. Jakarta: Penerbit PT Gramedia. Silver, Edward A. 1997. Fostering Creativity trough Instruction Rich in Mathematical Problem Solving and Thinking in Problem Posing, (Online), http://www.emis.de/journals/ZDM/zdm.973.pdf. diakses 4 Maret 2010. _______________. 1994. On Mathematical Problem Posing, (Online), www.eric.ed.gov/ERICWebPortal/recordDetail?accno=EJ487127, diakses 7 Maret 2010 Siswono, Tatag Y. E. 2005. Upaya Meningkatkan Kemampuan Berpikir Kreatif Siswa melalui Pengajuan Masalah. Jurnal terakreditasi “Jurnal Pendidikan Matematika dan Sains”, FMIPA Universitas Yogyakarta. Tahun X, No. 1, Juni 2005. ISSN 1410- 1866, hal 1-9, (Online), http://www.papero5_problemposing.pdf (application/pdf.object), diakses 4 Maret 2010. ________________. ____. Konstruksi teoritik tentang Tingkat Berpikir Kreatif Siswa dalam Matematika, (Online) http://www.papero7_jurnal_univadibuana.pdf (application/pdf.object) diakses 4 Maret 2010. ________________. 2009. Penjenjangan Kemampuan Berpikir Kreatif dan Identifikasi Tahap Berpikir Kreatif siswa dalam Memecahkan dan Mengajukan Masalah Matematika Ringkasan Disertasi,(Online),http://suaraguru.wordpress.com/2009/02/02/ringkasandisertasi-tatag-yuli-eko-siswono-2/ diakses 23 Februari 2010 Wikipedia. 2011. Creativity. http://en.wikipedia.org/wiki/creativity#Graham_Wallas, diakses tanggal 7 Juni 2011 Lawson, A.E. 2010. Teaching Inquiry Science in Middle and Secondary Schools. Los Angles: Sage.


37


MENINGKATKAN MOTIVASI BELAJAR SISWA DALAM PEMBELAJARAN MATEMATIKA MELALUI KETERAMPILAN PENGELOLAAN KELAS Edy Nurfalah Prodi Pendidikan Matematika UNIROW Tuban, [email protected] Abstrak: Penelitian ini dilatarbelakangi oleh adanya keluhan beberapa guru di SMK tentang proses kegiatan belajar mengajar di kelas. Siswa SMK cenderung lebih pasif ketika belajar di dalam kelas dari pada belajar di bengkel atau laboratorium (khususnya materi produktif/kejuruan). Hal ini berdampak pada materi normatif dan adaptif (khususnya matematika) yang umumnya diberikan di dalam kelas. Tujuan penelitian ini adalah untuk meningkatkan motivasi belajar siswa dalam pembelajaran matematika dengan melatih dan membelajarkan guru matematika dalam meningkatkan keterampilan mengelola kelas. Hal ini diharapkan dapat memecahkan masalah yang dihadapi guru pada saat KBM sehingga prestasi belajar siswa dapat meningkat. Indikator motivasi yang dibahas dalam penelitian ini meliputi minat, perhatian dan partisipasi siswa dalam pembelajaran matematika. Untuk mencapai tujuan tersebut peneliti berkolaborasi dengan guru-guru matematika guna melakukan penelitian tindakan kelas. Penelitian dilakukan dengan dialog awal identifikasi masalah, perencanaan tindakan pembelajaran, pelaksanaan tindakan, observasi, refleksi dan evaluasi. Penelitian dilakukan dengan tiga kali putaran. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan keterampilan guru dalam mengelola kelas dapat meningkatkan minat, perhatian dan partisipasi belajar siswa sehingga prestasi belajarnya juga meningkat. Kata kunci: motivasi, action research

PENDAHULUAN Kalangan pendidik telah menyadari bahwa siswa memiliki bermacam-macam cara belajar. Sebagian siswa bisa belajar dengan sangat baik hanya dengan melihat orang lain melakukannya. Biasanya mereka ini menyukai penyajian informasi yang runtut. Mereka lebih suka menuliskan apa yang dikatakan guru. Selama pelajaran, mereka biasanya diam dan jarang terganggu oleh kebisingan. Siswa visual ini berbeda dengan siswa auditori, yang biasanya tidak sungkan-sungkan untuk memperhatikan apa yang dikerjakan oleh guru, dan membuat catatan. Mereka menggunakan kemampuan untuk mendengar dan mengingat. Selama pelajaran, mereka mungkin banyak bicara dan mudah teralihkan perhatiannya oleh suara atau kebisingan. Siswa kinestetik belajar terutama dengan terlibat langsung dalam kegiatan. Mereka cenderung impulsive, dan kurang sabaran. Cara mereka belajar boleh jadi tampak sembarangan dan tidak karuan. Ada sedikit siswa yang mutlak memiliki satu jenis cara belajar. Grinder(1991) menyatakan bahwa dari setiap 30 siswa, 22 diantaranya rata-rata dapat belajar dengan efektif selama gurunya menghadirkan kegiatan belajar yang berkombinasi antara visual, auditori dan kinestik. Namun 8 siswa-siswinya sedemikian menyukai salah satu bentuk pengajaran dibanding dua lainnya. Sehingga mereka berupaya keras untuk memahami pelajaran bila tidak ada kecermatan dalam menyajikan pelajaran sesuai dengan cara yang mereka sukai. Guna memenuhi kebutuhan ini, pengajaran harus bersifat multisensori dan penuh dengan variasi. Di sisi lain, adanya keluhan beberapa guru(teman peneliti) di SMK Negeri 2 Tuban di Widang tentang proses kegiatan belajar mengajar di kelas. Siswa SMK cenderung lebih pasif ketika


38


belajar di dalam kelas daripada belajar di bengkel atau laboratorium khususnya materi produktif/kejuruan di Program Keahlian Teknik Otomotif dan sebagai subyek penelitian adalah kelas XII. Hal ini berdampak pada materi(khususnya matematika) normatif dan adaptif yang pada umumnya diberikan di dalam kelas. Hal inilah yang melatarbelakangi dilakukannya penelitian dengan tujuan meningkatkan motivasi belajar siswa dalam pembelajaran matematika dengan melatih dan membelajarkan guru matematika melalui peningkatan keterampilan guru mengelola kelas di SMK melalui “action research” diharapkan dapat memecahkan masalah yang dihadapi guru di kelas pada saat KBM sehingga prestasi belajar siswa dapat meningkat. Indikator motivasi yang dibahas dalam penelitian ini meliputi minat, perhatian dan partisipasi siswa dalam pembelajaran matematika. METODE Penelitian ini merupakan penelitian tindakan (action research) karena penelitian dilakukan untuk memecahkan masalah pembelajaran di kelas. Penelitian ini juga termasuk penelitian deskriptif, sebab menggambarkan bagaimana suatu teknik pembelajaran diterapkan dan bagaimana hasil yang diinginkan dapat dicapai. Dalam penelitian ini menggunakan bentuk guru sebagai peneliti, dimana guru sangat berperan dalam proses penelitian tindakan kelas. Guru terlibat langsung secara penuh dalam proses perencanaan, tindakan, observasi dan refleksi. Kehadiran pihak lain dalam penelitian ini peranannya tidak dominan dan sangat kecil. Penelitian ini mengacu pada perbaikan pembelajaran yang berkesinambungan. Penelitian ini menggunakan model penelitian tindakan dari Kemmis dan Taggart (dalam Arikunto, Suharsimi, 2002:83), yaitu berbentuk spiral dari siklus yang satu ke siklus yang berikutnya. Setiap siklus meliputi planning (rencana), action (tindakan), observasi (pengamatan) dan reflection (refleksi). Langkah pada siklus berikutnya adalah perencanaan yang sudah direvisi, tindakan, pengamatan dan refleksi. Sebelum masuk pada siklus I dilakukan tindakan pendahuluan yang berupa identifikasi permasalahan. Siklus spiral dari tahap-tahap penelitian tindakan kelas dapat dilihat pada gambar berikut: Putaran 1 Refleksi

Rencana awal/rancangan Putaran 2

Tindakan/ Observasi Refleksi

Rencana yang direvisi Putaran 3

Tindakan/ Observasi Refleksi

Rencana yang direvisi

Tindakan/ Observasi

Gambar 1 Alur PTK Observasi dibagi dalam tiga putaran, yaitu putaran 1, 2, dan 3 dengan masing-masing putaran dikenai perlakuan yang sama (alur kegiatan yang sama) dan membahas satu subpokok


39


bahasan yang diakhiri dengan tes formatif diakhir masing-masing putaran. Siklus ini berkelanjutan dan akan dihentikan jika sesuai dengan kebutuhan dan dirasa sudah cukup. Alat pengumpul data dalam penelitian ini adalah tes buatan guru yang fungsinya adalah (1) untuk menentukan seberapa baik siswa telah menguasai bahan pelajaran yang diberikan dalam waktu tertentu; (2) untuk menentukan apakah suatu tujuan telah tercapai dan (3) untuk memperoleh suatu nilai (Arikunto, Suharsimi, 2002:149). Sedangkan tujuan dari tes adalah untuk mengetahui ketuntasan belajar siswa secara individu maupun secara klasikal. Untuk memperkuat data yang di kumpulkan maka juga digunakan metode observasi (pengamatan) yang dilakukan oleh teman sejawat untuk mengetahui dan merekam aktivitas guru dan siswa dalam proses belajar mengajar. Untuk menyusun dan mengelola data yang terkumpul digunakan analisis data kuantitatif dan kualitatif. Analisis data penelitian tindakan kelas ini merupakan reduksi data yang berupa uraian singkat yang telah digolongkan dalam suatu kegiatan tertentu. Penyajian data berupa sekumpulan informasi dalam bentuk teks naratif yang disusun, diringkas dalam bentuk kategori-kategori. Penarikan kesimpulan di lakukan secara bertahap, kemudian diadakan verifikasi untuk memperoleh kesimpulan yang tepat dengan cara diskusi bersama mitra kolaborasi. Adapun langkah dalam penelitian ini dilakukan sejak penelitian ini dilaksanakan, dengan proses sebagai berikut : 1. Dialog Awal; Tim peneliti bersama-sama melakukan pengenalan, penyatuan ide, dan berdiskusi membahas masalah-masalah dan cara peningkatan motivasi belajar siswa dalam pembelajaran matematika yang terfokus pada minat, perhatian dan partisipasi siswa dalam pembelajaran matematika. 2. Perencanaan Tindakan Pembelajaran; Hasil diskusi mengenai masalah dan cara meningkatkan motivasi belajar siswa dan hasil evaluasi untuk setiap akhir siklus sebagai dasar untuk membuat perencanaan tindakan berikutnya. Implementasi tindakan dilaksanakan selama empat (4) minggu dan terbagi dalam tiga (3) putaran, yang dimulai minggu ke V sampai dengan minggu ke III bulan berikutnya. 3. Observasi; Kegiatan ini dilakukan oleh guru matematika di kelas XII-Otomotif dan peneliti dengan dibekali pedoman observasi dan catatan lapangan, diupayakan tidak membebani administrasi. 4. Refleksi; Kegiatani ini secara rutin dilakukan setiap akhir putaran penelitian. Secara informal setiap hari kerja diadakan dialog antara guru matematika dan peneliti untuk membahas hal-hal yang perlu penanganan segera. 5. Evaluasi; Evaluasi tindakan guna peningkatan motivasi belajar siswa dalam pembelajaran matematika sebagai upaya dalam menentukan tingkat keberhasilan dan pencapaian tujuan tindakan. Evaluasi diarahkan pada penemuan bukti-bukti dari peningkatan yang terjadi setelah dilaksanakannya serangkaian tindakan. HASIL DAN PEMBAHASAN Data penelitian yang diperoleh berupa hasil uji coba item butir soal dan data observasi hasil pengamatan pengelolaan model pembelajaran kontekstual dengan metode kolaborasi dan pengamatan aktivitas siswa dan guru pada akhir pembelajaran, juga data tes formatif siswa pada setiap siklus. Data lembar observasi diambil dari dua pengamatan yaitu data pengamatan pengelolaan model pengajaran kolaborasi yang digunakan untuk mengetahui pengaruh penerapan medel pembelajaran kontekstual dengan metode kolaborasi dalam meningkatkan motivasi belajar siswa dan data pengamatan aktivitas guru dan siswa. Data tes formatif untuk mengetahui peningkatan prestasi belajar siswa setelah diterapkannya proses belajar mengajar dengan menerapkan model pembelajaran kontekstual dengan metode kolaborasi. 1.

Siklus I a. Tahap Perencanaan


40


Pada tahap ini peneliti mempersiapkan pembelajaran yang terdiri dari rencana pembelajaran 1, soal tes formatif 1 dan alat-alat pengajaran yang mendukung. Selain itu juga dipersiapkan lembar observasi pengelolahan pembelajaran kontekstual dengan metode kolaborasi dan lembar observasi aktivitas siswa. b. Tahap Pelaksanaan Pelaksanaan kegiatan belajar mengajar untuk siklus I mengacu pada rencana pelajaran yang telah dipersiapkan. Pengamatan (observasi) dilaksanakan bersamaan dengan pelaksanaan belajar mengajar. Pada akhir proses belajar mengajar siswa diberi tes formatif I dengan tujuan untuk mengetahui keberhasln siswa dalam proses belajar mengajar yang telah dilakukan. Adapun data hasil penelitian pada siklus I adalah sebagai berikut:

No 1 2 3

Table 1. Rekap Hasil Tes Formatif Siswa pada Siklus I Uraian Hasil Siklus I Nilai rata-rata tes formatif 61,82 Banyak siswa yang tuntas belajar 7 Persentase ketuntasan belajar (%) 31,82

Dari tabel di atas dapat dijelaskan bahwa dengan menerapkan pembelajaran kontekstual dengan metode kolaborasi diperoleh nilai rata-rata prestasi belajar siswa adalah 61,82 dan ketuntasan belajar mencapai 31,82% atau ada 7 siswa dari 22 siswa sudah tuntas belajar. Hasil tersebut menunjukkan bahwa pada siklus pertama secara klalsik siswa belum tuntas belajar, karena siswa yang memperoleh nilai yang tidak kurang dari 65 hanya sebesar 31,82% yang lebih kecil dari persentase ketuntasan yang dikehendaki yaitu sebesar 85%. Hal ini disebabkan karena siswa masih merasa baru dan belum mengerti apa yang dimaksudkan dan digunakan guru dengan menerapkan metode pembelajaran kolaborasi. c. Analisis Data Minat, Perhatian, Partisipasi 1. Minat; Dari analisis data diperoleh hasil sebanyak 9 siswa(40,91%) memiliki minat baik, 6 siswa(27,27%) memiliki perhatian cukup, dan 7 siswa(31,82% memiliki minat kurang. 2. Perhatian; Dari analisis data diperoleh hasil sebanyak 10 siswa(45,45%) memiliki perhatian baik, 6 siswa(27,27%) memiliki perhatian cukup, dan 6 siswa(27,27%) memiliki perhatian kurang. 3. Partisipasi; Dari analisis data diperoleh hasil sebanyak 7 siswa(31,82%) memiliki partisipasi baik, 5 siswa(22,73%) memiliki partisipasi cukup, dan 10 siswa(45,45% memilik pastisipasi kurang. d. Refleksi Dalam pelaksanaan kegiatan belajar mengajar diperoleh informasi dari hasil pengamatan sebagai berikut: 1) Guru kurang maksimal dalam memotivasi siswa dan dalam menyampaikan tujuan pembelajaran. 2) Guru kurang maksimal dalam pengelolaan waktu 3) Siswa kurang aktif selama pembelajaran berlangsung e. Refisi Pelaksanaan kegiatan belajar mengajar pada siklus I ini masih banyak kekurangan, sehingga perlu adanya revisi untuk dilakukan pada siklus berikutnya. 1) Guru perlu lebih terampil dalam memotivasi siswa dan lebih jelas dalam menyampaikan tujuan pembelajaran, dengan siswa diajak untuk terlibat langsung dalam setiap kegiatan yang akan dilakukan. 2) Guru hendaknya lebih terampil dan bersemangat dalam memotivasi siswa sehingga siswa lebih aktif.


41


2.

3) Guru perlu mengelola waktu secara baik dengan menambahkan informasi-informasi yang dirasa perlu dan memberi catatan. Siklus II a. Tahap Perencanaan Pada tahap ini peneliti mempersiapkan perangkat pembelajaran yang terdiri dari rencana pembelajaran 2, soal tes formatif 2 dan alat-alat pengajaran yang mendukung. Selain itu juga dipersiapkan lembar observasi pengelolaan pembelajaran kontekstual dengan metode kolaborasi dan lembar observasi siswa. b. Tahap Pelaksanaan Kegiatan belajar mengajar untuk siklus II dilaksanakan dengan mengacu pada rencana pembelajaran dengan memperhatikan revisi pada siklus I, sehingga kesalahan atau kekuarangan pada siklus I tidak terulang lagi pada siklus II. Dalam hal ini peneliti bertindak sebagai pengajar. Pengamatan (observasi) dilaksanakan bersamaan dengan pelaksanaan pembelajaran. Pada akhir proses belajar mengajar, siswa diberi tes formatif II dengan tujuan untuk mengetahui tingkat keberhasilan siswa dalam proses belajar mengajar yang dilakukan. Instrument yang digunakan adalah tes formatif II. Adapun data hasil penelitian pada siklus II adalah sebagai berikut:

No 1 2 3

Tabel 2 Rekap Hasil Tes Formatif Siswa pada Siklus II Uraian Hasil Siklus II Nilai rata-rata tes formatif 74,09 Banyak siswa yang tuntas belajar 17 Persentase ketuntasan belajar (%) 77,27

Dari data tabel di atas ditunjukkan nilai rata-rata prestasi belajar siswa adalah 74,09 dan ketuntasan belajar mencapai 77,27% atau ada 17 siswa dari 22 siswa sudah tuntas belajar. Hasil ini menunjukkan bahwa pada siklus II ini ketuntasan belajar secara klasik telah mengalami peningkatan sedikit lebih baik dari siklus I. adanya peningkatan hasil belajar siswa ini karena setelah guru menginformasikan bahwa setiap akhir pelajaran akan selalu diadakan tes sehingga pada pertemuan berikutnya siswa lebih termotivasi untuk belajar. Selain itu siswa juga sudah mengerti apa yang dimaksud dan diinginkan guru dengan menerapkan metode pembelajaran kolaborasi. c. Analisis Data Minat, Perhatian, Partisipasi. 1. Minat; Dari analisis data diperoleh hasil sebanyak 17 siswa(77,27%) memiliki minat baik, 4 siswa(18,18%) memiliki minat cukup, dan 1 siswa(4,55%) memiliki minat kurang. 2. Perhatian; Dari analisis data diperoleh hasil sebanyak 18 siswa(81,82%) memiliki perhatian baik, 4 siswa(18,18%) memiliki perhatian cukup dan 0,00% siswa memiliki perhatian kurang . 3. Partisipasi; Dari analisis data diperoleh hasil sebanyak 15 siswa(68,18%) memiliki partisipasi baik, 3 siswa (13,64%) memiliki partisipasi cukup, dan 4 siswa(18,18%) memiliki partisipasi kurang. d. Refleksi Dalam pelaksanaan kegiatan belajar diperoleh informasi dari hasil pengamatan sebagai berikut: 1. Guru cukup memotivasi siswa 2. Membimbing siswa merumuskan kesimpulan/menemukan konsep 3. Pengelolaan waktu belum maksimal e. Refisi Rancangan


42


Pelaksanaan kegiatan belajar pada siklus II ini masih terdapat kekurangankekurangan. Maka perlu adanya revisi uintuk dilaksanakan pada siklus III antara lain: 1. Guru hendaknya dapat membuat siswa lebih termotivasi selama proses belajar mengajar berlangsung. 2. Guru hendaknya mengelola waktu lebih baik lagi sehingga kegiatan pembelajaran dapat berjalan sesuai dengan yang diharapkan. 3. Guru hendaknya lebih dekat dengan siswa sehingga tidak ada perasaan takut dalam diri siswa baik untuk mengemukakan pendapat atau bertanya. 4. Guru hendaknya lebih sabar dalam membimbing siswa merumuskan kesimpulan/menemukan konsep. 5. Guru sebaiknya menambah lebih banyak contoh soal dan memberi soal-soal latihan pada siswa untuk dikerjakan pada setiap kegiatan belajar mengajar. 3.

Siklus III a. Tahap Perencanaan Pada tahap ini peneliti mempersiapkan perangkat pembelajaran yang terdiri dari rencana pelajaran 3, soal tes formatif 3 dan alat-alat pengajaran yang mendukung. Selain itu juga dipersiapkan lembar observasi pengelolaan pembelajaran kontekstual dengan metode pembelajaran kolaborasi dan lembar observasi aktivitas guru dan siswa. b. Tahap Pelaksanaan Kegiatan belajar mengajar untuk siklus III dilaksanakan dengan mengacu pada rencana pelajaran dengan memperhatikan revisi pada siklus II, sehingga kesalahan atau kekurangan pada siklus II tidak terulang lagi pada siklus III. Pengamatan (observasi) dilaksanakan bersamaan dengan pelaksanaan pembelajaran. Pada akhir proses pembelajaran, siswa diberi tes formatif III dengan tujuan untuk mengetahui tingkat keberhasilan siswa dalam proses belajar mengajar yang telah dilakukan. Instrumen yang digunakan adalah tes formatif III. Adapun data hasil penelitian pada siklus III adalah sebagai berikut: Tabel 3 Rekap Hasil Tes Formatif Sisw pada Siklus III No Uraian Hasil Siklus III 1 Nilai rata-rata tes formatif 81,82 2 Jumlah siswa yang tuntas belajar 22 3 Persentase ketuntasan belajar 100% Berdasarkan tabel di atas diperoleh nilai rata-rata tes formatif sebesar 81,82 dan 22 siswa telah mencapai ketuntasan belajar atau ketuntasan belajar klasikal telah mencapai 100%. Hasil pada siklus III ini mengalami peningkatan lebih baik dari siklus II. Adanya peningkatan hasil belajar pada siklus III ini dipengaruhi oleh adanya peningkatan kemampuan guru dalam menerapkan pembelajaran kontekstual dengan metode kolaborasi sehingga siswa lebih mudah dalam memahami materi yang telah diberikan. c. Analisis data Minat, Perhatian, Partisipasi 1. Minat; Dari analisis data diperoleh hasil sebanyak 20 siswa(90,91%) memiliki minat baik, 2 siswa(9,09%) memiliki minat cukup dan 0 siswa(0,00%) memiliki minat kurang. 2. Perhatian; Dari analisis data diperoleh hasil sebanyak 20 siswa(90,91%) memiliki perhatian baik, 2 siswa(9,09%) memiliki perhatian cukup, dan 0 siswa(0,00%) memiliki perhatian kurang. 3. Partisipasi; Dari analisis data diperoleh hasil sebanyak 16 siswa(72,73%) memiliki partisipasi baik, 4 siswa(18,18%) memiliki partispasi cukup, dan 2 siswa(9,09%) memiliki partisipasi kurang. d. Refleksi


43


Pada tahap ini akan dikaji apa yang telah terlaksana dengan baik maupun yang masih kurang baik dalam proses belajar mengajar dengan penerapan pembelajaran kontekstual dengan metode kolaborasi. Dari data-data yang telah diperoleh dapat diurakain sebagai berikut: 1. Selama proses belajar mengajar guru telah melaksanakan pembelajaran dengan baik. Meskipun ada beberapa aspek yang belum sempurna, tetapi persentase pelaksanaannya untuk masing-masing aspek cukup besar. 2. Berdasarkan data hasil pengamatan diketahui bahwa siswa aktif selama proses belajar berlangsung. 3. Kekurangan pada siklus-siklus sebelumnya sudah mengalami perbaikan dan peningkatan sehingga menjadi lebih baik. 4. Hasil belajar siswa pada siklus III mengalami peningkatan dan telah mencapai ketuntasan. e. Evaluasi Pada siklus III guru telah menerapkan pembelajaran kontekstual menggunakan metode kolaborasi dengan baik dan dilihat dari aktivitas siswa serta hasil belajar siswa. Pelaksanaan proses belajar mengajar sudah berjalan dengan baik sehingga tidak diperlukan revisi terlalu banyak, tetapi yang perlu diperhatikan untuk tindakan selanjutnya adalah memaksimalkan dan mempertahankan apa yang telah berjalan dengan baik dengan tujuan agar pada pelaksanaan proses belajar mengajar selanjutnya penerapan pembelajaran kontekstual dengan metode kolaborasi dapat meningkatkan motivasi belajar siswa sehingga dapat meningkatkan prestasi belajar siswa.

Minat

Perhatian

Siklus 1 Siklus 2 Siklus 3

Kurang

Cukup

Baik

Kurang

Cukup

Baik

Kurang

Cukup

Baik

100.00 90.91 90.91 90.00 81.82 77.27 80.00 72.73 68.18 70.00 60.00 45.45 45.45 50.00 40.91 40.00 31.82 31.82 27.27 27.27 27.27 30.00 22.73 18.18 18.18 18.1818.18 13.64 20.00 9.09 9.09 9.09 4.55 10.00 0 00 0.00

Partisipasi

Gambar 2 Grafik hasil pengamatan motivasi belajar siswa KESIMPULAN Simpulan Berdasarkan hasil penelitian yang telah dipaparkan selama tiga siklus hasil seluruh pembahasan serta analisis yang telah dilakukan dapat disimpulkan sebagai berikut: 1. Pengelolaan kelas dengan model pembelajaran kontekstual dengan metode pembelajaran kolaborasi dapat meningkatkan motivasi (minat, perhatian, dan partisipasi) siswa dalam pembelajaran matematika. 2. Model pembelajaran kontekstual dengan metode pembelajaran kolaborasi memiliki dampak positif dalam meningkatkan prestasi belajar siswa yang ditandai dengan peningkatan


44


ketuntasan belajar siswa dalam setiap siklus, yaitu siklus I (31,82%), siklus II (77,27%), siklus III (100,00%) 3. Siswa dapat bekerja secara mandiri maupun kelompok, serta mampu mempertanggungjawabkan segala tugas individu maupun kelompok. 4. Peningkatkan motivasi ( minat, perhatian dan partisipasi) belajar siswa dapat ditingkatkan dengan meningkatkan keterampilan pengelolaan kelas yang baik seperti penggunaan model dan metode pembelajaran yang bervariasi dan menyenangkan. Saran Dari hasil penelitian yang diperoleh dari uraian sebelumnya agar proses belajar mengajar lebih efektif dan lebih memberikan hasil yang optimal bagi siswa, maka disampaikan saran sebagai berikut: 1. Untuk melaksanakan metode pembelajaran kolaborasi memerlukan persiapan yang cukup matang, sehingga guru harus mampu menentukan atau memilih topik yang benar-benar bias diterapkan dengan pembelajaran kontektual metode kolaborasi dalam proses belajar mengajar sehingga diperoleh hasil yang optimal. 2. Dalam rangka meningkatkan prestasi belajar siswa, guru hendaknya lebih sering melatih siswa dengan berbagai metode pengajaran, walau dalam taraf yang sederhana, dimana siswa nantinya dapat menemukan pengetahuan baru, memperoleh konsep dan keterampilan, sehingga siswa berhasil atau mampu memecahkan masalah-masalah yang dihadapinya. 3. Untuk penelitian yang serupa hendaknya dilakukan perbaikan-perbaikan agar diperoleh hasil yang lebih baik. Daftar Pustaka [1] Arikunto, Suharsimi. 2002. Prosedur Penelitian Suatu Pendekatan Praktek. Jakarta; Rikena Cipata

[2]

Djamarah, Syaiful Bahri. 2002. Strategi Belajar Mengajar. Jakarta Rineksa Cipta.

[3]

Hamalik, Oemar. 2002. Psikologi Belajar dan Mengajar. Bandung Sinar Baru Algesindo.

[4]

Melvin. L. Siberman. 2004. Active Learning, 101 Cara Belajar Siswa Aktif . Bandung: Nusamedia dan Nuansa.

[5]

Nur, Moh. 2001. Pemotivasian Universitas Negeri Surabaya.

[6]

Sardiman, A.M. 1996 Interaksi dan Motivasi Belajar mengajar. Jakarta: Bina Aksara.

[7]

Sukidin, dkk. 2002. Manajemen Penelitian Tindakan Kelas. Surabaya: Insan Cendikia.

[8]

Sumardi. 2004. Usaha Meningkatkan Konsentrasi Siswa dalam Pembelajaran Matematika melalui Ketrampilan Guru Mengelola Kelas pada Siswa MTs. Jurnal MIPA Vol. 14(1), 1– 10.

[9]

Suryosubroto, B. 1997. Proses Belajar Mengajar di Sekolah. Jakarta: PT. Rineksa Cipta.

[10]

Wetherington. H.C and W.H. Walt. Burton. 1986. Teknik-teknik Belajar dan Mengajar (Terjemahan) Bandung; Jemmars.


Siswa

Untuk Belajar. Surabaya: University Press

45


BEBAN KOGNITIF SISWA SMP KELAS VII DALAM PEMBELAJARAN MATEMATIKA BILINGUAL Isbadar Nursit SMP Negeri 3 Malang Email: [email protected] Abstrak: Tujuan penelitian ini adalah untuk mendeskripsikan beban kognitif siswa kelas VII dalam pembelajaran matematika Bilingual di SMP Negeri 3 Malang berdasarkan teori beban kognitif. Menurut teori beban kognitif, beban kognitif peserta didik terdiri dari beban kognitif intrinsic, extraneous, dan beban kognitif germane. Dengan mengelola beban kognitif intrinsic, mengurangi beban kognitif extraneous, dan meningkatkan beban kognitif germane pada peserta didik, proses pengolahan informasi pada peserta didik dapat menjadi lebih efektif. Data dikumpulkan dengan analisis dokumen, pengamatan, wawancara, dan dianalisis dengan teknik deskriptif dan kualitatif. Hasil penelitian adalah munculnya beban kognitif intrinsic, extraneous,dan germane peserta didik kelas VII dalam pembelajaran matematika bilingual di SMP Negeri 3 Malang, dan karakteristik hubungan ketiga jenis beban kognitif yaitu intrinsic, extraneous, dan germane peserta didik dalam pembelajaran matematika bilingual. Kata kunci: Pembelajaran Matematika Bilingual, Toeri Beban Kognitif, Persamaan Linier Satu Variabel

PENDAHULUAN Pada tahun ajaran 2011/2012 SMP Negeri 3 Malang memperoleh SK sebagai Rintisan Sekolah Bertaraf Intrnasional (RSBI) sehingga membuka kelas bilingual diseluruh kelas. Berbagai pelatihan (workshop) telah dilakukan untuk meningkatkan peningkatan kualitas pengajar di SMP Negeri 3 Malang, namun para pengajar masih merasa perlu untuk mempelajari cara mengajar dalam bahasa Inggris. Ketika melaksanakan kegiatan belajar mengajar dalam bahasa Indonesia, para pengajar matematika tidak mengalami kesulitan dalam menyampaikan materi, peserta didik juga tidak mengalami kesulitan dalam menerima materi walaupun ada beberapa peserta didik yang kurang memahami materi dikarenakan tingkat kompleksitas materi. Berbeda dengan ketika kegiatan belajar mengajar dilaksanakan dengan bahasa Inggris, pembelajaran matematika dalam bahasa Inggris membuat guru perlu mempelajari kosa kata dalam matematika dan penyampaiannya dalam bahasa Inggris. Bagi peserta didik selain perlu memahami penyampaian materi dengan bahasa Inggris, mereka juga harus memahami konsep materi yang dibelajarkan. Beberapa penelitian di negara-negara yang bahasa keduanya adalah bahasa Inggris seperti Filipina dan Nigeria menunjukkan bahwa pembelajaran matematika dengan menggunakan bahasa kedua (bahasa Inggris) menjadi beban kognitif ( beban kognitif extraneous) tersendiri bagi peserta didik. Hal ini ditandai dengan adanya hasil perbedaan test yang ditulis dengan bahasa asli dengan yang ditulis dengan bahasa kedua (bahasa Inggris) mereka. Pada penelitian Ong (2009), peserta didik memperoleh hasil yang lebih tinggi secara signifikan pada test pemecahan masalah matematika ketika test soal cerita ditulis dalam bahasa Filipina (bahasa pertama) dibanding dengan bahasa Inggris (bahasa kedua). Hal ini menunjukkan bahwa beban kognitif terjadi dalam bahasa dimana peserta didik merasakan bahwa masalah yang ditulis dengan bahasa Filipina adalah tugas yang lebih mudah dibanding dengan yang ditulis dalam bahasa inggris. Hasil penelitian Adetula (1990) menunjukkan bahwa peserta didik di Nigeria memiliki nilai test pemecahan masalah dan


46


penggunaan strategi belajar yang lebih tinggi ketika masalah disajikan dalam bahasa asli mereka daripada dalam bahasa inggris (bahasa kedua). Berdasarkan uraian diatas, penelitit ingin meneliti bagaimanakah beban kognitif intrinsic, extraneous, dan germane peserta didik kelas VII dalam pembelajaran matematika bilingual di SMP Negeri 3 Malang berdasarkan teori beban kognitif. Menurut teori beban kognitif, beban kognitif peserta didik terdiri dari beban kognitif intrinsic, extraneous, dan beban kognitif germane. Dengan mengelola beban kognitif intrinsic, mengurangi beban kognitif extraneous, dan meningkatkan beban kognitif germane peserta didik, proses pengolahan informasi pada peserta didik dapat menjadi lebih efektif, sehingga proses pembelajaran juga lebih efektif Hal ini dapat dijadikan bahan pertimbangan dalam mengembangkan sekolah-sekolah bilingual di Indonesia, karena di negara-negara yang bahasa keduanya adalah bahasa Inggris masih mengalami beberapa kendala dalam pembelajaran matematika menggunakan bahasa Inggris apalagi di Indonesia yang bahasa keduanya bukan bahasa Inggris. Oleh karena itu, beban kognitif ekstrinsik inilah yang harus diminimalisir untuk meningkatkan efektifitas pembelajaran. Misalnya dalam pembelajaran matematika bilingual hendaknya meminimalisir pengucapan kata yang tidak perlu yang dapat membingungkan siswa, tidak tergesa-gesa dalam mengucapkan sesuatu dalam bahasa inggris, dan lain-lain. METODE PENELITIAN Penelitian dilaksanakan di SMP Negeri 3 Malang pada kelas VII. 8 (Kelas bilingual) untuk mengetahui beban kognitif (intrinsic, extraneous, dan germane) peserta didik saat pembelajaran matematika secara bilingual dengan menggunakan pendekatan deskriptif dan kualitatif. Instrument yang digunakan dalam penelitian adalah hasli rekaman video saat pembelajaran berlangsung, wawancara berbasis tugas, dan lembar pengamatan yang diisi oleh empat pengamat. Peserta didik kelas VII. 8 sebanyak 36 peserta didik terdiri dari 20 peremuan dan 16 laki-laki. Penelitian ini memggunakan tiga pertemuan dengan peneliti sebagai guru. Data yang diperoleh dari wawancara dan hasil rekaman video dideskripsikan untuk menunjukkan terjadinya beban kognitif peserta didik, sedangkan lembar pengamatan oleh empat observer dianalisis secara kualitatif untuk menujukkan beban kognitif peserta didik. Untuk memeriksa keabsahan data, hasil wawancara dan rekaman video ditriangulasi dengan hasil pengamatan oleh empat pengamat. HASIL Pembelajaran matematika bilingual di SMP Negeri 3 Malang Pembelajaran matematika bilingual di SMP Negeri 3 Malang diterapkan pada seluruh peserta didik di kelas VII pada tahun ajaran 2011/2012. Pada awalnya pembelajaran matematika bilingual mulai diterapkan di SMP Negeri 3 Malang pada tahun ajaran 2009/2010, namun hanya diterapkan pada dua kelas khusus saja dan porsi penggunaan bahasanya masih 25 % menggunakan bahasa Inggris dan 75 % menggunakan bahasa Indonesia. Tahun ajaran berikutnya yakni tahun ajaran 2010/2011 SMP Negeri 3 Malang hanya mengambil tiga kelas bilingual, porsi penggunaan bahasa Inggris mulai ditingkatkan. Tahun ajaran 2011/2012 pembelajaran matematika bilingual diterapkan pada seluruh peserta didik yang diterima menjadi peserta didik kelas VII SMP Negeri 3 Malang serta porsi penggunaan bahasa inggris ditingkatkan menjadi 50 % dan penggunaan bahasa Indonesia 50 %. Jumlah jam mata pelajaran matematika di kelas VII di SMP Negeri 3 Malang adalah 6 jam dalam 1 (satu) minggu yang terbagi menjadi 3 (tiga) pertemuan. Sebelum masuk ke kelas VII para peserta didik diberi materi matrikulasi tentang pembelajaran matematika dalam bahasa Inggris. Peserta didik dikenalkan dengan istilah – istilah matematika sederhana dalam bahasa Inggris seperti, adds, subtract, multiply, divided by, dan sebagainya. Tujuan pemberian matrikulasi ini adalah untuk mengenalkan materi matematika dalam bahasa Inggris agar dalam pembelajaran berikutnya peserta didik dapat mengikuti pembelajaran dengan baik. Peserta didik yang berasal dari SD yang bertaraf Internasional mungkin telah terbiasa dengan pembelajaran bilingual, namun


47


peserta didik yang berasal dari SD biasa harus belajar untuk menyesuaikan diri dengan pemebelajran bilingual. Selain peserta didik harus mampu memahami bahasa Inggris yang digunakan dalam menyampaikan materi, peserta didik juga harus memahami konsep materi yang diberikan. Beban kognitif peserta didik pada tiap pertemuan Setiap langkah kegiatan pembelajaran seperti kegiatan awal, inti dan akhir terdiri dari tahapan proses pembelajaran. Kegiatan awal terdiri dari mengulas materi prasyarat, memeriksa kemampuan prasyarat, dan mengaitkan materi prasyarat dengan materi baru. Kegiatan inti terdiri dari penggunaan tampilan multimedia, memeriksa pemahaman peserta didik secara langsung dengan tanya jawab maupun maju ke depan kelas mengerjakan soal, dan mengerjakan soal yang diberikan guru di buku tugas. Kegiatan akhir terdiri dari memberi penguatan materi baru, merangkum vocabulary dan materi. Ketiga jenis beban kognitif dapat membebani setiap tahapan proses pembelajaran di kegiatan awal, inti, maupun kegiatan akhir. Namun, dari ketiga beban kognitif tersebut ada yang tinggi, sedang, dan ada yang ringan atau bahkan tidak membebani sama sekali. Beban kognitif yang ideal pada setiap langkah pembelajaran adalah meningkatkan beban kognitif germane setinggi – tingginya, meminimalisir beban kognitif extraneous serendah – rendahnya, dan mengelola beban kognitif intrinsic agar dapat diproses di memori kerja. Beban kognitif intrinsic tergantung pada banyaknya elemen interaktivitas yang terdapat pada suatu materi yang sedang dipelajari. semakin besar beban kognitif extraneous, semakin besar pula hambatan yang akan di embann peserta didik saat menerima pembelajaran. Semakin besar beban kognitif germane, semakin besar pula daya serap informasi yang diperoleh peserta didik saat menerima pembelajaran. a. Beban kognitif peserta didik pada pertemuan pertama Berdasarkan kegiatan pembelajaran pada pertemuan pertama, beban kognitif intrinsic, extraneous, dan germane yang dirasakan peserta didik selama pembelajaran ditampilkan pada Tabel 1 berikut ini. Tabel 1. Beban kognitif peserta didik pada pertemuan pertama. Beban Kognitif Intrinsic

Extraneous

Germane

Deskripsi a. Kompleksitas pengetahuan prasyarat b. Banyaknya kosa kata bahasa Inggris yang harus diketahui peserta didik c. Elemen interaktifitas saat penyelesaikan persamaan a. Faktor bahasa yang digunakan guru dalam pembelajaran b. Ucapan guru yang saat bertanya atau memberikan informasi kurang jelas atau fasih. c. Gangguan luar (external distraction) saat pembelajaran berlangsung a. Usaha mental dalam pembentukan skema baru tentang persamaan b. Animasi gambar dan penjelasan pada multimedia c. Pembentukan subskema istilah bahasa Indonesia menjadi skema istilah dalam bahasa Inggris d. Usaha mental dalam pembentukan skema untuk menyelesaikan persamaan

b. Beban kognitif peserta didik pada pertemuan kedua Beban Kognitif Intrinsic Extraneous

Tabel 2. Beban kognitif peserta didik pada pertemuan kedua Deskripsi a. Banyaknya elemen interaktifitas dalam materi pertidaksamaan b. Banyaknya elemen interaktifitas dalam menyelesaikan pertidaksamaan c. Kompleksitas materi prasyarat a. Tulisan guru yang tidak dapat dibaca dengan baik oleh peserta didik


48

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 b. c. a. Germane

b. c.

Ucapan guru yang kurang jelas Gangguan luar (external distraction) saat pembelajaran berlangsung Usaha mental dalam pembentukan skema baru tentang arti dan menyelesaikan pertidaksamaan Animasi gambar dan teks petunjuk dalam pembentukan skema pengetahuan tentang pertidaksamaan Usaha mental dalam pembentukan skema pengetahuan baru tentang kosa kata matematika dalam bahasa Inggris

c. Beban kognitif peserta didik pada pertemuan ketiga Beban Kognitif Intrinsic Extraneous

Germane

Tabel 3. Beban kognitif peserta didik pada pertemuan ketiga Deskripsi a. Banyaknya elemen interaktifitas materi b. Banyaknya kosa kata bahasa Inggris yang harus diketahui peserta didik a. Tulisan guru yang tidak dapat dibaca dengan baik oleh peserta didik b. Ucapan guru yang kurang jelas a. Usaha mental dalam pembentukan skema baru tentang materi b. Keterampilan memahami masalah c. Usaha mental dalam pembentukan skema baru tentang menyelesaikan soal d. Usaha mental dalam pembentukan skema pengetahuan baru tentang kosa kata matematika dalam bahasa Inggris

Lembar pengamatan munculnya beban kognitif pada peserta didik saat pembelajaran matematika bilingual oleh empat pengamat Pada lembar pengamatan ini, indikator munculnya beban kognitif intrinsic, extraneous, dan germane terdapat dalam kegiatan awal, inti, dan akhir. Semakin sering indikator beban kognitif tersebut muncul, maka semakin besar pula beban kognitif yang muncul. Pada kolom penilaian untuk setiap indikator terdapat angka 1 sampai 4 yang dapat dipilih pengamat saat mengamati pembelajaran. angka 1 menunjukkan tidak pernah, angka 2 menunjukkan jarang, angka 3 menunjukkan sedang, dan angka 4 menunjukkan sering. Total skor minimum dari keempat pengamat untuk satu indikator adalah 4 dan total skor maksimum adalah 16. Sedangkan dalam beban kognitif terdapat 4 kategori yaitu sangat rendah, rendah, sedang, dan tinggi. Maka, terdapat 3 interval dalam setiap kategori. Oleh karena itu, Berdasarkan hasil yang telah diperoleh pada setiap indikator dari keempat pengamat tersebut beban kognitif peserta didik dikategorikan sebagai berikut: 4 ≤ skor < 7 7 ≤ skor < 10 10 ≤ skor < 13 13 ≤ skor ≤ 16

Sangat Rendah Rendah Sedang Tinggi

a. Hasil pengamatan oleh empat pengamat pada pertemuan pertama No.

1. 2.

1.

Indikator beban kognitif KEGIATAN AWAL Beban kognitif Intrinsic Peserta didik mengalami kesulitan dalam menjawab pertanyaan guru seputar materi prasyarat Peserta didik membahas konsep-konsep yang kurang dipahami dalam materi prasyarat Beban kognitif Germane Peserta didik berusaha menjawab pertanyaan seputar materi prasyarat


Pengamat 1 2

3

4

3

3

4

3

3

2

3

2

3

2

3

3

49

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 2. 1. 2. 3. 4. 5. 6.

1. 2. 3. 1. 2. 3. 4. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

1. 2. 3. 1. 2. 3. 1. 2. 3. 4. 5.

Peserta didik berusaha mengkaitkan materi prasyarat dengan materi baru Beban kognitif Extraneous Peserta didik kurang memahami kata –kata yang disampaikan guru dalam bahasa Inggris Peserta didik kurang memahami tulisan bahasa Inggris yang terdapat dalam materi atau soal Guru tidak mengkaitkan materi prasyarat dengan materi baru Guru terlalu cepat dalam menjelaskan materi Guru kurang lancar dalam menggunakan bahasa Inggris dalam pembelajaran Cara guru dalam pengucapan kata dalam bahasa Inggris kurang fasih KEGIATAN INTI Beban kognitif Intrinsic Peserta didik kesulitan menjawab pertanyaan guru seputar konsep dalam materi Peserta didik kesulitan dalam menjawab soal di depan kelas Peserta didik menanyakan konsep seputar materi saat mengerjakan soal. Beban kognitif Germane Peserta didik merespon ilustrasi dalam tampilan untuk memahami materi Guru memberi kesempatan bertanya Peserta didik berusaha merespon pertanyaan guru dengan menggunakan bahasa Inggris Menggunakan multimedia yang membantu pemahaman Beban kognitif Extraneous Peserta didik kurang memahami kata –kata yang disampaikan guru dalam bahasa Inggris Peserta didik kurang memahami tulisan bahasa Inggris yang terdapat dalam materi atau soal Guru terlalu cepat dalam menjelaskan materi Guru kurang lancar dalam menggunakan bahasa Inggris dalam pembelajaran Cara guru dalam pengucapan kata dalam bahasa Inggris kurang fasih Suara gaduh kelas Teman yang mengajak bicara saat pelajaran berlangsung KEGIATAN AKHIR Beban kognitif Intrinsic Peserta didik kesulitan menentukan karakteristik suatu konsep materi yang telah dipelajari Peserta didik kesulitan merangkum materi atau kosa kata Peserta didik membahas jawaban yang masih kurang tepat Beban kognitif Germane Peserta didik mencatat materi yang diajarkan Peserta didik mencatat kosa kata baru dalam bahasa Inggris Peserta didik menanyakan hal yang kurang dipahami Beban kognitif Extraneous Guru terlalu cepat dalam memberikan penguatan Peserta didik kurang memahami kata –kata yang disampaikan guru dalam bahasa Inggris Peserta didik kurang memahami tulisan bahasa Inggris yang terdapat dalam materi atau soal Guru kurang lancar dalam menggunakan bahasa Inggris dalam pembelajaran Cara guru dalam pengucapan kata dalam bahasa Inggris kurang fasih


3

3

3

4

4

3

3

3

3

3

3

2

2 2 1

2 2 2

1 2 2

2 1 1

2

2

1

1

2

3

3

3

4 3

3 4

3 3

3 3

3 2 2

3 2 2

3 1 2

4 2 2

4

3

4

3

4

3

3

3

3

2

3

2

3 2

2 1

3 2

2 2

2 2 3

2 3 2

2 3 3

2 2 2

4

3

3

4

2 2

2 1

1 2

1 1

4 3 3

4 4 3

4 3 3

3 3 4

2 2

1 2

2 3

2 2

3

3

2

3

2

2

1

2

2

2

1

2 50


Suara gaduh kelas

2

3

3

2

Pengamat 1 2

3

4

4

3

4

3

3

3

3

4

3 4

3 3

2 4

2 3

2

3

2

3

2

2

3

3

2 2 1

3 2 2

2 3 1

1 1 2

2

2

1

2

3

2

2

3

3 2

3 3

4 3

3 2

4 3 2

3 3 3

4 4 3

3 3 2

4

3

3

4

3

2

3

3

2

3

2

2

3 2

3 2

2 1

2 2

2 3 2

1 2 3

1 3 2

1 3 3

2

2

3

2

4 3

3 4

3 3

3 4

b. Hasil pengamatan oleh empat pengamat pada pertemuan kedua No.

1. 2.

1. 2. 1. 2. 3. 4. 5. 6.

1. 2. 3. 1. 2. 3. 4. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

1. 2. 3.

Indikator beban kognitif KEGIATAN AWAL Beban kognitif Intrinsic Peserta didik mengalami kesulitan dalam menjawab pertanyaan guru seputar materi prasyarat Peserta didik membahas konsep-konsep yang kurang dipahami dalam materi prasyarat Beban kognitif Germane Peserta didik berusaha menjawab pertanyaan seputar materi prasyarat Peserta didik berusaha mengkaitkan materi prasyarat dengan materi baru Beban kognitif Extraneous Peserta didik kurang memahami kata –kata yang disampaikan guru dalam bahasa Inggris Peserta didik kurang memahami tulisan bahasa Inggris yang terdapat dalam materi atau soal Guru tidak mengkaitkan materi prasyarat dengan materi baru Guru terlalu cepat dalam menjelaskan materi Guru kurang lancar dalam menggunakan bahasa Inggris dalam pembelajaran Cara guru dalam pengucapan kata dalam bahasa Inggris kurang fasih KEGIATAN INTI Beban kognitif Intrinsic Peserta didik kesulitan menjawab pertanyaan guru seputar konsep dalam materi Peserta didik kesulitan dalam menjawab soal di depan kelas Peserta didik menanyakan konsep seputar materi saat mengerjakan soal. Beban kognitif Germane Peserta didik merespon ilustrasi dalam tampilan untuk memahami materi Guru memberi kesempatan bertanya Peserta didik berusaha merespon pertanyaan guru dengan menggunakan bahasa Inggris Menggunakan multimedia yang membantu pemahaman Beban kognitif Extraneous Peserta didik kurang memahami kata –kata yang disampaikan guru dalam bahasa Inggris Peserta didik kurang memahami tulisan bahasa Inggris yang terdapat dalam materi atau soal Guru terlalu cepat dalam menjelaskan materi Guru kurang lancar dalam menggunakan bahasa Inggris dalam pembelajaran Cara guru dalam pengucapan kata dalam bahasa Inggris kurang fasih Suara gaduh kelas Teman yang mengajak bicara saat pelajaran berlangsung KEGIATAN AKHIR Beban kognitif Intrinsic Peserta didik kesulitan menentukan karakteristik suatu konsep materi yang telah dipelajari Peserta didik kesulitan merangkum materi atau kosa kata Peserta didik membahas jawaban yang masih kurang tepat


51


1. 2. 3. 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Beban kognitif Germane Peserta didik mencatat materi yang diajarkan Peserta didik mencatat kosa kata baru dalam bahasa Inggris Peserta didik menanyakan hal yang kurang dipahami Beban kognitif Extraneous Guru terlalu cepat dalam memberikan penguatan Peserta didik kurang memahami kata –kata yang disampaikan guru dalam bahasa Inggris Peserta didik kurang memahami tulisan bahasa Inggris yang terdapat dalam materi atau soal Guru kurang lancar dalam menggunakan bahasa Inggris dalam pembelajaran Cara guru dalam pengucapan kata dalam bahasa Inggris kurang fasih Suara gaduh kelas

3 3 4

2 3 3

3 2 4

3 2 4

3 2

2 2

3 2

3 2

2

2

2

2

2

1

2

2

2 2

1 2

2 2

2 2

Pengamat 1 2

3

4

3

4

3

3

4

3

4

3

3 4

2 3

3 4

3 3

2

2

3

3

2

1

1

1

2 2 2

2 2 2

2 2 2

2 2 2

1

2

1

2

4

3

3

3

3 3

4 3

3 2

3 3

3 3 2

2 3 2

3 2 3

2 2 2

3

4

4

3

4

3

2

3

c. Hasil pengamatan oleh empat pengamat pada pertemuan ketiga No.

1. 2.

1. 2. 1. 2. 3. 4. 5. 6.

1. 2. 3. 1. 2. 3. 4. 1.

Indikator beban kognitif KEGIATAN AWAL Beban kognitif Intrinsic Peserta didik mengalami kesulitan dalam menjawab pertanyaan guru seputar materi prasyarat Peserta didik membahas konsep-konsep yang kurang dipahami dalam materi prasyarat Beban kognitif Germane Peserta didik berusaha menjawab pertanyaan seputar materi prasyarat Peserta didik berusaha mengkaitkan materi prasyarat dengan materi baru Beban kognitif Extraneous Peserta didik kurang memahami kata –kata yang disampaikan guru dalam bahasa Inggris Peserta didik kurang memahami tulisan bahasa Inggris yang terdapat dalam materi atau soal Guru tidak mengkaitkan materi prasyarat dengan materi baru Guru terlalu cepat dalam menjelaskan materi Guru kurang lancar dalam menggunakan bahasa Inggris dalam pembelajaran Cara guru dalam pengucapan kata dalam bahasa Inggris kurang fasih KEGIATAN INTI Beban kognitif Intrinsic Peserta didik kesulitan menjawab pertanyaan guru seputar konsep dalam materi Peserta didik kesulitan dalam menjawab soal di depan kelas Peserta didik menanyakan konsep seputar materi saat mengerjakan soal. Beban kognitif Germane Peserta didik merespon ilustrasi dalam tampilan untuk memahami materi Guru memberi kesempatan bertanya Peserta didik berusaha merespon pertanyaan guru dengan menggunakan bahasa Inggris Menggunakan multimedia yang membantu pemahaman Beban kognitif Extraneous Peserta didik kurang memahami kata –kata yang disampaikan guru dalam


52


2. 3. 4. 5. 6. 7.

1. 2. 3. 1. 2. 3. 1. 2. 3. 4. 5. 6.

bahasa Inggris Peserta didik kurang memahami tulisan bahasa Inggris yang terdapat dalam materi atau soal Guru terlalu cepat dalam menjelaskan materi Guru kurang lancar dalam menggunakan bahasa Inggris dalam pembelajaran Cara guru dalam pengucapan kata dalam bahasa Inggris kurang fasih Suara gaduh kelas Teman yang mengajak bicara saat pelajaran berlangsung KEGIATAN AKHIR Beban kognitif Intrinsic Peserta didik kesulitan menentukan karakteristik suatu konsep materi yang telah dipelajari Peserta didik kesulitan merangkum materi atau kosa kata Peserta didik membahas jawaban yang masih kurang tepat Beban kognitif Germane Peserta didik mencatat materi yang diajarkan Peserta didik mencatat kosa kata baru dalam bahasa Inggris Peserta didik menanyakan hal yang kurang dipahami Beban kognitif Extraneous Guru terlalu cepat dalam memberikan penguatan Peserta didik kurang memahami kata –kata yang disampaikan guru dalam bahasa Inggris Peserta didik kurang memahami tulisan bahasa Inggris yang terdapat dalam materi atau soal Guru kurang lancar dalam menggunakan bahasa Inggris dalam pembelajaran Cara guru dalam pengucapan kata dalam bahasa Inggris kurang fasih Suara gaduh kelas

3

3

2

3

2 2

2 2

2 3

2 3

3 2 2

2 2 1

3 2 1

2 1 1

2

3

2

2

2 2

2 3

3 2

2 3

4 3 3

3 3 3

3 3 3

3 3 3

2 2

2 2

1 2

2 2

2

1

2

2

2

2

2

1

3 2

2 1

2 2

1 2

Hasil pengamatan oleh empat pengamat ditriangulasi dengan hasil wawancara dan hasil rekaman video untuk memeriksa keabsahan data. Hasil triangulasi akan ditampilkan oleh Bagan pada Gambar 1 untuk pertemuan pertama, Gambar 2 untuk pertemua kedua, dan Gambar 3. Jenis beban kognitif yang ringan tidak digambarkan pada Gambar di atas, hanya beban kognitif yang tinggi dan yang sedang saja yang digambarkan pada Gambar. Hal ini bertujuan untuk mengetahui kecenderungan letak munculnya ketiga beban kognitif tersebut pada saat proses pembelajaran berlangsung. Pada pertemuan pertama yang ditunjukkan oleh Gambar 1, beban kognitif extraneous terjadi di beberapa langkah pembelajaran, hal ini menyebabkan pembelajaran kurang dapat berjalan dengan baik. Sedangkan beban kognitif germane pada pertemuan pertama sudah cukup banyak terjadi pada langkah pembelajaran. Beban kognitif ini yang harus ditingkatkan di pembelajaran berikutnya agar pembelajaran terlaksana lebih optimal. Pada pertemuan kedua yang ditunjukkan oleh Gambar 2, beban kognitif extraneous pada pembelajaran sedikit lebih berkurang dibanding dengan pertemuan pertama, hal ini disebabkan peserta didik telah familiar dengan istilah matematika dalam bahasa Inggris. Usaha mental yang dilakukan peserta didik dalam pembentukan skema pengetahuan baru tentang kosa kata matematika dalam bahasa Inggris membuat pembelajaran lebih efektif. Beban kognitif germane dalam diri peserta didik dalam pertemuan kedua ini telah memberikan dampak yang positif dalam pembelajaran. Pada pertemuan ketiga yang ditunjukkan oleh Gambar 3, beban kognitif yang merugikan (extraneous) semakin berkurang hal ini dapat diamati pada Gambar 3, muatan yang berwarna


53


kuning semakin sedikit dibanding dengan Bagan beban kognitif pada pertemuan sebelumnya. Sebaliknya beban kognitif germane semakin meningkat dibanding dengan pertemuan sebelumnya. Mengulas materi prasyarat Mengkaitkan materi prasyarat dengan materi baru

Memeriksa kemampuan prasyarat

KEGIATAN AWAL

Meminta peserta didik mengerjakan soal di papan tulis

Menggunakan tampilan multimedia flash untuk menjelaskan materi

KEGIATAN INTI

Memeriksa pemahaman peserta didik dengan tanya jawab secara langsung

Peserta didik diminta mengerjakan soal yang diberikan guru di buku tugas

KEGIATAN AKHIR

Memberi penguatan tentang materi baru

Membahas jawaban yang masih salah Merangkum vocabulary dan materi

Gambar 4.5 Beban kognitif pada kegiatan pembelajaran pertemuan pertama Keterangan: = Beban kognitif intrinsic = Beban kognitif tinggi = Beban kognitif extraneous = Beban kognitif sedang = Beban kognitif Germane


54


Mengulas materi prasyarat dan membahas PR Mengaitkan materi prasyarat dengan materi baru

Memeriksa kemampuan prasyarat KEGIATAN AWAL

Guru menggunakan tampilan multimedia flash untuk menjelaskan materi

Peserta didik diminta mengerjakan soal di papan tulis KEGIATAN INTI


Memeriksa pemahaman peserta didik dengan Tanya jawab secara langsung KEGIATAN AKHIR

Membahas jawaban peserta didik yang masih salah

Memberi penguatan tentang materi pertidaksamaan Merangkum vocabulary dan materi

Gambar 2 Beban kognitif pada kegiatan pembelajaran pertemuan kedua Keterangan: = Beban kognitif intrinsic = Beban kognitif extraneous = Beban kognitif Germane


= Beban kognitif tinggi = Beban kognitif sedang

55


Mengulas materi prasyarat dan membahas PR Mengaitkan materi prasyarat dengan materi baru

Memeriksa kemampuan prasyarat

KEGIATAN AWAL

Peserta didik diminta mengerjakan soal di papan tulis

Guru menggunakan LCD untuk menjelaskan materi

KEGIATAN INTI


Memeriksa pemahaman peserta didik dengan Tanya jawab secara langsung

KEGIATAN AKHIR

Memberi penguatan tentang materi membuat rangkuman

Membuat kesimpulan tentang materi yang dipelajari

Gambar 4.13 Beban kognitif pada kegiatan pembelajaran pertemuan ketiga Keterangan: = Beban kognitif intrinsic = Beban kognitif tinggi = Beban kognitif extraneous = Beban kognitif sedang = Beban kognitif Germane


56


PEMBAHASAN Beban Kognitif Intrinsic Peserta Didik dalam Pembelajaran Matematika Bilingual Pada pembelajaran materi persamaan muncul beban kognitif pada diri peserta didik. Beban kognitif intrinsic muncul pada saat peserta didik akan menyelesaikan persamaan linier satu variabel. Elemen interaktifitas pada materi ini cukup banyak, namun dengan adanya usaha mental dari diri peserta didik untuk membentuk subskema-subskema maka elemen interaktifitas akan menjadi berkurang. Semakin banyak subskema yang dimiliki peserta didik, maka akan semakin sedikit elemen interaktifitas pada materi, dan hal ini akan menyebabkan beban kognitif intrinsic yang diemban peserta didik akan terasa ringan. Beban kognitif intrinsic terasa semakin berat diemban peserta didik ketika peserta didik tersebut tidak menguasai pengetahuan prasyarat dengan baik. Pada awal suatu kegiatan pembelajaran yang kurang mengulas tentang materi prasyarat akan menyebabkan munculnya beban kognitif ini. Akibatnya, banyaknya elemen interaktifias yang diproses di memori kerja melebihi kapasitas memori kerja. Hal ini menyebabkan proses pembelajaran tidak akan berjalan dengan baik karena hilangnya beberapa informasi (Shaffer, 2003). Beban kognitif intrinsic muncul dan dirasakan peserta didik ketika kosa kata matematika dalam bahasa Inggris cukup banyak. Saat mempelajari penyelesaian soal cerita matematika dalam bahasa Inggris pengetahuan peserta didik tentang istilah matematika dalam bahasa Inggris menjadi kunci keberhasilan dalam menerjakan soal. Unsur elemen int eraktifitas pada kosa kata memang banyak, namun hal ini dapat dipelajari secara bebas dari unsur yang lain, sehingga tidak membebani beban yang berat pada memori kerja. Hal ini sesuai dengan yang dicontohkan Sweller (2010) tentang mempelajari nama-nama unsur dalam kimia. Saat peserta didik belajar simbol untuk unsur kimia, masing-masing unsur dapat dipelajari secara bebas dari unsur yang lain. Tugas tersebut mungkin sulit untuk dipelajari karena banyak sekali unsur yang harus dipelajari, namun hal ini tidak membebani beban yang berat pada memori kerja. Pada kegiatan inti suatu pembelajaran beban kognitif intrinsic selalu menjadi perhatian karena akan mempengaruhi hasil belajar peserta didik secara langsung. Beban kognitif ini bersifat tetap sehingga guru tidak dapat mengurangi beban kognitif intrinsic. Yang dapat dilakukan guru adalah dengan mengelola beban kognitif intrinsic ini sehingga peserta didik mampu membuat subskema-subskema yang daapat memperingan beban kognitif ini. Salah satunya adalah menyajikan materi yang lebih terstruktur, sehingga materi prasyarat yang dibutuhkan dapat dikuasai dengan baik oleh peserta didik, dan alur materi dapat diterima peserta didik dengan urut dan masuk akal bagi peserta didik, selain itu guru dapat membentuk kelompok – kelompok yang terdiri dari beberapa peserta didik untuk memahami suatu materi yang memiliki elemen interaktivitas yang tinggi dengan cara membagi submateri – submateri untuk dipelajari masing – masing kelompok. Beban kognitif intrinsic muncul pada kegiatan akhir suatu pembelajaran diantaranya sebagai akibat dari soal problem solving yang diberikan guru untuk memberikan penguatan materi yang telah disampaikan pada peserta didik. Beban kognitif intrinsic yang terlalu tinggi akan mengakibatkan proses pengolahan informasi tidak akan berjalan dengan baik seperti apa yang telah dikatakan oleh Shaffer. Beban kognitif intrinsic dari pertemuan pertama sampai pertemuan ketiga mengalami peningkatan seiring dengan banyaknya elemen interaktifitas dalam materi yang dipelajari. Pada awal pertemuan hanya membahas tentang persamaan, pada pertemuan berikutnya membahas tentang pertidaksamaan yang konsepnya merupakan perluasan dari konsep persamaan. Pada akhir pertemuan membahas tentang penerapan model persamaan dan pertidaksamaan dalam kehidupan sehari – hari yang konsepnya lebih kompleks lagi dibanding dengan pertemuan sebelumnya. Beban Kognitif Extraneous Peserta Didik dalam Pembelajaran Matematika Bilingual Beban kognitif extraneous adalah beban kognitif yang harus diminimalisir dalam proses pembelajaran. Beban kognitif tersebut muncul pada peserta didik ketika guru menyajikan materi.


57


Beban kognitif extraneous yang diemban peserta didik terdiri dari faktor bahasa yang digunakan guru dalam pembelajaran, ucapan guru yang saat bertanya atau memberikan informasi kurang jelas atau fasih, waktu yang digunakan untuk memberikan materi lebih lama, kata-kata guru dalam bahasa Inggris yang tidak perlu, serta gangguan dari luar (external distraction) saat pembelajaran berlangsung. Faktor bahasa merupakan beban kognitif extraneous namun bukan berarti bahwa seharusnya pembelajaran dalam bahasa Inggris tidak perlu digunakan, namun yang perlu diminimalisir adalah kesalahan guru mengucapkan kata atau kalimat dalam bahasa inggris dan menuliskan kata atau kalimat dalam bahasa Inggris, perkataan-perkataan guru dalam bahasa Inggris yang tidak perlu yang dapat mengganggu pemahaman peserta didik. Hal ini diminimalisir dengan cara guru memberikan teks pada tampilan sehingga peserta didik juga dapat membaca teks tersebut, dan mengkaitkan apa yang dilihat dan yang didengar oleh peserta didik. Hal ini sesuai dengan pendapat Mayer (2010) bahwa penerimaan informasi melalui dua saluran (penglihatan dan pendengaran) akan menurunkan beban kognitif yang diemban peserta didik. Faktor bahasa menjadi beban kognitif extraneous penyebabnya yaitu latar belakang asal SD peserta didik dan pengalaman mengajar guru dalam bahasa Inggris. Peserta didik yang berasal dari SD yang bertaraf internasional telah terbiasa dengan pembelajaran dalam bahasa Inggris, sehingga peserta didik tersebut hanya perlu memahami konsep yang diberikan. Sedangkan peserta didik yang asalnya SD biasa harus beradaptasi dengan keadaan dan harus memahami materi yang diberikan. Selain itu, pengalaman peneliti selaku guru selama kurang lebih dua tahun mengajar kelas bilingual masih kurang dan masih harus ditingkatkan lagi kemampuan bahasa Inggrisnya untuk menghindari hal-hal yang dapat mengganggu penyampaian materi ke peserta didik. Selain itu, guru juga harus memahami kemampuan bahasa inggris peserta didiknya. Guru tidak perlu berbicara dalam bahasa Inggris di luar materi atau topik yang sedang dibahas, hal ini dapat mengganggu pemahaman peserta didik terhadap materi atau topik yang sedang dibahas. Gangguan dari luar (external distraction) yang dimaksud saat pembelajaran berlangsung misalnya, suasana kelas yang gaduh, peserta didik berbicara dengan teman lain diluar topik yang sedang dibahas, keadaan meja atau kursi yang kurang nyaman, jarak pandang mata yang terlalu jauh dengan papan tulis sehingga sering tidak dapat melihat tulisan di papan tulis dengan jelas, pikiran peserta didik di luar materi yang sedang dibahas seperti memikirkan tentang rencana berpergian setelah pulang sekolah, memikirkan tentang janji bertemu seseorang, dan lain-lain. Dengan pengelolaan kelas yang baik, hal ini dapat diminimalisir dengan baik. Beban kognitif extraneous dapat terjadi pada kegiatan awal, inti, maupun akhir suatu kegiatan pembelajaran. Karena sifatnya mengganggu proses pembelajaran sehingga hal ini dapat terjadi setiap waktu. Pada permuan pertama beban kognitif extraneous pada peserta didik cukup tinggi dibanding dengan pertemuan berikutnya, hal ini disebabkan faktor bahasa yang digunakan telah mulai diserap peserta didik menjadi suatu subskema, sehingga peserta didik telah terbiasa dengan kata atau istilah tersebut. Oleh karna itu, beban kognitif extraneous peserta didik berkurang dibanding dengan pertemuan awal. Beban Kognitif Germane Peserta Didik dalam Pembelajaran Matematika Bilingual Beban kognitif germane adalah beban kognitif pada diri peserta didik yang timbul akibat usaha mental yang diacurahkan untuk membentuk skema pengetahuan yang baru. Beban ini adalah beban yang mendukung proses pembelajaran dan yang harus ditingkatkan. Pada suatu kegiatan pembelajaran, beban kognitif germane terdiri dari usaha mental dalam pembentukan skema baru pengetahuan, animasi gambar dan penjelasan pada multimedia, pembentukan subskema istilah bahasa Indonesia menjadi skema istilah dalam bahasa Inggris, serta usaha mental dalam pembentukan skema untuk menyelesaikan tugas. Pada kegiatan awal pembelajaran di pertemuan perrtama beban kognitif germane muncul ketika peserta didik mencoba mengaitkan materi prasyarat dengan meteri yang akan dipelajari.


58


Semakin besar beban kognitif ini,maka semakin besar pula usaha mental peserta didik dalam membentuk skema pengetahuan yang baru. Hal ini otomatis mengurangi beban kognitif extraneous, sebab kedua beban tersebut merupakan beban kognitif tambahan pada memori kerja bersama dengan beban kognitif intrinsic. Beban kognitif intrinsic bersifat tetap, sehingga jika beban kognitif germane meningkat maka beban kognitif extraneous akan menurun, dan sebaliknya. Hal ini sesuai dengan yang diungkapkan Moreno (2010) bahwa total kapasitas memori kerja adalah total beban kognitif (intrinsic, extraneous, germane) ditambah kapasiatas bebas. Meningkatnya beban kognitif germane peserta didik juga ditunjukkan dengan terbentuknya subskema – subskema tentang arti istilah atau kata – kata dalam bahasa Inggris. Peserta didik telah mampu memahami vocabulary yang sering dipakai oleh guru dalam menyampaikan materi. Tanpa diterjemahkan terlebih dahulu dalam bahasa Indonesia, peserta didik telah mampu memahami yang yang dimaksud oleh guru, bahkan ada beberapa peserta didik yang mampu memberikan jawaban dalam bahasa Inggris. Multimedia yang digunakan guru untuk membantu peserta didik memahami materi yang sedang diajarkan pada kegiatan inti suatu pembelajaran akan menyebabkan beban kognitif germane. Pada multimedia tersebut terdapat narasi yang disertai animasi gambar. Menurut Mayer (2010) pembelajaran aktif dari pembelajaran multimedia mencakup lima proses yaitu 1. Memilih kata-kata yang relevan 2. Memilih gambar yang relevan 3. Mengorganisir kata-kata yang terpilih menjadi model mental verbal 4. Mengorganisir gambar yang terpilih menjadi model mental gambar, dan 5. Menggabungkan model verbal dan model gambar dengan pengetahuan prasyarat menjadi representasi mental yang masuk akal. Mayer menggunakan dual-coding yang diutarakan oleh Paivio (1986) dan berasumsi bahwa system kognisi manusia tersiri dari subsistem verbal dan gambar, Mayer juga berasumsi bahwa dua subsistem sensori terdapat dalam memori kerja yaitu sistem pendengaran dan sistem penglihatan. Oleh karena itu, dengan penggunaan multimedia dalam pembelajaran akan dapat mengurangi beban kognitif yang diemban peserta didik dengan catatan multimedia tersebut sesua dengan prinsip-prinsip pembuatan multimedia yang efektif. PENUTUP Kesimpulan Berdasarkan keterlaksanaan pembelajaran matematika bilingual yang telah dideskripsikan pada paparan data dan pada pembahasan, maka dapat diambil kesimpulan bahwa beban kognitif peserta didik dalam pembelajaran matematika bilingual terjadi dalam tiga bentuk yaitu beban kognitif intrinsic, extrtaneous, dan beban kognitif germane. Penyebab terjadinya ketiga beban kognitif tersebut membebani peserta didik antara lain: 1. Terjadinya beban kognitif intrinsic yang diemban peserta didik antara lain karena, a) kompleksitas materi prasyarat, b) banyaknya elemen interaktifitas pada materi, dan c) banyaknya elemen interaktivitas pada soal. 2. Terjadinya beban kognitif extraneous yang diemban peserta didik antara lain karena, a) cara guru dalam menyampaikan materi, b) faktor bahasa Inggris yang digunakan dalam pembelajaran, c) keadaan psikoklogis peserta didik seperti, tegang, gugup, memikirkan hal lain selain materi yang sedang dibahas, dan d) gangguan dari luar (external distraction) seperti suara gaduh kelas dan teman yang lain mengajak bicara saat pembelajaran berlangsung. 3. Terjadinya beban kognitif germane yang diemban peserta didik antara lain karena, a) desain pembelajaran dengan menggunakan multimedia yang dapat membantu pemahaman peserta didik, b) besarnya usaha mental yang dicurahkan peserta didik.


59


Saran Penelititan ini hanya memperhatikan bagaimana suatu beban kognitif muncul tanpa memperhatikaan strategi pembelajaran yang digunakan. Untuk penelitian selanjutnya disarankan untuk memperhatikan strategi pembelajaran saat mengamati terjadinya beban kognitif yang dirasakan peserta didik selama mengikuti pembelajaran. Bahan atau topik yang digunakan pada penelitian ini hanya membahas materi persamaan dan pertidaksamaan. Pada penelitian selanjutnya disarankan untuk menggunakan bahan atau topik yang lain untuk menguji temuan penelititan. DAFTAR RUJUKAN Adams, T. L. (2003). Reading mathematics: More than words can say: An understanding of mathematical literacy draws on many of the same skills as print literacy. The Reading Teacher, 56(8), 786-795. Adetula, L. 1990. Language factor: does it affect children’s performance on word problems?. Educational Studies in Mathematics, 21, 351-365. Bernardo, A. B. I. 2002. Language and mathematical problem solving among bilinguals. The Journal of Psychology, 136(3), 283-297. Chipperfield, B. 2004. Cognitive Load Theory and Instructional Design. (http://www.usask.ca/education/coursework/802papers/chipperfield/index.htm, diakses 14 September 2011). Cooper, G. 1998. Research into Cognitive Load Theory and Instructional Design at UNSW, (http://www.arts.unsw.edu.au/education/CLT_NET_Aug_97.HTML. diakses 5 Agustus 2011). Cuevas, G. J. 1984. Mathematics learning in English as a second language. Journal for Research in Mathematics Education, 15(2), 134-144. Grosjean, F. 1998. Studying bilinguals: Methodological and conceptual issues. Bilingualism: Language and Cognition, 1, 131-149. Miller, G. A. 1956. The magical number seven, plus or minus two: Some limits on our capacity for processing information. The Psychological Review, 63:81-97. Mayer, R. E, & Moreno, R. 2010. Techniques That Reduce Extraneous Cognitive Load and Manage Intrinsic Cognitive Load during Multimedia Learning. New York: Cambridge University Press. Moleong, L. J. 2001. MetodologiPenelitianKualitatif. Bandung: Remaja Rosda Karya. Moreno, R. & Park, B. 2010. Cognitive Load Theory: Historical Development and Relation to Other Theories. New York: Cambridge University Press. Ong, P., Liau,V. & Alimon, R. 2009. Moderating Language and Number of Mathematical Operations in the Relationship between Problem Solving Scores and Learning Strategies. TESOL Journal Vol. 1, pp. 58-78. (http://www.tesol-journal.com, diakses 5 Agustus 2011). Paivio, A. 1990. Mental Representations: A Dual Coding Approach. University Press.

New York: Oxford

Shaffer, D., Doube, W., Tuovinen, J. 2003. Applying Cognitive Load Theory to Computer Science Education. In M. Petre & D. Budgen (Eds) Proc. Joint Conf. EASE & PPIG 2003 p. 333346 Sweller, J. 1994. Cognitive load theory, learning difficulty, and instructional design. Learning and Instruction, 4, 293-312.


60


Sweller, J. 2010. Cognitive load theory: Recent Theoretical Advances. New York: Cambridge University Press. Tim Penyiapan Naskah. 2010. Pedoman Penulisan Karya Ilmiah Edisi Keempat. Malang: Universitas Negeri Malang.


61


MASALAH KONTEKSTUAL DALAM KALKULUS Lathiful Anwar Universitas Negeri Malang, [email protected] Abstrak: Makalah ini membahas tentang masalah kontekstual yang digunakan sebagai titik awal dalam pembelajaran dengan pendekatan Realistic Mathematics Education (RME). Dalam RME, masalah kontekstual dirancang untuk mendukung proses penemuan yang memungkinkan siswa memahami matematika formal. Masalah kontekstual didefinisikan sebagai masalah dimana situasi masalah tersebut merupakan pengalaman nyata bagi siswa. Desain pembelajaran dengan pendekatan RME untuk matakuliah kalkulus di ambil sebagai contoh, untuk mengilustrasikan bahwa teori yang berdasarkan pada desain heuristik yang menggunakan masalah kontekstual dan pemodelan, yang dikembangkan untuk matematika sekolah dasar, juga cocok untuk suatu topik yang lebih lanjut seperti kalkulus. Perhatian khusus diberikan pada heuristik RME yang mengacu pada peran model-model yang bisa bekerja pada sebuah perubahan dari sebuah model-of menuju sebuah model-for penalaran matematika. Pada proses perubahan model-of dan model for, ini memperlihatkan bahwa fungsi dan grafiknya memainkan peran kunci sebagai sebuah perantara antara masalah kontekstual yang harus diselesaikan dan kalkulus formal yang dikembangkan. Kata kunci: masalah kontekstual, realistic mathematics education, model-of, model-for, matematika formal, fungsi dan grafik

PENDAHULUAN Peran masalah kontekstual yang digunakan pada pembelajaran matematika selama ini terbatas pada aplikasi yang umumnya dibahas pada akhir aktivitas pembelajaran. Saat ini, masalah kontekstual memiliki peran yang lebih sentral. Mereka didukung karena penekanan saat ini adalah pada kegunaan dari apa yang dipelajari, dan karena memiliki kekuatan yang dianggap mampu memotivasi siswa. Masalah kontekstual memainkan peran yang lebih menyeluruh dalam pendekatan pembelajaran yang di Belanda dikenal sebagai Realistic Mathematics Education (RME). Dalam RME masalah kontekstual berperan mulai dari awal sampai akhir pembelajaran. Di sini mereka mendefinisikan masalah kontekstual sebagai suatu keadaan atau situasi masalah yang didasarkan pada pengalaman nyata siswa. Berdasarkan definisi ini, masalah matematika formal bisa menjadi masalah kontekstual juga. Asalkan matematika formal tersebut mampu menawarkan konteks berdasarkan pengalaman nyata bagi siswa. Dalam RME, titik acuannya adalah bahwa masalah kontekstual dapat berfungsi sebagai titik awal untuk penemuan kembali matematika oleh siswa sendiri. Selain itu, penemuan yang didukung penawaran solusi dari masalah menjembatani kesenjangan antara pengetahuan informal dan matematika formal siswa. Masalah yang merupakan inti dari artikel ini: Bagaimana kita dapat membantu siswa untuk memahami matematika formal? Kami mengambil perkuliahan kalkulus sebagai contoh, dan menunjukkan bahwa dalam pendekatan RME reinvention, peran masalah kontekstual, melambangkan dan pemodelan terjalin secara erat. Sebenarnya, kita membangun di atas pekerjaan yang telah dilakukan pada aktivitas melambangkan/simbolisasi dan pemodelan di matematika sekolah dasar (Treffers, 1991; Gravemeijer, 1994). Kami mencoba untuk menunjukkan bahwa kerangka yang telah dikembangkan untuk sekolah dasar juga dapat digunakan untuk sebuah topik yang lebih tinggi yakni kalkulus.


62


Urutan pembelajaran kalkulus terinspirasi oleh sejarah matematika. Kami akan menjelaskan beberapa unsur sejarah kalkulus yang menarik dari sudut pandang desain pembelajaran. Penelitian sebelumnya (Farmaki at all, 2007) menunjukkan bahwa masalah kontekstual tentang pergerakan melalui pendekatan grafik jarak suatu objek dapat digunakan dalam mengenalkan konsep kalkulus khususnya konsep turunan. sehingga, kami berpendapat bahwa fungsi dan grafik memainkan peran penting sebagai perantara antara masalah konteks yang harus dipecahkan dan kalkulus formal yang sedang dikembangkan.. METODE Metodologi kami berada di bawah judul umum "Design Research" yang pertama kali diusulkan sebagai "penelitian pengembangan (Developmental research)" oleh Freudenthal di Belanda untuk mengembangkan apa yang disebut teori instruksi domain-spesifik RME_domainspecific instruction theory of RME (Cobb et al, 2006; Freudenthal, 1991) Tujuan dari Design Research ini adalah untuk mengembangkan teori tentang proses belajar dan cara (means) yang dirancang untuk mendukung pembelajaran, baik itu belajar secara individu, komunitas kelas, komunitas pengajaran profesional, atau dari sekolah atau distrik sekolah dipandang sebagai sebuah organisasi (Cobb et al, 2006). Pada dasarnya, desain penelitian memiliki tiga fase penting, yang merupakan tahap desain dan persiapan (percobaan berpikir), fase percobaan mengajar (percobaan instruksi), dan tahap analisis retrospektif (Cobb et al, 2006) . Masing-masing membentuk proses siklus baik dalam dirinya dan dalam desain penelitian keseluruhan. Oleh karena itu desain percobaan terdiri dari proses siklik eksperimen pemikiran dan percobaan instruksi (Freudenthal, 1991).

Gambar 3.1. Refleksif hubungan antara teori dan eksperimen (Cobb at al, 2006) Pada tahap pertama dari desain penelitian ini, dugaan teori instruksi lokal dikembangkan di bawah bimbingan teori instruksi domain-spesifik RME, kemudian diuji pada tahap percobaan mengajar, dan akhirnya dugaan baik terbukti atau tidak terbukti di tahap analisis untuk merekonstruksi teori instruksi lokal. Dalam hal ini, dugaan teori instruksi local mengarahkan secara siklis eksperiment pengajaran sementara percobaan memberikan kontribusi pada pengembangan teori instruksi lokal. Tahap 1: Persiapan dan Desain Tujuan dari fase awal dari perspektif desain adalah untuk merumuskan dugaan teori instruksi lokal yang dapat diuraikan dan disempurnakan ketika melakukan percobaan, sementara isu krusial untuk menyorot dari sudut pandang penelitian adalah bahwa menjelaskan maksud teoritis studi tersebut (Cobb at al, 2006). Oleh karena itu, dugaan teori instruksi lokal dalam domain turunan pada matakuliah kalkulus I dirancang dengan terlebih dahulu menguraikan kerangka teori, kemudian penjelasan tujuan pembelajaran matematika serta eksperimen pemikiran antisipatif di mana urutan pembelajaran kegiatan dan sarana dirancang untuk mendukung perkembangan pemikiran mahasiswa. Di samping itu, kegiatan mental siswa dan tingkat berpikir mereka dalam melakukan kegiatan itu dibayangkan/diduga.


63


Tahap 2: Percobaan Mengajar Tahap kedua adalah benar-benar melaksanakan eksperimen desain sendiri dengan tujuan untuk memperbaiki dugaan teori instruksi lokal yang dikembangkan pada tahap pertama, dengan menguji dan merevisi dugaan seperti yang diinformasikan oleh analisis berkelanjutan penalaran baik siswa dan lingkungan belajar (Cobb et al, 2006). Data seperti rekaman video, siswa bekerja, dan catatan lapangan dikumpulkan di setiap pelajaran, sedangkan penilaian siswa diadakan sebelum dan pada akhir penelitian. Peran guru dan budaya kelas juga aspek penting dalam melakukan percobaan mengajar. Tahap 3: Analisis Retrospektif Tujuan pokok saat melakukan analisis retrospektif adalah menempatkan desain eksperimen dalam konteks teoritis yang lebih luas, sehingga membingkai sebagai kasus paradigma fenomena yang ditentukan di awal (Cobb et al, 2003.).Transaksi analisis retrospektif dengan satu set data yang dikumpulkan selama percobaan mengajar dimana HLT tersebut dibandingkan dengan fakta pembelajaran di kelas SUDUT PANDANG DESAIN PEMBELAJARAN Pada pendekatan RME, masalah kontekstual memegang peran kunci. Masalah kontekstual yang baik menawarkan kesempatan bagi mahasiswa untuk mengembangkan secara informal strategi-strategi pemecahan masalah terkait konteksnya. Prosedur penyelesaian informal mungkin berfungsi sebagai pijakan awal dari penemuan atau sebagai katalis dari kebuntuan, formalisasi atau generalisasi. Secara singkat, di RME, masalah kontekstual adalah basis untuk matematisasi progresif. Perancang pembelajaran mencoba untuk menafsirkan sekumpulan masalah kontekstual yang bisa memandu pada serangkain proses matematisasi horizontal dan vertical yang secara bersama-sama menghasilakan penemuan kembali dari matematika yang menjadi tujuannya. Secara mendasar, pertanyaan panduan bagi perancang adalah bagaimana saya bisa menemukan ini? Disini perancang akan mengambil sejumlah pengetahuannya sendiri dan pengalaman belajarnya. Lebih jauh, perancang bisa melihat sejarah dari matematika sebagai sumber inspirasi dan pada strategi penyelesain informal dari mahasiswa yang sedang menyelesaikan masalah reapan dimana mereka belum tahu mengetahui standar prosedur penyelesain. Penelitian pada desain pembelajaran sekolah dasar RME sudah menunjukkan bahwa konsep “emergent model” bisa berfungsi sebagai desain heuristic yang kuat (Gravemeijer, 1994). Disini, titik awalnya adalah metode penyelesain situasi yang spesifik yang sudah dimodelkan. Kemudian, jika mereka melakukannya, metode-metode ini dimodelkan. Dalam arti ini, model-model muncul dari aktivitas dari siswa. Wlaupun jika model-model tidak ditemukan oleh siswa, perhatian lebih diambil untuk mendekati penemuan mahasiswa sedekat mungkin melalui pemilihan model yang terhubung dengan pengalaman belajar dari siswa. Penelitian lain adalah potensi dari model mendukung proses matematisasi vertikal. Idenya adalah melihat yang bisa digeneralisir dan diformulasikan untuk berkembang menjadi entitas sendiri bagi siswa yang bisa menjadi model untuk penalaran matematika. Sebagai suatu contoh kita mungkin bisa mengambil sebuah alur pembelajaran dimana sebuah aturan menjadi indikasi sebuah model-dari iterasi satuan ukur, dan berkembang menjadi modeluntuk penalaran tentang strategi mental aritmatika bilangan sampai 100 (Anwar, 2011). Pada alur pembelajaran ini, siswa mengukur berbagai variasi panjang dengan iterasi/perulangan beberapa satuan ukuran dasar, dan sebuah satuan ukuran panjang yang lebih besar yang memuat satuan puluhan dasar. Pengukuran dengan puluhan dan satuan ini dimodelkan dengan sebuah penggaris dari 100 unit yang dibuat dari puluhan dan satuan. Kemudian aktivitas pengukuran ini dikembangkan untuk penambahan panjang, pengurangan panjang, membandingkan ukuran panjang. Situasi ini memberikan penambahan pada strategi berhitung yang disajikan dengan lengkungan pada skema garis atau yang lebih dikenal sebagai garis bilangan kosong(Treffers, 1991).


64


Pada akhirnya, simbolisasi pada representasi garis bilangan kosong akan digunakan untuk menjelaskan dan memutuskan strategi penyelesain 95 + 19 dengan menambahkan 95 dengan 5 untuk menjadikannya puluhan, kemudian menjumlahkan sisanya, sehingga diperoleh hasil 100 + 14 = 114. Dalam situasi ini garis bilangan berfungsi sebagai model untuk penalaran matematika. perubahan dari model-dari ke model-untuk sepakat dengan perubahan pada cara berpikirnya siswa tentang model, dari model yang berasal dari pemaknaan mereka terhadap masalah kontekstual yang dimodelkan, untuk berpikir tentang hubungan matematika. Pada fase berikutnya, berpikir tentang hubungan bilangan akan mendominasi penggunaan dari garis bilangan. Dalam hal ini, kita bisa melihat macam-macam tipe dari aktivitas (Gravemeijer, 1994): 1. Aktivitas dalam setting penugasan (Pengukuran dengan unit puluhan dan satuan) 2. Aktivitas referensial (menginterpretasi posisi pada penggaris melalui realitas matematika dari kerangka kerja hubungan bilangan) 3. Aktivitas general (penggunaan penggaris/garis bilangan untuk penalaran tentang metode penghitungan) 4. Penalaran matematika formal ( penalaran dengan hubungan bilangan dimana realitas matematika dari kerangka kerja hubungan matematika) Perhatikan bahwa istilah “model” harus dipahami dalam arti luas. Ini tidak hanya sekedar tulisan, tetapi semuanya yang datang dengan hal yang membentuk model dalam RME. Lebih jauh lagi, model sama mungkin melingkupi aliran dari inskripsi; dari penggarios biasa ke garis bilangan kosong. Label “emergent” menekankan pada kekontinuan dalam proses. Label ini juga digunakan untuk menerangkan fakta bahwa model muncul dari aktivitas siswa. Kita mungkin mencatat bahwa tujuan tidak hanya untuk membantu siswa menjelaskan pemahaman informal dan strategi penyelesaian informal mereka sedemikian sehingga mereka bisa membangun pemahaman matematika formal dan strategi mereka. Tujuannya juga untuk menjaga/melestarikan hubungan antara konsep matematika dan konsep-konsep yang menjelaskannya. Pemahaman akhir siswa tentang matematika formal harus tetap terhubung dengan pemahaman mereka dari realitas dan fenomena kehidupan sehari-hari. PEMBELAJARAN KALKULUS MELALUI PENDEKATAN RME Melihat pada sejarah kalkulus dari sudut pandang pemodelan, kita melihat sebuah pengembangan dari kalkulus yang memulai dengan pemodelan masalah tentang jarak dan kecepatan. Pada awalnya masalah-masalah ini dijalankan dengan pendekatan diskret yang diilustrasikan dengan grafik diskrit. s

18

8

2 1

2

3

t

Gambar 1. Representasi masalah dengan visualisasi grafik diskrit


65


Selanjutnya, grafik yang sama – yang awalnya diskrit dan kemudian berupa fungsi kontinu – bentuk dasar dari kalkulus yang lebih formal.

18

18

8

8

2

2

𝒇(𝒕) = 𝟐𝒕𝟐

1

2

3

t

Gambar 2. Transformasi dari grafik diskrit ke grafik kontinu Dari sudut pandang pemodelan, kita bisa berkata bahwa grafik dari fungsi diskrit menjadi penanda sebagai model-dari situasi, dimana kecepatan dan jarak bervariasi, selanjutnya grafikgrafik tersebut berkembang menjadi model-untuk penalaran matematika formal tentang kalkulus khususnya turunan. Setelah analisis diskrit, perubahan menuju pemodelan dari waktu/jarak/kecepatan dibuat. Catatan bahwa sebuah elemen kunci dari emergent model dalam RME adalah model yang pertama kali muncul diawal sebagai model dari situasi yang secara eksperimental nyata bagi mahasiswa. Karena mahasiswa sudah familiar dengan grafik yang kontinu dan juga symbol fungsi, variable bebas (x) dan variable terikat (y), dan juga koordinat titik yang dilalui grafik. Selanjutnya mahasiswa diminta menvisualisasikan posisi benda yang bergerak pada dua waktu yang berbeda.

Gambar 3. Proses simbolisasi dan generalisasi kecepatan rata-rata dari gerak jatuh benda (diadopsi dari buku kalkulus, Purcell, edisi 9) Titik awal adalah pada gagasan tentang kecepatan sesaat. Dalam kontek ini, masalah diberikan tentang bagaimana menvisualisasikan gerakan dari suatu objek yang bergerak dengan kecepatan tinggi. Selama proses memecahkan masalah ini, mahasiswa mungkin datang dengan ide


66


tentang symbol percepatan sesaat dengan ‘𝒗𝒓𝒂𝒕𝒂−𝒓𝒂𝒕𝒂’. Jika tidak, pilihan ini mungkin disajikan pada mereka, setelah mereka sudah berusaha memecahkan masalah ini. Disisi yang lain, ini mungkin dicatat bahwa disana selalu terdapat sebuah kesenjanagn antara sebuah pendekatan dari bawah ke atas yang memanfaatkan pada penemuan dari mahasiswa dan kebutuhannya, (a) untuk mencapai tujuan pembelajaran yang jelas, dan (b) untuk merencanakan aktivitas pembelajaran yang menantang. Sebagai sebuah konsekuensi, sebuah unsur dari atas ke bawah tidak bisa dihindari dalam pembelajaran. Kesadaran kunci untuk kita, bagaimanapun, adalah bahwa pengalaman mahasiswa unsur dari atas kebawah sebagai unsur dari bawah ke atas: sebagai solusi mereka bisa menemukan untuk mereka sendiri. Untuk perancang pembelajaran, situasi ini mengupayakan untuk tetap menjaga jarak antara “dimana posisi siswa” dan apa yang mungkin di kenalkan kepada mereka. Lebih jauh, dosen akan bisa untuk mengurangi jarak pada interaksi dengan siswanya. Mahasiswa harus menentukan kecepatan dari grafik jarak-waktu dan formula. Dalam bagian urutan aktivitas, model akan mulai ke fungsi sebagai sebuah model untuk bernalar tentang turunan dari suatu fungsi pada satu sisi, dan pada sisi yang lain standar fungsi algebra (perhatikan gambar 4). Pada saat yang sama, perubahan dibuat dari penyajian masalah dalam bentuk masalah kehidupan sehari-hari fokus pada konsep matematika dan hubungannya. Untuk membuat suatu perubahan yang mungkin untuk mahasiswa, mereka harus membangun sebuah kerangka kerja matematika dari referensi yang memungkinkan mereka untuk melihat tipe-tipe dari masalah matematika.

Gambar 4. Formula kecepatan sesaat dengan menggunakan notasi limit Dalam proses bayangan dari matematika progresif, penyimbolan dan pemodelan memainkan peran kunci. Model inti adalah fungsi diskrit, dalam kombinasi dengan grafik dari garfik fungsi diskrit. Model ini adalah basis untuk turunan melalui selisih jarak. Meskipun fungsi diskrit bisa dilihat sebagai kerangka dari model, representasi visual juga berperan penting. Seperti yang dikatakan Latour (1995), kita katakan bahwa penggunaan gambar representasi membantu kita untuk fokus pada matematika. HASIL DAN PEMBAHASAN Pertanyaan kita di awal tulisan ini adalah: Bagaimana kita dapat membantu siswa untuk memahami matematika formal? dalam eksposisi kami adalah pendekatan RME. Pendekatan ini membedakan dirinya dari pendekatan lain, dalam hal ini mencoba untuk mengatasi dikotomi antara pengetahuan informal dan formal, dengan merancang hipotetis lintasan belajar di sepanjang siswa dapat menemukan kembali matematika formal. Idealnya, lintasan pembelajaran yang sebenarnya terungkap sedemikian rupa, bahwa matematika formal muncul dalam kegiatan matematika siswa. Yang ideal ini terhubung pada pendapat Freudenthal (1991) bahwa 'matematika harus dimulai dan harus tetap masuk dalam akal sehat'. Pedapat Freudenthal ini harus ditafsirkan secara dinamis dan berpendapat bahwa pikiran tidak statis. Dia mencatat, misalnya, bahwa apa yang dipikirkan oleh matematikawan berbeda secara signifikan dari apa yang dipikirkan orang awam. Selain itu, ia menekankan bahwa berpikir berkembang dalam proses pembelajaran. Dengan demikian, pada tahap pertama dari urutan, menggambarkan kecepatan sesaat dalam hal jarak yang akan dibahas dalam hal kecepatan konstan, adalah kegiatan yang masuk akal. Dengan cara yang sama, pendekatan diskrit dari berbagai kecepatan dapat dilihat sebagai aktivitas akal sehat. Pada akhir urutan, bertindak dalam lingkungan terstruktur dalam turunan dari grafik akan menjadi masuk akal bagi para siswa. Perkembangan ini juga dapat diambil sebagai contoh tentang apa yang dimaksud dengan masalah kontekstual di RME. Seperti yang kita sebutkan sebelumnya, masalah kontekstual


67


didefinisikan sebagai situasi masalah yang secara eksperimen nyata bagi mahasiswa. Contoh di atas menunjukkan bahwa realitas pengalaman tumbuh dengan perkembangan penalaran matematika mahasiswa. KESIMPULAN Dari sini kita menyimpulkan bahwa tujuan keseluruhan desain pembelajaran adalah untuk mendukung munculnya kenyataan yang diterima sebagai “shared mathematics” secara bertahap. Jika siswa mengalami proses menciptakan kembali matematika sebagai memperluas akal sehat, maka mereka tidak akan mengalami dikotomi antara pengalaman kehidupan sehari-hari dan matematika. Keduanya akan menjadi bagian dari realitas yang sama. Kami dapat mencatat hubungan refleksif antara penggunaan masalah kontekstual dan perkembangan realitas pengalaman siswa. Di satu sisi, masalah kontekstual yang berakar pada kenyataan ini, di sisi lain, memecahkan masalah kontekstual yang membantu siswa untuk memperluas realitas mereka. Meskipun karakter dinamis realitas yang mendefinisikan masalah konteks, titik awal untuk urutan instruksional akan sering berhubungan dengan pengalaman kehidupan sehari-hari siswa. Justru koneksi antara kecepatan dan jarak yang menawarkan siswa sarana untuk alasan dan bertindak dengan cara yang bermanfaat dari awal. Daftar Pustaka Anwar, L. 2011. Proses berpikir siswa kelas 2 SD dalam membangun strategi mental aritmatika untuk menjumlahkan bilangan sampai 500 menggunakan garis bilangan sebagai model. Surabaya, prosiding Seminar Nasional Matematika dan Pendidikan Matematika, Jurusan Matematika FMIPA UNESA, ISBN:978-979-028-417-3, 22 Oktober 2011. Cobb, Paul & Gravemeijer, Koeno. 2006. Educational Design Research, London & New York: Routledge (Taylor & Francis group). Farmaki, V., & Paschos, T. 2007. Employing genetic ‘moments’ in the history of mathematics in classroom activities. Educational Studies in Mathematics, 66, 83–106. [This paper utilizes Oresme’s genetic ideas on motion and geometry to develop mathematical models that can be employed for the solution of problems relating to linear motion] Freudenthal H. 1991. Revisiting Mathematics Education: China Lectures. Dordrecht, The Netherlands: Kluwer Academics Publisher Gravemeijer, Koeno. 1994. Developing Realistic Mathematics Education, The Netherlands: CD-β Press, 1994. Purcell, Edwin J., and Dale Varberg. 1990, The Calculus with Analytic Geomerty, Eight Edition, Prentice-Hall Inc. Treffers, A. 1991. ‘Meeting Innumeracy at Primary School’, Educational Studies in Mathematics , 22, 333-352


68


PEMODELAN TEORI GRAPH UNTUK PERMASALAHAN OPTIMALISASI SISTEM LALU LINTAS Sapti Wahyuningsih Jurusan Matematika FMIPA UM Email: [email protected] Abstrak: Teori graph merupakan salah satu cabang ilmu matematika yang memiliki banyak aplikasi dalam kehidupan sehari-hari. Masalah optimalisasi waktu tunggu traficlight di persimpangan jalan serta masalah kepadatan kendaraan di jalan pada suatu daerah merupakan suatu contoh permasalahan sistem lalulintas. Graph kompatibel dan maximum flow adalah kajian dalam teori graph yang dapat digunakan untuk memodelkan masalah sistem lalulintas. Graph kompatibel digunakan untuk memodelkan pengaturan arus lalu lintas di persimpangan supaya diperoleh waktu tunggu total pada traficlight yang optimal karena persimpangan perlu adanya pengaturan secara tepat untuk menghindari kemacetan. Sedangkan maximum flow pada ruas jalan digunakan untuk mengetahui kepadatan lalulintas apakah suatu ruas jalan masih mampu menampung kendaraan yang melintasinya. Pada tulisan ini dibahas graph kompatibel, graph bagian maksimal untuk alternatif pengaturan traficlight pada persimpangan dengan mamperhatikan kuantitas kendaraan. Model network flow, beberapa algoritma untuk menyelesaikan maksimum flow serta aplikasinya untuk menghitung volume maksimum kendaraan dan kapasitas maksimum ruas jalan menggunakan alat bantu program Giden. Kata kunci: graph kompatibel, graph bagian maksimal, maximum flow, dan lalulintas

PENDAHULUAN Dalam kehidupan sehari-hari banyak permasalahan yang memerlukan pemecahan. Sering dengan bantuan matematika permasalahan tersebut menjadi lebih mudah dipahami, dipecahkan atau bahkan dapat ditunjukkan bahwa suatu permasalahan tidak mempunyai penyelesaian. Sebagai contoh pada saat orang menuju dan pulang dari tempat aktifitas rutinnya setiap hari, sering terjadi kemacetan lalu lintas. Hal ini disebabkan karena waktu aktifitas yang hampir bersamaan sehingga volume kendaraan yang melintasi jalan-jalan di suatu daerah meningkat pada waktu itu. Padahal belum tentu jalan-jalan pada daerah itu mampu menampung besarnya volume kendaraan yang melewatinya. Persimpangan yang menggunakan lampu lalu lintas adalah salah satu tempat yang rawan terjadi kemacetan. Masalah lalulintas dan permasalahannya dapat dilihat pada Abubakar, (1999). Selain masalah optimalisasi waktu tunggu di persimpangan, masalah aliran maksimal kendaraan di suatu jalan juga sangat penting. Setiap hari kebanyakan orang melakukan aktifitas rutinnya baik di sekolah, keluarga dan sebagainya. Pada saat berangkat menuju tempat aktifitas atau pada saat pulang dari aktifitas biasanya sering terjadi kemacetan lalu lintas. Salah satu penyebabnya adalah waktu pelaksanaan aktifitas rutin yang hampir bersamaan dengan volume kendaraan yang melintasi jalan-jalan di suatu daerah meningkat pada waktu itu. Padahal belum tentu jalan-jalan yang dilewati itu mampu menampung besarnya volume kendaraan yang melewatinya. Untuk dapat mengetahui apakah kapasitas maksimum jalan-jalan pada suatu daerah masih mampu menampung volume kendaraan yang melintasi jalan-jalan pada daerah tersebut, maka harus diketahui terlebih dahulu beberapa kapasitas maksimum dan volume maksimum kendaraan yang melintasi daerah itu dengan menggunakan model Maximum Flow. Pembahasan maksimum flow SESI PARALEL MATEMATIKA

69


terus dikembangkan yang dapat dilihat pada Bin Zhang, Julie Ward, Annabelle Feng (2005) yang mengkaji masalah model seleksi. Sedangkan algoritma maksimum flow dapat dilihat pada Goldberg-Tarjan. (2003). Tentang kepadatan arus lalu lintas dengan menggunakan maximum flow menggunakan algoritma lintasan penambah telah diteliti oleh Rosyidah (2006), Oktoviana (2007) mengkaji penggunaan maximum flow dalam upaya mengoptimalkan volume air pada jaringan pipa PDAM. Permasalahan yang perlu dikaji adalah bagaimana pemodelan graph untuk alternatif pengaturan lampu lalu lintas, menentukan waktu tunggu yang optimal dengan graph kompatibel, bagaimana pemodelan graph untuk menentukan besarnya volume maksimum kendaraan yang melintasi suatu daerah, dan menentukan kapasitas maksimum ruas jalan pada suatu daerah dengan ketentuan MKJI (Manual Kapasitas Jalan Indonesia) seperti yang sudah ditentukan dinas perhubungan darat (dirjen perhubungan, 1997). METODE Untuk menyelesaikan pemodelan graph dalam optimalisasi system lalulintas, diperlukan langkah-langkah sebagai berikut. 1. Mengkaji teori graph yang digunakan yaitu graph kompatable, graph bagian maksimal, network flow, algoritma maksimum flow yaitu algoritma lintasan penambah, algoritma preflow push, algoritma pelabelan aka, algoritma Ford-Fulkerson, dan algoritma Djikstra. 2. Mengidentifikasi permasalahan sistem lalulintas berdasarkan MKJI (Manual Kapasitas Jalan Indonesia) 3. Mengidentifikasi permasalahan lalulintas di persimpangan dengan menggambarkan dalam graph kompatable kemudian menentukan graph bagian maksimalnya. 4. Mengidentifikasi permasalahan aliran kendaraan di jalan raya dengan menggambarkan dengan network flow kemudian menghitung kapasitas maksimum jalan dan volume maksimum jalan. HASIL DAN PEMBAHASAN Kajian konsep dasar graph dapat dilihat pada Wilson (1990). Suatu graph terdiri dari suatu himpunan tak kosong yang masing-masing unsur disebut titik (vertex) dan suatu himpunan pasangan tak berurutan dari titik-titik tersebut yang disebut sisi (edge). Himpunan titik dalam graph G dinyatakan dengan V (G ) dan himpunan sisinya dinyatakan dengan E (G ) . Graph bagian (subgraph) dari G adalah suatu graph yang setiap titiknya adalah anggota V (G ) dan setiap sisinya adalah anggota E (G ) . Graph bagian komplit dari G adalah graph bagian dari G yang setiap dua titik dihubungkan dengan tepat satu sisi. Suatu digraph (directed graph) terdiri dari suatu himpunan tak kosong yang masing-masing unsurnya disebut titik (vertex) dan suatu himpunan pasangan berurutan dari titik-titik tersebut yang disebut sisi berarah (directed edge). Suatu digraph D  V (E ) dimaksudkan V (D) merupakan himpunan titik di digraph D dan E (D) himpunan sisi berarah di digraph D . Digraph bagian (subdigraph) dari D adalah digraph yang setiap titiknya adalah anggota V (D) dan setiap sisinya adalah anggota E (D) . Digraph berbobot adalah digraph yang tiap sisi berarahnya memiliki bobot (nilai). Network adalah digraph berbobot yang memiliki suatu titik sumber dan satu titik tujuan. Pada titik sumber, tidak terdapat sisi masuk, sedangkan pada titik tujuan tidak terdapat sisi keluar, bobot tiap sisi pada suatu network adalah kapasitas (C) sisi tersebut. Rosen (2000) Residual network merupakan network dengan ketentuan pelabelan sisinya adalah sebagai berikut: C’(i,j) = C(i,j) – F(i,j), C’(j,i) = F(i,j).


70


Sebuah network biasanya digunakan untuk memodelkan sistem lalulintas, saluran pipa, sirkuit elektrik, penjadwalan proyek dan sebagainya. Flow (F) merupakan suatu bilangan tak negatif yang didefinisikan pada tiap sisi pada suatu network yang memenuhi Fij0) maka pilih vertex tersebut lalu: a. Jika ada sisi (i,j) yang admissible (distance label (i) = distance label (j) + 1) maka push=min{excess(i),rij} Catatan: excess(i) adalah jumlah flow yang masuk ke vertex i dikurangi jumlah flow yang keluar dari vertex i. b. Jika tidak ada sisi (i,j) yang admissible maka ganti distance label (i) dengan min{ distance label (j)+1| (i, j )  V (G) }, rij adalah kapasitas residu yaitu C ij  Fij . Ulangi langkah 2 sampai tidak ada lagi titik yang aktif. c. Algoritma Pelabelan Aka (Aka’s Labelling Algorithm) Langkah-langkah:


71


1. Beri label pada titik sebarang (s) dengan (-,∞) dan berikan flow awal sebesar nol untuk setiap label sisi pada jaringan kerja. Tanda (-) menunjukkan bahwa semua flow berasal dari sumber, tanda (∞) menunjukkan bahwa flow dari sumber nilainya tak terbatas. a. Label titik: (±i, Pf) dengan i merupakan titik dan Pf merupakan potensial A pada titik i. b. Label sisi: (Cij,Fij) dengan Cij merupakan kapasitas sisi (i,j) dan Fij merupakan flow aktual pada sisi (i,j). 2. Lanjutkan ke langkah selanjutnya jika terdapat (salah satu atau keduanya) suatau lintasan pada digraph D yang berkarakteristik sebagai berikut: a. Sisi terorientasi tepat (arahnya dari sumber ke tujuan) dan memenuhi Fij0 e. Algoritma Djikstra Pada dasarnya, algoritma ini merupakan salah satu bentuk algoritma greedy. Algoritma ini temasuk algoritma pencarian graph yang digunakan untuk menyelesaikan masalah lintasan terpendek dengan satu sumber pada sebuah graph yang tidak memiliki cost sisi negatif, dan menghasilkan sebuah pohon lintasan terpendek. Untuk menyelesaikan Maximum Flow Problem dengan algoritma Djikstra, langkahnya adalah sebagai berikut: 1. Cari sebuah lintasan yang belum dipilih yang menghubungkan simpul awal dengan simpul tujuan. 2. Carilah sebuah sisi dengan kapasitas minimum. Kapasitas sisa minimum didapat dari kapasitas sisi tersbut dikurangi arus yang sudah mengalir pada sisi itu (c-f). Bila kapasitas minimum sisa sama dengan 0, langsung ke langkah 4. 3. Alirkan arus sejumlah kapasitas minimum sisi pada lintasan yang dipilih. Kembali ke langkah 1 sampai semua lintasan diperiksa. Pada penerapan beberapa algoritma yang diuraikan di atas hasil perhitungan dapat diverifikasi dengan memanfaatkan alat bantu program Giden atau program Grin.


72


Pemodelan Graph Kompatibel pada Persimpangan Pengaturan pola pergerakan arus lalu lintas di persimpangan dengan graph kompatibel sehingga diperoleh waktu tunggu yang optimum digambarkan sebagai berikut.

Dari hasil pengamatan waktu hijau dan waktu tunggu dari masing-masing jalan, dapat dibuat siklusnya. Jika pengaturan pola pergerakan arus lalu lintas tanpa memperhatikan kuantitas kendaraan, maka dari gambar di atas dapat dijelaskan sebagai berikut. Arus a kompatibel dengan arus b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l. Arus b kompatibel dengan arus a, c, e, g, h, i, j, k, l. Arus c kompatibel dengan arus a, b, d, e, f, g, h, i, j, k, l. Dan seterusnya. Kompatibel adalah arus-arus yang dapat berjalan bersama tanpa terjadi tabrakan. Setelah itu dapat dibentuk dalam graph kompatibel seperti di bawah ini :

Dari gambar graph kompatibel di atas ditemukan graph bagian komplit terbesar antara lain:


73


Karena diambil 2 graph bagian komplit terbesar, maka pengaturan arah lalu lintas dan pembagian hak berjalan diatur dalam 2 fase. Diasumsikan waktu siklusnya 120 detik, sehingga lamanya berjalan untuk arus-arus tiap fase adalah

120  40 detik. 3

0-40 detik arus a, c, e, g, i, k, b, h berjalan; 40-80 detik arus a, c, e, g, i, k, d, l berjalan; 80-120 detik arus a, c, e, g, i, k, f, j berjalan. Jadi arus a, c, e, g, i, k mempunyai waktu berjalan 120 detik karena aturan belok kiri dan lurus jalan terus. Sedangkan arus b, h, d, l, f, j masing-masing mempunyai waktu berjalan 40 detik. Sehingga waktu tunggu untuk masing-masing arus b, h, d, l, f, j adalah 120  40  80 detik. Jadi waktu tunggu total untuk arus b, h, d, l, f, j adalah 6  80  480 detik. Maka terdapat beberapa alternatif yang waktu tunggu masing-masing fase dari alternatif-alternatif tersebut dapat dianalisis. Sebagai contoh diambil alternatif 1 dan alternatif 2 berikut. Alternatif 1 1. Waktu tunggu fase A adalah 160 detik. Diperoleh dari waktu tunggu arus b dan h, yaitu 80  80  160 detik. 2. Waktu tunggu fase B adalah 160 detik. Diperoleh dari waktu tunggu arus d dan l, yaitu 80  80  160 detik. 3. Waktu tunggu fase C adalah 160 detik. Diperoleh dari waktu tunggu arus f dan j, yaitu 80  80  160 detik. Alternatif 2 : 1. Waktu tunggu fase A adalah 160 detik. Diperoleh dari waktu tunggu arus b dan j, yaitu 80  80  160 detik. 2. Waktu tunggu fase B adalah 160 detik. Diperoleh dari waktu tunggu arus d dan l, yaitu 80  80  160 detik. 3. Waktu tunggu fase C adalah 160 detik. Diperoleh dari waktu tunggu arus f dan h, yaitu 80  80  160 detik. Menghitung jumlah kendaraan yang melewati titik pengamatan dengan interval tertentu dengan kuantitas kendaraan. Kendaraan yang dihitung dibagi dalam 4 kelas yaitu : 1. Kendaraan tak bermotor : Sepeda, becak 2. Sepeda Motor (MC) 3. Kendaraan Ringan (LV) : sedan/jeep/pick up, mikrolet 4. Kendaraan berat (HV) : bus sedang, bus besar, truk sedang 2 As, truk besar 2 As, truk besar 3 As, truk gandeng, truk kontainer Untuk menyamakan satuan dari masing-masing jenis kendaraan digunakan suatu satuan yang bisa dipakai dalam perencanaan lalu lintas yang disebut satuan mobil penumpang (smp). Jenis kendaraan Kendaraan tak bermotor : Sepeda, becak Sepeda Motor (MC) Kendaraan Ringan (LV) : sedan/jeep/pick up, mikrolet Kendaraan berat (HV) : bus, truk, truk gandeng, dan truk container

Faktor smp 0,8 0,25 1 1,2

Studi Kepadatan Lalu Lintas Dengan Maximum Flow di Ruas Jalan Penerapan model graph untuk menentukan besarnya volume kendaraan yang melintasi daerah Malang, tepatnya dari daerah Gajayana sampai ke daerah Ijen (daerah sekitar kampus),


74


yang dicari dengan menerapkan model maximum flow. Pencarian besarnya volume kendaraan yang melintas diperoleh dari hasil survey yang kemudian dari hasil tersebut dihitung maximum flow dengan graph. Fakta yang terdapat di lapangan akan dibuat graphnya. Yaitu untuk ujung jalan dinyatakan dengan satu titik dan jalan yang menghubung masing-masing ujung jalan dinyatakan dengan sisi berarah. Arah dari tiap sisi menunjukkan arah arus kendaraan yang akan dihitung. Setiap sisi berarah diberi muatan yang menyatakan volume kendaran yang melintasi jalan tersebut. Untuk mencari maximum flow ini diasumsikan bahwa akan dihitung satu arah saja di setiap ruas jalan. Adapun graph yang menjelaskan jaringan lalu lintas untuk jalan-jalan di sekitar kampus UM adalah sebagai berikut. s

199

219

a

196

b 165

175 140

e

129

d

c

141

152

f

107

954

g

136

537

j

116

i

369 975

k

577

h

268 736

l

t

Gambar graph berbobot untuk jalan sekitar kampus UM Pada gambar graph di atas dapat diberikan contoh nama-nama jalan sebagai berikut. sa = Jl. M.T. Hariyono ab = Jl. Meyjen Panjaiatan I bc = Jl. Meyjen Panjaitan II ci = Jl. Besar Ijen I Nilai untuk setiap sisi pada gambar di atas menunjukkan volume kendaraan yang dihitung pada saat survey, dengan interval waktu 10 menit dalam 2 jam yang dimulai dari jam 07.00 sampai jam 09.00. Namun data yang digunakan adalah pada saat di mana jalan mulai ramai dilewati kendaraan, yaitu pada pukul 07.30 – 08.30. Karena pada jam tersebut banyak orang yang pergi bekerja, selain itu juga aktivitas pertokoan dan warung di sepanjang ruas jalan mulai berlangsung. Dari gambar di atas titik s merupakan awal aliran kendaraan dan titik t merupkan akhir aliran. Setelah disesuaikan masing-masing jenis kendaraan dengan satuan mobil penumpang (smp) diperoleh model graph berikut. 86

s

13

a

76

b 89

72 70

e

58

d

c

54

79

f

46

43

g

52

30

j

61

k

26

h

i

17 55

l

14 43

t

Gambar graph setelah disesuaikan dengan satuan mobil penumpang SESI PARALEL MATEMATIKA

75


Pencarian volume maksimum kendaraan dapat menggunakan program Giden. Diperoleh hasil akhir sebagai berikut.

Dengan menggunakan Giden, volume maksimum kendaraan hasil survey juga sebesar 1338 smp per jam dengan 3 lintasan penambah.

Dengan menggunakan Giden, kapasitas maksimum jalan pada daerah survey sebesar 2351 smp per jam dengan 3 lintasan penambah. Kapasitas maksimum ruas jalan pada daerah survey adalah sebesar 1338 smp per jam. Dari hasi di atas dapat dianalisa hasilnya sebagai berikut. 1. Volume maksimum ruas jalan pada daerah survey adalah sebesar 1338 smp per jam. 2. Kapasitas maksimum kendaraan yang melintasi daerah survey adalah sebesar 2351 smp per jam. 3. Ruas jalan daerah survey masih mampu menampung kendaraan yang melintasinya. KESIMPULAN Telah dibahas pemodelan graph pada sistem lalulintas kendaraan. Pemodelan graph kompatabel dan graph bagian maksimal dapat digunakan untuk menentukan waktu tunggu yang optimal di persimpoangan. Sedangkan pemodelan maximum flow dapat digunakan untuk mengamati kepadatan lalulintas pada jalan raya. Dengan menghitung kapasitas maksimum kendaraan dan volume maksimum dapat diketahui apakah jalan tersebut masih menampung kendaraan yang melintasinya.


76


DAFTAR PUSTAKA Abubakar, Iskandar. 1999. Rekayasa Lalu Lintas. Jakarta: Direktorat Bina Sistem Lalu Lintas dan Angkutan Kota Direktorat Jenderal Perhubungan Darat. Bin Zhang, Julie Ward, Annabelle Feng. 2005. A Simultaneous Maximum Flow Algorithm for the Selection Model. Intelligent Enterprise Technologies Laboratory Goldberg-Tarjan. 2003. Http://ocw.mit.edu/NR//rdonlyres/Sloan-school-of-management/15-082J Network-Optimization Sprig2003/155A377E-35CD-4DAA-B29AB06389C18EAB/0/10preflowpushalgorithms.pdf. Diakses Tanggal 10 April 2005. Johnsonbaugh. R. 2002. Matematika Diskrit, Jakarta: Pearson Education Asia Pte. Ltd dan PT Prehallindo. Nagi, Rakesh. 1993. IE 680-Special Topics in Production Systems: Networks, Routing,and Logistics*, (Online), (http://www.acsu.buffalo.edu/%7enagi/courses/684.maxflow. pdf, diakses 27 Mei 2005). Rosyidah.2006. Penerapan Model Maximum Flow dalam Teori Graph pada Lalu Lintas Kendaraan. Skripsi tidak diterbitkan. Malang: FMIPA Universitas Negeri Malang. Rosen, K.H., Michael, J.G., Gross, J.L., Grossman, J.W. & Shier, D.R. 2000. Handbook of Discrete and combinatorial mathematics. New York: CRC Press LLC. Oktaviana, Sri Syahadatina.2007. Aplikasi Teori Graph dengan Menggunakan Maximum Flow sebagai Upaya Pengoptimalan Aliran Air pada Jaringan Pipa PDAM Daerah Sawojajar Blok H-1. Skripsi. Universitas Negeri Malang. Wilson, R. J. and Watkin, J. J. 1990. Graphs An Introductory Approach. Canada: John Wiley and Sons,Inc.


77


SIFAT PENGURANGAN DUA HIMPUNAN TERUKUR Sukoriyanto Jurusan Matematika, Fakultas Matematika dan ilmu Pengetahunan Alam, Universitas Negeri Malang (UM), Jl. Semarang 5 Malang 65145 E-mail: [email protected] Abstrak: Pada makalah ini akan dibahas tentang pembuktian teorema pengurangan himpunan terukur, yaitu jika A dan B adalah himpunan terukur maka A – B himpunan terukur. Pembuktian dilakukan melalui pembahasan definisi dan teorema yang berkaitan dengan ukuran himpunan, yaitu definisi ukuran luar, definisi himpunan terukur, teorema komplemen himpunan terukur dan teorema irisan himpunan terukur. Kata Kunci: Himpunan Terukur, Pengurangan Himpunan terukur Abstract: This paper presents prove of difference two measurable set is measurable set, that is If A and B are measurable set then A – B is measurable set. To prove this theorem do by presents of definition and theorem about measurable set, that is definition outher measure, definition of measurable set, complement of measurable set theorem, and intersection of measurable set theorem. Key words: Measurable set, difference of measurable set.

PENDAHULUAN Dalam masalah himpunan buka pada bilangan real seperti pada (Bartle. 2000: 313) tentang sifat himpunan buka, bahwa The union of an arbitrary collection of open subsets in R, is open.dan pada litertur yang lain yaitu (Golberg, Richard. 1976: 136) if 𝑮𝟏 and 𝑮𝟐 are open subset of R, then 𝑮𝟏 ∩ 𝑮𝟐 also open. Sedangkan jika A dan B himpunan buka di R maka A – B belum tentu himpunan buka di R, sebagai contoh A = (2, 6), dan B = (3, 8) adalah dua interval buka, tetapi A – B = (2, 3] adalah bukan himpunan buka. Interval buka I di R adalah himpunan buka di R, panjang interval I disimbokan dengan l(I) di definisikan sebagai selisih ujung-ujung interval I. Jika I = (a, b) dengan a < b maka l(I) = b – a. Menurut (Jain, P.K., & Gupta, V.V., 1986: 53) untuk sembarang interval, yaitu interval buka, tutup, dan setengah buka, panjang intervalnya didefinsikan sebagai selisih ujung-ujung interval. Jika I = [a,b] adalah interval tutup, dan a = b maka l(I) = 0. Jika A sembarang himpunan bagian dari R, maka kita tidak dapat mencari panjangnya, karena A belum tentu interval. Pembahasan untuk mengukur himpunan A dibahas oleh Jain, P.K., & Gupta, V.V., 1986 yang membahas tentang ukuran himpunan. Sedangkan menurut (Hartman, S.1961: 20). The union of measurable set is measurable . Pada pembahasan himpunan buka di atas diperoleh jika A dan B adalah himpunan buka di R maka A – B belum tentu himpunan buka, Permasalahan dalam makalah ini adalah jika A dan B himpunan terukur di R , apakah A – B terukur di R? Ukuran Luar Misalkan F adalah kumpulan dari interval buka yang terhitung. Untuk sembarang J ∈ F, jumlah ∑𝑰∈𝑱 𝒍(𝑰) adalah bilangan real positif. Misalkan E sembarang himpunan, ambil C himpunan


78


bagian dari F dengan C adalah kumpulan J dari interval buka {𝑰𝒊 } sehingga E⊂ ⋃𝒊 𝑰𝒊 . Jika dituliskan himpunan C adalah C = {J: J ⊂ F dan J cover E} Definisi 1 : Ukuran luar m*(E) dari himpunan E adalah m*(E) = inf {∑𝒊 𝒍(𝑰𝒊 ) : {𝑰𝒊 } interval buka dan E ⊂ ⋃𝒊 𝑰𝒊 .} Teorema 1 Jika E himpunan terhitung, maka m*(E) = 0 Bukti Karena E himpunan terhitung, maka dapat dituliskan E = {𝒂𝟏 , 𝒂𝟐 , …, 𝒂𝒏 , …}. Misalkan 𝜺 > 𝟎 sembarang, untuk setiap 𝒂𝒊 pilih interval buka 𝑰𝒊 yang mengkover 𝒂𝒊 dengan l(𝑰𝒊 ) = 𝟐−𝒊 ∈. Kita ∞ −𝒊 perolah m*(E) ≤ ∑∞ 𝒊=𝟏 𝒍(𝑰𝒊 ) = ∑𝒊=𝟏 𝟐 𝜺 = 𝜺. Karena 𝜺 → 𝟎 dan m*(E)≥ 0. Maka m*(E) = 0. Teorema 2 Jika m*(A) = 0 maka m*(A∪ 𝑩) = m*(B) Bukti Karena m*(A∪ 𝑩) ≤ m*(A) + m*(B), dan diketahui m(A) = 0, maka m*(A∪ 𝑩) ≤ 0 + m*(B) = m*(B) …….. ......................................................................................... 1) Karena B ⊂ A∪ B, maka m*(B) ≤ m*(A∪B) ................................................................................ 2) Dari 1) dan 2) maka m*(A∪ 𝑩) = m*(B). Teorema 3 Jika m*(A) = 0 dan B ⊂ A, maka m*(B) = 0 Bukti Karena B ⊂ A maka m*(B) ≤ m*(A), dan m*(A) = 0, maka m*(B) = 0. Ukuran Himpunan Definisi 2 Himpunan E dikatakan terukur, jika ∀ A ⊂ R, berlaku m*(A) = m*(A∩E) + m*(A∩ 𝑬𝒄 ). Definisi 3 Jika E himpunan terukur, maka m*(E) = m(E). Teorema 4 Jika E himpunan terukur maka 𝑬𝒄 terukur. Bukti Karena E terukur, sesuai definisi ∀ A ⊂ R, berlaku m*(A) = m*(A∩E) + m*(A∩ 𝑬𝒄 ). = m*(A∩ 𝑬𝒄 ) + m*(A∩E) (komutatif) = m*(A∩ 𝑬𝒄 ) + m*(A∩ (𝑬𝒄 )𝒄 ) Jadi 𝑬𝒄 terukur.(Sukoriyanto. 2002: 5) Teorema 5 Jika ukuran luar dari E adalah nol maka E terukur.


79


Bukti Misalkan A sembarang himpunan. Karena A = (A∩ 𝑬) ∪ (𝑨 ∩ 𝑬𝒄 ), maka m*(A) ≤m*(A∩ 𝑬) + m*(A∩ 𝑬𝒄 ) .................................................................................................. 1) Karena A∩ 𝑬 ⊂ 𝑬, maka m*(A∩ 𝑬) ≤ m*(E) = 0, jadi m*(A∩ 𝑬) = 𝟎, dan A∩ 𝑬𝒄 ⊂ A, maka m*(A∩ 𝑬𝒄 ) ≤ m*(A). Jadi m*(A∩E) + m*(A∩ 𝑬𝒄 ) ≤ 0 + m*(A) = m*(A) ..................................................................... 2) dari 1) dan 2) diperoleh m*(A) = m*(A∩E) + m*(A∩ 𝑬𝒄 ). Jadi E terukur. Teorema 6 Jika ukuran luar dari E adalah nol, dan A ⊂ E, maka E terukur. Bukti Sesuai Teorema 3 jika m*(E) = 0 dan A ⊂ E, maka m*(A) = 0, dan sesuai teorema 5 maka E terukur.. Teorema 7 Setiap himpunan yang terhitung adalah terukur dan ukurannya adalah nol Bukti Misalkan E adalah himpunan terhitung, sesuai teorema1 maka m*(E) = 0. Sesuai teorema 5 maka E terukur. Sesuai definisi 3 maka m*(E) = m(E) = 0. Teorema 8 Jika D dan E himpunan terukur, maka 𝑫 ∪ 𝑬 terukur. Bukti Karena D himpunan terukur, sesuai definisi, ∀ A ⊂ R, berlaku m*(A) = m*(A∩D) + m*(A∩ 𝑫𝒄 ). = m*(A∩D) + m*((A∩ 𝑫𝒄 ) ∩ 𝑬) + m*((A∩ 𝑫𝒄 ) ∩ 𝑬𝒄 ) karena E terukur = m*(A∩D) + m*((A∩ 𝑬) ∩ 𝑫𝒄) + m*((A∩ 𝑫𝒄 ∩ 𝑬𝒄 ) ≥ m*(A∩ (𝑫 ∪ 𝑬)) + m*(A∩ (𝑫 ∪ 𝑬)𝒄 ) karena A∩ (𝑫 ∪ 𝑬) = (A∩ 𝑫)∪ (A∩ 𝑬) ∩ 𝑫𝒄 ) Sehingga m(A) ≥ m*(A∩ (𝑫 ∪ 𝑬)) + m*(A∩ (𝑫 ∪ 𝑬)𝒄 ) ............................................................. 1) Karena A =(A∩ (𝑫 ∪ 𝑬) ∪ (A∩ (𝑫 ∪ 𝑬)𝒄 )), maka m(A) ≤ m*(A∩ (𝑫 ∪ 𝑬)) + m*(A∩ (𝑫 ∪ 𝑬)𝒄 ) .............................................................................. 2) dari 1) dan 2) diperoleh m(A) = m*(A∩ (𝑫 ∪ 𝑬)) + m*(A∩ (𝑫 ∪ 𝑬)𝒄 ) jadi D∪E terukur. Teorema 9 Jika D dan E himpunan terukur, maka D∩E terukur. Bukti Karena D himpunan terukur, sesuai definisi, ∀ A ⊂ R, berlaku m*(A) = m*(A∩D) + m*(A∩ 𝑫𝒄 ). = m*((A∩ 𝑫) ∩ 𝑬) + m*((A∩D)∩ 𝑬𝒄 ) + m*(A∩ 𝑫𝒄 ). = m*(A∩(D∩E)) + m*(A∩ 𝑫𝒄 ) + m*(A∩(D∩ 𝑬𝒄 )) SESI PARALEL MATEMATIKA

80


≥ m*(A∩(D∩E)) + m*(A∩(𝑫𝒄 ∪ 𝑬𝒄 ) karena A∩ (𝑫𝒄 ∪ 𝑬𝒄 ) = (A∩ 𝑫𝒄 ) ∪ (𝑨 ∩ (𝑫 ∩ 𝑬𝒄 ) = m*(A∩(D∩E)) + m*(A∩ (𝑫 ∩ 𝑬)𝒄 ) Jadi m*(A) ≥ m*(A∩(D∩E)) + m*(A∩ (𝑫 ∩ 𝑬)𝒄 ) ........................................................................ 1) Karena A = (A∩ (𝑫 ∩ 𝑬)) ∪ (𝑨 ∩ (𝑫 ∩ 𝑬)𝒄 ), maka m*(A) ≤ m*((A∩ (𝑫 ∩ 𝑬) + m*(𝑨 ∩ (𝑫 ∩ 𝑬)𝒄 ) ........................................................................... 2) dari 1) dan 2) diperoleh m*(A) = m*((A∩ (𝑫 ∩ 𝑬) + m*(𝑨 ∩ (𝑫 ∩ 𝑬)𝒄 ) Jadi D∩ 𝑬 terukur PEMBAHASAN Untuk menjawab permasalahan pada makalah ini, yaitu jika D dan E himpunan terukur, apakah D – E himpunan terukur? Kita dapat menggunakan teorema dan definsi yang sudah di bahas di atas, dan dapat ditunjukkan bahwa jika D dan E adalah himpunan terukur, maka D – E terukur, sehingga dapat disusun teorema tentang hal tersebut beserta buktinya seperti pada teorema berikut, Teorema 10 Jika D dan E adalah himpunan terukur, maka D – E adalah terukur. Bukti Karena E himpunan terukur, maka sesuai teorema 4 diperoleh 𝑬𝒄 terukur. Karena D – E = A∩ 𝑬𝒄 , dan diketahui bahwa D terukur dan 𝑬𝒄 terukur, maka sesuai teorema 9 diperoleh D – E = A∩ 𝑬𝒄 terukur. Jadi D – E terukur. PENUTUP Pada pembahasan ukuran himpunan diperoleh sifat-sifat bahawa jika A dan B adalah himpunan terukur maka A∪B terukur, juga A∩B terukur, dan pada pembahasan pada makalah ini dapat dibuktikan bahawa A – B juga terukur. Hal ini berbeda pada pembahasan pada himpunan buka di R, yaitu jika A dan B adalah himpunan buka di R ternyata belum tentu bahawa A – B adalah himpunan teruka. Ini menunjukan bahawa pembahasan himpunan buka di R adalah bagian dari pembahasan himpunan terukur. Untuk pengembangan makalah lebih lanjut,dan berangkat dari pembahasan himpunan buka merupakan bagian dari pembahasan ukuran himpunan, dapat dikembangkan suatu penelitian yang mengukap tentang hubungan antara himpunan buka dan himpunan yang terukur. Seara khusus dapat diteliti apakah setiap himpunan buka adalah suatu himpunan yang terukur? DAFTAR PUSTAKA Bartle. R.G. dan Sherbert. D.R 2000. Introduction to Real Analysis. New York: John Wiley and Sons. Inc Golberg, Richard R. 1983. Method of Real Analysis. New York: John Wiley & Sons. Hartman, S and Minkusinski, J. 1962. The Theory of Lebesgue Measure and Integration. New York: Pergamon Press. Inc. Jain, P.K., & Gupta, V.V., 1986, Lebesgue Measure and Integration. New Delhi: Wiley Eastern Limited Sukoriyanto. 2000. Teorema Kekonvergenan pada Integral Lebesgue. Laporan Penelitian tidak diterbikan. Malang. FMIPA UM.


81


KEMAMPUAN BERPIKIR KRITIS MATEMATIS MAHASISWA PGMIPABI UNIVERSITAS TADULAKO Sutji Rochaminah Program Studi Pendidikan Matematika, FKIP, Universitas Tadulako Abstrak: Penelitian deskriptif ini adalah upaya untuk mendiskripsikan kemampuan berpikir kritis matematis mahasiswa PGMIPABI. Penelitian dilakukan pada program studi pendidikan matematika. Subjek penelitian berjumlah 32 mahasiswa PGMIPABI yang mengikuti perkuliahan kalkulus II dalam tahun akademik 2011/2012. Instrumen yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari seperangkat tes kemampuan berpikir kritis. Tes digunakan untuk mengukur aspek-aspek kemampuan berpikir kritis matematis yang meliputi aspek menganalisis, mengevaluasi dan membuktikan. Berdasarkan hasil analisis data dalam penelitian ini, diperoleh kesimpulan bahwa kemampuan berpikir kritis matematis mahasiswa PGMIPABI pada program studi pendidikan matematika Universitas Tadulako masih rendah. Dari ketiga aspek kemampuan berpikir kritis matematis, bila diurutkan dari yang paling lemah adalah aspek mengevaluasi, membuktikan dan menganalisis. Kata kunci: Penelitian deskriptif, kemampuan berpikir kritis matematis, PGMIPABI

PENDAHULUAN Untuk memenuhi kebutuhan guru di sekolah RSBI/SBI sejak tahun 2008 pemerintah melalui Ditjen Dikti telah meluncurkan program hibah pegembangan Pendidikan Guru MIPA Bertaraf Internasional (PGMIPABI). Tahun 2010 Universitas Tadulako khususnya Jurusan PMIPA FKIP sebagai penerima program hibah penyelenggara PGMIPABI. Program PGMIPABI bertujuan untuk mempersiapkan calon guru MIPA dengan kualifikasi akademikS-1 yang memiliki kompetensi profesional, pedagogik, sosial, dan kepribadian sebagai seorang pendididik pada SBI/RSBI. Salah satu karakteristik program PGMIPABI adalah proses pembelajaran pada program PGMIPABI untuk meningkatkan karaktekter dan kemampuan berpikir tingkat tinggi. Program studi pendidikan matematika Universitas Tadulako diharapkan mendesain kurikulumnya yang mengarah pada kemampuan berpikir tingkat tinggi. Hal ini konsekuensi sebagai penyelenggara program PGMIPABI dan sejalan dengan petunjuk Committee on the Undergraduate Program in Mathematics (CUPM) 2004. CUPM 2004 memberikan 6 rekomendasi dasar untuk jurusan, program dan semua mata kuliah dalam matematika. Salah satu rekomendasinya menerangkan bahwa setiap mata kuliah dalam matematika hendaknya merupakan aktivitas yang akan membantu mahasiswa dalam pengembangan analitis, penalaran kritis, pemecahan masalah dan keterampilan komunikasi. Kemampuan-kemampuan tersebut merupakan bagian dari kemampuan berpikir tingkat tinggi. Kemampuan berpikir analitis, penalaran kritis, pemecahan masalah sangat diperlukan dalam menghadapi kemajuan IPTEK dan persaingan global. Dari uraian tentang karakteristik PGMIPABI serta rekomendasi CUPM, sudah seyogyanya program studi pendidikan matematika Universitas Tadulako yang bertugas melahirkan calon guru matematika bertanggung jawab mempersiapkan mahasiswanya untuk memiliki kemampuan berpikir tingkat tinggi khusunya berpikir kritis. Kemampuan berpikir kritis bukanlah pembawaan sejak lahir namun kemampuan yang harus ditumbuhkembangkan. Untuk menumbuhkembangkan kemampuan berpikir kritis dapat melalui program pendidikan matematika. Seperti dikatakan Wittgenstein (Suriasumantri, 2003) bahwa matematika adalah metode berpikir logis. SESI PARALEL MATEMATIKA

82


Berdasar uraian di atas, peneliti terdorong untuk melakukan penelitian kemampuan berpikir kritis matematis mahasiswa program PGMIPABI pada program studi pendidikan matematika Universitas Tadulako. Masalah yang diteliti dalam penelitian ini dirumuskan dengan Bagaimana gambaran kemampuan berpikir kritis matematis mahasiswa PGMIPABI pada program studi pendidikan matematika Universitas Tadulako? Sesuai dengan rumusan masalah yang dikemukakan di atas, tujuan penelitian ini adalah menelaah tentang kemampuan berpikir kritis matematis mahasiswa PGMIPABI pada program studi pendidikan matematika Universitas Tadulako. METODE PENELITIAN Pendekatan dalam penelitian ini adalah pendekatan kualitatif. Penelitian ini ingin mengungkapkan langkah-langkah mahasiswa PGMIPA dalam menganalisis dan mengevaluasi masalah matematika serta membuktikan suatu aturan dalam matematika. Jenis data yang digunakan adalah data kualitatif ditunjang data kuantitatif. Subjek penelitian ini adalah mahasiswa program studi pendidikan matematika kelas PGMIPABI yang sedang belajar kalkulus II pada tahun akademik 2011/1012 dan berjumlah 32 orang. Instrumen yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari seperangkat tes kemampuan berpikir kritis. Tes digunakan untuk mengukur aspek-aspek kemampuan berpikir kritis matematis yang meliputi aspek menganalisis, mengevaluasi dan membuktikan. Tes tersebut berkaitan dengan materi kalkulus II. Teknik pengumpulan data yang digunakan dalam penelitian adalah pemberian tes kemampuan berpikir kritis matematis dan wawancara mendalam kepada subjek penelitian. Tes yang digunakan berbentuk uraian sehingga dapat mengungkapkan langkah-langkah pekerjaannya. Pemberian tes dilakukan secara klasikal. Setelah diperoleh data-data jawaban mahasiswa, maka dilaksanakan analisis data. Salah satunya dengan analisis statistika deskriptif. Penggunaan statistika deskriptif ini untuk mendiskripsikan atau memberikan gambaran mengenai kemampuan berpikir kritis matematis subjek dan skor rata-rata kemampuan berpikir kritis matematis. Dengan terkumpulnya data-data jawaban mahsiswa yang salah, maka analisis data dilaksanan dengan cara membuat lembar rangkuman. Hal ini dimaksudkan untuk dijadikan sebagai pedoman dalam menentukan kesalahan-kesalahan yang dilakukan mahasiswa. Selain itu lembar rangkuman merupakan bahan peneliti dalam memberikan pembahasan hasil-hasil penelitian. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa kemampuan berpikir kritis matematis mahasiswa PGMIPABI rata-rata 26 dengan skor ideal 100. Hasil tersebut mengindikasikan kemampuan berpikir kritis matematis mahasiswa masih rendah. Hanya 7 mahasiswa dari 32 mahasiswa memiliki kemampuan mengevaluasi. Sedangkan 10 mahasiswa memiliki kemampuan membuktikan dan 13 mahasiswa memiliki kemampuan menganalisis. Dalam mengevaluasi statement If x > y then ln x > ln y hanya 4 mahasiswa sudah benar dalam membuat keputusan tentang statement tersebut. Mahasiswa memberikan alasan dalam mengevaluasi statement If x > y then ln x > ln y dengan memisalkan nilai x tertentu dan nilai y tertentu kemudian dimasukan dalam fungsi logaritma natural. Dengan membandingkan hasilnya kemudian mahasiswa membuat kesimpulan dan selanjutnya membuat keputusan bahwa statement If x > y then ln x > ln y is true. Dalam mengevaluasi statement arcsin (sin x) = x , x  R hanya 1 mahasiswa yang benar menyimpulkan statement tersebut. Mahasiswa tersebut membuat penilaian bahwa statement arcsin (sin x) = x , x  R is false. Statement arcsin (sin x) = x tidak untuk semua x anggota


83








2

bilangan real. Statement arcsin (sin x) = x is true if x   x 

x



 . Namun kebanyakan 2

mahasiswa menilai statement arcsin (sinx) = x , x  R is true, because arcsin is invers of sin x.

1 x

Untuk membuktikan Dx ln x  , x  0 , ada 10 mahasiswa yang mampu menyusun bukti

1 x

dari Dx ln x  , x  0 . Dalam membuktikannya mahasiswa mampu menganalisa apa itu │x│. selanjutnya dengan menggunakan definisi fungsi logaritma asli (natural) dan aturan rantai dalam turunan mahasiswa dapat menyusun bukti dengan benar. PEMBAHASAN Dari penelitian ini nampak bahwa kemampuan mengevaluasi jauh lebih sulit daripada kemampuan membuktikan dan menganalisis. Hal ini sejalan dengan taksonomi Bloom dan perbaikkkan taksonomi Bloom oleh Anderson dalam ranah kognitif. Menurut taksonomi Bloom bahwa tujuan pendidikan daerah kognitif dapat dibagi dalam 6 aspek besar yang tersusun hirarki (terurut menurut kesukarannya). Aspek-aspek itu bila diurutkan dari yang paling mudah (sederhana) kepada yang paling sukar adalah pengetahuan, pemahaman, penerapan, analisis, sintesis, dan evaluasi (Ruseffendi, 1988:220). Sedangkan menurut Anderson dan Krathwohl (Yulaelawati, 2004:73) bila diurutkan dari yang paling mudah (sederhana) kepada yang paling sukar adalah mengingat, memahami, menerapkan, menganalisis, menilai dan menciptakan (sintesis). Untuk dapat mengevaluasi seseorang harus mempunyai kemampuan koneksi, representasi, dan memahami konsepnya. Dalam mengevaluasi kesalahan yang dilakukan mahasiswa hanya menyatakan benar atau salah. Ada pula salah dalam membuat keputusan atau tidak memberi alasan dalam penilaiannya. Jadi dalam mengevaluasi bisa saja karena menebak atau menyontek pekerjaan teman. Kesalahan menyusun bukti dikarenakan salah mendefinisikan konsep yang terkait. Dalam menyusun bukti mahasiswa harus memahami definisi dan dapat menganalisisnya. Kesalahan

1 x

mahasiswa dalam membuktikan Dx ln x  , x  0 mahasiswa tidak menganalis nilai mutlak x. Beberapa siswa melakukan analisis terhadap nilai mutlak x, namun salah dalam analisanya. Selain itu ada pula mahasiswa yang membuktikan dengan mengintegralkan ruas kiri dan ruas kanan. PENUTUP Kesimpulan Setelah penelitian ini dilakukan memberikan hasil bahwa kemampuan berpikir kritis matematis mahasiswa PGMIPABI pada program studi pendidikan matematika Universitas Tadulako masih rendah. Dari ketiga aspek kemampuan berpikir kritis matematis, aspek mengevaluasi yang paling lemah. Aspek menganalisis lebih baik dari pada aspek membuktikan. Saran Bagi dosen-dosen kalkulus II disarankan perlunya memperbaiki proses pembelajaran agar kemampuan berpikir kritis mahasiswa PGMIPABI pada program studi pendidikan matematika dalam kategori baik. Mahasiswa perlu dilatih melakukan proses berpikir kritis terutama aspek mengevaluasi. Hal ini dimaksudkan untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis matematis. DAFTAR PUSTAKA CUPM (2004). Undergraduate Program and Course in the Mathematical Science: CUPM Curriculum Guide 2004. The Mathematical Association of America. SESI PARALEL MATEMATIKA

84


Ruseffendi, E.T. (1988). Pengantar kepada Membantu Guru Mengembangkan Kompetensinya dalam Pendidikan Matematika untuk Meningkatkan CBSA. Bandung : Tarsito. Sugiyono. (2006). Metode penelitian Pendidikan. Bandung : Alfabeta. Tim pengelola PGMIPABI. (2012). Naskah Akademik Program Pendidikan Guru MIPA Bertaraf Internasional. Jakarta: Kemdikud. Tim pengelola PGMIPABI. (2012). Panduan Penyelenggaraan Program Pendidikan Guru MIPA Bertaraf Internasional. Jakarta: Kemdikud. Yulaelawati, Ella. (2004). Kurikulum dan Pembelajarannya. Bandung: Pakar Raya.


85


PROFIL PEMECAHAN MASALAH TRIGONOMETRI SISWA SMA DITINJAU DARI KEMAMPUAN MATEMATIKA Tanti Nawangsari Prodi Pendidikan Matematika FKIP UNIROW Tuban,[email protected] Abstrak: Profil pemecahan masalah trigonometri siswa SMA dapat berbeda-beda. Hal ini karena setiap siswa memiliki kemampuan matematika yang berbeda-beda yaitu ada yang berkemampuan matematika tinggi, sedang ataupun rendah. Pertanyaan dalam penelitian ini adalah bagaimana profil pemecahan masalah trigonometri siswa SMA ditinjau dari kemampuan matematika. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendeskripsikan profil pemecahan masalah trigonometri ditinjau dari kemampuan matematika. Jenis penelitian ini adalah penelitian kualitatif. Penelitian ini dilaksanakan di kelas XI-IPA 1 SMA Negeri 1 Widang Tuban dengan tiga subjek yaitu siswa berkemampuan matematika tinggi, siswa berkemampuan matematika sedang dan siswa berkemampuan matematika rendah. Dalam penelitian ini di diperoleh informasi tentang profil pemecahan masalah trigonometri dari siswa SMA berkemampuan matematika tinggi, sedang dan rendah. Profil pemecahan masalah trigonometri dari ketiga subjek tersebut adalah sebagai berikut: (1) Siswa berkemampuan matematika tinggi memahami masalah dengan membaca soal kemudian menuliskan apa yang diketahui dan apa yang ditanyakan dari soal, membuat rencana dengan menyebutkan urutan langkah-langkah yang akan dikerjakan untuk menyelesaikan soal, melaksanakan rencana secara terurut dan urut, langkah demi langkah dan memeriksa kembali dengan menghitung kembali. (2) Siswa berkemampuan matematika sedang memahami masalah dengan membaca soal kemudian menyatakan permasalahan dalam bentuk gambar, membuat rencana dengan menyebutkan urutan langkah-langkah yang akan dikerjakan untuk menyelesaikan soal, melaksanakan rencana secara teratur dan urut, langkah demi langkah dan memeriksa kembali dengan memeriksa perhitungan yang telah dilakukan. (3) Siswa berkemampuan matematika rendah memahami masalah dengan membaca soal kemudian menuliskan apa yang diketahui serta apa yang ditanyakan dari soal, membuat rencana dengan menyebutkan satu langkah yang akan dikerjakan untuk menyelesaikan soal, melaksanakan rencana secara teratur dan urut, langkah demi langkah dan memeriksa kembali dengan membaca apa yang ia tulis mulai awal sampai akhir. Kata kunci:profil, pemecahan masalah, trigonometri, kemampuan matematika

PENDAHULUAN Manusia tidak lepas dari masalah karena masalah merupakan bagian dari kehidupan manusia. Hampir setiap hari, manusia dihadapkan pada masalah-masala yang perlu dicari jalan keluarnya. Masalah tersebut dapat berasal dari diri seseorang atau dari lingkungannya. Upaya seseorang untuk memecahkan masalah yang dihadapi tidak mudah. Hal ini karena diperlukan strategi-strategi yang tepat dalam memecahkan suatu masalah. Dalam pembelajaran matematika, kemampuan pemecahan masalah merupakan hal yang penting bagi siswa. Hal ini sesuai dengan tujuan diberikan mata pelajaran matematika yaitu salah satunya adalah siswa memiliki kemampuan pemecahan masalah yang meliputi kemampuan memahami masalah, merancang model matematika, menyelesaikan model dan menafsirkan solusi yang diperoleh. Salah satu materi dalam matematika SMA adalah trigonometri. Ada tiga kompetensi dasar (KD) pada materi trigonometri yaitu: 5.1) melakukan manipulasi aljabar dalam perhitungan teknis SESI PARALEL MATEMATIKA

86


yang berkaitan dengan perbandingan, fungsi, persamaan dan identitas trigonometri; 5.2) merancang model matematika dari masalah yang berkaitan dengan perbandingan, fungsi, persamaan dan identitas trigonometri dan 5.3) menyelesaikan model matematika dari masalah yang berkaitan dengan perbandingan, fungsi, persamaan dan identitas trigonometri dan penafsirannya. Dari kompetensi-kompetensi dasar ini, siswa diharapkan dapat memiliki kemamuan dalam memecahkan masalah yang berkaitan dengan trigonometri namun berdasarkan pengalaman peneliti, siswa mengalami kesulitan dalam memecahkan masalah rigonometri. Selain itu, beberapa penelitian menunjkkan bahwa prestasi siswa SMA dalam materi trigonometri masih rendah. Beberapa penelitian tersebut antara lain: (1) penelitian Fernandes (1997) yang menunjukkan bahwa prestasi siswa SMA Kabupaten Kupang pda pokok bahasan trigonometri masih cukup banyak yang tergolong berprestasi kurang (37,99%) dan kurang sekali (8,12%); (2) penelitian Amrina (1996) menunjukkan prestasi belajar iswa SMA Negeri 1 Baso sumatera Barat pada materi trigonometri pada umumnya rendah yaitu rata-rata skor yang diperoleh siswa sekitar 48,39% dari skor maksimal. Untuk mengatasi kesulitan siswa dalam memecahkan masalah trigonometri, seorang guru perlu mengetahui profil pemecahan masalah tersebut. Dengan mengetahui profil pemecahan masalah, diharapkan guru dapat memperoleh gambaran tentang proses siswa dalam memperoleh jawaban dan kelemahan siswa dalam memecahkan masalah tersebut sehingga guru dapat menentukan cara pembelajaran yang sesuai. Profil pemecahan masalah trigonometri yang dilakukan oleh siswa SMA dapat berbeda-beda. Hal ini karena setiap siswa memiliki kemampuan matematika yang berbeda-beda yaitu ada yang berkemampuan matematika tinggi, sedang ataupun rendah. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa kemampuan matematika mmpengaruhi proses pemecahan masalah. Beberapa penelitian tersebut diantaranya penelitian Nurman (2008) yang menemukan bahwa siswa dengan kemampuan matematika yang tinggi cenderung memiliki kemampuan pemecahan masalah dengan sangat baik. Siswa dengan kemampuan matematika yang sedang cenderung memiliki kemampuan pemecahan masalah dengan baik. Sedangkan siswa dengan kemampuan matematika yang rendah cenderung memiliki kemampuan pemecahan masalah dengan kurang baik. Selain Nurman (2008), Lestari (2010) dalam penelitiannya juga menemukan bahwa tiga macam kemampuan matematika yaitu tinggi, sdang dan rendah, yang dimiliki siswa berpengaruh dalam proses pemecahan masalah. Oleh karena itu, peneliti tertarik untuk melakukan penelitian tentang profil pemecahan masalah terigonometri ditinjau dari kemampuan matematika. Pertanyaan dalam penelitian ini adalah: Bagaimana profil pemecahan masalah trignometri siswa SMA ditinjau dari kemampuan matematika. Sedangkan tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendskripsikan profil pemecahan masalah trigonometri siswa SMA ditinjau dari kemampuan matematika. METODE Sudjana dan Ibrahim (2009) menjelaskan dalam penelitian kualitatif, tekanan ada pada proses bukan hasil dari sutu kegiatan. Dalam penelitian kualitatif, data dan informasi yang diperlukan berkenaan dengan pertanyaan apa, mengapa dan bagaimana. Pertanyaan-pertanyaan tersebut mengungkap suatu proses bukan hasil dari suatu kegiatan. Berdasarkan pertanyaan penelitian yang telah dikemukakan, maka penelitian ini merupakan penelitian kualitatif. Penelitian ini dilaksanakan di kelas XI-IPA 1 SMA Negeri 1 Widang Tuban. Proses pemilihan subjek dilakukan dengan menggunakan tes kemampuan matematika. Dari tes kemampuan matematika didapatkan tiga kelompok siswa yaitu siswa berkemampuan matematika tinggi, siswa berkemampuan matematika sedang dan siswa berkemampuan matematika rendah. Kriteria penilaian tes kemampuan matematika adalah sebagai berikut:


87


Tabel 1. Kriteria Penilaian Tes Kemampuan Matematika Rentang Nilai Nilai tes ≥ 80 70 ≤ Nilai tes < 80 Nilai tes < 70

Kriteria Kemampuan Matematika Tinggi Kemampuan Matematika Sedang Kemampuan Matematika Rendah

Selain berdasarkan tes kemampuan matematika, siswa yang dipilih sebagai subjek penelitian adalah siswa-siswa yang mampu berkomunikasi dengan baik yaitu mampu mengkomunikasikan pendapat atau jalan pikirannya secara lisan maupun tulisan. Prosedur penelitian yang dilakukan oleh peneliti adalah sebagai berikut: (1) merancang instrumen penelitian yaitu berupa soal tes kemampuan matematika, soal tes pemecahan masalah trigonometri dan pedoman wawancara, (2) validasi instrumen oleh validator, (3) menentukan subjek penelitian berdasarkan hasil tes kemampuan matematika, (4) melakukan kegiatan pengumpulan data, yaitu memberikan soal tes pemecahan masalah trigonometri kepada subjek penelitian kemudian mewawancarai subjek penelitian, (5) triangulasi, (6) analisis data, meliputi analisis hasil tes pemecahan masalah trigonometri dan analisis hasil wawancara, (7) menyusun deskripsi profil pemecahan masalah trigonometri siswa SMA ditinjau dari kemampuan matematika. Dalam penelitian ini, yang menjadi instrumen utama adalah peneliti sendiri. Peneliti berperan aktif dalam mengumpulkan data, menyaring dan menganalisisnya. Sedangkan instrumen pendukungnya adalah: (1) soal tes kemampuan matematika, (2) soal tes pemecahan masalah trigonometri dan (3) pedoman wawancara. Untuk mengetahui profil pemecahan masalah trigonometri siswa SMA maka dilakukan tes tulis dan wawancara. Tes tulis adalah tes pemecahan masalah trigonometri sedangkan wawancara yang dilakukan mengacu pada langkah-langkah pemecahan masalah Polya yaitu: (1) memahami masalah, (2) membuat rencana, (3) melaksanakan rencana dan (4) memeriksa kembali. Menurut Sugiyono (2010), triangulasi dalam pengujian kredibilitas data diartikan sebagai pengecekan data dari berbagai sumber dengan berbagai cara dan berbagai waktu. Ada tiga triangulasi yaitu triangulasi sumber, triangulasi teknik dan triangulasi waktu. Dalam penelitian ini, triangulasi yang dilakukan adalah triangulasi waktu. Triangulasi ini dilakukan dengan membandingkan hasil tes siswa beserta wawancaranya dengan hasil dari tes tulis I beserta wawancaranya pada waktu yang berbeda. Analisis data dalam penelitian ini meliputi: (1) Analisis kevalidan soal tes yang dilakukan terhadap dua soal tes yaitu soal tes kemampuan matematika dan soal tes pemecahan masalah, (2) Analisis data tes kemampuan matematika dan (3) Analisis data tes pemecahan masalah serta data hasil wawancara. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Tes Kemampuan Matematika Tes kemampuan matematika dilakukan terhadap 32 siswa kelas XI-IPA 1. Dari tes kemampuan matematika diperoleh data seperti pada tabel berikut: Tabel2. Hasil Tes Kemampuan Matematika Siswa Kemampuan Matematika Tinggi Kemampuan Matematika Sedang Kemampuan Matematika Rendah

Banyaknya 6 17 9

Berdasarkan tabel di atas diperoleh informasi bahwa dari 32 siswa yang mengikuti tes kemampuan matematika, terdapat 6 (18,75%) siswa berkemampuan matematika tinggi, 17 (53,125%) siswa berkemampuan matematika sedang dan 9 (28,125%) siswa berkemampuan matematika rendah.


88


Deskripsi Pemilihan Subjek Selain dipilih berdasarkan hasil tes kemampuan matematika, sisa yang diilih adalah siswa yang mampu berkomunikasi dengan baik yaitu mampu mengkomunikasikan pendapat atau jalan pikirannya secara lisan maupun tulisan. Berikut adalah subjek yang terpilih sebagai subjek penelitian. Tabel3. Siswa yang Terpilih Sebagai Subjek Penelitian Kode AM TM MS

Nilai Tes Kemampuan Matematika 84 76 44

Kemampuan Matematika Tinggi Sedang Rendah

Analisis Hasil Tes Pemecahan Masalah Trigonometri dan Hasil Wawancara  Hasil Kerja Subjek Berkemampuan Matematika Tinggi (AM) dalam Tes Pemecahan Masalah 1 Dari hasil kerja dan wawancara dengan subjek berkemampuan matematika tinggi (AM) dapat diketahui bahwa subjek AM dalam memahami masalah membaca soal kemudian menuliskan apa yang diketahui dan apa yang ditanyakan dari soal, subjek AM dalam membuat rencana penyelesaian menyebutkan urutan langkah-langkah yang akan dikejakan, subjek AM melaksanakan rencana penyelesaian secara teratur dan urut, langkah demi langkah dan subjek AM memeriksa kembali dengan menghitung kembali mulai dari rumus yang ditulis sampai jawaban akhir.

Gambar1. Hasil Kerja Subjek Berkemampuan Matematika Tinggi (AM) dalam Tes Pemecahan Masalah 1 

Hasil Kerja Subjek Berkemampuan Matematika Tinggi (AM) dalam Tes Pemecahan Masalah 2

Gambar2. Hasil Kerja Subjek Berkemampuan Matematika Tinggi (AM) dalam Tes Pemecahan Masalah 2


89




Hasil Kerja Subjek Berkemampuan Matematika Sedang (TM) dalam Tes Pemecahan Masalah 1

Gambar3. Hasil Kerja Subjek Berkemampuan Matematika Sedang (TM) dalam Tes Pemecahan Masalah 1 

Hasil Kerja Subjek Berkemampuan Matematika Sedang (TM) dalam Tes Pemecahan Masalah 2

Gambar4. Hasil Kerja Subjek Berkemampuan Matematika Sedang (TM) dalam Tes Pemecahan Masalah 2 Dari hasil kerja dan wawancara dengan subjek berkemampuan matematika sedang (TM) dapat diketahui bahwa subjek TM dalam memahami masalah membaca soal kemudian menggambar dan menuliskan apa yang diketahui serta apa yang ditanyakan dari soal, subjek TM dalam membuat rencana penyelesaian menyebutkan urutan langkah-langkah yang akan dikerjakan, subjek TM melaksanakan rencana penyelesaian secara teratur dan urut, langkah demi langkah dan subjek TM memeriksa kembali dengan memeriksa perhitungan yang telah dilakukan. 

Hasil Kerja Subjek Berkemampuan Matematika Sedang (MS) dalam Tes Pemecahan Masalah 1

Gambar5. Hasil Kerja Subjek Berkemampuan Matematika Rendah (MS) dalam Tes Pemecahan Masalah 1 SESI PARALEL MATEMATIKA

90




Hasil Kerja Subjek Berkemampuan Matematika Sedang (MS) dalam Tes Pemecahan Masalah 2

Gambar6. Hasil Kerja Subjek Berkemampuan Matematika Rendah (MS) dalam Tes Pemecahan Masalah 2 Dari hasil kerja dan wawancara dengan subjek berkemampuan matematika rendah (MS) dalam tes pemecahan masalah trigonometri dapat diketahui bahwa subjek MS dalam memahami masalah membaca soal kemudian menuliskan apa yang diketahui dan apa yang ditanyakan dari soal, subjek MS dalam membuat rencana penyelesaian menyebutkan satu langkah yang akan dikerjakan, subjek MS melaksanakan rencana penyelesaian secara teratur dan urut langkah demi langkah dan subjek MS memeriksa kembali dengan membaca apa yang ia tulis mulai awal sampai akhir. Pembahasan Profil pemecahan masalah trigonometri dari ketiga subjek tersebut dapat dirangkum dalam tabel sebagai berikut: Tabel4. Profil Pemecahan Masalah Trigonometri dari Subjek Berkemampuan Matematika Tinggi (AM), Subjek Berkemampuan Matematika Sedang (TM) dan Subjek Berkemampuan Matematika Rendah (MS) Subjek Langkah Polya Memahami Masalah

AM

TM

MS

Membaca soal. Menuliskan apa yang diketahui dan apa yang ditanyakan dari soal.

Membaca soal. Menggambar. Menuliskan aa yang diketahui dan apa yang ditanyakan dari soal. Menyebutkan urutan langkah-langkah yang akan dikerjakan untuk menyelesaikan soal

Membaca soal Menuliskan apa yang diketahui dan apa yang ditanyakan dari soal.

Melaksanakan rencana penyelesaian secara teratur dan urut, langkah demi langkah Memeriksa perhitungan yang telah dilakukan

Melaksanakan rencana penyelesaian secara teratur dan urut, langkah demi langkah Membaca apa yang ia tulis mulai awal sampai jawaban akhir.

Membuat Rencana

Menyebutkan urutan langkah-langkah yang akan dikerjakan untuk menyelesaikan soal

Melaksanakan Rencana

Melaksanakan rencana penyelesaian secara teratur dan urut, langkah demi langkah Menghitung kembali mulai dari rumus yang ditulis sampai jawaban akhir.

Memeriksa Kembali


Menyebutkan satu langkah yang akan dikerjakan untuk menyelesaikan soal.

91


KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tentang profil pemecahan masalah trigonometri siswa SMA ditinjau dari kemampuan matematika, diperoleh kesimpulan: 1. Untuk siswa berkemampuan matematika tinggi, dalam memahami masalah, siswa membaca soal kemudian menuliskan apa yang diketahui dan apa yang ditanyakan dari soal, dalam membuat rencana penyelesaian, siswa menyebutkan urutan langkah-langkah yang akan dikerjakan untuk menyelesaikan soal, dalam melaksanakan rencana penyelesaian, siswa melaksanakannya secara teratur dan urut, langkah demi langkah dan dalam memeriksa kembali jawaban yang diperoleh, siswa menghitung kembali. 2. Untuk siswa berkemampuan matematika sedang, dalam memahami masalah, siswa membaca soal dan menyatakan permasalahan dalam bentuk gambar serta menuliskan apa yang diketahui dan apa yang ditanyakan dari soal, dalam membuat rencana penyelesaian, siswa menyebutkan urutan langkah-langkah yang akan dikerjakan untuk menyelesaikan soal, dalam melaksanakan rencana penyelesaian, siswa melaksanakannya secara teratur dan urut, langkah demi langkah dan dalam memeriksa kembali jawaban yang diperoleh, siswa memeriksa perhitungan yang telah dilakukan. 3. Untuk siswa berkemampuan matematika rendah, dalam memahami masalah, siswa membaca soal kemudian menuliskan apa yang diketahui dan apa yang ditanyakan dari soal, dalam membuat rencana penyelesaian, siswa menyebutkan satu langkah yang akan dikerjakan untuk menyelesaikan soal, dalam melaksanakan rencana penyelesaian, siswa melaksanakannya secara teratur dan urut, langkah demi langkah dan dalam memeriksa kembali jawaban yang diperoleh, siswa membaca apa yang ia tulis mulai awal sampai akhir. Ucapan Terima Kasih Pada kesempatan ini penulis sampaikan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah mendukung dalam penulisan makalah ini, diantaranya: 1. Orang tua dan keluarga besar. 2. Teman-teman di Prodi Pend. Matematika FKIP UNIROW Tuban. 3. Kepala Sekolah, staf guru dan TU di SMA Negeri 1 Widang. 4. Semua pihak yang telah memberikan bantuan baik langsung maupun tidak langsung dalam penulisan makalah ini. DAFTAR PUSTAKA [1] Alya, Q. 2009. Kamus Bahasa Indonesia untuk Pendidikan Dasar. Bandung: PT. Indahjaya Adipratama. [2] Amrina, Z. 1996. Studi tentang Hasil Belajar Siswa yang Menggunakan LKS dan Metode Ekspositori dalam kaitannya dengan Taraf Inteligensi Siswa pada Pokok Bahasan Trigonometri di SMU Negeri I Baso Sumatera Barat. Tesis tidak dipublikasikan. UNESA. [3] Arifin, Z. 2009. Membangun Kompetensi Pedagogis Guru Matematika (Landasan Filosofi, Histori dan Psikologi). Surabaya: Lentera Cendikia. [4] Cooney, T.J, Davis, E.J, Henderson, K.B. 1975. Dynamics of Teaching Secondary School Mathematics. Boston: Houghton Mifllin Company. [5] Dahar, R.W. 2006. Teori-Teori Belajar dan Pembelajaran. Jakarta: Penerbit Erlangga. [6] Fernandez, M. 1997. Hubungan antara Kemampuan Penalaran dalam Matematika dan Prestasi Belajar Matematika di Kalangan Siswa Kelas I Caturwulan I SMU Se-Kabupaten Kupang Tahun 1995. Tesis tidak dipublikasikan. UNESA. [7] Hudojo, H. 2001. Mengembangkan Kurikulum dan Pembelajaran Matematika. Jurusan Pendidikan Matematika FMIPA UM Malang.


92


[8] Lestari, S. N. D. 2010. Profil Pemecahan Masalah Matematika Open-Ended Siswa Kelas V Sekolah Dasar Ditinjau dari Perbedaan Gender dan Kemampuan Matematika. Tesis tidak dipublikasikan. UNESA. [9] Nurman, T. A. 2008. Profil Kemampuan Siswa Sekolah Menengah Pertama dalam Memecahkan Masalah Matematika Open-Ended Ditinjau dari Perbedaan Tingkat Kemampuan Matematika Siswa. Tesis tidak dipublikasikan. UNESA. [10] Polya. 1973. How To Solve It. Princeton: Princeton University Press. [11] Slameto. 2003. Belajar dan Faktor-Faktor yang Mempengaruhinya. Jakarta: Rineka Cipta [12] Sudjana, N dan I. 2009. Penelitian dan Penilaian Pendidikan. Bandung: Sinar Baru Algensindo. [13] Sugiyono. 2010. Memahami Penelitian Kualitatif. Bandung: CV. ALFABETA. [14] Suharnan. 2005. Psikologi Kognitif. Surabaya: Srikandi.


93


SCAFFOLDING SEBAGAI STRATEGI PEMBELAJARAN MATEMATIKA BAGI ANAK BERGAYA KOGNITIF IMPULSIF ATAU REFLEKTIF Warli Prodi Pendidikan Matematika UNIROW Tuban Email: [email protected] Abstrak: Tujuan penulisan ini untuk mendeskripsikan desain scaffolding dalam pembelajaran matematika bagi anak yang memiliki gaya kognitif impulsif atau anak yang memiliki gaya kognitif reflektif. Anak reflektif memiliki kecenderungan lambat dalam menjawab masalah, tetapi jawaban yang diperoleh cenderung benar. Anak impulsif memiliki kecenderungan cepat dalam menjawab masalah, tetapi jawaban yang diperoleh cenderung salah. Perbedaan tersebut cenderung bersifat konsisten pada diri individu, sehingga perlu didesain strategi scaffolding yang sesuai bagi anak reflektif maupun impulsif agar dapat membantu kelemahan yang dimiliki mereka masing-masing. Untuk itu dilakukan penelitian deskriptif yang bersifat eksploratif. Subjek penelitian adalah siswa Kelas VII SMP yang bergaya kognitif reflektif dan siswa yang bergaya kognitif impulsif. Instrumen untuk mengukur gaya kognitif reflektif vs impulsif menggunakan MFFT (Matching Familiar Figure Test), Instrumen bantu, meliputi: 1) desain scaffolding tugas pemecahan masalah berupa pertanyaan, pernyataan, saran atau petunjuk lainnya, dan 2) pedoman wawancara. Scaffolding bagi anak impulsif cenderung lebih mengarah untuk berpikir reflektif, sedang bagi anak reflektif cenderung mengarah pada kecepatan dalam mengambil putusan penyelesaian masalah. Kata kunci: scaffolding, reflektif, impulsif, dan ZPD

PENDAHULUAN Semua yang terlibat dalam pendidikan harus sadar bahwa: a) setiap peserta didik adalah unik, b) anak bukan orang dewasa dalam bentuk kecil. Jalan pikiran anak tidak selalu sama dengan jalan pikiran orang dewasa, c) dunia anak adalah dunia bermain tetapi materi pelajaran banyak yang tidak disajikan lewat permainan, d) usia anak adalah usia yang paling kreatif dalam hidup manusia, e) dunia anak adalah dunia belajar kreatif (Tim Penyusun Materi PLPG Unesa, 2012). Peserta didik mempunyai kelemahan dan kelebihan masing-masing. Setiap peserta didik memiliki keunikan yang berbeda-beda. Keunikan harus diberi tempat dan dicarikan peluang agar dapat lebih berkembang. Untuk itu dalam pembelajaran seorang guru harus bisa memperhatikan keunikan yang dimiliki setiap peserta didik, agar setiap peserta didik mempunyai peluang yang sama untuk berkembang. Salah satu keunikan yang jadi perhatian dalam tulisan ini adalah gaya kognitif siswa. Tulisan ini lebih spesifik mengkaji keunikan siswa yang bergaya kognitif reflektif vs impulsif yang dikenalkan oleh Jerome Kagan. Kagan (1978) menjelaskan bahwa dimensi reflektif-impulsif menggambarkan kecenderungan anak yang tetap untuk menunjukkan cepat atau lambat waktu menjawab terhadap situasi masalah dengan ketidakpastian jawaban yang tinggi. Anak yang memiliki karakteristik cepat dalam menjawab masalah, tetapi tidak/kurang cermat, sehingga jawaban cenderung salah, disebut anak yang bergaya kognitif impulsif. Anak yang memiliki karakteristik lambat dalam menjawab masalah, tetapi cermat/teliti, sehingga jawaban cenderung betul, disebut anak yang bergaya kognitif reflektif. Keunikan tersebut memiliki kelemahan dan kelebihan masing-masing. Anak reflektif kelemahannya lambat dalam merespon masalah, tetapi SESI PARALEL MATEMATIKA

94


kelebihannya jawaban cenderung benar. Anak impulsif kelebihannya cepat dalam merespon masalah, tetapi kelemahannya adalah jawaban cenderung salah. Berdasarkan beberapa hasil penelitian yang telah dilakukan penulis, tentang kemampuan matematika anak reflektif dan anak impulsif meyimpulkan bahwa: Ada perbedaan yang signifikan kemampuan matematika antara siswa yang bergaya kognitif reflektif dan siswa yang bergaya kognitif impulsif. Siswa yang bergaya kognitif reflektif menunjukkan kemampuan matematika lebih baik dibanding siswa impulsif (Warli, 2010). Penelitian lain Warli (2009) tentang proses berpikir anak reflektif dan anak impulsif dalam memecahkan masalah geometri menyimpulkan bahwa: Siswa reflektif dalam memproses pemecahan masalah dilakukan secara analitik. Siswa yang reflektif sangat berhati-hati pada tahap mengerjakan (banyak mencoba-coba dulu) memperhatikan berbagai aspek, sehingga jawaban yang diperoleh cenderung sedikit, tetapi bernilai betul. Siswa impulsif dalam memproses pemecahan masalah dilakukan secara holistik. Siswa yang impulsif kurang cermat pada tahap mengerjakan (sedikit mencoba-coba), langsung mengerjakan, sehingga jawaban yang diperoleh banyak, tetapi cenderung salah. Permasalahannya adalah bagaimana membantu kelemahan dari masing-masing keunikan anak bergaya kognitif reflektif atau impulsif? Dalam tulisan ini penulis memberikan alternatif dengan scaffolding sebagai strategi pembelajaran untuk membantu kelemahan masing-masing siswa yang bergaya kognitif reflektif-impulsif. Slavin (1997: 48) menjelaskan bahwa scaffolding mengacu kepada bantuan yang diberikan oleh teman sebaya atau orang yang lebih ahli. Scaffolding merupakan pemberian bantuan kepada seorang anak sejumlah besar bantuan pada tahap-tahap awal pembelajaran, kemudian mengurangi bantuan tersebut dan memberikan kesempatan kepada anak untuk mengambil tanggung jawab setelah ia mampu melakukannya sendiri. Scaffolding untuk belajar dan pemecahan masalah dapat berupa petunjuk, peringatan, dorongan, memerinci masalah ke dalam langkah-langkah, pemberian contoh, atau tindakan lain yang memungkinkan siswa tumbuh mandiri sebagai pebelajar (siswa). Hal yang sama diungkapkan Santrock (2007: 392) scaffolding sebagai teknik mengubah level bantuan selama sesi pengajaran; orang yang lebih ahli (guru atau teman sebaya yang lebih pandai) menyesuaikan banyak bimbingannya dengan kinerja siswa. Setelah kompetensi siswa meningkat, bimbingan dikurangi. Para peneliti menemukan bahwa ketika scaffolding dipakai oleh guru dan teman sebaya dalam pembelajaran kolaboratif, murid akan terbantu proses belajarnya. Kelemahan anak yang bergaya kognitif impulsif adalah terlalu cepat dalam menjawab suatu masalah, tetapi kurang cermat/akurat sehingga jawaban cenderung salah. Untuk itu kepada anak impulsif harus diberi scaffolding berupa petunjuk, peringatan, dorongan, memerinci masalah ke dalam langkah-langkah, pemberian contoh, atau tindakan lain yang memungkinkan siswa akan berpikir lebih reflektif. Sebelum memberikan keputusan jawaban final, seorang guru harus dapat menahan anak impulsif untuk lebih berpikir reflektif terhadap apa yang telah dilakukan. Sedang kelemahan anak yang bergaya kognitif reflektif adalah terlalu lambat dalam menjawab suatu masalah, karena lebih cermat/akurat sehingga jawaban cenderung betul. Untuk itu kepada anak reflektif harus diberi scaffolding berupa petunjuk, peringatan, dorongan, yang memungkinkan siswa akan berpikir lebih cepat, tetapi tetap akurat. Scaffolding berperan tidak untuk mengubah anak bergaya kognitif reflektif menjadi impulsif, atau sebaliknya. Secara teori gaya kognitif yang dimiliki seorang anak bersifat konsisten, sehingga anak yang bergaya kognitif impulsif tidak bisa menjadi reflektif. Peran scaffolding hanya memberikan bantuan bagi keunikan yang dimiliki masing-masing anak yang berbeda gaya kognitif. Scaffolding memberikan kesempatan/peluang pada masing-masing anak untuk tetap berkembang sesuai dengan potensi yang dimilikinya. Strategi pembelajaran (matematika) adalah siasat atau kiat yang sengaja direncanakan oleh guru, berkenaan dengan segala persiapan pembelajaran agar pelaksanaan pembelajaran berjalan dengan lancar dan tujuannya yang berupa hasil belajar bisa tercapai secara optimal (Suherman dkk, 2001: 6). Kaitannya dengan scaffolding sebagai strategi pembelajaran merupakan suatu kiat berupa scaffolding yang sengaja direncanakan oleh guru untuk mempersiapkan pelaksanaan pembelajaran


95


dalam upaya membantu kelemahan keunikan gaya kognitif siswa, sehingga bisa berkembang dan mencapai tujuan secara optimal. Van Der Stuyf (2002) menjelaskan bahwa strategi pengajaran scaffolding memberikan bantuan kepada individual berdasarkan daerah perkembangan proksimum (ZPD). Dalam pembelajaran scaffolding memiliki makna lebih luas dalam menyediakan scaffolding atau bantuan untuk memfasilitasi pengembangan peserta didik. Scaffolding memfasilitasi kemampuan siswa untuk membangun pengetahuan dan menginternalisasi informasi baru. Kegiatan yang disediakan dalam pembelajaran scaffolding bisa melampaui tingkat apa yang bisa dilakukannya sendiri. Vygotsky (Van Der Stuyf, 2002) mendefinisikan pembelajaran scaffolding sebagai "peran guru dan teman sebaya dalam membantu perkembangan siswa dan menyediakan struktur pendukung untuk sampai ke tahap atau tingkat berikutnya". Sebuah aspek penting dari pembelajaran scaffolding adalah bahwa scaffolding bersifat sementara. Setelah kemampuan siswa meningkatkan scaffolding yang disediakan secara progresif ditarik. Akhirnya siswa/anak mampu menyelesaikan tugas atau menguasai konsep mandiri. Oleh karena itu tujuan dari guru saat menggunakan strategi pengajaran scaffolding adalah berupaya untuk menjadi siswa mandiri dan mengatur diri sendiri sebagai pemecah masalah. Sebagai pengetahuan siswa belajar meningkatkan kompetensi, guru secara bertahap mengurangi bantuan yang disediakan. Pada dasarnya scaffolding yang diberikan kepada siswa bersifat sementara, untuk membantu mencapai perkembangan proksimal. Peran scaffolding sebagai strategi pembelajaran bagi anak yang bergaya kognitif reflektif dan anak impulsif merupakan sebuah kiat penulis dalam upaya membantu keunikan yang dimiliki anak yang berbeda gaya kognitif, sehingga bisa berkembang mencapai tujuan secara optimal. Tulisan ini bertujuan untuk mendeskripsikan scaffolding dalam pembelajaran matematika bagi anak yang memiliki gaya kognitif impulsif atau anak yang memiliki gaya kognitif reflektif. METODE Tulisan ini bermaksud untuk mendeskripsikan scaffolding sebagai strategi dalam pembelajaran matematika bagi anak yang memiliki gaya kognitif impulsif atau anak yang memiliki gaya kognitif reflektif. Berdasarkan hal tersebut, jenis penelitian ini adalah penelitian deskriptif yang bersifat eksploratif. Subjek penelitian adalah siswa Kelas VII SMP Negeri 6 Tuban yang bergaya kognitif reflektif dan siswa yang bergaya kognitif impulsif. Instrumen untuk mengetahui gaya kognitif reflektif-impulsif dikembangkan dari tes yang dibuat oleh Jerome Kagan, yaitu MFFT (Matching Familiar Figure Test), karena MFFT merupakan instrumen yang banyak digunakan untuk mengukur kecepatan kognitif (Kenny, 2007). Instrumen utama penelitian adalah peneliti sendiri, dibantu instrumen bantu, meliputi: 1) desain scaffolding tugas pemecahan masalah berupa pertanyaan, pernyataan, saran dan petunjuk lainnya, 2) pedoman wawancara, dan 3) MFFT (penentuan subjek). Untuk memperoleh deskripsi scaffolding sebagai strategi dalam pembelajaran matematika bagi anak yang berbeda gaya kognitif dilakukan analisis secara kualitatif. PEMBAHASAN 1. Karakteristik Siswa Reflektif vs Impulsif Setiap individu mempunyai gaya kognitif yang berbeda. Bahkan kajian gaya kognitif para ahli juga memiliki banyak perbedaan, sehingga berkembang banyak macam gaya kognitif. Namun dalam tulisan ini penulis hanya mengakaji gaya kognitif yang dikemukakan oleh Jerome Kagan. Santrock (2007: 156) mengatakan bahwa tak satupun dari kita yang hanya punya satu gaya belajar dan berpikir; kita punya banyak gaya. Individu itu sangat bervariasi sehingga ada ratusan gaya berlajar dan berpikir yang dikemukakan oleh para pendidik dan psikolog. Apabila anak hanya memiliki satu gaya belajar, mungkin seorang guru tidak perlu repot harus mempelajari banyak teknik, metode, pendekatan, strategi maupun model. Perbedaan inilah yang menyebabkan teori belajar selalu berkembang.


96


Kagan (1978) mengelompokkan gaya kognitif anak menjadi 2 kelompok, yaitu: anak reflektif atau anak impulsif. Anak yang memiliki karakteristik cepat dalam menjawab masalah, tetapi tidak/kurang cermat, sehingga jawaban cenderung salah, disebut anak yang bergaya kognitif impulsif. Anak yang memiliki karakteristik lambat dalam menjawab masalah, tetapi cermat/teliti, sehingga jawaban cenderung betul, disebut anak yang bergaya kognitif reflektif. Perbedaan karakteristik dalam berpikir sangat jelas berlawanan. Anak reflektif memiliki kelemahan lambat dalam berpikir, karena terlalu hati-hati, sedang anak impulsif memiliki kelemahan tidak cermat/akurat dalam berpikir dan terlalu cepat dalam mengambil keputusan. Kelemahan-kelemahan tersebut tidak selama buruk bagi anak, karena bergantung siatusi dan masalahnya. Menurut Santrock (2007: 156) bereaksi cepat adalah strategi buruk hanya jika menghasilkan jawaban yang salah. Guru bisa mendorong siswa untuk mempertahankan gaya reflektifnya tapi tetap bisa mencapai solusinya. Tabel 1. Perbedaan Siswa Reflektif dan Impulsif Siswa Reflektif Siswa Impulsif Untuk menjawab digunakan waktu lama Cepat memberikan jawaban tanpa mencermati terlebih dahulu Jawaban lebih tepat (akurat) Tidak menyukai jawaban masalah yang analog Reflektif terhadap kesusastraan Sering memberi jawaban salah IQ tinggi Menggunakan hypothesis-scaning; yaitu merujuk pada satu kemungkinan saja Menyukai masalah analog Pendapat kurang akurat Berpikir sejenak sebelum menjawab Kurang strategis dalam menyelesaikan masalah Kelainan dari segi kognitif Menggunakan paksaan dalam mengeluarkan berbagai kemungkinan Berargumen lebih matang Strategis dalam menyelesaikan masalah Sumber: Kagan (Warli, 2010)

Mencermati perbedaan siswa reflektif dan siswa impulsif pada Tabel 1, siswa reflektif memiliki banyak aspek positif yang bisa menunjang kesuksesan dalam belajar. Siswa impulsif memiliki banyak aspek negatif dalam menunjang kesuksesan belajar. Perbedaan ini akan berakibat pada cara belajar dari masing-masing individu. Menurut Santrock (2007: 156) dibandingkan siswa impulsif, siswa yang reflektif lebih mungkin melakukan tugas: a) mengingat informasi yang terstruktur, b) membaca dengan memahami dan menginterpretasikan teks, c) memecahkan masalah dan membuat keputusan. Siswa yang reflektif lebih mungkin untuk menentukan sendiri tujuan belajar dan berkonsentrasi pada informasi yang relevan. Siswa yang reflektif biasanya standar kinerjanya tinggi. Banyak bukti menunjukkan siswa reflektif lebih efektif dan lebih baik dalam pelajaran sekolah ketimbang siswa impulsif. Perbedaan gaya kognitif siswa juga akan berakibat dalam sistem pengajaran, karena perbedaan gaya kognitif bersifat konsisten, maka guru harus bisa mendesain pembelajaran yang mampu mengakomodir perbedaan tersebut. Kagan (1978) menjelaskan bahwa ada dua implikasi yang jelas dari gaya kognitif reflektif vs impulsif untuk praktek sehari-hari dalam pendidikan. Pertama, guru paling tidak menyesuaikan diri kepada aspek perilaku anak. Guru cenderung untuk mengkategorikan anak sebagai senang atau membosankan, taat atau tidak taat, malu atau berani, tapi jarang mereka memperhatikan bagaimana anak impulsif dalam pendekatan konseptual untuk penyelesaian masalah. Data yang disajikan menunjukkan bahwa anak-anak impulsif membuat kesalahan lebih dalam membaca materi tekstual. Banyak guru menganggap bahwa perilaku ini adalah akibat dari rendahnya motivasi, ketajaman visual yang rendah, atau "kerusakan otak". Hal ini mendorong guru untuk mempertimbangkan relevansi dimensi refleksi vs impulsif dalam bereksperimen yang sesuai.


97


Implikasi yang kedua adalah menyangkut tempo guru. Beberapa guru memiliki tempo yang cepat. Mereka bergegas melalui presentasi, mengingatkan anak-anak bahwa hanya ada beberapa menit, meninggalkan untuk menyelesaikan latihan, mendorong kecepatan, berbicara cepat, dan menawarkan prosedur mengungkapkan ide secara cepat. Mungkin sekolah masa depan akan menyesuaikan tempo anak dengan guru dalam rangka memaksimalkan produktivitas hasil belajar. Berdasarkan uraikan tersebut, Kagan menyarankan guru untuk mampu menyesuaikan dengan kecepan anak dalam belajar. Hal ini bukan hal yang mudah karena dalam satu kelas tidak hanya dihuni oleh anak reflektif saja atau impulsif saja. Sejalan dengan hal tersebut Santrock (2007: 157) menguraikan strategi mengajar bagi anak impulsif: a) Pantau siswa di kelas untuk mengetahui mana anak-anak yang impulsive, b) Bicara dengan meraka agar mau meluangkan lebih banyak waktu untuk berpikir sebelum memberikan jawaban, c) Dorong mereka untuk menandai informasi baru saat mereka membahasnya, d) Jadilah guru yang bergaya reflektif, e) Bantu murid untuk menentukan standart tinggi bagi kenerjanya, f) Hargai murid yang mau meluangkan lebih banyak waktu untuk berpikir. Pujilah peningkatan kinerja mereka, g) Bimbing siswa untuk menyusu sendiri rencana guna untuk mengurangi keimpulsivitas. Santrock hanya memberikan saran strategi mengajar untuk anak impulsif, tetapi tidak untuk anak reflektif. Hal ini mungkin karena anak impulsif memiliki banyak aspek negatif (buruk) yang menunjang kesuksesan belajarnya. Artinya anak impulsif lebih banyak memiliki kelemahan dibanding anak reflektif, sehingga dalam strategi mengajar memerlukan perhatian khusus. 2. Scaffolding sebagai Strategi Pembelajaran Santrock (2007: 63) mengatakan bahwa Vygotsky menganggap anak punya konsep yang kaya tetapi tidak sistematis, tidak teratur, dan spontan. Anak akan bertemu dengan konsep yang lebih sistematis, logis, dan rasional yang dimiliki oleh orang yang lebih ahli yang membantunya. Sebagai hasil pertemuan dan dialog antar anak dengan penolongnya yang lebih ahli, konsep anak akan lebih sistematis, logis dan rasional. Untuk membantu terbentuknya konsep yang lebih sistematis, logis, dan rasional diperlukan scaffolding. Menurut Slavin (1997: 275) scaffolding mungkin memberi siswa struktur yang lebih di awal serangkaian pelajaran dan secara bertahap mengubah tanggung jawab kepada mereka untuk beroperasi sendiri. Arend (1997: 165) juga mengatakan bahwa Bruner menggambarkan scaffolding sebagai suatu proses seorang siswa dibantu untuk menguasai masalah tertentu melampaui atau kapasitas perkembangan melalui bantuan (scaffolding) dari seorang guru atau orang yang lebih berprestasi. Merujuk pada beberapa pendapat tersebut peran scaffolding mempu membantu siswa untuk mendapatkan konsep yang lebih sistematis, logis, dan rasional. Van Der Stuyf (2002) menjelaskan bahwa dalam pandangan Vygotsky, siswa tidak belajar dalam isolasi. Sebaliknya belajar sangat dipengaruhi oleh interaksi sosial, yang berlangsung dalam konteks yang bermakna. Interaksi sosial anak dengan orang lain yang lebih berpengetahuan atau mampu dan lingkungan mereka secara signifikan berdampak pada cara mereka berpikir dan menafsirkan situasi. Seorang anak mengembangkan kecerdasannya melalui konsep internalisasi berbasis interpretasi dari aktivitas yang terjadi dalam lingkungan sosial. Komunikasi yang terjadi dalam pengaturan dengan orang lain yang lebih berpengetahuan atau mampu (orang tua, guru, teman sebaya, orang lain) membantu anak membangun pemahaman konsep. Arend (1997: 165) juga menjelaskan bahwa peran dialog sosial dalam proses pembelajaran juga penting menurut Bruner. Dia percaya bahwa interaksi sosial di dalam dan di luar sekolah menyumbang banyak akuisisi anak bahasa dan pemecahan masalah. Dalam pembelajaran interaksi sosial dengan teman sebaya yang lebih berpengetahuan menjadi penting untuk menunjang kesuksesan dalam belajar. Hal ini sejalan dengan Van de Walle (2007) mengatakan ada tiga faktor yang mempengauhi pembelajaran di dalam kelas: 1) Berfikir reflektif siswa, 2) Interaksi sosial dengan siswa lain dan guru, 3) Penggunaan model atau alat-alat untuk belajar. Berfikir reflektif menjadi lebih meningkat


98


saat anak-anak terlibat dengan pekerjaan teman-temannya. Suasana interaktif merupakan kesempatan terbaik bagi anak-anak untuk belajar. McKenzie (Van Der Stuyf, 2002) menggambarkan aspek pembelajaran scaffolding dan hasil yang diperoleh dari scaffolding adalah sebagai berikut. a) Memberikan arahan yang jelas dan mengurangi kebingungan siswa; Guru mengantisipasi masalah yang mungkin dihadapi siswa dan kemudian mengembangkan petunjuk langkah demi langkah, dan menjelaskan apa yang harus lakukan siswa untuk memenuhi harapan. b) Tujuan mengklarifikasi; Scaffolding membantu siswa memahami mengapa mereka melakukan pekerjaan dan mengapa itu penting. c) Membantu tugas siswa; Dengan menyediakan struktur, pelajaran dengan diberi bantuan atau proyek penelitian, menyediakan jalur bagi siswa. Siswa dapat membuat keputusan jalan mana yang akan dipilih atau hal-hal apa yang akan dieksplorasi yang merupakan tugas yang harus dilakukan. d) Menjelaskan harapan dan menggabungkan penilaian dan umpan balik; Harapan yang jelas dari awal kegiatan sejak contoh kerja yang baik, rubrik, dan standar keunggulan diperlihatkan oleh siswa. e) Poin-poin penting bagi siswa tentang sumber yang layak; Guru menyediakan sumber untuk mengurangi kebingungan, frustrasi, dan waktu. Para siswa kemudian dapat memutuskan mana dari sumber-sumber itu yang akan digunakan. f) Mengurangi ketidakpastian, kejutan, dan kekecewaan; Guru menguji pelajaran mereka untuk menentukan masalah yang mungkin dan kemudian menyempurnakan pelajaran untuk menghilangkan kesulitan sehingga pembelajaran bisa dimaksimalkan. g) Menurut Kiong & Yong (2001) scaffolding adalah strategi pengajaran yang dapat meningkatkan belajar matematika dan membantu pelaksanaan konstruktivisme dalam kelas. Ada lima fitur penting perlu diatasi untuk kesuksesan scaffolding, antara lain: (1) siswa menjelaskan dan membenarkan solusi mereka, (2) guru terus menelaah pemahaman siswa, (3) guru mempertimbangkan perspektif siswa, (4) scaffolding menyesuaikan dengan kebutuhan siswa dan (5) siswa mengambil atau menggunakan scaffolding. Guru perlu mengkonsep ulang peran mereka sebagai fasilitator dalam pengembangan konstruksi matematika siswa daripada sumber tunggal pengetahuan matematika dengan menggunakan scaffolding di kelas. Dalam konteks pembelajaran Amiripour dkk. (2012) menjelaskan bahwa scaffolding merupakan mekanisme untuk mengamati proses dimana siswa dibantu untuk mempengaruhi potensial belajarnya. Dalam kelas scaffolding mengasumsikan bahwa guru secara terus menerus memperhatikan berpikir siswa untuk mengakses masing-masing ZPD nya. Van Der Stuyf (2002) juga mengatakan bahwa teman sebaya membantu siswa-siswa belajar, bagaimana untuk menghubungkan informasi lama atau situasi yang sudah dikenal dengan pengetahuan baru melalui komunikasi verbal dan nonverbal dan perilaku modeling. Scaffolding yang diberikan adalah kegiatan dan tugas-tugas yang: a) Memotivasi atau mendorong minat anak terkait dengan tugas, b) Menyederhanakan tugas untuk membuatnya lebih mudah dikelola dan dapat dicapai oleh anak, c) Memberikan beberapa arahan untuk membantu fokus anak pada pencapaian tujuan, d) Jelas menunjukkan perbedaan antara pekerjaan anak dan solusi standar yang diinginkan, e) Mengurangi frustrasi dan resiko, dan f) Model dan jelas mendefinisikan harapan kegiatan yang akan dilakukan. Seperti diuraikan sebelumnya bahwa strategi pembelajaran untuk anak bergaya kognitif reflektif atau impulsif seorang guru harus menyesuaikan gaya berpikir anak, karena gaya kognitif bersifat konsisten. Untuk itu diperlukan sebuah strategi pembelajaran yang bisa mengakomodir perbedaan tersebut. Scaffolding sebagai strategi pembelajaran menjadi anternatif membantu anak yang bergaya kognitif reflektif atau impulsif untuk mengembangakan potensinya secara optimal.


99


Ada beberapa alasan proses sukses scaffolding; 1) proses ini dapat memotivasi prosedur pemecahan masalah bagi siswa, 2) metode scaffolding akan membantu tingkat kapasitas siswa dan hubungan sosial, 3) proses scaffolding akan meningkatkan kepercayaan diri siswa dalam menyelesaikan masalah matematika yang sulit dipecahkan, dan 4) metode pendidikan dapat menunjukkan kesalahan dan kesalahpahaman siswa dalam menyelesaikan prosedur. Amiripour dkk (2012). 3. Scaffolding sebagai Strategi Pembelajaran bagi Anak Impulsif vs Reflektif Suherman dkk (2001) menjelaskan bahwa mengajarkan ilmu pengetahuan termasuk matematika, mempunyai cara-cara yang sifatnya umum dan khusus. Keduanya harus mencakup hakekat pemahaman kognitif, efektif, dan psikomotor. Di samping itu, tidak kalah pentingnya bagaimana mengkomunikasikan idea atau gagasan yang dikandung oleh ilmu pengetahuan tersebut kepada orang lain. Pada dasarnya pembelajaran adalah proses menjadikan orang lain paham dan mampu menyebarluaskan apa yang dipahaminya. Permasalahannya adalah bagaimana mengkomunikasikan idea kepada seorang peserta didik yang memiliki gaya kognitif berbeda? Scaffolding dipilih sebagai alternatif merupakan sifat khusus yang digunakan sebagai strategi pembelajaran untuk membantu menyampaikan sebuah paham kepada peserta didik yang berbeda gaya berpikir. Menurut Suherman (2001) sebuah strategi pembelajaran, apapun materi dan bidangnya harus menekankan pada tiga aspek penting, yaitu: a) aspek kemampuan khusus; b) aspek wawasan dan kemampuan umum; dan c) aspek kemampuan berkomunikasi. Aspek kemampuan khusus menekankan pada kemampuan peserta didik dalam memahami dan menguasai secara mendalam dan rinci tentang idea tau gagasan materi ajar. Aspek wawasan dan kemampuan umum lebih menitikberatkan pada bagaimana pembelajar mehamami keterkaitan materi ajar dengan materi ajar yang lain. Sedang aspek kemampuan berkomunikasi menekankan pada kemahiran pembelajar dalam mengungkapkan idea-idea yang telah mereka pelajari, baik secara lisan maupun tulisan. Berdasarkan pada perbedaan siswa reflektif dan impulsef terlihat bahwa siswa reflektif memiliki banyak aspek positif yang bisa menunjang kesuksesan dalam belajar. Pada aspek kemampuan khusus, misal: jawaban lebih tepat (akurat), berpikir sejenak sebelum menjawab, dan strategis dalam menyelesaikan masalah. Pada kemampuan umum, misal: IQ tinggi, dan pada aspek kemampuan berkomunikasi, misal: berargumen lebih matang, dan reflektif terhadap kesusastraan. Siswa impulsif memiliki banyak aspek negatif dalam menunjang kesuksesan belajar. Pada aspek kemampuan khusus, misal: cepat memberikan jawaban tanpa mencermati terlebih dahulu, sering memberi jawaban salah, dan kurang strategis dalam menyelesaikan masalah. Pada aspek kemampuan berkomunikasi, misal: Pendapat kurang akurat. (lihat Tabel 1). Berdasarkan pada analisis ketiga aspek di atas, jelas anak impulsif memiliki banyak kelemahan yang perlu mendapat bantuan dibanding anak reflektif. Pertanyaannya adalah scaffolding yang bagaimana yang dapat membantu kelemahan anak impulsif untuk mengembangkan potensinya secara optimal? Scaffolding yang mengarahkan anak impulsif untuk bisa berpikir lebih reflektif serta melakukan metakognisi, sehingga menjadi anak yang dalam memberikan jawaban bisa mencermati terlebih dahulu, bisa memberi jawaban tidak salah, dan lebih strategis dalam menyelesaikan masalah. Sehubungan dengan scaffolding untuk membantu berpikir siswa lebih reflektif khususnya bagi anak impulsif, maka seorang guru harus bersifat reflektif. Tanner and Jones (1998) menjelaskan bahwa dalam wacana reflektif, guru harus mengelola interaksi norma-norma sosial dan pola interaksi dalam menciptakan peluang bagi siswa untuk diri mereka sendiri dan dalam pemikiran reflektif atau reflektif abstraksi. Para scaffolder reflektif juga menggunakan struktur sosial dalam membatasi siswa mereka untuk bertindak sebagai ahli pemula, dan scaffolder dinamis dalam mengkonjektur, memimpin wacana dalam kelas mereka. Mereka diberikan otonomi lebih, bagaimanapun, mendorong beberapa pendekatan untuk masalah yang agak sulit dengan membatasi wacana untuk menghasilkan tujuan yang direncanakan. Para scaffolder reflektif yang sangat


100


sukses dalam mempercepat pengembangan secara aktif keterampilan metakognitif, mencapai transfer lebih dekat dalam situasi pemodelan praktis. Mereka juga berhasil dalam mempercepat pengembangan secara pasif metakognitif pengetahuan dalam peramalan. Dalam pengaturan pendidikan, scaffolding mungkin termasuk model, isyarat, petunjuk, petunjuk solusi parsial, berpikir-keras pemodelan dan instruksi langsung. Setiap petunjuk, isyarat, pertanyaan, instruksi langsung atau hal apapun yang digunakan ketika melakukan scaffolding harus memiliki tujuan. Hal ini agar strategi scaffolding yang dilakukan dalam pembelajaran akan berhasil sesuai dengan target/tujuan yang direncanakan. Dalam tulisan ini scaffolding yang diberikan berbentuk pertanyaan. Pertanyaan yang disusun dengan tujuan untuk membantu mengembangkan berpikir anak, sehingga akhirnya mereka menjadi mandiri. Sebagai contoh pertanyaan scaffolding yang bisa dilakukan adalah: Tabel 2. Pertanyaan Scaffolding dan Tujuan Tujuan Mendorong untuk berhati-hati membaca; memahami kosakata. Dapatkah Anda mengulangi kata-kata masalah Membawa bahasa ke sesuai tingkat siswa. dalam kata-kata Anda sendiri? Apa yang ditanyakan? Mengidentifikasi dan memperjelas masalah. Informasi apa yang diberikan? Apa ketentuan yang berlaku? Apakah Anda ingin menebak jawabannya? Prediksi yang masuk akal dapat membantu. Hilangkan strategi yang tidak pantas. Apakah Anda melihat masalah seperti ini Gunakan pendekatan yang sama atau strategi sebelumnya? sebelumnya yang digunakan dengan sukses. Pertanyaan Scaffolding Apa ide-ide penting di sini?

Strategi apa yang bisa kita gunakan untuk memulai?

Gunakan strategi yang merupakan pintu masuk atau langkah awal memecahkan masalah.

Apakah ide-ide yang harus dikejar?

Dapatkan ide yang memungkinkan untuk memecahkan masalah.

Saat Siswa Bekerja Menyelesaikan Masalah Katakan apa yang Anda lakukan di sini? Membantu siswa menjelaskan dan Mengapa Anda berpikir seperti itu? mengkonfirmasi mereka sendiri dalam berpikir. Mengapa Anda melakukan ini? Membantu siswa menghindari pekerjaan yang Apa yang akan Anda lakukan dengan hasil yang tidak terarah dan jelas titik akhir penyelesaiannya. Anda memiliki? Mengapa Anda berpikir begitu? Mengidentifikasi tingkat berpikir yang sesuai dengan bantuan. Apakah ide itu lebih baik dari yang lain? Membantu siswa mengatasi hambatan dengan Anda sudah mencoba gagasan lain. Apakah Anda memungkinkan mereka untuk mengusulkan mendapatkan ide lain? alternatif strategi. Apakah Anda benar-benar mengerti masalahnya? Mengarahkan kembali ke tahap awal. Dapatkah Anda membenarkan langkah itu? Membantu siswa memastikan pekerjaan mereka Apakah Anda yakin bahwa langkah itu benar? masuk akal. Dapatkah Anda menemukan contoh kontra? Sumber: Diadaptasi dari Kiong & Yong (2001)

Beberapa pertanyaan scaffolding di atas, dapat membantu siswa untuk berpikir lebih reflektif, sehingga siswa impulsif akan bisa lebih menjadi anak cermat dalam memberikan jawaban, bisa memberi jawaban tidak salah, dan lebih strategis dalam menyelesaikan masalah. Contoh lain yang diadaptasi dari Kiong & Yong (2001) untuk mendorong siswa lebih reflektif adalah: a) Bagaimana menurutmu tentang…? b) Bagaimana mungkin …? c) Apa yang kita lakukan? d)


101


Mengapa? e) Pikirkan! f) Apakah Anda ingat? g) Apakah Anda tahu? h) Saya tidak percaya! i) Apa ... jika ... '? Sejalan dengan hal tersebut, Marpaung (2011) juga mengatakan bahwa siswa belajar lebih baik melalui interaksi dengan siswa lainnya, dan guru sebagai orang yang lebih kompeten membantu mereka jika mereka membutuhkan, dengan memberikan mereka beberapa scaffolding metakognitif, misalnya: a) Apa ini ... (kata atau konsep) artinya? b) Apa yang Anda ketahui tentang ...? c) Dapatkah Anda mengungkapkan ... dalam kata Anda sendiri? d) Dapatkah Anda mewakili ... dalam gambar, diagram, tabel, skema, dalam simbol matematika? e) Apa yang diketahui dari masalah itu? f) Apa yang tidak diketahui dalam masalah? g) Dapatkah Anda melihat hubungan antara yang diketahui dan yang tidak diketahui? h) Apa yang dapat Anda lakukan untuk memahami masalahnya? i) Apakah Anda berpikir, bahwa Anda dapat memahami masalah dengan mengambil kasus? j) Apakah Anda melihat sekarang bahwa kemungkinan untuk memecahkan masalah? Maukah Anda mencobanya? Pertanyaan-pertanyaan scaffolding di atas dapat dijadikan sebagai strategi dalam pembelajaran untuk anak yang bergaya kognitif impulsif atau reflektif, sehingga keunikan dalam berpikir yang mereka miliki tetap berkembang secara optimal dalam menggapai kesuksesan belajar. KESIMPULAN Setiap individu mempunyai gaya belajar atau berpikir yang berbeda-beda. Keunikan ini harus diberi tempat dan dicarikan peluang agar dapat lebih berkembang. Untuk itu dalam pembelajaran seorang guru harus bisa memperhatikan keunikan yang dimiliki setiap peserta didik, agar setiap peserta didik mempunyai peluang yang sama untuk berkembang. Anak yang bergaya kognitif impulsif memiliki karakteristik cepat dalam menjawab masalah, tetapi tidak/kurang cermat, sehingga jawaban cenderung salah. Anak yang bergaya kognitif reflektif memiliki karakteristik lambat dalam menjawab masalah, tetapi cermat/teliti, sehingga jawaban cenderung betul. Keunikan tersebut memiliki kelemahan dan kelebihan masing-masing. Anak reflektif kelemahannya lambat dalam menjawab masalah, tetapi kelebihannya jawaban cenderung benar. Anak impulsif kelebihannya cepat dalam menjawab masalah, tetapi kelemahannya adalah jawaban cenderung salah. Penulis memberikan alternatif dengan scaffolding sebagai strategi pembelajaran dalam membantu kelemahan masing-masing siswa yang bergaya kognitif reflektif-impulsif. Scaffolding sebagai stratetegi pembelajaran merupakan kiat memberikan batuan berbentuk pertanyaan, petunjuk, motivasi, dan lainnya. Pertanyaan scaffolding dapat membantu siswa untuk berpikir lebih reflektif, sehingga anak impulsif bisa lebih cermat dalam memberikan jawaban, bisa memberi jawaban tidak salah, dan lebih strategis dalam menyelesaikan masalah. Dengan demikian keunikan dalam berpikir yang mereka miliki tetap berkembang secara optimal dalam menggapai kesuksesan belajar. DAFTAR PUSTAKA Amiripour, Parvaneh; Amir-Mofidi, Somayeh and Shahvarani, Ahmad. 2012. Scaffolding as effective method for mathematical learning. Indian Journal of Science and Technology. Vol. 5 No. 9 (Sep. 2012) ISSN: 0974-6846. http://www/indjst.org/archive/sep.12/17-2454amiripour-Sep12.pdf. Diakses, 9 September 2012. Arends, Richard I. 1997. Classroom Instruction and Management. New York: The McGraw-Hill Companies, Inc.


102


Kagan, Jerome (1978) Impulsive and Reflective Children: Significance of Conceptual Tempo. Dalam Krumboltz, J.D (Edt.) Learning and the Educational Process. Chicogo: Rand Mc Nally & Company. Kenny, Robert F. 2007. Digital Narrative as a Change Agent to Teach Reading to Media-Centric Students. International Jurnal of Social Sciences Volume 2 Number 3 Tahun 2007. Marpaung, Yansen. 2011. PMRI and Metacognitive Scaffolding. Proceeding International Seminar and The Fourth National Conference on Mathematics Education 2011. Yogyakarta State University. July 21-23 2011. p 631-638. Kiong, Paul Lau Ngee & Yong, Hwa Tee. 2001. Scaffolding as a Teaching Strategy to Enhance Mathematics Learning in The Classrooms. http://www-ipbl-edumy/bm/penyelidikan/2001/2001_8_paul.pdf. Diakses, 9 September 2012. Santrock, John W. 2007. Psikologi Pendidikan. Edisi Kedua. Alih Bahasa, Tri Wibisono B.S. Jakarta: Kencana. Slavin, Robert R. 1997. Educational Psychology Theory and Practice. Fifth Edition. Boston: Allyn and Bacon. Suherman, Erman dkk (2001) Strategi Pembelajaran Matematika Kontemporer. Bandung: Jurusan Pendidikan Matematika FPMIPA UPI Bandung Tanner, Howard and Jones, Sonia. 1998. Dynamic Scaffolding and Reflective Discourse: Successful Teaching Styles Observed Within a Project to Teach Mathematical Thinking Skills. http://www.merga.net.au/documents/RP_Tanner_Jones_1998.pdf. Diakses, 9 September 2012. Van de Walle, John A. 2007. Matematika Sekolah Dasar dan Menengah. Edisi Keenam. Alih Bahasa Suyono. Erlangga: Jakarta. Van

Der Stuyf, Rachel R. 2002. Scaffolding as a Teaching Strategy. http://www.condor.admin.ccny.cuny.edu/.../Van%20Der. Diakses, 9 September 2012.

Warli. 2009. Proses Berpikir Anak Reflektif dan Anak Impulsif dalam Memecahkan Masalah Geometri. Paedagogi. Jurnal Pendidikan dan Ilmu Pengetahuan. Vol. 5 No. 2 Sept. 2009 ISSN 1693-9689 Hal 40 - 56 Warli. 2010. Kemampuan Matematika Anak Reflektif dan Anak Impulsif. Prosiding Seminar Pend. Matematika UMM Malang, 30 Januari 2010. 590 – 602


103


HUBUNGAN MOTIVASI KERJA DAN KESEJAHTERAAN TERHADAP KINERJA GURU MATEMATIKA SEKOLAH MENENGAH PERTAMA Hj. Zetriuslita dan Reni Wahyuni Universitas Islam Riau Abstrak: Tujuan dari penelitian ini adalah menghubungkan dan memberikan deskripsi atau gambaran tentang motivasi kerja, kesejahteraan dan kinerja pada guru terkhusus dalam hal ini guru matematika tingkat SMP/MTs di kota Pekanbaru. Penelitian ini juga ditujukan dapat memberikan suatu pandangan kepada pemerhati pendidikan, depdikbud, pemerintah daerah maupun pemerintah pusat bahwa guru merupakan aset negara yang penting dalam membangun bangsa. Penelitian ini dilaksanakan di SMP yang ada di Kota Pekanbaru. Pelaksanaannya mulai bulan September 2011 sampai dengan September 2012. Jumlah populasi dalam penelitian ini adalah 334 orang dan sampel yang diambil adalah 117 orang. Instrumen yang digunakan dalam penelitian ini disusun dalam bentuk kuesioner yang menggunakan penilaian dengan skala Likert. Teknik analisis data yang digunakan dalam penelitian ini adalah analisis deskriptif dan analisis inferensial (regresi linear, korelasi sederhana, regresi linier berganda dan korelasi linier berganda). Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa motivasi kerja guru matematika SMP di kota Pekanbaru tergolong tinggi yaitu rata-rata (81,13%), Kesejahteraan guru matematika SMP di kota Pekanbaru tergolong tinggi yaitu rata-rata (72,6%), kinerja guru matematika SMP di kota Pekanbaru juga tergolong tinggi yaitu rata-rata (78,6%). Hasil penelitian ini juga menunjukkan adanya hubungan motivasi kerja dan kesejahteraan terhadap kinerja guru sebesar 66% dibuktikan dengan korelasi regresi berganda, adanya pengaruh yang signifikan motivasi kerja terhadap kinerja guru sebesar 30,9% dan terdapat pengaruh kesejahteraan dan motivasi kerja terhadap kinerja guru sebesar 23,3%.. Kata kunci: Motivasi kerja, kesejahteraan, kinerja guru

PENDAHULUAN Pendidikan pada hakekatnya adalah usaha membudayakan manusia atau memanusiakan manusia, pendidikan amat strategis untuk mencerdaskan kehidupan bangsa dan diperlukan guna meningkatkan mutu bangsa secara menyeluruh. Dalam Undang-undang (UU) Nomor 20 Tahun 2003 pasal 39 sampai dengan 44 tentang Sistem Pendidikan Nasional bahwa pendidik dan tenaga kependidikan menekankan tiga aspek penting dalam peningkatan mutu pendidikan di Indonesia dilihat dari tenaga pendidik dan kependidikan, yakni kualifikasi, sertifikasi dan kesejahteraan. Seperti yang diketahui bahwa pendidikan menduduki posisi sentral dalam pembangunan selanjutnya mutu pendidikan nantinya berorientasi pada peningkatan sumber daya manusia. Peningkatan mutu pendidikan ditentukan oleh kesiapan sumber daya manusia yang terlibat dalam proses pendidikan. Sumber daya manusia yang dimaksud adalah guru. Guru merupakan faktor yang sangat dominan dan paling penting dalam pendidikan formal. Hal ini disebabkan guru sering dijadikan tokoh teladan bahkan menjadi tokoh identifikasi diri bagi diri siswa. Di sekolah guru merupakan unsur yang sangat mempengaruhi tercapainya tujuan pendidikan selain unsur peserta didik dan fasilitas lainnya. Keberhasilan penyelenggaraan pendidikan sangat ditentukan kesiapan guru dalam mempersiapkan peserta didiknya melalui kegiatan belajar mengajar. Namun demikian posisi strategis guru untuk meningkatkan mutu hasil pendidikan sangat dipengaruhi oleh kemampuan


104


profesional guru dan mutu kinerjanya. Selama ini guru dituntut memiliki kinerja yang mampu memberikan dan merealisasikan harapan dan keinginan semua pihak terutama masyarakat umum yang telah mempercayai sekolah dan guru dalam membina anak didik. Dalam meraih mutu pendidikan yang baik sangat dipengaruhi oleh kinerja guru dalam melaksanakan tugasnya sehingga kinerja guru menjadi tuntutan penting untuk mencapai keberhasilan pendidikan. Secara umum mutu pendidikan yang baik menjadi tolok ukur bagi keberhasilan kinerja yang ditunjukkan guru. Guru pada prinsipnya memiliki potensi yang cukup tinggi untuk berkreasi guna meningkatkan kinerjanya. Namun potensi yang dimiliki guru untuk berkreasi sebagai upaya meningkatkan kinerjanya tidak selalu berkembang secara wajar dan lancar. Hal ini disebabkan adanya pengaruh dari berbagai faktor baik yang muncul dalam pribadi guru itu sendiri maupun yang terdapat diluar pribadi guru. Tidak dapat dipungkiri bahwa kondisi di lapangan mencerminkan keadaan guru yang tidak sesuai dengan harapan seperti adanya guru yang bekerja sambilan baik yang sesuai dengan profesinya maupun diluar profesi mereka. Bahkan terkadang ada sebagian guru yang secara totalitas lebih menekuni kegiatan sambilan dari pada kegiatan utamanya sebagai guru di sekolah. Kenyataan ini sangat memprihatinkan dan mengundang berbagai pertanyaan tentang konsistensi guru terhadap profesinya. Di sisi lain kinerja guru pun dipersoalkan ketika memperbincangkan masalah peningkatan mutu pendidikan. Kontroversi antara kondisi ideal yang harus dijalani guru sesuai harapan Undangundang tentang Sistem Pendidikan Nasional No. 20 Tahun 2003 dengan kenyataan yang terjadi di lapangan merupakan suatu hal yang perlu dan patut untuk dicermati secara mendalam. Jika ditelusuri tentang faktor penyebab munculnya dilema tersebut, maka tentu saja kita dapat memahami faktor yang berpengaruh terhadap kinerja guru. Hal inilah sebaiknya kita maka dapat mencarikan alternatif pemecahannya. Sebaiknya faktor tersebut bukan menjadi hambatan bagi peningkatan kinerja guru melainkan mampu meningkatkan dan mendorong kinerja guru ke arah yang lebih baik sebab kinerja sebagai suatu sikap dan perilaku dapat meningkat dari waktu ke waktu. Tugas dan peran guru dari hari ke hari semakin berat, seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi. Sehingga guru pada saat ini haruslah memiliki kualitas baik dari segi kualifikasi, kompetensi dan dedikasi. Sejalan dengan tugas dan peran guru yang semakin berat maka tentu saja kebutuhan-kebutuhan terhadap guru haruslah dipenuhi. Kebutuhan-kebutuhan yang ada pada guru diikuti dengan peningkatan kesejahteraan guru. Oleh karena itu, kesejahteraan guru dan professional guru merupakan kebutuhan yang harus diseimbangkan. Sejalan dengan pernyataan Majid (2008) bahwa standar guru professional merupakan sebuah kebutuhan mendasar yang tidak bisa ditawar-tawar lagi yang diimbangi dengan kesejahteraan guru. Ada lima kesejahteraan pribadi dan professional guru yang meliputi: 1. imbalan jasa yang wajar dan proporsional 2. rasa aman dalam melaksanakan tugasnya 3. kondisi kerja yang kondusif bagi pelaksanaan tugas dan suasana kehidupannya 4. hubungan antar pribadi yang baik dan kondusif 5. kepastian jenjang karier dalam menuju masa depan yang lebih baik Namun pada kenyataannya banyak permasalahan-permasalahan yang terjadi pada guru yang menjadi sorotan atau perlu mendapat perhatian. Ada guru yang diberikan kompensasi layak namun memiliki kinerja yang kurang baik sedangkan ada guru yang kompensasi yang diterima kurang layak atau hanya sebatas honor mengajar dan waktu pembayaran honor juga sering tidak tepat waktu memiliki kinerja yang baik. Demikian pula kita melihat guru, sejak pagi hari sudah berangkat ke sekolah, kemudian pada sore harinya bahkan menjelang larut malam baru pulang ke rumah. Kemanakah mereka, jika ditelusuri dan diamati secara seksama, banyak di antaranya sesudah melaksanakan jam wajib di sekolah di mana mereka di tempatkan, maka sang guru SESI PARALEL MATEMATIKA

105


bergegas menuju sekolah lain dengan tugas yang sama, yakni menambah pendapatan keluarga, demikian seterusnya sesuah menjelang magrib, sang guru bergegas pula berangkat ke suatu tempat Bimbingan Belajar, juga tugas yang sama dan niat yang sama untuk menambah pendapatan keluarga. Begitulah kondisi guru kita, dan memang tidak semua sama, ada yang berada pada kondisi ekonomi di atas rata-rata, persentasenya sangat minim, akan tetapi kebanyakan di bawah rata-rata, ibarat gaji, pada tengah bulan atau sepertiga bulan gaji yang diterima sudah ludes alias terkuras untuk keperluan sehari-hari, dan bagaimana untuk tengah bulan atau sepertiga bulannya lagi, tentu tidak lain harus bekerja keras dengan kegiatan lainnya, dengan niat yang penting halal. Kenyataannya kesejahteraan guru masih rendah didukung kisah sedih guru honorer di Banyumas Jawa Tengah dalam Husamah (2011) bahwa GTT yg mereka terima Rp. 200.000 setiap bulan tidak lebih dari gaji pembantu rumah tangga paruh waktu dan banyak kisah sedih guru-guru lainnya yang tidak mungkin disebutkan satu persatu. Kondisi di atas memberikan perhatian kepada kita tentang aspek-aspek apa yang perlu diperhatikan dari guru yaitu kesejahteraan. Untuk sejahtera sebaiknya guru dapat melakukan pekerjaan yang lain sesuai dengan profesinya atau menciptakan sendiri lapangan kerjanya seperti mendirikan usaha pembuatan alat-alat permainan edukatif, membuka bimbingan belajar, menulis buku-buku yang diterbitkan secara Nasional atau memiliki ISBN dan bidang pekerjaan lainnya yang sesuai dengan bidang ilmunya. Di samping itu seorang guru juga harus memiliki kinerja yang baik dalam melaksanakan tugasnya, hal ini tercermin dari kompetensi yang dimilikinya sesuai dengan PP No. 19 tahun 2005 tentang Standar Pendidikan Nasional pasal 28 ayat 1-3 yaitu kompetensi profesional, pedagogik, kepribadian dan sosial. Dengan demikian diharapkan pendidikan di Indonesia memiliki kualitas yang baik. Dalam melaksanakan tugasnya, berkualitas tidaknya seorang guru juga sangat dipengaruhi motivasi kerja yang ada dalam dirinya. Untuk aspek motivasi berkaitan dengan dorongan muncul dari diri seseorang adalah motivasi untuk melakukan tugas secara keseluruhan berdasarkan tanggung jawab masing-masing. Motivasi yang mempengaruhi kinerja guru memerlukan pengkajian lebih lanjut melalui penelitian di lapangan sehingga baik secara teoritis maupun empiris dapat dinyatakan hubungan antara motivasi kerja dengan kinerja guru. Sedangkan kesejahteraan merupakan bagaimana kondisi sosial ekonomi guru akan mempengaruhi kinerja guru itu sendiri. Dalam penelitian ini hubungan motivasi kerja dan kesejahteraan terhadap kinerja guru dengan menggunakan suatu perangkat kuesioner yang berguna untuk menentukan seberapa besar hubungan antara variabel-variabel tersebut. Untuk itu peneliti perlu melakukan penelitian dengan judul “Hubungan motivasi kerja dan kesejahteraan terhadap kinerja guru matematika sekolah menengah pertama di kota Pekanbaru”. Tujuan khusus dari penelitian adalah menghubungkan dan memberikan deskripsi atau gambaran tentang motivasi kerja, kesejahteraan dan kinerja pada guru terkhusus dalam hal ini guru matematika tingkat SMP/MTs di kota Pekanbaru. Penelitian ini juga ditujukan dapat memberikan suatu pandangan kepada pemerhati pendidikan, depdikbud, pemerintah daerah maupun pemerintah pusat bahwa guru merupakan aset negara yang penting dalam membangun bangsa. Secara operasional tujuan dari penelitian ini yang ingin dicapai adalah untuk memberikan deskripsi secara umum motivasi atau dorongan yang ada pada guru yang akan mempengaruhi kinerjanya. Kemudian kesejahteraan yang ada pada guru juga memberikan dampak dari kinerja yang ditekuninya. Selanjutnya, diharapkan deskripsi dari motivasi, kesejahteraan dan kinerja guru dan sejauhmana hubungan antara ketiga variabel tersebut sehingga dapat memberikan suatu gambaran dari fenomena – fenomena yang terjadi pada guru saat ini. Hasil penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat bagi guru, dalam rangka meningkatkan kinerjanya, dan juga memberikan masukan berkaitan dengan adanya hubungan motivasi kerja dan kesejahteraan terhadap kinerja guru. Selain itu manfaat lainnya juga memberikan gambaran tentang seberapa besar hubungan antara motivasi kerja dan kesejahteraan terhadap kinerja guru sehingga


106


nantinya dapat diperlihatkan ke instansi terkait khususnya dinas pendidikan dan umumnya kepada pemerintah daerah dan pusat untuk menindaklanjuti hasil penelitian ini agar menghasilkan sumber daya tenaga pendidik yang lebih baik untuk ke depannya. Untuk penelitian tahap berikutnya, hasil penelitian akan dapat memberikan gambaran lebih detail lagi bagaimana motivasi kerja guru yang disertifikasi dengan yang belum sertifikasi, PNS dan Non-PNS sehingga juga memberi masukan yang berarti bagi instansi yang terkait. METODE PENELITIAN Dalam penelitian ini penulis menggunakan metode statistik deskriptif kualitatif dan metode statistik inferensial. Metode statistik deskriptif yaitu penelitian yang menggambarkan keadaan yang sebenarnya dari fenomena objek yang diteliti dan dibandingkan dengan teori yang sesuai dengan masalah penelitian, sedangkan metode statistik inferensial adalah metode menguji sejauh mana hubungan antara variabel-variabel bebas dengan variable terikat. Populasi adalah keseluruhan subjek penelitian dan sampel adalah sebagian atau wakil populasi yang diteliti (Arikunto, Suharsimi 2002). Populasi dalam penelitian ini adalah guru-guru matematika Sekolah Menengah Pertama di Kota Pekanbaru. Untuk mendapatkan data populasi, maka penulis mencari informasi data tentang guru-guru SMP ke Dinas Pendidikan Kota Pekanbaru khususnya guru matematika. Dari data yang diperoleh bahwa jumlah guru matematika di kota Pekanbaru adalah 334 orang (belum teridentifikasi maksimal, prediksinya populasi lebih dari data yang diperoleh). Menurut Arikunto, Suharsimi (1985) jika populasinya kurang dari 100 lebih baik diambil semua sehingga penelitiannya penelitian populasi, jika populasinya jumlahnya besar (lebih dari 100) maka jumlah sampelnya boleh diambil 10% -- 15% atau 20% -25% atau lebih tergantung pada pada kemampuan peneliti dari segi waktu, tenaga dan dana, sempit luasnya wilayah pengamatan dan besar kecilnya resiko yang ditanggung peneliti. Berdasarkan pendapat tersebut, maka peneliti memutuskan mengambil sampelnya lebih dari 25% dari populasi yaitu 35% sehingga diperoleh sampelnya berjumlah 117 orang. Sebagaimana dikemukakan di atas bahwa tujuan pokok penelitian ini adalah untuk mengungkapkan ada tidaknya hubungan antara motivasi kerja dan kesejahteraan guru terhadap kinerja guru. Oleh karena itu, instrumen yang digunakan dalam penelitian ini disusun dalam bentuk kuesioner yang menggunakan penilaian dengan skala Likert. Variabel adalah obyek penelitian atau apa saja yang menjadi titik perhatian suatu penelitian. Dalam penelitian ini ada dua macam variabel yaitu variabel bebas disebut juga variabel penyebab atau independen variabel (X) dan variabel terikat atau dependen variabel (Y) (Arikunto, 2002). Variabel bebas adalah variabel yang mempengaruhi variabel lain. Dalam penelitian ini variabel bebasnya adalah: a. Motivasi kerja (X1) adalah keseluruhan daya penggerak di dalam diri guru yang menimbulkan profesionalisme guru pada proses pembelajaran sehingga kegiatan pembelajaran terencana dengan baik yang pada akhirnya tujuan yang dikehendaki oleh guru maupun siswa dapat tercapai. Oleh karena itu berdasarkan pendapat Uno, Hamzah (2011), maka disusun indikator motivasi kerja guru sebagai berikut: 1) Tanggung jawab guru dalam melaksanakan tugas 2) Melaksanakan tugas sesuai kurikulum yang ada 3) Memiliki tujuan yang jelas dan menantang 4) Ada umpan balik atas hasil pekerjaannya 5) Memiliki perasaan senang dalam bekerja 6) Selalu berusaha untuk mengungguli orang lain b. Kesejahteraan (X2) Kesejahteraan merupakan kemampuan memenuhi kebutuhan primer dan sekunder, bahagia lahir dan batin serta mampu menciptakan keharmonisan dalam kehidupan masyarakat. Seseorang dapat dikatakan sejahtera apabila tercukupi atau terpenuhi kebutuhan lahir dan batin, sehingga SESI PARALEL MATEMATIKA

107


merasa aman, tentram dan makmur dalam kehidupannya. Usaha manusia dalam memenuhi kebutuhan-kebutuhannya didasari dengan motivasi. Motivasi merupakan suatu usaha yang mengarahkan daya dan potensi, agar mau bekerja sama secara produktif berhasil mencapai dan mewujudkan tujuan yang telah ditentukan (Nofita Amaliya,2009). Teknik Analisis Data a. Analisis Deskriptif Analisis statistik yang dipakai adalah statistik persentase. Untuk menganalisa data yang telah diperoleh maka penulis mengubah data tersebut dalam bentuk persentase dengan menggunakan rumus persentase, yaitu :

F  100% N

P

Keterangan : P : Persentase F : Frekuensi N : Banyaknya sampel (Sudijono, Anas, 2011). b. Analisis Inferensial Dalam penelitian ini akan digunakan regresi linear dan korelasi sederhana dan regresi linier berganda dan korelasi linier berganda. 1. Analisis regresi linier dan korelasi linier sederhana Rumus regresi linier sederhana adalah : Y = a + bX Y : peubah takbebas X : peubah bebas a : konstanta b : kemiringan dan rumus korelasi linier sedehana dengan menggunakan korelasi product moment yaitu dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

rxy 

n  xy   x  y 

n  x

2



  x  n  y 2   y  2

2



Dengan ketentuan sebagai berikut: x : Motivasi kerja atau kesejahteraan guru y : Kinerja guru rxy : Angka indeks korelasi product moment rxy xy : Jumlah hasil perkalian antara x dan y x : Jumlah seluruh skor x y : Jumlah seluruh skor y n : Banyaknya sampel 2. Analisis regresi linier dan korelasi linier berganda Sedangkan untuk mengetahui hubungan motivasi kerja dan kesejahteraan terhadap kinerja guru, penulis menggunakan rumus regresi linier berganda dengan rumus: Y = a + b1X1+b2X2 dimana : Y : variabel terikat a : konstanta


108


b1,b2 : koefisien regresi X1, X2 : variabel bebas dan korelasi linier berganda dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

Ryx1x2 

ryx21  ryx2 2  2 ryx1 ryx2 rx1x2 1 rx21x2

dimana : Ryx1x2 : koefisien korelasi ganda antara variabel x1 dan x2 ryx1 : koefisien korelasi x1 terhadap Y ryx : koefisien korelasi x2 terhadap Y rx1x2 : koefisien korelasi x1 terhadap X2 3. Uji Signifikan Untuk mengetahui apakah hubungan antara motivasi kerja, kesejahteraan terhadap kinerja guru dari data sampel dapat menduga populasi perlu diketahui signifikan hubungan tersebut. Uji signifikan dilakukan dengan uji t. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui besarnya pengaruh masing-masing variabel (Yohanes, 2011). HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Dari analisis data hasil penelitian, baik analisis secara deskriptif ataupun secara inferensial diperoleh informasi bahwa motivasi kerja guru, kesejahteraan dan kinerja tergolong baik. Dari analisis deskriptif dapat dikatakan bahwa motivasi kerja guru, kesejahteraan dan kinerja guru matematika SMP di kota Pekanbaru secara umum sudah baik dan dapat ditingkatkan lagi pada indikator-indikator tertentu dari masing-masing variabel. Contohnya pada variabel motivasi kerja pada indikator “memiliki perasaan senang dalam bekerja” persentasenya 67,8% artinya 32,2% dikategorikan kurang memiliki perasaan senang dalam bekerja, sebatas melaksanakan kewajiban saja, dalam variabel kesejahteraan pada indikator “mengembangkan komunikasi ke berbagai arah” persentasenya 71,7 % artinya 28,3% guru belum dapat mengembangkan komunikasi, baik dengan teman sejawatnya atau dengan lembaga lain sesuai dengan kapasitasnya, baik dengan memanfaatkan teknologi maupun secara konvensional. Sedangkan pada indikator kinerja “ Kemampuan mengembangkan kreatifitas “ persentasenya 55,5 %, artinya guru masih belum maksimal seperti menyusun buku atau diktat pembelajaran, melakukan penelitian sesuai bidangnya. Dari pendapat Uno, Hamzah (2011) bahwa ada kaitan antara motivasi dengan kinerja seperti salah satu indikator motivasi adalah “adanya tanggung jawab dalam melaksanakan tugas” dapat dikatakan bahwa indikator motivasi ini berkorelasi dengan kinerja guru pada indikator “disiplin dalam menjalankan tugas”, seperti terdapat pada pernyataan “datang ke sekolah tepat waktu dan “masuk ke kelas tepat waktu. Pada indikator kesejahteraan “Pendidikan berkelanjutan dan selalu mengembangkan diri” berkorelasi dengan indikator kinerja“ kemampuan mengembangkan kreatifitas” artinya orang yang mempunyai keinginan melanjutkan pendidikan ke tingkat yang lebih tinggi akan memiliki kemampuan untuk menyusun karya ilmiah yang merupakan salah satu pernyataan pada indikator kinerja yang disebutkan diatas. Hubungan ini diperkuat lagi dengan hasil uji inferensial. Dari uji inferensial diperoleh hasil bahwa terdapat hubungan yang signifikan antara motivasi kerja dengan kinerja dengan rxy= 0,488 dan hubungan yang signifikan antara kesejahteraan dan kinerja dengan dengan rxy= 0,400 dan hubungan yang signifikan antara motivasi kerja dan kesejahteraan dengan kinerja dengan koefisien korelasi berganda (R) sebesar 0,53 atau 53%. Sedangkan kedua variabel tersebut mempengaruhi kinerja sebesar 28,1 %, artinya 71,9% diduga dipengaruhi faktor lain, seperti kepuasan kerja, lingkungan kerja, kepemimpinan kepala sekolah, dan lain-lain yang memerlukan penelitian tersendiri. Hasil uji inferensial ini mendukung hipotesis penelitian yang diajukan. Jadi dapat disimpulkan bahwa terdapat hubungan yang signifikan antara


109


motivasi kerja dan kesejahteraan terhadap kinerja guru matematika sekolah menengah pertama di kota Pekanbaru. KESIMPULAN Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa : (1) Motivasi kerja guru matematika SMP di kota Pekanbaru tergolong tinggi yaitu rata-rata (81,13%), (2) Kesejahteraan guru matematika SMP di kota Pekanbaru tergolong tinggi yaitu rata-rata (72,6%), (3) kinerja guru matematika SMP di kota Pekanbaru tergolong tinggi yaitu rata-rata (78,6%). (4) Terdapat hubungan yang linier antara motivasi kerja dengan kinerja guru dan besar pengaruhnya sebesar 23,8%, (5) Terdapat yang linier antara kesejahteraan dengan kinerja guru besar pengaruhnya sebesar 16,6%, (6) Terdapat hubungan yang linier antara kesejahteraan dan motivasi kerja terhadap kinerja guru besar pengaruhnya sebesar 28,1%. Namun begitu masih banyak hal-hal yang bisa ditindaklanjuti dari penelitian ini yaitu bagaimana kinerja guru yang sudah disertifikasi dengan yang belum disertifikasi, guru yang PNS dengan honorer (guru bantu), guru dari SMP swasta dengan guru dari SMP negeri dan lainlain yang merupakan penelitian lanjut dari penelitian ini sehingga dapat memberi gambaran secara menyeluruh bagaimana kinerja guru dan tindakan apa atau kebijakan yang dapat dilakukan dengan hasil penelitian ini. DAFTAR PUSTAKA Algifari. 1997. Analisis Statistik Untuk Bisnis; Dengan Regresi, Korelasi dan Nonparametrik. Yogyakarta: BPFE. Algifari. 1997. Statistika Induktif Untuk Ekonomi dan Bisnis. Yogyakarta: UPP AMP YKPN. Alma, Buchari .2009. Guru Profesional. Alfabeta. Bandung. Cetakan kedua A.M, Sardiman 2001. Interaksi Belajar Mengajar. Radja Grafindo Persada. Jakarta. Amaliya, Nofita 2008. Pengaruh Tingkat Kesejahteraan dan Motivasi Kerja Terhadap Kinerja Guru (Studi Kasus SMAN Malang). Universitas Negeri Malang Araska, A. Lusita.2011. Jurus Sukses Menjadi Guru Kreatif, Inspiratif dan Inovatif. Yogyakarta. Arikunto, Suharsimi (2002) Prosedur Penelitian. Rineka Cipta. Bandung. Danim, Sudarwan. Pengembangan Profesi Guru dan Pra Jabatan. Kencana Prenadi Media Group. Dwiloka,B,Riana, R.2005. Teknik Menulis Karya Ilmiah. Rineka Cipta.Jakarta. Cetakan Pertama Hidayatullah, M.Furqan. 2010. Guru Sejati : Membangun Insan Berkarakter Kuat dan Cerdas. Yuma Pustaka. Surakarta. Cetakan ketiga Hudoyo, Herman (1988). Mengajar Belajar Matematika, P2LPTK, Jakarta Husamah. 2011. Teacherpreneur. Jurus Cerdas Menjadi Guru Makmur &Banyak Penghasilan. Interprebook. Yogyakarta. Isnawati, Nurlaela. 2010. Guru Positif-Motivatif. Laksana. Yogyakarta. Janawi. 2011. Kompetensi Guru. Citra Guru Profesional. Alfabeta. Bandung Kane, J.S. 1986. Performance Distribution Assessment. Dalam Berk, R.A (ed). Performance assessment (pp 237-273). Baltmore, John Hopkins, University Perss Maida, Kirania. 2012 Kitab Suci Guru. Motivasi Pembakar Semangat Untuk Guru. Araska Pinang Merah Residence. Yogkarta. Majid .2008. Perencanaan Pembelajaran. Remaja Rosdakarya. Bandung Mason, R.D & Douglas A. Lind. 1996. Teknik Statistik Untuk Bisnis dan Ekonomi, Jilid II. Jakarta: Penerbit Erlangga. Mulyasa 2009. Menjadi Guru Profesional. Remaja Rosdakarya. Bandung. Cetakan kedelapan Musbikin, Imam 2010 Guru yang Menakjubkan. BukuBiru. Yogyakarta


110


Muslich, Masnur. 2007. Sertifikasi Guru Menuju Profesionalisme Pendidik. Bumi Aksara. Jakarta. Cetakan-1 Musfoh, J.2011 Peningkatan Kompetensi Guru. Kencana. Jakarta. Cetakan ke-1 Purwanto, Ngalim 2009. Prinsip-Prinsip & Teknik Evaluasi Pengajaran. Remaja Rosdakarya. Bandung. Cetakan kelimabelas Sardiman, A.R.2001. Interaksi & Motivasi Belajar Mengajar. Radja Grafindo Persada. Jakarta. Subana, Rahadi, M .2000. Statistik Pendidikan. Pustaka Setia Bandung. Cetakan-10 Sudijono, Anas 2011. Pengantar Statistik Pendidikan. Radja Grafindo Persada. Jakarta. Cetakan ke-23 Sudjipto, Kosasi, R.2009. Profesi Keguruan. Rineka Cipta. Jakarta Sugiyono. 2001. Metode Penelitian Administrasi. Bandung: Alfabeta. Uno, Hamzah.2011. Teori Motivasi dan Pengukurannya. Bumi Aksara. Jakarta Usman, H. & R. Purnomo Setiady Akbar. 2000. Pengantar Statistika. Jakarta: Bumi Aksara. Yamin, M, Maisah .2010. Standarisasi Kinerja Guru. Gaung Persada. Jakarta


111


MENINGKATKAN HASIL BELAJAR MATEMATIKA SISWA MELALUI PENERAPAN MODEL PEMBELAJARAN KOOPERATIF DENGAN METODE COURSE REVIEW HOREY Hj.Zetriuslita1) dan Tika Wahyuni2) 1)

Program Studi Pendidikan Matematika FKIP UIR; 2)Alumni Program Studi Pendidikan Matematika FKIP UIR

Abstrak: Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui apakah ada peningkatan hasil belajar matematika siswa dari sebelum dan sesudah dilaksanakan penerapan pembelajaran kooperatif dengan metode CRH pada siswa kelas VII-7 SMPN 10 Pekanbaru tahun pelajaran 2011/2012 yang berjumlah 35 orang siswa dengan 14 siswa laki-laki dan 21 siswa perempuan dengan kemampuan heterogen. Penelitian ini dilatar belakangi oleh rendahnya hasil belajar siswa pada semester ganjil tahun pelajaran 2011/2012 dan kurangnya guru untuk menerapkan suatu model pembelajaran dalam proses pembelajaran. Penelitian ini dilaksanakan pada tanggal 03 Mei 2012 sampai dengan 28 Mei 2012. Penelitian ini merupakan Penelitian Tindakan Kelas (PTK) yang terdiri dari dua siklus. Teknik Pengumpulan data pada penelitian ini dilakukan dengan teknik pengamatan dan teknik tes. Lembar pengamatan akan dianalisis secara deskriptif yang bertujuan untuk mendeskripsikan tentang aktivitas siswa dan guru selama proses pembelajaran berlangsung, sedangkan tes hasil belajar akan dianalisis dengan analisis rata-rata (Mean), Kriteria Ketuntasan Minimum (KKM), untuk mengetahui ada atau tidaknya peningkatan hasil belajar siswa sesudah penerapan pembelajaran kooperatif dengan metode CRH. Hasil penelitian menunjukkan adanya peningkatan hasil belajar matematika siswa kelas VII-7 SMPN 10 Pekanbaru. Hal ini dapat terlihat dari rata-rata skor dasar yakni 45,43% pada ulangan harian 1 menjadi 66,60% kemudian meningkat pada ulangan harian 2 menjadi 75,03%. Dari hasil penelitian dapat diambil kesimpulan bahwa penerapan model pembelajaran kooperatif dengan metode CRH dapat meningkatkan hasil belajar matematika pada siswa kelas VII-7 SMPN 10 Pekanbaru semester genap tahun pelajaran 2011/2012. Kata kunci: model pembelajaran kooperatif, metode Course Review Hore (CRH), Hasil belajar

PENDAHULUAN Pendidikan pada dasarnya merupakan suatu upaya untuk memberikan pengetahuan, wawasan, keterampilan dan keahlian tertentu kepada individu guna mengembangkan dirinya sehingga mampu menghadapi perubahan yang terjadi akibat adanya ilmu pengetahuan dan teknologi. Oleh karena itu masalah pendidikan perlu mendapatkan perhatian dan penanganan yang lebih baik yang menyangkut berbagai masalah yang berkaitan dengan kuantitas, kualitas, dan relevansinya. Salah satunya masalah kualitas pembelajaran matematika. Matematika merupakan salah satu cabang ilmu yang berperan penting bagi cabang ilmu lainnya sehingga matematika sering disebut sebagai raja dari semua ilmu pengetahuan. Karena peranannya yang begitu besar pada dunia pendidikan sehingga matematika menjadi pelajaran yang wajib diikuti disemua jenjang pendidikan yang ada. Meskipun matematika mempunyai peranan penting tetapi banyak siswa yang beranggapan bahwa matematika merupakan pelajaran yang sukar untuk dipelajari. Padahal sulit tidaknya pelajaran itu tergantung pada siswa sendiri, berhasil atau tidaknya menerima pelajaran. Sehingga diperlukan peranan seorang guru untuk meyakinkan siswa


112


bahwa pelajaran matematika tidaklah sulit, karena dengan adanya fikiran-fikiran yang seperti itu dapat mempengaruhi keberhasilan dalam proses pembelajaran matematika. Keberhasilan proses kegiatan belajar mengajar pada pembelajaran matematika dapat diukur dari keberhasilan siswa yang mengikuti kegiatan pembelajaran tersebut. Keberhasilan itu dapat dilihat dari tingkat pemahaman, penguasaan materi serta prestasi belajar siswa. Semakin tinggi tingkat pemahaman maka semakin tinggi pula tingkat keberhasilan pembelajaran. Namun dalam kenyataannya prestasi belajar matematika yang dicapai siswa masih rendah. Adapun tujuan pembelajaran matematika yang tercantum dalam Badan Standar Nasional Pendidikan (BSNP,2006) adalah : 1) Memahami konsep matematika, menjelaskan keterkaitan antarakonsep dan mengaplikasikan konsep atau algoritma, secara luwes, akurat, efisien, dan tepat, dalam pemecahan masalah; 2) Menggunakan penalaran pada pola dan sifat, melakukan manipulasi matematika dalam membuat generalisasi, menyusun bukti atau menjelaskan gagasan dan pernyataan matematika; 3) Memecahkan masalah yang meliputi kemampuan memahami masalah, merancang model matematika, memyelesaikan model dan menafsirkan solusi yang diperoleh; 4) Mengomunikasikan gagasan dengan symbol, tabel, diagram, atau media lain untuk memperjelas keadaan atau masalah; 5) Memiliki sikap menghargai kegunaan-kegunaan matematika dalam kehidupan, yaitu memilki rasa ingin tahu, perhatian, dan minat dalam mempelajari matematika, serta sikap ulet dan percaya diri dalam pemecahan masalah. Berdasarkan hasil observasi yang peneliti lakukan pada tanggal 3, 5 dan 6 Oktober 2011 di kelas VII7 SMPN 10 Pekanbaru khususnya pada mata pelajaran matematika, peneliti melihat dalam proses belajar mengajar, ceramah masih mendominasi cara guru dalam menyampaikan materi pelajaran sehingga proses belajar mengajar yang terjadi belum terpusat kepada siswa tetapi berpusat pada guru. Penyampaian materi pelajaran dengan ceramah membuat siswa menjadi bosan ditambah lagi dengan suasana yang terjadi ketika proses pembelajaran berlangsung. Kegiatan proses belajar mengajar di kelas VII7 SMPN 10 Pekanbaru ini berlangsung pada siang hari. Tentu saja kondisi ini juga mendukung kebosanan yang dirasakan oleh siswa. Ini tentu saja berdampak pada minat siswa untuk memperhatikan penjelasan guru. Karena guru mendominasi kegiatan pembelajaran, siswa merasa jenuh hanya beberapa orang siswa saja yang memperhatikan guru, sebahagian dari siswa ada yang mengantuk di dalam ruang kelas, ada beberapa orang siswa yang bercerita dengan teman sebangkunya dan ada juga yang sibuk dengan diri mereka sendiri. Hal ini peneliti temukan ketika berada di dalam kelas, karena pada saat kegiatan observasi peneliti memperhatikan dari belakang kelas sehingga peneliti dapat melihat kegiatan yang dilakukan siswa di dalam ruangan kelas. Proses komunikasi yang tadinya diharapkan terjadi tidak terjadi. Hal ini tentu saja berdampak pada hasil belajar siswa. Hasil belajar siswa masih tergolong rendah. Rendahnya hasil belajar matematika siswa dapat dilihat dari ketercapaian KKM hasil belajar matematika pada dua materi pokok yang telah dilaksanakan di kelas VII7 SMPN 10 Pekanbaru yang terlihat pada pada tabel 1 Tabel 1. Ketercapaian KKM Hasil Belajar Matematika Siswa Kelas VII7 SMPN 10 Pekanbaru pada Dua Materi Pokok di Semester Ganjil Tahun Ajaran 2011/2012 Jumlah Jumlah Siswa yang Persentase No. Materi Pokok KKM Siswa Mencapai KKM Ketercapaian KKM 1. Bilangan bulat 35 3 9,4 % 75 2. Pecahan 35 9 28 % Sumber : Guru mata pelajaran matematika SMPN 10 Pekanbaru

Dari Tabel 1 diatas terlihat bahwa hasil belajar matematika siswa pada setiap materi pokok yang telah diberikan masih sangat rendah. Secara klasikal hasil belajar siswa belum mencapai ketuntasan yang telah ditetapkan oleh guru mata pelajaran matematika dalam Kriteria Ketuntasan Minimum (KKM) yaitu 75.


113


Penyebab rendahnya hasil belajar melalui observasi di kelas VII7 SMPN 10 Pekanbaru ini khususnya pada mata pelajaran matematika adalah kurangnya partisipasi siswa untuk terlibat aktif dalam proses pembelajaran. Hal ini dikarenakan siswa cendrung menerima penjelasan yang diberikan oleh guru dan tidak terlibat aktif selama proses pembelajaran berlangsung. Dari hasil wawancara dan observasi, peneliti memandang perlu adanya satu perubahan pada proses pembelajaran yang dilaksanakan, karena proses pembelajaran masih terpusat pada guru yang mengakibatkan siswa menjadi pasif. Peneliti memandang perlunya suatu metode pembelajaran yang dapat memberikan konstribusi dalam upaya perbaikan proses pembelajaran matematika dan meningkatkan hasil belajar siswa yaitu dengan menerapkan model pembelajaran kooperatif dengan metode Course Review Horey (CRH). Dengan memperhatikan permasalahan tersebut dan dengan mengkaji kelebihannya, metode CRH dipandang cocok untuk diterapkan di dalam pembelajaran matematika. Sehingga berdasarkan uraian di atas peneliti ingin mengadakan penelitian dengan judul Penerapan Model Pembelajaran Kooperatif dengan Metode Course Review Horey Untuk Memperbaiki Proses Pembelajaran dan Meningkatkan Hasil Belajar Matematika siswa Kelas VII7 SMPN 10 Pekanbaru tahun ajaran 2011/2012. Adapun rumusan masalah dalam penelitian ini adalah apakah dengan penerapan model pembelajaran kooperatif dengan metode CRH dapat memperbaiki proses pembelajaran dan meningkatkan hasil belajar matematika siswa kelas VII7 SMPN 10 Pekanbaru tahun ajaran 2011/2012? Sesuai dengan permasalahan yang diketahui, maka tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah untuk memperbaiki proses pembelajaran dan meningkatkan hasil belajar matematika siswa kelas VII7 SMPN 10 Pekanbaru tahun ajaran 2011/2012 melalui penerapan model pembelajaran kooperatif dengan metode CRH. METODE PENELITIAN Bentuk penelitian ini adalah penelitian tindakan kelas (PTK). Wardani (2006: 14) menyatakan bahwa Penelitian Tindakan Kelas (PTK) atau Class Action Research adalah penelitian yang dilakukan oleh guru di kelasnya sendiri melalui refleksi diri dengan tujuan untuk memperbaiki kinerjanya sehingga hasil belajar selalu meningkat. Menurut Suharsimi (2010: 16) model penelitian tindakan kelas secara garis besar terdapat empat tahapan yang lazim dilalui, yaitu (1) perencanaan, (2) pelaksanaan tindakan, (3) pengamatan, dan (4) refleksi. Data yang diperoleh pada penelitian ini dianalisis untuk mengetahui aktivitas guru dan siswa selama proses pembelajaran serta ketercapaian KKM. Teknik analisis yang digunakan adalah analisis deskriptif, yaitu teknik analisis yang bertujuan untuk menggambarkan data aktivitas guru dan siswa selama proses pembelajaran, analisis data penghargaan kelompok dan data keberhasilan tindakan. Data yang akan dianalisis dalam penelitian ini adalah data tentang aktivitas guru dan siswa diamati selama proses pembelajaran diperoleh dari lembar pengamatan. Dengan adanya analisis data ini akan terlihat bagaimana guru melaksanakan proses mengajar dan bagaimana siswa mengikuti proses belajar yang berlangsung dengan melihat kelemahan-kelemahan yang terdapat selama proses pembelajaran yang bertujuan untuk refleksi. Pengamatan dilakukan terhadap aktivitas guru dan siswa dengan mengisi lembar pengamatan. Dta hasil belajar dianalisis dengan menggunakan kriteria ketercapaian KKM dan analisis rata-rata hasil belajar siswa. HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Aktivitas Guru dan Siswa Untuk mengetahui aktivitas guru dan siswa dengan penerapan model pembelajaran kooperatif metode CRH yang dilakukan selama proses pembelajaran dapat dilihat dari hasil


114


pengamatan sebelumnya dan pada lembar hasil pengamatan. Pengamatan pada siklus pertama, dari hasil pengamatan yaitu pada: a.

Kegiatan Awal Aktifitas yang dilakukan guru sudah cukup baik, namun pada saat meminta ketua kelas untuk mempersiapkan teman-teman satu kelasnya membaca doa sebaiknya guru lebih memperhatikan terlebih dahulu seluruh siswa agar tidak ada lagi yang tidak membaca doa, selain itu guru juga harus tegas dalam meminta siswa mengumpulkan pekerjaan rumah yang telah diberikan sehingga tidak ada lagi siswa yang tidak mengumpulkan pekerjaan rumah. Ketika menyampaikan tujuan pembelajaran yang ingin dicapai sebaiknya guru harus lebih antusias dan memberi penegasan karena nantinya siswa akan mengerti untuk apa mempelajari materi yang akan disampaikan. Dalam memberikan apersepsi dan motivasi terlihat guru sudah cukup baik namun guru harus lebih bisa memberikan contoh-contoh yang nyata agar siswa bisa mengaitkannya dalam pembelajaran yang dilakukan serta berilah contoh yang mudah ditemukan dalam kehidupan. b. 1)

Kegiatan Inti Eksplorasi Dalam kegiatan eksplorasi yang dilaksanakan oleh guru terlihat dalam penyampaian materi guru belum bisa mengoptimalkan waktu, guru terlalu lama dalam menyampaikan materi sehingga waktu yang tadinya direncanakan tidak terlaksana sebagaimana semestinya. Guru harus lebih meningkatkan aktifitasnya ketika berinteraksi dengan siswa secara lebih baik agar siswa mampu untuk bertanya dan mempunyai keinginan untuk bertanya terhadap materi yang belum mereka kuasai. 2) Elaborasi Dalam kegiatan elaborasi, aktifitas yang dilakukan guru belum berjalan sesuai dengan rencana. Guru belum bisa bersikap adil dalam membimbing peserta didik bekerja di dalam kelompoknya. Guru belum bisa mengkondisikan siswa untuk bekerja di dalam kelompoknya sehingga ditemukannya siswa yang bermain-main ketika mengerjalakan pekerjaan kelompoknya dan ada juga siswa yang hanya menunggu jawaban dari teman kelompoknya sehingga siswa tidak memahami materi yang dipelajari. Selain itu dalam menunjuk perwakilan dari masing-masing anggota kelompok untuk mempresentasikan hasil kerjanya terlihat guru belum tegas. Dalam meminta siswa mengumpulkan LKS maupun CRH guru harus lebih tegas dan tidak membuangbuang waktu, selain itu soal CRH yang diberikan sebaiknnya diperhatikan lagi agar tidak menimbulkan jawaban ganda. 3) Konfirmasi Tahapan konfirmasi yang dilaksanakan oleh guru belum berjalan dengan baik sebagaimana semestinya. Guru belum bisa memberikan umpan balik dan penguatan kepada siswa, selain itu juga guru belum bisa secara baik menjadi fasilitator dalam menjawab pertanyaan dari peserta didik yang mengalami kesulitan. c.

Kegiatan Akhir Guru belum bisa melaksanakan kegiatan akhir dengan baik. Kegiatan akhir yang dilaksanakan guru pada setiap kali pertemuan belum berlangsung sesuai dengan RPP. Guru masih sulit memberi kesimpulan dan mengajak siswa dalam membuat kesimpulan. Selain itu dalam meminta siswa untuk mempelajari materi berikutnya guru juga belum sepenuhnya baik dalam melaksanakan tahapan ini. Adapun hasil pengamatan guru pada siklus kedua, yaitu : a. Kegiatan Awal Secara menyeluruh kegiatan yang dilakukan guru pada kegiatan awal ini sudah lebih baik dari pada siklus pertama. Guru sudah mampu memberi penegasan ketika menyampaikan tujuan


115


pembelajaran sehingga siswapun mengerti untuk apa mempelajari materi ini. Sikap siswa juga sudah mulai baik, siswa berdoa dengan tertib dan siswa sudah sadar untuk mempersiapkan dirinya mengikuti pembelajaran yang akan dilaksanakan. b. Kegiatan Inti 1) Eksplorasi Dalam menyampaikan materi pembelajaran guru telah mampu menyampaikannya dengan benar, guru menjelaskan materi secara garis besar sehingga waktu yang direncanakan berjalan sesuai dengan rencana. Guru sudah mampu mengoptimalkan waktu. Selain itu sikap yang ditunjukkan oleh siswa ketika memperhatikan guru sudah baik. Siswa sudah disiplin dan tidak bermain-main lagi sehingga proses pembelajaran berlangsung dengan benar dan menyenangkan. 2) Elaborasi Kegiatan elaborasi yang dilaksanakan guru pada siklus kedua ini sudah baik. Guru sudah mulai tegas ketika meminta siswa mengumpulkan LKS dan lembar jawaban CRH. Selain itu juga guru sudah mampu bersikap adil dalam membimbing siswa dalam mengerjakan LKS sebagai tugas individunya. Dalam membacakan soal CRH guru sudah baik sehingga tahapan pelaksanaan CRH ini berjalan dengan benar. Aktifitas yang dilaksanakan oleh siswapun sudah baik. Siswa sudah mampu mempresentasikan hasil dari kerja kelompok mereka secara lebih baik, dalam mengerjakan LKS siswa sudah mulai tenang dan tidak hanya menunggu jawaban dari teman sekelomponya. Siswa sudah terbiasa dengan metode pembelajaran ini sehingga interaksi yang terjadi juga berjalan dengan baik. 3) Konfirmasi Dalam kegiatan konfirmasi guru sudah mampu memberikan umpan balik positif dengan baik. Penguatan yang diberikan oleh guru kepada siswapun berjalan dengan baik sehingga minat peserta didik untuk mengikuti pembelajaran meningkat. Guru yang bertugas sebagai fasilitator telah melaksanakan tugasnya dengan baik dalam menjawab pertanyaan peserta didik yang mengalami kesulitan. c.

Kegiatan Akhir Kegiatan akhir yang dilaksanakan pada siklus kedua ini sudah berjalan dengan benar. Guru sudah mampu membimbing siswa dalam membuat kesimpulan. Selain itu ketika meminta siswa untuk mempelajari materi berikutnya guru sudah terlihat tegas sehingga siswa pun memperhatikan dengan baik penjelasan yang diberikan oleh guru . Dari uraian di atas dari pertemuan ke 1 hingga pertemuan ke 6 terlihat bahwa aktivitas guru dan siswa secara keseluruhan sudah berjalan dengan baik dan sudah sesuai dengan rencana pelaksanaan pembelajaran yang telah dibuat oleh guru yang bersangkutan dan sesuai dengan ketentuan tata cara kelompok kooperatif dengan metode CRH. 2. Analisis Keberhasilan Tindakan a. Analisis Ketercapaian KKM Setiap Indikator Pada UH I dan UH II Analisis keberhasilan tindakan pada siklus I dan II dalam penelitian ini dianalisis dengan melihatjumlah siswa yang mencapai KKM sesuai dengan yang ditetapkan sekolah yaitu 75 dari nilai hasil belajar siswa pada nilai dasar, Ulangan Harian I dan II. Ketuntasan belajar siswa dapat juga dilihat dari analisis hasil belajar matematika siswa untuk setiap indikator. Adapun hasil belajar siswa untuk setiap indikator pada ulangan harian I dan ulangan harian II dapat dilihat pada Tabel 2 dan Tabel 3 berikut Tabel 2. Analisis Ketuntasan Belajar Matematika Siswa Ulangan Harian I untuk setiap Indikator Soal Jumlah Siswa Persentase No. Indikator Ketercapaian Tuntas Ketercapaian 1 Menjelaskan pengertian segitiga 28 80% 2 Menjelaskan jenis-jenis segitiga berdasarkan sisi-sisinya dan 6 17,14% SESI PARALEL MATEMATIKA

116


3 4 5 6

besar sudutnya Mengidentifikasi sifat-sifat segitiga Menggunakan hubungan sudut dalam dan sudut luar segitiga Menemukan rumus keliling dan luas segitiga Menghitung keliling dan luas segitiga dalam pemecahan masalah Sumber : Data olahan peneliti

9 25 30

25,71% 74,29% 85,71%

8

22,86%

Tabel 3 Analisis Ketuntasan Belajar Matematika Siswa Ulangan Harian II untuk setiap Indikator Soal Jumlah Siswa Persentase No Indikator Pembelajaran Tuntas Ketercapaian Siswa dapat melukis segitiga yang diketahui tiga sisinya, dua 1 18 51,43% sisi satu sudut apitnya atau satu sisi dan dua sudut Melukis garis tinggi, garis bagi, garis berat, dan garis sumbu 2 20 57,14% suatu segitiga 3 Melukis segitiga sama kaki dan segitiga sama sisi 26 74,29% Sumber : Data olahan peneliti

b. Analisis Ketercapaian KKM Pada Skor Dasar, UH I dan UH II Besarnya persentase ketercapaian KKM pada Skor Dasar, Ulangan Harian I dan Ulangan Harian II dapat dilihat pada Tabel 4 berikut : Tabel 4 Persentase Ketercapaian KKM pada Skor Dasar, Ulangan Harian I dan Ulangan Harian II Tindakan Jumlah Siswa yang Mencapai KKM Persentase Skor Dasar 6 17,14 Skor Ulangan Harian I 9 25,71 Skor Ulangan Harian II 23 65,71 Sumber : Data olahan peneliti

Dari tabel 4 di atas terlihat bahwa jumlah siswa yang mencapai KKM mengalami peningkatan dari skor dasar ke ulangan harian I dan dari ulangan harian I ke ulangan harian II. Jumlah siswa yang mencapai KKM 75 pada ulangan harian II meningkat dari pada ulangan harian I. Dari skor dasar ke ulangan harian I terjadi peningkatan 3 orang yang tuntas KKM dengan persentase peningkatan sebesar 8,57% sedangkan dari ulangan harian I ke ulangan harian II terjadi peningkatan 14 orang yang tuntas KKM dengan persentase peningkatan sebesar 40%, maka dari penjelasan tersebut dapat dikatakan bahwa hasil belajar matematika siswa meningkat melalui penerapan pembelajaran kooperatif dengan metode Course Review Horey (CRH). c. Analisis Rata-rata Hasil Belajar Berdasarkan hasil Ulangan Harian I dan II serta skor dasar yang diperoleh siswa, dapat dilihat peningkatan hasil belajar matematika siswa dengan menggunakan rata-rata. Adapun ratarata hasil belajar siswa pada skor dasar, ulangan harian I dan II dapat dilihat pada tabel 5 berikut: Tabel 5 Analisis Rata-rata Hasil Belajar Siswa Pada Skor Dasar, UH I dan UH I Skor Dasar UH I UH II Rata-rata Hasil Belajar 45,43 66,60 75,03 Sumber : Data olahan peneliti

Berdasarkan tabel 5 di atas terlihat bahwa rata-rata hasil belajar matematika siswa setelah dilakukan tindakan yaitu pada siklus I yang terlihat dari hasil ulangan harian I dan siklus II yang terlihat dari UH II terjadi peningkatan dibandingkan dengan sebelum tindakan (skor dasar). Hal ini jelas menyatakan bahwa rata-rata hasil belajar siklus I meningkat dibandingkan dengan skor dasar yaitu sebesar 21,17 dan rata-rata hasil belajar siklus II yaitu sebesar 8,43. Dengan demikian dapat SESI PARALEL MATEMATIKA

117


disimpulkan bahwa hasil belajar siswa dapat ditingkatkan dengan penerapan model pembelajaran kooperatif dengan metode CRH. Dari analisis data tentang aktivitas siswa dan guru yang telah terjadi terlihat berjalan sesuai dengan perencanaan. Berdasarkan pengamatan peneliti, terlihat siswa lebih bersemangat dalam belajar dan lebih berpartisipasi dalam proses pembelajaran. Dalam mengikuti setiap aktivitas pembelajaran siswa berusaha memahami materi dengan cara bertanya pada teman, bertanya kepada guru, menyimak penjelasan teman yang mempresentasikan hasil diskusi. Dari analisis data yang diperoleh menunjukkan bahwa adanya peningkatan hasil belajar matematika siswa kelas VII7 SMP Negeri 10 Pekanbaru semester genap tahun pelajaran 2011/2012 setelah dilaksanakan tindakan kelas melalui pembelajaran kooperatif dengan metode CRH. Hal ini terlihat dari jumlah siswa yang mencapai KKM mengalami peningkatan pada sikuls II dari skor dasar, dimana pada ulangan harian II siswa mencapai KKM sebanyak 23 orang siswa atau 65,71%. Jumlah tersebut meningkat dari siswa yang mencapai KKM pada skor dasar yaitu 6 orang atau 17,14% dan 9 orang siswa pada siklus I atau 25,71% pada ulangan harian I. Berdasarkan uraian di atas, penerapan pembelajaran kooperatif dengan metode CRH merupakan salah satu cara yang dapat diterapkan guru untuk meningkatkan hasil belajar dalam mata pelajaran matematika. Dalam penerapan model pembelajaran kooperatif dengan metode CRH, terlihat siswa tidak hanya menunggu informasi dari guru, melainkan siswa harus terlibat aktif dalam mencari informasi. Dalam hal ini siswa akan terbiasa untuk mengeluarkan idea tau gagasan, selanjutnya siswa akan terbiasa untuk bekerja same dalam kelompok. Dengan penerapan model pembelajaran ini, siswa menjadi lebih aktif dan mampu tampil di depan kelas untuk mempresentasikan hasil kerja mereka. Sebagaimana yang dikemukan oleh (Rachmad, 2009: http://wywld.wordpress.com) metode CRH merupakan suatu metode pembelajaran yang dapat menciptakan suasana kelas menjadi meriah dan menyenangkan karena setiap siswa yang dapat menjawab benar maka siswa tersebut diwajibkan berteriak ‘horey’ atau yel-yel lainnya yang disukai sehingga metode CRH ini merupakan salah satu metode pembelajaran yang dapat memberikan konstribusi yang baik dalam meningkatkan hasil belajar siswa. Berdasarkan uraian di atas, dapat disimpulkan bahwa hasil belajar matematika siswa dapat ditingkatkan dengan model pembelajaran kooperatif dengan metode CRH. Jadi, hasil analisis tindakan ini mendukung hipotesis tindakan yang diajukan yaitu penerapan model pembelajaran kooperatif dengan metode CRH dapat memperbaiki proses pembelajaran dan meningkatkan hasil belajar matematika siswa kelas VII7 SMPN 10 Pekanbaru khususnya pada materi pokok bangun datar segitiga semester genap tahun ajaran 2011/2012. KESIMPULAN Berdasarkan hasil analisis data yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa penerapan model pembelajaran kooperatif dengan metode course review horey dapat memperbaiki proses pembelajaran dan meningkatkan hasil belajar matematika siswa kelas VII7 SMP Negeri 10 Pekanbaru tahun ajaran 2011/2012. Berdasarkan kesimpulan hasil penelitian yang diperoleh, maka peneliti menyarankan kepada pembaca : 1. Dalam penerapan pembelajaran model kooperatif dengan metode CRH, sebaiknya guru memperhatikan pembagian waktu dalam kerja kelompok, penyajikan hasil diskusinya, dan pengerjaan dari soal CRH sehingga siswa mempunyai kesempatan yang cukup untuk menunjukkan penguasaan konsep yang dimilikinya di depan kelas. 2. Supaya guru memperhatikan lagi soal CRH yang dibuat jangan sampai ada jawaban ganda yang membingungkan siswa dalam menjawabnya. 3. Supaya guru lebih mempertegas siswa dalam penulisan nomor soal secara acak dan juga guru membacakan soal CRH secara acak


118


4. Penerapan pembelajaran model kooperatif dengan metode CRH dapat menjadi salah satu model pembelajaran yang dapat diterapkan untuk proses pembelajaran di sekolah dalam rangka meningkatkan hasil belajar matematika 5. Model pembelajaran ini dapat dijadikan sebagai salah satu model pembelajaran yang dapat digunakan untuk membiasakan siswa bekerja sama diantara sesama siswa dengan pertanggung jawaban individu. DAFTAR PUSTAKA Amir Amjad, dkk. (2010). Buku Panduan Akademik, PPL & Ilmu Pendidikan. Pekanbaru : FKIP UIR PRESS Anita Lie. (2010). Cooperative Learning – Mempraktikkan Cooperative Learning di Ruang-ruang Kelas. Jakarta : Grasindo Agus Suprijono. (2010). Cooperative learning Teori dan Aplikasi Paikem. Surabaya: Pustaka Belajar BSNP. (2006). Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan. Jakarta : Pusat Kurikulum Balitbang Depdiknas Dimyati & Mudjiono. (2010). Belajar dan Pembelajaran. Jakarta : Rineka Cipta Dola Nevia Andini. 2010. Model Pembelajaran Course Review Horey. http://idrismatematika.blogspot.com/2011/01/model-course-review-horay.html (26 November 2011) Gitta Faolina. (2011). Model Pembelajaran Course Review Horey. http://gittafaolina.blogspot.com/2011/11/model-pembelajaran-course-review-horay Kunandar. (2011) .Penelitian Tindakan kelas sebagai pengembangan profesi guru. Jakarta : Rajawali Pers Latifa Rachmawati. (2009). Model Pembelajaran Course Review Horey. http://etd.eprints.ums.ac.id/2919/ (15 Januari 2011) Nana Sudjana. (2008). Dasar-dasar proses belajar mengajar. Bandung: Sinar Baru Algensindo Nana Sudjana. (2009). Penilaian Hasil Proses Belajar Mengajar. Bandung: Remaja Rosdakarya Oemar Hamalik. (2009). Proses Belajar Mengajar. Jakarta : Bumi Aksara Rachmad Widodo. (2007). Model Pembelajaran Course Review Horey. http://wywld.wordpress.com/2009/11/10/model-pembelajaran-20-course-review-horay/ (3 Januari 2011) Rusman. (2011). Model-Model Pembelajaran – Mengembangkan Profesionalisme Guru. Jakarta : Grafindo Persada Slameto. (2010). Belajar dan Faktor-faktor yang Mempengaruhinya. Jakarta : Rineka Cipta Slavin, RE. (1995). Cooperative Learning theory, Research and Practice. America: Ally and Bacon Slavin, RE. (2010). Cooperative learning Teori Riset dan praktik. (Narulita Yusron. Terjemahan). Bandung : Nusa Media Suharsimi Arikunto, dkk. (2010). Penelitian Tindakan Kelas. Jakarta: Bumi Aksara Syaiful Sagala. (2009). Kemampuan Profesional Guru dan Tenaga Kependidikan. Bandung : Alfabeta Wardani, dkk. (2006). Penelitian Tindakan Kelas. Jakarta : Pusat Penerbitan Universitas Terbuka


119


SESI PARALEL FISIKA

SESI PARALEL FISIKA

120


PENGEMBANGAN MODUL ASTRONOMI BERBASIS INTEGRASI INTERKONEKSI DENGAN TEMA PENGUKURAN ARAH KIBLAT MENGGUNAKAN AZIMUTH MATAHARI Ahmad Adib Rofiuddin1, Winarti2, dan Iwan Kuswidi3 1,2)

Pendidikan Fisika UIN Sunan Kalijaga Yogyakarta; 3) Pendidikan Matematika UIN Sunan Kalijaga Yogyakarta E-mail: [email protected]

Abstrak: Penelitian ini bertujuan untuk: (1) mengembangkan modul astronomi yang berbasis integrasi interkoneksi; (2) mengetahui kualitas modul yang telah dikembangkan; (3) mengetahui respon mahasiswa terhadap modul yang dikembangkan. Penelitian ini merupakan penelitian pengembangan atau Research and Development (R&D).Desain penelitian yang digunakan mengadaptasi pada pengembangan perangkat model 4-D ( Define, Design, Develop, and Disseminate). Model ini menggunakan 4 tahap pengembangan yakni pendefinisian, perancangan, pengembangan, dan penyebaran. Untuk mengetahui data kualitas modul yang dikembangkan, maka digunakan metode angket. Kemudian dilakukan uji terbatas kepada 6 mahasiswa dan diujiluaskan kepada 30 mahasiswa yang mengambil mata kuliah astronomi. Kata kunci: Modul, Astronomi, Integrasi-Interkoneksi, Azimuth Matahari.

PENDAHULUAN Pendidikan, khususnya di tingkat perguruan tinggi diharapkan memberikan output yang dapat menerapkan ilmunya untuk kemaslahatan umat di lingkungan sekitarnya. Hal ini sesuai dengan Tri Dharma perguruan tinggi yang salah satunya adalah pengabdian masyarakat. Salah satu mata kuliah di UIN Sunan kalijaga Yogyakarta yang diharapkan mampu memenuhi harapan tersebut adalah mata kuliah Astronomi. Melalui Astronomi, mahasiswa mempelajari berbagai fenomena benda langit serta manfaatnya bagi kehidupan masyarakat, khususnya Islam yang banyak menggunakan Ilmu Astronomi dalam penentuan peristiwa besar. Peristiwa besar yang menggunakan ilmu astronomi diantaranya adalah penentuan awal bulan qomariyah, waktu sholat dan penentuan arah kiblat. Arah kiblat merupakan fenomena yang banyak mengemuka belakangan ini. Banyak masjidmasjid di sekitar kita yang belum sempurna arah kiblatnya. Hal ini terbuti dengan banyaknya masjid yang memiringkan shofnya ke arah kiblat dan tidak sesuai dengan arah bangunan. Hal ini dikarenakan proses penentuan arah kiblat pada zaman dahulu masih menggunakan alat yang tidak mempunyai ketelitian yang tinggi seperti kompas dan rubuk mujayyab yang terbukti tidak sesuai alat pengukuran arah kiblat zaman sekarang. Dengan semakin berkembangnya teknologi saat ini, banyak metode yang digunakan untuk mengukur arah kiblat dengan perlengkapan modern seperti Theodolit, GPS dan sebagainya. Sayangnya metode-metode yang digunakan belum bisa diimplementasikan kepada masyarakat luas karena mahalnya alat dan perlengkapan yang digunakan. Pengukuran arah kiblat saat ini hanya mampu dilakukan oleh pihak terkait (Kementrian Agama) yang merupakan pihak yang memang menangani masalah tersebut dan memiliki fasilitas yang dibutuhkan. Melihat fenomena tersebut banyak ilmuan fisika khususnya dosen dan praktisi astronomi mencoba untuk melakukan terobosan baru dalam penentuan arah kiblat. Salah satu metode yang dikembangkan adalah dengan menggunakan azimuth matahari. Kelebihan dari azimuth matahari adalah pengukuran yang dilakukan tidak menggunakan alat yang mahal, cukup

SESI PARALEL FISIKA

121


dengan alat yang sederhana dan dengan metode yang sederhana pengukuran arah kiblat sudah dapat dilakukan. Namun demikian, ada beberapa kendala yang dihadapi. Salah satunya adalah belum adanya media yang memadai untuk menyampaikan konsep azimuth matahari kepada mahasiswa dan masyarakat sehingga mahasiswa masih merasa kesulitan dalam memahami dan mengimplementasikan konsep tersebut. Berdasarkan uraian tersebut, makalah ini akan membahas tentang pengukuran arah kiblat menggunakan azimuth matahari. Diharapkan dapat menciptakan suatu media yang dapat mengembangkan kemampuan mahasiswa untuk bereksperimen, serta dapat membantu mahasiswa menerapkan ilmu yang didapat di bangku kuliah di lingkungan masyarakat dengan metode yang mudah dan biaya yang cukup terjangkau. LANDASAN TEORI 1. Pembelajaran Fisika Pada hakikatnya belajar fisika sama halnya belajar sains, karena fisika merupakan bagian tak terpisahkan dari sains. Fisika adalah ilmu yang paling fundamental dan mencakup semua sains (Siregar, 2003). Hal yang dipelajari dalam sains adalah sebab-akibat, hubungan kausal dari kejadian-kejadian yang terjadi di alam. Fisika termasuk pengetahuan yang memerlukan intelektualitas yang tinggi sehingga sebagian besar siswa mengalami kesulitan mempelajarinya. (Sutarto, 2005) menyatakan bahwa: Fisika mencakup tiga pengetahuan yaitu pengetahuan sosial yang didasarkan obyek atau peristiwa, pengetahuan fisik yang didasarkan pada pengalaman langsung tentang obyek atau peristiwa, dan pengetahuan logika-matematika yang melibatkan kemampuan berabstraksi atau banyak melibatkan kemampuan dalam melakukan gambaran mental. Belajar fisika bukan hanya sekedar bisa matematika, tetapi lebih jauh siswa diharapkan mampu memahami konsep yang terkandung di dalamnya, memahami permasalahan dan menyelesaikannya secara matematis. Tujuan fisika yakni mengamati, memahami, dan memanfaatkan gejala-gejala alam yang melibatkan zat dan energi. Fisika dipandang sebagai suatu proses dan sekaligus produk sehingga dalam pembelajarannya harus mempertimbangkan strategi atau metode pembelajaran yang efektif dan efesien. Carin dan Sund mendefinisikan IPA sebagai pengetahuan yang sistematis, dan tersusun secara teratur, berlaku umum (universal), dan kumpulan dari data observasi dan eksperimen. 2. Modul Modul dirumuskan sebagai salah satu unit lengkap yang berdiri sendiri, terdiri dari rangkaian kegiatan belajar yang disusun untuk membantu peserta didik dalam mencapai sejumlah tujuan belajar yang telah dirumuskan secara spesifik dan rasional (Basyirudin Umar,2002). Menurut Vembrianto (1985) ciri-ciri pembelajaran modul adalah: a) Modul merupakan paket pembelajaran b) Adanya pengakuan atas perbedaan individual anak c) Memuat rumusan atas perbedaan individual anak d) Adanya asosiasi struktur dan urutan pengetahuan, penggunaan berbagai macam media e) Adanya partisipasi aktif dari peserta didik dalam proses belajar mengajar f) Adanya reinforcement langsung terhadap respon mahasiswa g) Adanya evaluasi terhadap penguasaan siswa atau hasil belajar Menurut Muhammad Rasyid (2010) sebuah modul bisa dikatakan baik dan menarik apabila terdapat karakteristik sebagai berikut: a) Self Instructional: yaitu melalui modul tersebut sesorang atau peserta belajar mampu membelajarkan diri, tidak tergantung pada pihak lain

SESI PARALEL FISIKA

122


b) Self Contained: yaitu seluruh materi pembelajaran dari satu unit kompetensi atau sub kompetensi yang dipelajari terdapat di dalam satu modul secara 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. d) Adaptive: modul hendaknya memiliki daya adaptif yang tinggi terhadap perkembangan ilmu dan teknologi. e) Use Friendly: modul hendaknya bersahabat dengan pemakainya. 3. Integrasi Interkoneksi Menutut Abudin Nata (2010) Pendekatan integrasi interkoneksi merupakan upaya mempertemukan antara ilmu – ilmu agama dan ilmu umum termasuk di dalamnya ilmu fisika. Dengan adanya interaksi antara ilmu agama dengan ilmu fisika ini diharapkan dapat memperkuat satu sama lain, sehingga bangunan keilmuan masing–masing akan semakin kokoh. Implementasi pendekatan integrasi interkoneksi antara ilmu fisika dan ilmu–ilmu agama dapat dilakukan pada level materi maupun filosofi. Beberapa kemungkinan yang dapat dikembangkan antara lain: a. Konsep–konsep ilmu fisika diintegrasi interkoneksikan dengan konsep-konsep ilmu agama b. Konsep-konsep ilmu fisika diintegrasi-interkoneksikan dengan filosofi atau nilai-nilai yang terkandung dalam konsep-konsep ilmu agama c. Nilai-nilai yang terkandung dalam konsep-konsep ilmu fisika diintegrasi-interkoneksikan dengan konsep-konsep ilmu agama d. Filosofi (nilai-nilai) yang terkandung dalam konsep-konsep ilmu fisika diintegrasiinterkoneksikan dengan filosofi (nilai-nilai) yang terkandung dalam konsep-konsep ilmu agama. Pada tiap level diatas, dapat dikembangkan menjadi enam kemungkinan model integrasiinterkoneksi, yaitu similarisasi, parerelisasi, komplementasi, komparasi, induktifikasi dan verifikasi (Pokja UIN, 2010). 4. Azimuth Matahari Azimuth sebuah benda langit adalah jarak dari titik utara ke lingkaran vertikal yang dilalui benda langit tersebut, diukur sepanjang lingkaran horizon searah perputaran jarum jam melalui titik timur, titik selatan, sampai ke titik barat (Jamil, 2009). Dalam buku lain juga disebutkan bahwa azimuth atau As – Samtu adalah arah, yaitu harga suatu sudut untuk matahari atau bulan yang dihitung sepanjang horizon atau ufuk. Biasanya diukur dari titik utara ke timur sampai pada titik perpotongan antara lingkaran vertikal yang melewati matahari dengan lingkaran horizon (Muhyiddin Khozin, 2005). Sedangkan azimuth matahari merupakan besarnya arah matahari pada suatu tempat dan waktu di permukaan bumi. Dengan adanya azimuth matahari ini, maka cara pengukuran arah kiblat dapat ditentukan dengan mudah, yaitu dengan menyesuaikan azimuth matahari dengan azimuth ka’bah pada suatu tempat di permukaan bumi. METODE Penelitian merupakan penelitian Riset dan Pengembangan (R&D), yaitu metode penelitian yang digunakan untuk menghasilkan produk tertentu, dan menguji keefektifan produk tersebut (Sugiyono, 2008). Hasil akhirnya berupa modul Astronomi berbasis integrasi interkoneksi dengan tema pengukuran arah kiblat menggunakan azimuth matahari. Harapannya dengan adanya modul ini nantinya akan mempermudah mahasiswa dalam memahami materi azimuth matahari dan dapat mengimplementasikannya dalam kehidupan masyarakat. Adapun prosedur pengembangan yang dilakukan adalah sebagai berikut: 1. Menganalisis untuk mengidentifikasi kesulitan-kesulitan yang dihadapi dalam pembelajaran astronomi terutama pada konsep azimuth matahari

SESI PARALEL FISIKA

123


2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Merumuskan solusi untuk mengatasi permasalahan yang terungkap Merancang modul Memvalidasi modul ke ahli Memvalidasi modul berdasarkan saran dan penilaian ahli Uji kelayakan modul Merevisi modul berdasarkan hasil uji kelayakan modul Produk akhir modul Subjek penelitian ini melibatkan 3 orang ahli materi, 2 orang ahli media, 1 orang ahli integrasi interkoneksi, 1 dosen Astronomi, 6 mahasiswa Astronomi untuk uji lapangan kecil, 30 mahasiswa Astronomi untuk uji coba lapangan besar. Instrumen yang digunakan berupa lembaran penilaian untuk menilai kualitas modul dan angket untuk mengetahui respon mahasiswa terhadap Modul Astronomi. Untuk mengetahui kualitas modul hasil pengembangan dan penilaian dari reviewer serta respon mahasiswa, maka dari data yang mula-mula berupa skor (kuantitatif) diubah menjadi data kualitatif (data interval) dengan skala lima. Adapun acuan pengubahan skor menjadi skala lima tersebut menurut Anas Sudjono (1987) adalah sebagai berikut : Tabel 1. Konversi Skor menjadi Skala 5 No

Rentang skor (i) kuantitatif

Nilai

Kategori Kualitatif

1

 > (Mi + 1,8 SBi)

A

Sangat Baik

2

(Mi + 0,6 SBi) <

 ≤ (Mi + 1,8 SBi)

B

Baik

3

(Mi – 0,6 SBi) <  ≤ (Mi + 0,6 SBi)

C

Cukup

4

(Mi – 1,8 SBi) <

 ≤ (Mi – 0,6 SBi)

D

Kurang

E

Sangat Kurang

 ≤ (Mi – 1,8 SBi)

5

Keterangan : ̅ 𝒙 = skor responden 𝑴𝒊 = Mean ideal. 𝟏 𝑴𝒊 = (Skor Maksimal Ideal + Skor Minimal Ideal) 𝟐 𝑺𝑩𝒊 = Simpangan Baku ideal. 𝟏 𝑺𝑩𝒊 = (Skor Maksimal Ideal – Skor Minimal Ideal ) 𝟔

Setelah data terkumpul kemudian dianalisis dengan cara menghitung jumlah skor yang diperoleh dibagi dengan jumlah skor ideal untuk seluruh item dikalikan 100%. Seperti yang tertera dalam buku Dasar-Dasar Evaluasi Pendidikan oleh Suharsimi Arikunto (2007: 236) secara matematis dituliskan persamaan : 𝒔𝒌𝒐𝒓 𝒚𝒂𝒏𝒈 𝒅𝒊𝒑𝒆𝒓𝒐𝒍𝒆𝒉 Presentasi Tingkat Penilaian = 𝒔𝒌𝒐𝒓 𝒊𝒅𝒆𝒂𝒍 𝒔𝒆𝒍𝒖𝒓𝒖𝒉 𝒊𝒕𝒆𝒎 𝒙 𝟏𝟎𝟎% HASIL DAN PEMBAHASAN Penelitian ini telah berhasil mengembangkan produk media pembelajaran berupa Modul Astronomi Berbasis Integrasi Interkoneksi dengan Tema Pengukuran Arah Kiblat Menggunakan Azimuth Matahari. Materi yang dibahas dalam modul adalah Mekanika Benda Langit yang meliputi Hukum Kepler, Geometri Bola Langit, Azimuth Matahari, serta Pemanfaatan azimuth matahari untuk mengukur arah kiblat. Pada bagian akhir modul diberikan langkah-langkah untuk mengukur arah kiblat menggunakan azimuth matahari yang mudah dan dapat diterapkan dalam kehidupan sehari-hari.

SESI PARALEL FISIKA

124


Pengembangan modul dilakukan secara prosedural, artinya tiap tahapan dalam penelitian dilakukan dengan mengikuti langkah-langkah yang telah ditetapkan pada metode penelitian. Kualitas modul diperoleh berdasarkan penilaian dari reviewer (Ahli Materi, Ahli Media, Ahli Integrasi Interkoneksi, dan Dosen Mata Kuliah Astronomi) dengan mengisi angket kualitas modul astronomi serta memberikan saran dan masukan dalam pengembangan media, yang akhirnya nanti diujikan kepada mahasiswa mata kuliah astronomi dalam uji terbatas dan uji luas untuk mengetahui respon mahasiswa. Berdasarkan tinjauan ahli materi aspek kelayakan isi memperoleh presentase keidealan sebesar 89% . sedangkan untuk aspek penyajian memperoleh presentase keidealan sebesar 85%. Penilaian kualitas modul untuk ahli materi banyak dikomposisikan untuk menilai isi materi secara garis besar dan sedikit tentang media secara umum. Langkah ini diambil untuk memaksimalkan penilaian isi modul dan cara penyajiannya. Masukan yang diberikan oleh ahli materi terhadap pengembangan modul astronomi adalah mengenai materi Geometri Bola Langit yang ada sedikit kesalahan pada wilayah gambarnya. Kemudian juga pada materi segitiga bola yang diharapkan ada penurunan rumus untuk mendapatkan nilai yang sesuai dengan yang tercantum pada modul. Masukan selanjutnya adalah pada pelaksanaan eksperimen yang diusahakan menggunakan bandul saja dari pada tongkat, hal ini dikarenakan penggunaan bandul akan mendapatkan hasil yang lebih presisi dari pada tongkat. Berdasarkan masukan-masukan dari ahli materi, peneliti langsung melakukan revisi materi, diantaranya perbaikan gambar pada materi geometri bola dan perbaikan pada langkah-langkah pada eksperimen. Kemudian untuk rumus pada segitiga bola tetap peneliti pertahankan dengan alasan agar mahasiswa aktif menurunkan rumus tersebut agar lebih menguasai materi tentang segitiga bola. Berdasarkan teknik analisa data dan skor ahli materi, secara keseluruhan modul astronomi dikategorikan memiliki kualitas Sangat Baik (SB). Berdasarkan tinjauan ahli media aspek bahasa dan gambar memperoleh presentase keidealan sebesar 83,80% . sedangkan untuk aspek kegrafisan memperoleh presentase keidealan sebesar 88,30%. Penilaian kualitas modul untuk ahli media banyak dikomposisikan untuk menilai desain dan tampilan modul secara umum. Langkah ini diambil untuk memaksimalkan penilaian desain dan cara penyajiannya. Masukan yang diberikan oleh ahli media terhadap pengembangan modul astronomi adalah mengenai penulisan yang masih banyak kesalahan dan bahasa yang kurang tepat. Selain itu ahli media juga memberikan masukan tentang kualitas gambar yang ada pada modul agar diberi garis tepi supaya dapat diperhatikan dengan jelas oleh mahasiswa. Secara keseluruhan, kualitas modul yang banyak mendapatkan masukan dan saran adalah tentang gambar yang dianggap kurang jelas dalam penyajiannya. Berdasarkan teknik analisa data dan skor ahli media, secara keseluruhan modul astronomi dikategorikan memiliki kualitas Sangat Baik (SB). Berdasarkan tinjauan ahli integrasi interkoneksi, aspek integrasi interkoneksi mendapatkan prosentase keidealan sebesar 100% dari 1 ahli integrasi interkoneksi. Sedangkan untuk aspek model integrasi interkoneksi mendapatkan presentase keidealan sebesar 95%. Menurut ahli integrasi interkoneksi, modul yang disusun sudah bagus dan layak digunakan, namun perlu ditambahkan beberapa ayat lain yang menyinggung tentang masalah arah kiblat dengan alasan agar lebih kuat dalam melandasi materi tersebut. Begitu juga dengan ayat yang berkaitan dengan judul pada sampul. Hendaknya setiap kata pada judul yang tertera pada sampul diberikan ayat sehingga perspektif integrasi interkoneksi dapat dipertanggungjawabkan dengan jelas. Masukan terakhir dari ahli integrasi interkoneksi adalah mencantumkan jumlah kata kiblat, sholat, dan kata yang berhubungan dengan tema dituliskan pada modul sehingga pembaca dapat menganalisa dimana saja ayat tersebut terletak pada Al-Qur’an. Secara keseluruhan modul astronomi yang disusun memiliki kategori sangat baik (SB) berdasarkan penilaian dari ahli integrasi interkoneksi. Berdasarkan penilaian dari dosen astronomi, aspek kelayakan isi mendapatkan presentase keidealan sebesar 91,4% dari 1 dosen astronomi, aspek model penyajian mendapatkan presentase keidealan sebesar 85%, aspek bahasa dan gambar 77,5%, dan aspek kegrafisan mendapatkan presentase keidealan sebesar 83,45. Menurut dosen astronomi modul yang disusun sudah bagus dan layak digunakan, namun perlu diperhatikan beberapa masukan yang membangun dalam

SESI PARALEL FISIKA

125


pengembangan modul secara keseluruhan. Adapun masukan dari astronomi adalah halaman isi agar dibuat semenarik mungkin karena hal ini bisa berpengaruh terhadap minat baca mahasiswa. Selanjutnya beberapa rumus yang dicantumkan agar dibeberkan asal usul dari rumus tersebut, hal ini dapat membingungkan mahasiswa jika tiba-tiba rumus tersebut digunakan tanpa diketahui asal muasalnya. Masukan yang terakhir adalah tentang penulisan daftar pustaka yang masih ada beberapa yang kurang sesuai. Berdasarkan masukan-masukan di atas, penulis mencoba untuk memberikan beberapa perbaikan sesuai dengan saran dari dosen astronomi. Namun begitu, masih ada masukan yang belum dapat kami penuhi yaitu tentang asal muasal rumus mencari azimuth matahari. hal ini dikarenakan referensi yang terbatas dari penulis. Secara keseluruhan modul astronomi yang disusun memiliki kategori sangat baik (SB) berdasarkan penilaian dari dosen astronomi. Uji terbatas dilaksanakan dengan uji coba modul hasil revisi dari reviewer. Berdasarkan hasil analisis data yang dilakukan, modul astronomi mendapatkan respon rata-rata 80,83 dari skor ideal 110. Sedangkan untuk prosentase didapatkan nilai 78%. Berdasarkan hasil tersebut, disimpulkan bahwa mahasiswa yang terlibat dalam uji terbatas Setuju terhadap modul astronomi yang dibuat. Setelah melihat hasil dari uji terbatas dan melakukan revisi seperlunya, penulis melanjutkan dengan melakukan uji luas atau uji skala besar. Berdasarkan hasil analisis data yang dilakukan, modul astronomi mendapatkan respon rata-rata 77,73 dari skor ideal 110. Sedangkan untuk prosentase didapatkan nilai 74,05%. Berdasarkan hasil tersebut, disimpulkan bahwa mahasiswa yang terlibat dalam uji luas Setuju terhadap modul astronomi yang dikembangkan. KESIMPULAN Kesimpulan yang didapat dari penelitian pengembangan ini adalah tersusunnya Modul Astronomi berbasis integrasi interkoneksi dengan tema pengukuran arah kiblat menggunakan azimuth matahari untuk mahasiswa Astronomi. Dalam modul terdapat aspek integrasi interkoneksi dimana Al-Qur’an sebagai sumber dari segala ilmu pengetahuan mampu melandasi perhitungan astronomi yang kaitannya dengan azimuth matahari. Berdasarkan hasil pembahasan di atas juga dapat ditarik kesimpulan bahwa modul untuk mahasiswa astronomi layak digunakan dan dapat mempermudah mahasiswa untuk memahami konsep astronomi pada materi azimuth matahari serta menerapkannya di lingkungan sekitar. Ucapan Terima Kasih Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada pembimbing Ibu Winarti, M.Pd.Si dan Bapak Iwan Kuswidi, M.Sc yang telah memberikan dukungan moral kepada penulis sehingga makalah ini dapat selesai tepat pada waktunya. Kemudian kepada segenap civitas akademika FMIPA Universitas Negeri Malang yang telah memberikan ruang dan kesempatan kepada penulis untuk mempresentasikan hasil penelitian yang telah dilakukan. Kepada semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu, terima kasih atas dukungan dan doanya. DAFTAR PUSTAKA A. Jamil. 2009. Ilmu Falak Teori dan Aplikasi. Jakarta: PT Amzah Abuddin Nata. 2005. Integrasi Ilmu Agama dan Ilmu Umum. Jakarta:Raja Grafindo Perkasa Arikunto, Suharsimi. 2009.Dasar-Dasar Evaluasi Pendidikan.Jakarta Yogyakarta: Bumi Aksara. Basyirudin, Usman. 2002. Pembelajaran Modul. Jakarta: Ciputat Press. Depdiknas. 2008. Panduan Pengembangan Bahan Ajar. Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Atas Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional. Khazin, Muhyiddin. 2005. Ilmu Falak Dalam Teori dan Praktik. Yogyakarta: Buana Pustaka

SESI PARALEL FISIKA

126


Pokja Akademik. 2004. Kerangka Dasar Keilmuan & Pengembangan Kurikulum UIN Sunan Kalijaga Yogyakarta. Yogyakarta: UIN Sunan Kalijaga. Siregar, Harrys. 2003. Peranan Fisika pada Disiplin Ilmu Teknik Kimia. Online. http:// library. usu. ac .id/ download/ ft/ tkimia-harrys2. pdf ST. Vembrianto. 1985. Pengantar Pengajaran Modul, Yogyakarta: yayasan Pendidikan Paramita. Sudijono, Anas. 1987. Pengantar Statistik Pendidikan. Jakarta: Rajawali Press Sugiyono. 2008. Metode Penelitian Kuantitatif, Kualitatif Dan R&D, Bandung: Alfabeta

SESI PARALEL FISIKA

127


PEMODELAN KEBERADAAN TANAH BERONGGA DENGAN MENGGUNAKAN METODE GEOLISTRIK Burhan Indriawan Jurusan Fisika FMIPA, Universitas Negeri Malang, Jl. Semarang 5 Malang 65145 Abstrak : Metode geolistrik tahanan jenis adalah salah satu metode geofisika yang memanfaatkan distribusi resistivitas untuk mengetahui struktur geologi di bawah permukaan bumi. Metode ini banyak digunakan untuk pencarian air tanah, monitoring pencemaran air tanah, eksplorasi geothermal, aplikasi geoteknik dan penyelidikan di bidang arkeologi. Penelitian geolistrik menggunakan pemodelan di laboratorium dengan menggunakan metode resistivitas konfigurasi Schlumberger Sounding-Mapping dimaksudkan untuk menguji metode geolistrik dalam penerapannya di bidang geoteknik, yaitu mempelajari pola anomali akibat adanya rongga dalam tanah. Dimana benda berongga yang digunakan berbentuk silinder terbuat dari semen cor sebagai analogi dari rongga dalam tanah. Konfigurasi elektroda yang digunakan dalam pengukuran adalah konfigurasi Schlumberger Sounding-Mapping. Pengolahan dan interpretasi data menggunakan software Res2Dinv ver 3.54x untuk mengetahui pencitraan penampang anomali. Dari hasil interpretasi, menunjukkan bahwa distribusi nilai resistivitas semu yang terukur dapat memperkirakan keberadaan rongga di dalam tanah. Pada analisis data resistivitas pasir setelah adanya benda berongga yang ditanam pada posisi 0 o terhadap lintasan pengukuran, terlihat sebaran nilai resistivitas antara 837 Ωm sampai 99694 Ωm. Pola anomali akibat rongga ditunjukkan dengan warna biru tua, berada pada skala horizontal yang berkisar antara 0,775-0,975 m dan pada skala vertikal yang berkisar antara 0,093-0,240 m. Dari perhitungan skala tersebut, didapatkan posisi anomali tersebut berada pada skala 0,093 yang berarti pada kedalaman sekitar 0,093 m. sedangkan pada analisis data resistivitas pasir setelah adanya benda berongga yang ditanam pada posisi 90 o terhadap lintasan pengukuran, terlihat sebaran nilai resistivitas antara 172 Ωm sampai 1776348 Ωm. Pola anomali akibat rongga ditunjukkan dengan warna biru tua, berada pada skala horizontal yang berkisar antara 1,0251,275 m dan pada skala vertikal yang berkisar antara 0,126-0,289 m. Dari perhitungan skala tersebut, didapatkan posisi anomali tersebut berada pada skala 0,126 yang berarti pada kedalaman sekitar 0,126 m. Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa nilai resistivitas yang terukur dapat memprediksikan letak rongga dalam tanah. Jadi melalui penelitian ini diharapkan memberi informasi ke masyarakat tentang struktur geologi bumi. Kata kunci: Geolistrik Resistivitas, konfigurasi Schlumberger, Sounding-Mapping, Rongga.

PENDAHULUAN Bumi memiliki banyak fenomena struktur geologi yang perlu diketahui oleh manusia seperti rongga di bawah permukaan, patahan dan retakan, dan penentuan kedalaman batuan dasar. Untuk memberikan informasi tentang struktur geologi di bawah permukaan bumi yang akurat diperlukan metodologi yang dapat digunakan dalam eksplorasi geofisika. Salah satu metode yang digunakan dalam eksplorasi geofisika adalah metode geolistrik. Saat ini metode geolistrik banyak digunakan dalam pencarian air tanah, menentukan lokasi sumber energi dan mineral, memberikan informasi tentang struktur, komposisi batuan di bawah permukaan, monitoring rembesan limbah, aplikasi geoteknik, eksplorasi geothermal dan untuk penyelidikan di bidang arkeologi. Menurut Reynolds (1997), pada bidang geoteknik, metode geolistrik banyak digunakan untuk mengetahui letak rongga di bawah permukaan, patahan dan retakan, penentuan kedalaman batuan dasar, dan lain-lain. SESI PARALEL FISIKA

128


Metode geolistrik berkembang dengan pesat belakangan ini karena cukup sederhana, murah, tidak merusak struktur objek/batuan bawah permukaan bumi dan efisien untuk memetakan atau melokalisir batuan/objek bawah permukaan bumi sehingga efektif untuk kegiatan eksplorasi. Pemodelan keberadaan rongga dalam tanah dalam skala laboratorium dapat digunakan sebagai pertimbangan survey lapangan dalam kegiatan eksplorasi untuk menguji metode geolistrik dalam penerapannya di bidang geoteknik, yaitu mempelajari pola anomali akibat adanya rongga dalam tanah. Dari uraian di atas maka perlu dilakukan penelitian dengan judul “Pemodelan Keberadaan Tanah Berongga Dengan Menggunakan Metode Geolistrik (Penelitian Laboratorium)”. Pemodelan Keberadaan Rongga Dalam Tanah Rongga tanah adalah ruang atau lubang yang berada di bawah permukaan tanah. Rongga tanah merupakan bagian dari struktur geologi di bawah permukaan bumi. Saat ini, untuk memberikan informasi tentang struktur geologi di bawah permukaan bumi dengan lebih akurat, telah banyak dilakukan dan dikembangkan metode survey tahanan jenis 1-D, 2-D, dan 3-D. Untuk areal survey yang cukup besar, metode survey 1-D dan 2-D cukup efektif digunakan dibandingkan dengan survey 3-D. Karena pada survey 3-D waktu dan biaya yang diperlukan cukup lama dan mahal, jika dibandingkan dengan survey 2-D (Loke,1999a). Salah satu metode yang digunakan dalam eksplorasi geofisika yang cukup sederhana, murah, tidak merusak struktur objek/batuan bawah permukaan bumi dan efisien untuk memetakan atau melokalisir batuan/objek bawah permukaan bumi sehingga efektif untuk kegiatan eksplorasi adalah metode geolistrik. Metode geolistrik memanfaatkan sifat resistivitas listrik batuan untuk mendeteksi dan memetakan formasi bawah permukaan.Berdasarkan pada harga resistivitas listriknya, suatu struktur bawah permukaan bumi dapat diketahui material penyusunnya. Menurut Reynolds (1997), pada bidang geoteknik, metode geolistrik banyak digunakan untuk mengetahui letak rongga di bawah permukaan, patahan dan retakan, penentuan kedalaman batuan dasar, dan lain-lain. Metode Geolistrik dalam penerapannya di bidang geoteknik, yaitu untuk mempelajari pola anomali akibat rongga di bawah permukaan tanah melalui distribusi nilai resistivitas semu yang terukur dapat diuji dengan membuat pemodelan keberadaan rongga di bawah permukaan tanah dalam skala laboratorium dengan menggunakan benda berongga sebagai analogi rongga di bawah permukaan tanah untuk pertimbangan survey lapangan dalam kegiatan eksplorasi. Dasar Kelistrikan Pada sebagian besar bahan termasuk sebagian besar batuan, arus yang mengalir pada suatu material semakin besar sejalan dengan kenaikan tegangannya. Dari hukum Ohm dapat diturunkan persamaan (Prasetiawati, 2004):

R

V I

Dengan R adalah resistivitas (Ohm), V adalah tegangan (Volt), dan I adalah arus (Ampere). Berdasarkan harga resistivitas listriknya, batuan/mineral digolongkan menjadi tiga yaitu:  konduktor baik : 10-6  konduktor buruk : 1 < r < 107  isolator : r > 107 Konduktivitas batuan di dekat permukaan bumi kebanyakan ditentukan oleh jumlah distribusi air garam pada batuan berpori. Di bawah lapisan sedimen dan bagian bawahnya, tekanan begitu besarnya sehingga pori-pori tertutup dan hanya konduktivitas batuan keraslah yang membawa arus listrik. Teori Potensial Listrik Konsep dasar dari Metoda Geolistrik adalah Hukum Ohm. Hukum Ohm menyatakan: SESI PARALEL FISIKA

129


V  I atau V  I  R

R

L L atau R   A A

Pendekatan yang paling sederhana untuk mempelajari secara teoritis tentang aliran listrik di dalam bumi adalah dengan menganggap bumi sebagai medium yang homogen isotropis. Jika sumber arus I diberikan pada permukaan medium yang homogen isotropik dan dalam hal ini konduktivitas udara dianggap nol, maka akan diperoleh model resisistivitas satu titik permukaan. Untuk model ini bidang equipotensialnya hanya berbentuk setengah bola dengan

I . 2 V  I  1 V   atau   2r I  2  r

luasan A   maka

Gambar 1 satu elektroda arus di permukaan (Telford dkk., 1990) Jika jarak antara dua elektroda arus tidak terlalu besar, potensial di setiap titik dekat permukaan akan dipengaruhi oleh kedua elektroda arus tersebut, sehingga equipotensial yang dihasilkan dari kedua titik sumber ini bersifat komplek dibandingkan sumber arus tunggal, akan tetapi pada daerah dekat sumber arus mendekati bola. Bila dibuat penampang melalui sumber C1 dan C2, maka terlihat pola distribusi bidang equipotensial seperti pada Gambar 2.

Gambar 2 Dua pasang elektroda arus dan potensial pada permukaan medium homogen isotropis dengan tahanan jenis (Telford dkk., 1990) Potensial yang terukur di P1 oleh elektroda arus C1 adalah (Telford dkk., 1990):

V1  

I A1 , dimana A1   r1 2

dan potensial yang terukur di P1 oleh elektroda arus C2 adalah

V2  

A2 I , dimana A2    A1 r2 2

V1  V2 

I 2

1 1     r1 r2 

Begitu juga dengan potensial yang terukur di P2 akibat elektroda arus C1 dan C2

SESI PARALEL FISIKA

130


V3  V4 

I 2

1 1     r3 r4 

sehingga beda potensial antara P1 dan P2 yaitu:

V 

I 2

  1 1   1 1            r1 r2   r3 r4  

Metoda Geolistrik Metode geolistrik merupakan metode yang menggunakan prinsip aliran arus listrik dalam menyelidiki struktur bawah permukaan bumi. Aliran arus listrik dalam mengalir didalam tanah melalui batuan-batuan dan sangat dipengaruhi oleh adanya air tanah dan garam yang terkandung didalam batuan serta hadirnya mineral logam maupun panas yang tinggi. Oleh karena itu metode geolistrik dapat digunakan pada penyelidikan hidrogeologi seperti penentuan aquifer dan adanya kontaminasi, penyelidikan mineral, survei arkeologi dan deteksi hotrocks pada penyelidikan panas bumi. Berdasarkan asal sumber arus listrik yang digunakan, metode resistivitas dapat dikelompokan ke dalam dua kelompok yaitu (Prasetiawati, 2004): 1. Metode pasif Metode ini menggunakan arus listrik alami yang terjadi di dalam tanah (batuan) yang timbul akibat adanya aktivitas elektrokimia dan elektromekanik dalam materi-materi penyusun batuan. Metode yang termasuk dalam kelompok ini diantaranya Potensial Diri/Self Potensial (SP) dan Magneto Teluric (MT). 2. Metode aktif Yaitu bila arus listrik yang diinjeksikan (dialirkan) didalam batuan, kemudian efek potensial yang ditimbulkan arus buatan tersebut diukur di permukaan. Metode yang termasuk kedalam kelompok ini diantaranya metode resistivity dan Induced Polarization (IP). Prinsip kerja metode geolistrik adalah dengan menginjeksikan arus ke bawah permukaan bumi sehingga diperoleh beda potensial, yang kemudian akan didapat informasi mengenai tahanan jenis (resistivitas) batuan. Resistivitas batuan adalah fungsi dari konfigurasi elektroda dan parameter-parameter listrik batuan. Arus yang dialirkan di dalam tanah dapat berupa arus searah (DC) atau arus bolak-balik (AC) berfrekuensi rendah. Untuk menghindari potensial spontan, efek polarisasi dan menghindarkan pengaruh kapasitansi tanah yaitu kecenderungan tanah untuk menyimpan muatan maka biasanya digunakan arus bolak balik yang berfrekuensi rendah (Bhattacharya & Patra, 1968).

Gambar 3 Prinsip Kerja Metode Resistivitas Resistivitas Semu Pengukuran resistivitas dilakukan terhadap permukaan bumi yang di anggap sebagai suatu medium yang homogen isotropis. Pada kenyataannya, bumi tersusun atas komposisi batuan yang bersifat heterogen baik ke arah vertikal maupun horisontal. Akibatnya objek batuan yang tidak homogen dan beragam akan memberikan harga resistivitas yang beragam pula. Sehingga resistivitas yang diukur adalah resistivitas semu. SESI PARALEL FISIKA

131


Untuk medium yang tidak homogen, tahanan jenis yang terukur adalah tahanan jenis semu (apparent resistivity). Harga tahanan jenis semu ini tergantung pada tahanan jenis lapisan–lapisan pembentuk formasi dan konfigurasi elektroda yang digunakan. Tahanan jenis semu dirumuskan sebagai:

a  K

V V ; R I I

dengan K adalah faktor geometri susunan elektroda yang berdimensi panjang. Metode Akuisisi Data Lapangan Dalam akuisisi data lapangan ada tiga cara pengukuran yang biasanya dipakai, yaitu lateral mapping, vertical sounding dan resistivitas 2D. a. Lateral Mapping Cara ini dilakukan untuk mengetahui kecenderungan harga resistivitas disuatu areal tertentu. Setiap target akan dilalui beberapa titik pengukuran. b. Vertikal Sounding Cara ini digunakan untuk mengetahui distribusi harga resistivitas pada suatu titik target sounding di bawah permukaan bumi. Cara ini sering dinamakan sounding 1 D sebab rotasi yang dihasilkan hanya bersifat vertikal. c. Resistivitas 2D Metode ini merupakan gabungan antara teknik mapping dan sounding dimana pengukuran sounding (1 D) dilakukan setiap titik lintasan secara lateral atau lintasan mapping (1 D) dilakukan setiap kedalaman. Konfigurasi Schlumberger Ada beberapa cara pengaturan elektroda ini yaitu metoda Wenner, metoda Pole-pole, metoda Pole-dipole, metoda Dipole-dipole dan metoda Schlumberger. Konfigurasi yang dipakai dalam penelitian ini adalah konfigurasi Schlumberger. Konfigurasi Schlumberger memiliki keunggulan untuk mendeteksi adanya non-homogenitas lapisan batuan pada permukaan, yaitu dengan membandingkan nilai resistivitas semu ketika terjadi perubahan jarak elektroda P1P2/2. Dipandang dari sudut pelaksanaan, konfigurasi Schlumberger lebih mudah dilakukan. Pada konfigurasi ini, hanya elektroda arus saja yang dipindahkan, sedangkan elektroda pengukur tetap. Metode Wenner lebih dipengaruhi oleh ketidakhomogenan secara lateral lapisan dekat permukaan karena soil weathering, daripada konfigurasi Schlumberger. Konfigurasi Schlumberger banyak digunakan dalam survei geolistrik untuk prosedur sounding. Konfigurasi ini bertujuan mencatat gradien potensial atau intensitas medan listrik dengan menggunakan pasangan elektroda detektor (potensial) yang berjarak relatif dekat dibanding dengan jarak elektroda arus.

Gambar 5 susunan elektroda dalam konfigurasi sounding Schlumberger (Zainuri, 2007) Harga faktor geometri untuk konfigurasi Schlumberger adalah:



 a2 b   a2  b2 Ks  2    atau Ks  2b  b 4



Dengan syarat b << a

SESI PARALEL FISIKA

132


Metode Penelitian Jenis penelitian ini menggunakan pemodelan fisis laboratorium. Pada penelitian ini terbagi menjadi beberapa tahap diantaranya: 1. Mengukur resistivitas medium pasir sebelum ditanam benda berongga (Ώ) 2. Mengukur resistivitas medium pasir setelah adanya benda berongga (Ώ) yang ditanam pada posisi 0o 3. Mengukur resistivitas medium pasir setelah adanya benda berongga (Ώ) yang ditanam pada posisi 90o 4. Menganalisa data pengukuran menggunakan program Res2dinv. Objek dalam penelitian ini adalah silinder berongga yang terbuat dari semen cor. Medium yang digunakan adalah pasir yang dimasukkan ke dalam wadah balok kaca, dan diusahakan pasir yang digunakan benar-benar kering. Instrumen Penelitian Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah:  Alat Geolistrik OYO Mc OHM-EL Model 2119D buatan Jepang yang merupakan peralatan utama dalam penelitian ini.  Aki.  Satu rol alat ukur panjang (meteran) 400 cm, yang digunakan untuk mengukur jarak spasi elektroda arus C1 dan C2 elektroda Potensial P1 dan P2.  Empat buah elektroda tembaga, berdiameter 2,5 mm dan panjang 20 cm, digunakan untuk mengalirkan atau menginjeksikan arus ke dalam medium (tanah) yang akan diukur. Elektroda ini ditanam mencapai kedalaman 5-10 cm dimana ujung elektroda dihubungkan dengan rangkaian alat geolistrik, jarak antara elektroda tergantung dari konfigurasi yang digunakan.  Empat buah kabel konektor digunakan untuk mengalirkan arus dan tegangan yang nantinya akan disambungkan dengan elektroda arus dan elektroda potensial.  Triplek sebagai penutup benda berongga agar pasir tidak masuk dalam rongga. Set Up Peralatan Pasir ditempatkan di dalam bak kaca dengan ketebalan lapisan 65 cm. silinder berongga ditanam pada tiga keadaan yaitu untuk posisi 0o terhadap lintasan pengukuran, ditanam pada kedalaman 10 cm, dan untuk posisi 90o terhadap lintasan, ditanam pada kedalaman 10 cm. Set-up peralatan dapat dilihat pada Gambar 6.

Lintasan pengukuran

65 cm

100 cm 10 cm Silinder berongga

22 cm

15 cm

60 cm

200 cm Gambar 6 Medium yang akan Digunakan dalam Penelitian

SESI PARALEL FISIKA

133


Pengumpulan Data Untuk mendapatkan data yang baik dan mewakili data dari daerah penelitian, maka dalam pengumpulan data dilakukan langkah-langkah sebagai berikut: 1. Menyiapkan desain penelitian dan bahan yang diperlukan. 2. Dengan menggunakan meteran, kemudian menentukan panjang lintasan yang akan digunakan untuk pengukuran serta letak titik-titik setiap elektroda baik elektroda arus C1 dan C2 maupun elektroda P1 dan P2. 3. Selanjutnya peralatan dirangkai sesuai dengan set alat konfigurasi Schlumberger. 4. Elektroda potensial yaitu P1 dan P2 ditancapkan dengan jarak 5 cm. Jarak dari elektroda C1 dan C2 dalam penelitian ini adalah 25 cm pada variasi pertama. 5. Dipasangkan kabel-kabel pada konfigurasi elektroda. Dua kabel sebagai elektroda arus dan dua kabel sebagai elektroda potensial. 6. Kemudian tegangan diinjeksikan. Setelah itu, tegangan diinjeksikan dengan cara menembakkan arus bersamaan dengan menekan tombol enter. 7. Setelah arus diinjeksikan maka akan didapatkan nilai beda potensial (mV), nilai arus (mA), serta nilai Self Potensial (mV) pada layar, 8. Pengukuran dilakukan secara berulang-ulang dengan memindahkan letak elektroda arus C1 dan C2 serta elektroda potensial P1 dan P2 dengan jarak spasi yang sudah ditentukan. Prosedur Penelitian Prosedur penelitian dengan menggunakan konfigurasi Schlumberger, yaitu: 1. Menempatkan elektroda-elektroda arus dan tegangan sesuai dengan konfigurasi Schlumberger sounding-mapping. Di dalam alat tersebut secara otomatis mengukur nilai beda potensial, arus dan Self Potensial. 2. Memindah elektroda arus dan elektroda potensial pada jarak kedua yang telah ditentukan. Melakukan berkali-kali sampai batas yang ditentukan.

Gambar 7 Susunan Elektroda Konfigurasi Schlumberger dengan Teknik Sounding-Mapping 3.

Menghitung  S dan K dalam program Microsoft Excel.

HASIL Analisis Res2dinv Dari hasil interpretasi dengan menggunakan software Res2dinv diperoleh hasil kontur dan penyebaran lapisan permukaan tanah yang nilai resistivitas, ketebalan dan kedalamannya yang berbeda-beda. Hasil interpretasi Res2dinv dengan menggunakan konfigurasi Schlumberger Sounding-Mapping sebagai berikut:

SESI PARALEL FISIKA

134




Struktur Lapisan Batuan Sebelum Adanya Benda Berongga

Gambar 8 Struktur Lapisan Batuan sebelum Adanya Benda Berongga Gambar 8 memperlihatkan penggambaran lapisan batuan sebelum terdapat benda berongga, yang dalam penelitian ini menggunakan pasir, berdasarkan dari perhitungan nilai resistivitasnya. Gambar tersebut memperlihatkan distribusi resistivitas semu batuan yang dijadikan model dalam penelitian ini menunjukan variasi nilai resistivitas jenis dengan bentangan nilai resistivitasnya antara 994 Ωm sampai 134712 Ωm. Nilai resistivitas terendah digambarkan dengan dengan warna biru dan nilai resistivitas tertinggi dengan warna coklat dan ungu, namun dalam penelitian ini nilai resistivitas akan dianggap homogen. Perbedaan warna pencitraan resistivitas dikarenakan adanya polarisasi listrik dengan bidang kaca. Sumbu horizontal menunjukan bentangan pasir secara lateral, sedangkan sumbu vertikal menunjukan kedalaman, dengan kedalaman maksimal yang dapat dicapai sebasar 0,524 m. 

Struktur Lapisan Batuan Setelah Adanya Benda Berongga Yang Ditanam Pada Posisi 0o Terhadap Lintasan Pengukuran

Gambar 9 Struktur Lapisan Batuan setelah adanya Benda Berongga yang Ditanam pada Posisi 0o terhadap Lintasan Pengukuran Gambar 9 memperlihatkan distribusi resistivitas semu batuan setelah adanya benda berongga yang ditanam pada posisi 0o dengan spasi P1P2 = 5 cm. Gambar tersebut memperlihatkan distribusi resistivitas semu batuan yang dijadikan model dalam penelitian ini menunjukan variasi nilai resistivitas jenis dengan bentangan nilai resistivitasnya antara 837 Ωm sampai 99694 Ωm. Nilai resistivitas terendah digambarkan dengan dengan warna biru dan nilai resistivitas tertinggi dengan warna coklat dan ungu. Perbedaan warna pencitraan resistivitas dikarenakan adanya polarisasi listrik dengan bidang listrik. Sumbu horizontal menunjukan bentangan pasir secara lateral,

SESI PARALEL FISIKA

135


sedangkan sumbu vertikal menunjukan kedalaman, dengan kedalaman maksimal yang dapat dicapai sebasar 0,524 m. Pada gambar tersebut terlihat adanya anomali akibat benda berongga yang ditunjukkan dengan warna biru tua yang berada pada skala horizontal yang berkisar antara (0,775-0,975) m dan pada skala vertikal yang berkisar antara (0,093-0,240) m. Dari perhitungan skala tersebut, didapatkan posisi anomali tersebut berada pada skala 0,093 yang berarti pada kedalaman sekitar 0,093 m atau sama dengan 9,3 cm. 

Struktur Lapisan Batuan Setelah Adanya Benda Berongga Yang Ditanam Pada Posisi 90o Terhadap Lintasan Pengukuran

Gambar 10 Struktur Lapisan Batuan setelah Adanya Benda Berongga yang Ditanam pada Posisi 90o Terhadap Lintasan Pengukuran Gambar 10 memperlihatkan distribusi resistivitas semu batuan setelah adanya benda berongga yang ditanam pada posisi 90o dengan spasi P1P2 = 5 cm. Gambar tersebut memperlihatkan distribusi resistivitas semu batuan yang dijadikan model dalam penelitian ini menunjukan variasi nilai resistivitas jenis dengan bentangan nilai resistivitasnya antara 172 Ωm sampai 1776348 Ωm. Nilai resistivitas terendah digambarkan dengan dengan warna biru dan nilai resistivitas tertinggi dengan warna coklat dan ungu. Perbedaan warna pencitraan resistivitas dikarenakan adanya polarisasi listrik dengan bidang kaca. Sumbu horizontal menunjukan bentangan pasir secara lateral, sedangkan sumbu vertikal menunjukan kedalaman, dengan kedalaman maksimal yang dapat dicapai sebasar 0,524 m. Pada Gambar 10 terlihat adanya anomali yang ditunjukkan dengan warna biru tua yang berada pada skala horizontal yang berkisar antara 1,025-1,275 m dan pada skala vertikal yang berkisar antara 0,126-0,289 m. Dari perhitungan skala tersebut, didapatkan posisi anomali tersebut berada pada skala 0,126 yang berarti pada kedalaman sekitar 0,126 m atau sama dengan 12,6 cm. PEMBAHASAN Untuk mendapatkan nilai resistivitas semu lapisan bawah permukaan dapat dilakukan dengan menggunakan konfigurasi schlumberger sounding–mapping. Pada penelitian ini didapakan nilai resistivitas semu dengan cara menginjeksikan arus ke bawah permukan. Dari analisis dengan interpretasi software Res2dinv pada hasil penelitian diperoleh penyebaran nilai resistivitas lapisan bawah permukaan yang berbeda-beda dengan kedalaman yang sama. Hasil interpretasi dengan software Res2dinv:  Pada analisis data resistivitas pasir sebelum ada anomali seperti yang terlihat pada gambar struktur lapisan batuan sebelum adanya benda berongga, terlihat sebaran nilai resistivitas yang berbeda sampai kedalaman 0,524 m. Nilai resistivitas terendah digambarkan dengan dengan warna biru dan nilai resistivitas tertinggi dengan warna coklat dan ungu. Perbedaan

SESI PARALEL FISIKA

136








warna pencitraan resistivitas dikarenakan adanya polarisasi listrik dengan bidang listrik, namun dalam penelitian ini nilai resistivitas tetap dianggap homogen. Pada analisis data resistivitas pasir setelah adanya benda berongga yang ditanam pada posisi 0o terhadap lintasan pengukuran, seperti yang terlihat pada gambar struktur lapisan batuan setelah adanya benda berongga yang ditanam pada posisi 0o terhadap lintasan pengukuaran, terlihat sebaran nilai resistivitas yang berbeda sampai kedalaman 0,524 m. Nilai resistivitas terendah digambarkan dengan dengan warna biru dan nilai resistivitas tertinggi dengan warna coklat dan ungu. Pada gambar 4.5, terlihat adanya anomali akibat benda berongga yang ditunjukkan dengan warna biru tua yang berada pada skala horizontal yang berkisar antara 0,775-0,975 m dan pada skala vertikal yang berkisar antara 0,093-0,240 m. Dari perhitungan skala tersebut, didapatkan posisi anomali tersebut berada pada skala 0,093 yang berarti pada kedalaman sekitar 0,093 m atau sama dengan 9,3 cm. Pada analisis data resistivitas pasir setelah adanya benda berongga yang ditanam pada posisi 90o terhadap lintasan pengukuran, seperti yang terlihat pada gambar 4.7, terlihat sebaran nilai resistivitas yang berbeda sampai kedalaman 0,524 m. Nilai resistivitas terendah digambarkan dengan dengan warna biru dan nilai resistivitas tertinggi dengan warna coklat dan ungu. Pada gambar 4.7, terlihat adanya anomali yang ditunjukkan dengan warna biru tua yang berada pada skala horizontal yang berkisar antara 1,025-1,275 m dan pada skala vertikal yang berkisar antara 0,126-0,289 m. Dari perhitungan skala tersebut, didapatkan posisi anomali tersebut berada pada skala 0,126 yang berarti pada kedalaman sekitar 0,126 m atau sama dengan 12,6 cm. Adanya anomali benda berongga yang ditanam pada posisi yang berbeda, terlihat memiliki pola anomali hasil inversi yang berbeda juga. Untuk benda berongga yang ditanam pada posisi 0o menghasilkan pola yang landai dibandingkan dengan benda anomali pada posisi 90o. Hal ini dikarenakan untuk posisi 0o yang terukur adalah luas penampang tegak, sedangkan untuk posisi 90o yang terukur adalah luas penampang melintang.

Aplikasi Untuk Penyelidikan Adanya Rongga Di Bawah Permukaan Tanah Berdasarkan analisis data, metode geolistrik konfigurasi schlumberger dengan teknik sounding-mapping dapat digunakan untuk penyelidikan adanya rongga di bawah permukaan tanah. Hal ini dapat dilihat dari hasil pengolahan data menggunakan Software Res2dinv. Hasil inversi menunjukkan bahwa distribusi nilai resistivitas semu yang terukur dapat memperkirakan keberadaan rongga di dalam tanah. Sedangkan untuk letak keberadaan dari rongga dapat dilihat dari skala horizontal dan vertical yang menunjukkan pola anomali yang berbeda akibat adanya rongga di bawah permukaan tanah. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Dari hasil penelitian dan pembahasan diperoleh kesimpulan sebagai berikut: 1. Dengan menggunakan pemodelan fisis seperti pada penelitian ini, membuktikan bahwa metoda geolistrik dapat diaplikasikan untuk mendeteksi adanya benda berongga di dalam tanah. 2. Pola anomali akibat adanya benda berongga di dalam tanah dapat dilihat dari hasil interpretasi menggunakan software Res2dinv. Terlihat perbedaan hasil inversi antara analisis data resistivitas pasir sebelum ada anomali benda berongga dengan analisis data resistivitas pasir sesudah ada anomali benda berongga. Adanya anomali benda berongga yang ditanam pada posisi yang berbeda, terlihat memiliki pola anomali hasil inversi yang berbeda juga. Untuk benda berongga yang ditanam pada posisi 0o menghasilkan pola yang landai dibandingkan dengan benda anomali pada posisi 90o. Hal ini dikarenakan untuk posisi 0o yang terukur adalah luas penampang tegak, sedangkan untuk posisi 90o yang terukur adalah luas penampang melintang.

SESI PARALEL FISIKA

137


3.

Keberadaan rongga dapat dilihat dari skala horizontal dan vertikal yang menunjukkan pola anomali yang berbeda akibat adanya rongga di bawah permukaan tanah

Saran 1. 2.

3.

4.

Untuk penelitian sejenis di masa mendatang, penulis memberikan saran agar: Pengambilan data hendaknya dilakukan berulang agar yang didapatkan lebih valid. Bagi peneliti selanjutnya jika melakukan penelitian pendugaan rongga dalam tanah sebaiknya menggunakan bentuk benda anomali yang bervariasi dan ditanam pada posisi-kedalaman yang bervariasi pula, juga dibuat struktur geologi yang lebih kompleks. Dengan pendekatan kondisi lapangan seperti itu, maka aplikasi dari metoda schlumberger untuk benda-benda yang tertanam baik pada posisi vertikal maupun mendatar akan lebih jelas dan mudah dipahami. Untuk memperoleh hasil pengukuran yang baik, kedudukan dan posisi elektroda harus diperhatikan. Kedudukan elektroda yang longgar akan menyebabkan ketidakstabilan pada arus yang diinjeksikan. Demikian pula untuk ukuran diameter elektroda yang digunakan, harus sesuai dengan spasi elektroda yang digunakan. Metode Geolistrik bukan metode yang paling bagus, sehingga perlu diuji dengan metode geofisika yang lain. Hal ini disebabkan oleh: a. Faktor efek polarisasi listrik karena medium yang komplek. b. Error data eksperimen. c. Inversi Software yang masih diuji dengan kajian geologi.

DAFTAR PUSTAKA Azhar, 2004. Penerapan Metode Geolistrik Konfigurasi Schlumberger untuk Penentuan Tehanan Jenis Batubara, Jurusan Geofisika Terapan, Pascasarjana ITB, Bandung. Bhattacharya, P. K. and Patra, H. P. 1968. Direct Current Geolelectric Sounding. Elsevier Publishing Company. London. Loke, M.H., 1999a. Electrical imaging surveys for environmental and engineering studies: A practical guide to 2-D and 3-D surveys, Penang, Malaysia. Loke,

M.H. 2004. Tutorial: 2-D and 3-D Electrical Imaging (http://www.geoelectrical.com, diakses pada tanggal 20 Januari 2009).

Surveys.

(Online),

Prasetiawati, Lukei, 2004. Aplikasi metode resistivitas dalam eksplorasi Endapan laterit nikel serta studi perbedaan Ketebalan endapannya berdasarkan morfologi Lapangan: Penelitian Lapangan. Skripsi (Tidak dipublikasikan). Program Sarjana Sains FMIPA, Universitas Indonesia, Jakarta. Reynold, J.M., 1997. An Introduction to Applied and Environmental Geophysics, John Wiley & Sons Ltd., UK. Santoso, Djoko. 2002. Pengantar Geofisika. Institut Teknologi Bandung: Bandung. Sugiharto, Ruli. 2003. Pembuatan Resistivitymeter Untuk Mendeteksi Resistivitas Bawah Permukaan Bumi. Skripsi tidak diterbitkan. Depok: Program Sarjana Sains Universitas Indonesia. Syamsuddin. 2007. Penentuan Struktur Bawah Permukaan Bumi Dangkal Dengan Menggunakan Metode Geolistrik Tahanan Jenis 2D (Studi Kasus Potensi Tanah Longsor di Panawangan, Ciamis). Tesis tidak diterbitkan. Bandung: Program Pasca Sarjana Institut Teknologi Bandung. Telford, W. M., L. P. Geldart and R. E. Sheriff, 1990. Applied Geophysics: Second Edition, Cambridge University Press, USA, 522-538.

SESI PARALEL FISIKA

138


Wahab, Aminul. 2008. Pemetaan Distribusi Intrusi Air Laut Dengan Menggunakan Metode Geolistrik. Skripsi tidak diterbitkan. Malang: Program Sarjana Universitas Negeri Malang. Zainuri, Ahmad. 2007. Aplikasi Metode Resistivitas Dan Simulasi Aliran Fluida Untuk Menganalisa Fenomena Intrusi Air Laut Di Daerah Pesisir (Studi Kasus Di Pulau Sapeken, Madura). Tesis tidak diterbitkan. Bandung: Program Pasca Sarjana Institut Teknologi Bandung.

SESI PARALEL FISIKA

139


RAGAM PEMAHAMAN MAHASISWA TENTANG PERAMBATAN PULSA GELOMBANG PADA TALI Endang Purwaningsih Jurusan Fisika UM, Jl. Semarang No. 5 Malang 65145 Email: [email protected] Abstrak. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi pemahaman dan penalaran mahasiswa calon guru fisika tentang pengertian gelombang, faktor-faktor yang mempengaruhi cepat rambat gelombang tali yang homogen dan menggambarkan pemantulan gelombang. Sampel penelitian ini terdiri dari 60 mahasiswa yang terdiri dari, 20 mahasiswa yang sedang menempuh matakuliah Gelombang-Optik, 20 mahasiswa yang sudah setahun yang lalu menempuh matakuliah Gelombng–Optik dan 20 mahasiswa yang sudah yudisium. Instrumen yang digunakan berupa tes tertulis dan tes lesan. Bentuk tes tertulis yang digunakan adalah tes essay (uraian) dan tes obyektif (pilihan ganda) sedang tes lesannya adalah wawancara. Hasil analisa data mengungkapkan adanya keberagaman jawaban mahasiswa, terhadap soal yang diberikan dan cenderung salah. Disinyalir ada kesulitan bagi mahasiswa dalam menjelaskan pengertian gelombang, menentukan faktor-faktor yang mempengaruhi cepat rambat gelombang dan menggambarkan pulsa gelombang pantul Kata kunci: pengertian gelombang, cepat rambat gelombang, pemantulan gelombang

PENDAHULUAN Gelombang merupakan salah satu topik penting yang dipelajari di fisika dan merupakan dasar untuk mempelajari fisika lanjut yang lebih kompleks seperti fisika kuantum, optik dan radiasi elektromagnetik. Gelombang juga dipelajari mulai dari SD sampai pada perguruan tinggi, namun penelitian berkaitan dengan gelombang belum banyak dilakukan. Selama 25 tahun terakhir peneliti pendidikan fisika, secara intensif melakukan penelitian tentang pemahaman siswa terhadap topiktopik dalam mekanika, rangkaian listrik, suhu dan kalor (Mihas & Gemousakakis, 2007). Untuk memahami beberapa konsep seperti interferensi, refleksi, transmisi, refraksi yang berhubungan dengan gelombang mekanik, mahasiswa harus terlebih dahulu memiliki pemahaman yang benar tentang sifat pokok (fundamental ) gelombang seperti panjang gelombang, amplitudo, kecepatan gelombang, persamaan gelombang fundamental, energi gelombang, dan superposisi gelombang. Jika konsep-konsep dasar tersebut, di atas di fahami dengan baik maka fisika lanjut yang lebih kompleks dan berkaitan dengan konsep-konsep ini akan menjadi lebih mudah untuk dipahami (Qiaovu, 2002). Ketika mahasiswa bertemu dengan lingkungan belajar yang baru, mereka mendapatkan makna berdasarkan pengetahuan mereka sebelumnya (Acikgoz, 2002). Untuk dapat mengajarkan pengetahuan baru dan berhasil, pengajar harus menyelidiki pengetahuan sebelumnya dari mahasiswa baik pengetahuan yang mendukung atau yang bertentangan. Dalam proses pembelajaran sering sekali diperdebatkan, mana yang lebih penting dikuasai guru fisika dalam mengajarkan fisika, penguasaan konten fisikanya atau pedagoginya? Keduanya sesungguhnya penting, dan pengajaran fisika tidak pernah lepas dari pengetahuan tentang konten (content knowledge) dan pengetahuan tentang pedagogi (pedagogical knowledge). Dengan demikian calon guru fisika sudah seharusnya memiliki pengetahuan dan ketrampilan bidang fisika dan pembelajarannya (National Research Council, 1996), dan mampu mengintegrasikan keduanya (Adair & Chiaverina, 2000). Pengajar fisika sering mengajarkan fisika dengan hanya menonjolkan rumus-rumus tanpa mengajarkan konsep fisika secara utuh. Mengajarkan fisika hanya dilakukan SESI PARALEL FISIKA

140


dengan menurunkan rumus, memberi contoh soal dan latihan mengerjakan soal-soal, sehingga siswa terjebak hanya belajar membahas soal, sedikit sekali mengungkapkan proses yang sebenarnya terjadi. Dampaknya siswa cukup trampil menyelesaikan soal hitungan, yang berkaitan dengan penggunaan rumus, tetapi siswa mengalami kesulitan apabila diminta menjelaskan permasalahan yang menyangkut penalaran arti fisisnya (Wittmann, 2002). Menurut hasil penelitian tentang perambatan gelombang mekanik dalam medium yang homogen ditemukan bahwa siswa memiliki pendapat yang berbeda-beda, dikatakan bahwa siswa mengalami kesulitan (Witmann, 2002; Witmann, 1998; Witmann, Steinberg, & Redish, 1999). Kesulitan tersebut meliputi: 1) medium hanya sebagai transporter gelombang, secara langsung tidak berurusan dengan perambatan gelombang. 2) Pulsa dengan ukuran berbeda akan bergerak dengan kecepatan berbeda di media yang sama. 3) Gerakan tangan akan menimbulkan gaya yang lebih besar menciptakan kecepatan yang lebih besar. 4) Siswa menganggap gelombang sebagai obyek, deskripsi gelombang sebagai perambatan gangguan dalam suatu sistem. 5) Perambatan gelombang tergantung pada penciptaan gelombang, tidak tergantung pada sifat sistem media. Bagaimana pemahaman dan penalaran mahasiswa calon guru fisika yang sedang belajar di Jurusan Fisika Universitas Malang, tentang perambatan pulsa gelombang pada tali? Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengidentifikasi pemahaman dan penalaran mahasiswa tentang perambatan pulsa gelombang pada tali yang meliputi pengertian gelombang, factor-faktor yang berpengaruh terhadap cepat- rambat gelombang dan pemantulan gelombang tali pada ujung bebas dan ujung terikat. Penelitian ini penting dilakukan karena dengan mengetahui keberagaman pemahaman dan penalaran mahasiswa berarti dapat diketahui tingkat kesulitan mahasiswa dalam memahami perambatan pulsa gelombang dan dapat mempersiapkan bahan ajar yang sesuai dan lebih efektif pada topik ini untuk pembelajaran yang akan datang. METODE Jenis penelitian yang dilakukan ini termasuk penelitian deskriptif kualitatif (Emzir, 2008). Sampel penelitian terdiri dari mahasiswa calon guru fisika sebanyak 60 mahasiswa yang terdiri dari A = mahasiswa yang sedang menempuh matakuliah gelombang optic, B = mahasiswa yang sudah setahun yang lalu menempuh matakuliah gelombang optic dan C = mahasiswa yang sudah yudisium. Masing-masing sebanyak 20 mahasiswa, dengan pertimbangan, saat ini jumlah mahasiswa pendidikan fisika yang sedang menempuh matakuliah Gelombang-Optik berjumlah 38 diambil 20 mahasiswa secara acak, untuk angkatan lain diambil dengan jumlah yang sama. Semua mahasiswa sudah menempuh matakuliah Fisika Dasar pada tahun pertama dan sudah mempelajari masalah gelombang mekanik saat di SMP dan SMA. Instrumen yang digunakan berupa tes tertulis (paper and pencil tes) dan tes lesan (oral tes). Bentuk tes tertulis yang digunakan adalah tes essay (uraian) dan tes obyektif (pilihan ganda). Tes essay adalah tes yang disusun dalam bentuk pertanyaan terstruktur dan mahasiswa menyusun, mengorganisasikan sendiri jawaban tiap pertanyaan itu dengan bahasanya sendiri. Berdasarkan uraian jawaban (penalaran ) mahasiswa ini dapat diketahui tingkat pemahaman mahasiswa. Pada tes pilihan ganda disediakan kemungkinan berbagai jawaban dan mahasiswa bisa memilih jawaban yang dianggapnya paling benar. Tujuan pemberian tes jenis ini adalah agar mahasiswa menganalisis jawaban yang disediakan dan menyusun interpretasinya. Kedua jenis tes ini digunakan untuk memperoleh jumlah sampel yang lebih banyak (untuk semua sampel= 60 orang) dibandingkan tes lesan dan untuk melihat kekonsistenan jawaban mahasiswa. Tes uraian dilaksanakan lebih dahulu, baru tes pilihan ganda, mengingat permasalahan keduanya sama. Tes lesan dilakukan dengan cara wawancara tatap muka antara peneliti (dosen) dengan mahasiswa, dilakukan secara terpisah dengan tes tertulis dan dilaksanakan satu persatu. Tidak semua mahasiswa (responden) mengikuti tes lesan, dipilih mahasiswa yang dalam memberi jawaban pada tes uraian kurang jelas. Pada saat wawancara mahasiswa diarahkan untuk memberi alasan mengapa mengemukakan jawaban seperti yang telah dikatakan pada jawaban tes uraian dan pilihan ganda.

SESI PARALEL FISIKA

141


Tes lesan diikuti oleh 9 mahasiswa, yang terdiri dari sampel A,B dan C masing-masing diwakili oleh 3 orang mahasiswa. Soal tes terdiri dari 3 pertanyaan,yaitu tentang 1) pengertian gelombang mekanik, 2) faktor yang mempengaruhi cepat rambat gelombang tali , 3) menggambar pemantulan pulsa pada ujung bebas dan ujung terikat. HASIL DAN PEMBAHASAN Pembahasan dilakukan berdasarkan hasil pekerjaan mahasiswa dari tes tulis dan hasil wawancara terhadap ketiga pertanyaan yang diberikan dan pembahasan dilakukan untuk masing-masing pertanyaan . 1) Pengertian gelombang mekanik Pertanyaan tentang pengertian gelombang mekanik untuk soal uraian: Bagaimanakah pengertian gelombang mekanik menurut Anda? Jelaskan. Bagaimana mekanisme mediumnya pada saat gelombang merambat? Data hasil penalaran mahasiswa tentang pengertian gelombang mekanik, yang merupakan jawaban dari soal uraian cukup beragam dan jika jawaban yang hampir sama digabungkan dalam satu kelompok maka seluruh jawaban mahasiswa dapat dikelompokkan menjadi 5. Mahasiswa kebanyakan tidak menjelaskan mekanisme medium pada saat gelombang merambat. Frekuensi sebaran jawaban dalam %, ditunjukkan dalam Tabel 1. Tabel 1. Ragam jawaban mahasiswa terhadap pertanyaan tentang pengertian gelombang mekanik NO RAGAM JAWABAN Jml mhs persen 1 Sistem yang bergerak melewati titik setimbang secara periodik 8 13 2 Gerak bolak –balik yang memiliki gaya pemulih/ melewati titik setimbang secara periodik 7 12 3 Getaran yang merambat bersama mediumnya 2 3 4 Getaran merambat melalui medium tertentu dan medium tidak ikut bergerak 36 60 5 Getaran yang hanya merambatkan energy, medium tidak ikut merambat 7 12 JUMLAH 60 100

Terlihat bahwa 25% mahasiswa masih merancukan antara pengertian getaran dan gelombang, hal ini terlihat dari ragam jawaban mahasiswa no 1 dan 2 . Ada juga yang masih menganggap bahwa dalam perambatannya medium ikut merambat (3%). Ragam jawaban no 1, 2 dan 3 adalah jawaban yang salah (28%) dan mahasiswa yang menjawab salah ini sebagian besar (10 orang) adalah mahasiswa yang sudah yudisium, alasan yang dikemukakan karena sudah lama tidak pernah dipelajari lagi mereka sudah lupa. Sebagian besar (60%) mahasiswa menjawab bahwa gelombang mekanik adalah getaran yang merambat melalui medium, mediumnya tidak ikut bergerak. Setelah dikonfirmasi mahasiswa mengerti bahwa yang dirambatkan adalah energy, hanya tidak mencantumkan dalam jawaban. Jumlah mahasiswa yang menjawab bahwa yang dirambatkan hanya energy dan mediumnya tidak ikut merambat ada 12 %. Kelompok mahasiswa yang ragam jawabannya no 4 dan 5 tergolong jawaban yang betul (72%). Sebagian besar mahasiswa belum menjelaskan mekanisme medium pada saat gelombang merambat. Hanya sebagian kecil mahasiswa yang menjelaskan mekanisme medium pada saat perambatan gelombang terjadi. Pertanyaan tentang pengertian gelombang mekanik untuk soal pilihan ganda 1.

Pada gelombang berjalan selalu terjadi :

SESI PARALEL FISIKA

142


2.

A. Bukit dan lembah , B. Rapatan dan renggangan C. Perambatan energy D. Perubahan amplitude E. Interferensi Dari ujung tali ke ujung tali yang lain, gelombang merambatkan; A. Massa B. Partikel tali C. Energy D. Panjang gelombang E. Udara

Pertanyaan no 1 dijawab benar oleh mahasiswa sejumlah 46 orang atau 77 % dan soal no 2 dijawab benar oleh 50 orang atau 83 %. Kesalahan mahasiswa pada pertanyaan no 1, kebanyakan karena kurang teliti dalam membaca soal sehingga terkecoh oleh jawaban A atau B. Sedangkan soal no 2, hampir betul semua, karena soalnya tergolong mudah. Pertanyaan tentang pengertian gelombang mekanik soal tes lesan Bagaimana Anda (sebagai guru) menjelaskan pada siswa tentang pengertian gelombang mekanik. Bagaimana dengan mediumnya. Bagaimana mekanisme perambatan energinya

Hampir semua mahasiswa yang diwawancarai menjelaskan bahwa gelombang mekanik adalah getaran yang merambat dan dalam perambatannya memerlukan medium. Medium pada gelombang tali adalah tali itu sendiri. Pada saat gelombang merambat, medium yang merambatkan gelombang tidak ikut merambat/berpindah. Gelombang merambat membawa energy, sehingga tali dapat membentuk pulsa gelombang. Ada sebagian kecil mahasiswa yang menjelaskan mekanisme medium pada saat gelombang menjalar, yaitu memberi contoh gelombang merambat pada tali dan partikel tali tidak ikut merambat tetapi hanya bergerak naik turun. Gerakan partikel naik turun ditunjukkan dengan meletakkan lipatan kertas dijepitkan bebas di tali, pada saat tali digerakkan vertical dan tali membentuk pulsa yang merambat, kertas hanya naik turun mengikuti pulsa gelombang pada tali, kertas tidak merambat (tidak pindah posisi). Ketika ditanya bagaimana mekanisme perambatan energynya, tidak ada satupun mahasiswa yang bisa menjelaskan, mereka hanya mengatakan bahwa karena pulsa gelombang bergerak maka pulsa gelombang memerlukan energy, jadi mereka membawa energi. Penjelasan atau mekanisme bahwa hakekat gelombang adalah perambatan energy tanpa diikuti oleh perpindahan partikel yang merambatkan inilah yang belum dikuasai dengan baik oleh mahasiswa.

Gambar 1 Gelombang Permukaan air Diberikan contoh ulasan tentang mekanisme perambatan energy pada gelombang mekanik yaitu pada gelombang permukaan air. Pada permukaan air di kolam yang tenang diletakkan potongan gabus kemudian dijatuhkan batu, ke permukaan air tersebut, maka pada permukaan air akan terjadi riak atau gelombang permukaan air yang berbentuk lingkaran-lingkaran konsentris yang berpusat di tempat jatuhnya batu. Lingkaran itu bermula dari gerakan ke bawah bagian air yang tertumbuk batu sehingga membentuk cekungan. Cekungan air (Gambar 1) tersebut segera kembali ke formasi semula bahkan membentuk gundukan air yang lebih tinggi dari keadaan semula. Bersamaan itu, bagian air di sekelilingnya akan mencekung dan mencembung kembali. Pada gilirannya, bagian air di sebelah luarnya juga melakukan gerakan serupa. Demikian seterusnya

SESI PARALEL FISIKA

143


sehingga akan terbentuk riak gelombang air, berupa lingkaran cekungan dan cembungan yang jarijarinya semakin besar. Jika diperhatikan lebih seksama, partikel air pada lingkaran itu mengalami gerakan naik (ke bagian cembungan) dan turun (ke bagian cekungan) secara berulang-ulang. Maka, akan terlihat dengan jelas bahwa potongan gabus tersebut bergerak naik-turun ketika riak gelombang tadi melewatinya. Apa yang bisa dipelajari dari fenomena tadi? Ketika batu dijatuhkan mengenai air, energy kinetic batu dipindahkan ke partikel air yang ditumbuknya. Akibatnya, partikel air tersebut sekarang memiliki energy mekanik, yaitu energy kinetic (yang ditandai dengan adanya gerakan turun-naik) dan energy potensial (akibat gaya elastic tegangan permukaan air yang cenderung mengembalikan partikel-partikel air ke posisinya semula). Energi mekanik partikel air ini dipindahkan lagi ke bagian partikel air di sisi berikutnya sehingga bagian air di tempat baru ini juga bergerak naik turun (memiliki energy mekanik). Transfer energy ini terus berlanjut sampai ke bagian air yang jauh dari tempat jatuhnya batu. Partikel-partikel air tidak bergerak menjauh dari pusat lingkaran (seperti ditunjukkan oleh gabus tadi), melainkan hanya bergerak naik-turun di sekitar posisi setimbangnya. Jadi, fenomena tersebut menunjukkan proses perpindahan energy melalui suatu medium (dalam hal ini air) yang tidak diikuti dengan perpindahan partikel-partikel medium pada arah ke mana energy tersebut merambat. Inilah hakekat gelombang, yaitu perambatan energy tanpa diikuti oleh perpindahan partikel-partikel yang merambatkannya. 2) Factor-faktor yang mempengaruhi cepat rambat gelombang tali Pertanyaan tentang Factor-faktor yang mempengaruhi cepat rambat gelombang tali untuk soal uraian. Sebuah tali diikat kuat pada tembok sehingga tali dalam keadaan tertegang. Jika ujung tali yang bebas digerakkan sehingga terjadi pulsa gelombang yang merambat sampai ke ujung tali yang terikat memerlukan waktu t, apa yang harus dilakukan agar pulsa gelombang yang merambat memerlukan waktu yang lebih singkat dari t untuk sampai ke ujung tali? (lihat Gambar 2 Ragam jawaban mahasiswa dapat dikelompokkan menjadi 7 kelompok, seperti ditunjukkan pada Tabel 2.

Gambar 2. Perambatan gelombang tali Pertanyaan tentang Factor-faktor yang mempengaruhi cepat rambat gelombang tali untuk soal pilihan ganda: Sebuah tali diikatkan pada dinding sehingga tali tertegang. Seorang demonstrator menggerakkan tangannya untuk menciptakan pulsa yang merambat kearah dinding. Demonstrator ingin menghasilkan pulsa yang memakan waktu lebih lama dalam mencapai dinding. Tindakan mana yang harus diambil dari a-k untuk menghasilkan pulsa seperti yang diharapankan. Jawaban boleh dipilih lebih dari satu a. Gerakkan tangan keatas dan kebawah lebih cepat b. Gerakkan tangan keatas dan kebawah dengan lebih lambat c. Gerakkan tangan ke atas dan kebawah dalam jarak /amplitude lebih besar d. Gerakkan tangan ke atas dan kebawah dengan jarak /amplitude lebih kecil lanjutan a. Gunakan tali yang lebih berat dengan panjang sama, dan tegangan sama

SESI PARALEL FISIKA

144

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 b. c. d. e. f. g.

Gunakan tali yang lebih ringan dengan panjang sama, dan tegangan sama Gunakan tali dengan kerapatan yang sama, tetapi kurangi tegangan Gunakan tali dengan kerapatan yang sama, tetapi perbesar tegangan Berikan gaya yang lebih besar pada gelombang Berikan gaya yang lebih kecil pada gelombang Tidak satupun jawaban diatas akan menyebabkan efek yang diinginkan

Tabel 2. Ragam jawaban mahasiswa terhadap pertanyaan tentang factor-faktor yang mempengaruhi cepat rambat gelombang dengan pertanyaan terbuka NO RAGAM JAWABAN MAHASISWA Jml FREK (%) 1 Mengurangi panjang gelombang dan frekwensi getaran, meningkatkan 6 10 kecepatan, dengan rumus 𝒗 = 𝒇 2 6 10 Mengurangi tegangan sehingga menurunkan laju gelombang , 𝒕 = 𝒏/𝒗 3 Jarak, gaya, massa tali diperbesar, panjang tali diperkecil karena waktu 8 13 sebanding dengan panjang tali dengan rumus : 𝒔𝟐 = 𝒕𝟐 𝑭 𝒎/𝒍 4 Menambah tegangan / mengganti tali yang lebih ringan / memperpanjang 22 37 𝑭

tali 𝒗 = √

𝝁

5



𝑭𝒍

𝑻

𝒎

6 7

Menggunakan tali yang lebih berat dan memperbesar gaya : = √

Mempercepat gerakan tali Mengurangi tegangan, menambah massa tali, memperpendek tali, 𝒗 = √

6

10

9 3

15 5

60

100

𝑭𝒍 𝒎

JUMLAH

Ragam jawaban mahasiswa disajikan dalam Tabel 3. Tabel 3. Persentase frekuensi jawaban mahasiswa pada permasalahan factor-faktor yang mempengaruhi cepat rambat gelombang dengan soal pilihan ganda Alternative a b c d e f g h i j k L Total jawaban Jumlah 5 7 8 4 12 2 10 2 3 7 0 0 60 mahasiswa Frekuensi (%) 8 12 13 7 20 3 17 3 5 12 0 O 100

Berdasarkan jawaban mahasiswa baik pada soal uraian, pilihan ganda dan pada saat wawancara, sebagian besar mahasiswa sudah mengenal rumus matematik untuk menentukan cepat rambat gelombang. Pada dasarnya mahasiswa memahami bahwa cepat rambat gelombang pada tali ditentukan oleh besarnya gaya dan massa persatuan panjang tali yang secara 𝑭

matematik dinyatakan dalam hubungan 𝒗 = √𝝁

dimana v = cepat rambat gelombang, F = gaya

tegang tali, = massa persatuan panjang tali . Mahasiswa kurang memahami bahwa gaya dan kerapatan massa tersebut merupakan karakteristik medium tempat gelombang merambat. Sifat elastissitas dan inersia medium inilah yang mempengaruhi cepat rambat gelombang, sehingga rumus tersebut bisa ditulis sebagai 𝒔𝒊𝒇𝒂𝒕 𝒌𝒆𝒍𝒆𝒏𝒕𝒊𝒏𝒈𝒂𝒏 𝒎𝒆𝒅𝒊𝒖𝒎 𝒔𝒊𝒇𝒂𝒕 𝒊𝒏𝒆𝒓𝒔𝒊𝒂 𝒎𝒆𝒅𝒊𝒖𝒎

𝒗= √

.

Pada soal uraian, jawaban yang benar adalah yang tercantum pada Table 2 pada ragam jawaban no 4. Dengan penjelasan bahwa untuk mempersingkat waktu agar pulsa segera sampai di

SESI PARALEL FISIKA

145


ujung tali berarti kecepatan perambatan gelombang pada tali harus diperbesar. Sesuai dengan 𝑭

𝑭.𝒍

rumus cepat rambat gelombang 𝒗 = √𝝁 = √ 𝒎

maka agar v besar dapat dilakukan dengan cara 1)

memperbesar gaya F, 2) memperpanjang tali (l) , dan 3) mengganti tali yang lebih ringan (m kecil). Jumlah mahasiswa yang menjawab benar hanya 37 % , hanya sepertiga dari jumlah keseluruhan responden. Pada soal pilihan ganda jawaban yang benar adalah jawaban e dan g yang jumlahnya jika ditotal hanya 37 % . Soal pilihan ganda berlawanan dengan soal uraian. Pada soal pilihan ganda diharapkan waktu yang digunakan oleh pulsa gelombang untuk sampai pada ujung tali lebih lama berarti kecepatan perambatannya harus lebih kecil. Untuk memperkecil v dengan menggunakan rumus yang digunakan oleh soal uraian maka yang dapat dilakukan adalah: gaya F diperkecil dengan tanpa mengganti tali (kerapatan massa tali tetap), atau pada gaya dan jenis tali yang tetap tali diperpendek, cara lain adalah mengganti tali dengan tali lain yang massanya lebih besar, dengan F dan l tetap. Pada saat wawancara mahasiswa dengan semangatnya menjelaskan bahwa untuk memperbesar atau memperkecil kecepatan perambatan adalah dengan cara menggerakkan ujung tali dengan amplitude yang lebih besar atau lebih kecil. Jika ingin meninggikan kecepatan perambatan, amplitudonya diperbesar, jika ingin mengurangi kecepatan amplitudonya diperkecil. Memperbesar amplitude getaran berarti memperbesar gaya. Mahasiswa lain berpendapat bahwa makin cepat tali digerakkan (dihentakkan) semakin cepat pula perambatan gelombangnya. Menghentakkan tali berarti memperbesar gaya. Mahasiswa mengatakan “jika kita menghentakkan tangan lebih keras . . .berarti kita menaruh gaya yang lebih besar di tangan kita, sehingga gerakan pulsa menjadi lebih cepat”. Mahasiswa mencoba meyakinkan dengan mempraktekkan menggerakkan pergelangan tangannya ke atas dan ke bawah untuk menjelaskan lambat dan cepat nya gerakan pulsa. Mahasiswa lain juga memberikan penjelasan yang sama. Mahasiswa ini menganggap bahwa cepat rambat gelombang tergantung pada penciptaan gelombang bukan pada karakteristik medium tempat perambatan gelombang. Mahasiswa menganggap bahwa gelombang sama dengan obyek, deskripsi gelombang sebagai perambatan gangguan dalam suatu system tidak dihiraukan. Mahasiswa yang menjawab benar bisa menjelaskan bahwa untuk memperoleh kecepatan perambatan gelombang menjadi lebih tinggi atau lebih rendah factor penentunya ada 2 yaitu factor tegangan pada tali dan kerapatan massa tali. Oleh karena itu untuk meningkatkan kecepatan perambatan dapat dilakukan dengan 1) menambah tegangan (gaya) dengan tetap mempertahankan jenis tali dan panjang tali. 2) jika tegangannya dipertahankan tetap, maka yang harus dirubah adalah talinya yaitu harus diperpanjang atau diganti tali yang kerapatannya lebih kecil untuk memperoleh cepat rambat gelombang yang lebih besar, atau mengganti dengan tali yang kerapatannya besar sehingga kecepatan perambatannya menjadi kecil. 3) Pemantulan gelombang pada ujung terikat dan ujung bebas Pertanyaan tentang menggambar pemantulan pulsa gelombang pada ujung terikat dan ujung bebas. Gambar 3 berikut menunjukkan sebuah pulsa pada tali yang ujungnya terikat kuat. Pulsa menjalar ke arah ujung yang terikat dengan kecepatan 1 cm/sec. Gambar tersebut menunjukkan kondisi pulsa pada t = 0. Menjadi bagaimanakah bentuk tali pada t = 8 sec ? Gambarkan dan jelaskan.

1 cm

1 cm

 X

Y

Gambar 3. Pulsa pada t=0 SESI PARALEL FISIKA

 X

Y

Gambar 4. Pulsa pada t=0 146


Gambar 4, menunjukkan sebuah pulsa pada tali yang ujungnya diikatkan pada cincin yang dapat bergerak bebas. Pulsa menjalar ke arah ujung yang terikat dengan kecepatan 1 cm/sec. Gambar tersebut menunjukkan kondisi pulsa pada t = 0. Menjadi bagaimanakah bentuk tali pada t = 8 sec ? Gambarkan dan jelaskan

1 cm

1 cm Y





X Y

Gambar 5 . pulsa pantul setelah t=8s t=8s (garis putus menggambarkan pulsa asli) menggambarkan pulsa asli)

X

Gambar 6. Pulsa pantul setelah ( garis putus

Tabel 4. Rekap jawaban mahasiswa untuk soal no 1 (Gambar 3) Bentuk Pulsa hasil pantulan Jml. Mhs 3 1. Pulsa berada di bawah menghadap ke atas (berlawanan dengan pulsa asli) posisi ujung pulsa yang satu berimpit dengan ujung pemantul , pulsa bergerak ke kiri 12 2. Pulsa berada di atas menghadap ke bawah berimpit dengan pulsa asli 3. Pulsa berada di bawah menghadap ke atas posisi di sebelah kiri pulsa 24 asli 10 4. Jawaban tidak relevan 11 5. Tidak ada jawaban JUMLAH 60 Table 5. Rekap jawaban mahasiswa untuk soal no 2 (Gambar 4) Bentuk Pulsa hasil pantulan Jml. Mhs 3 1. Pulsa berada di atas menghadap kebawah, posisi di sebelah kanan pulsa asli 10 2. Pulsa berada di atas menghadap ke bawah berimpit dengan pulsa asli 12 3. Pulsa berada di bawah, menghadap ke atas tepat berhadapan dengan pulsa asli 10 4. Pulsa menghilang (tidak terjadi pemantulan) 14 5. Jawaban tidak relevan 11 6. Tidak ada jawaban JUMLAH 60

Persen 5

20 40 17 18 100

Persen 5 17 20 17 23 18 100

Pertanyaan tentang pemantulan pulsa gelombang pada ujung terikat dan ujung bebas untuk pilihan ganda: 1. Salah satu ujung tali diikat pada cincin yang dapat bergerak bebas pada batang. Jika ujung yang tidak terikat digetarkan maka timbul pulsa yang merambat sampai ke ujung terikat kemudian dipantulkan. Di titik pantul tersebut, gelombang pantul terhadap gelombang asli…. A. Sefase B. berlawanan fase C. memiliki amplitude lebih besar. D. memiliki kecepatan lebih besar E. memiliki periode lebih lama

SESI PARALEL FISIKA

147


2. Salah satu ujung tali diikat mati pada sebuah batang. Jika ujung bebasnya digetarkan maka timbul pulsa yang merambat sampai ke ujung terikat kemudian dipantulkan. Di titik pantul tersebut, bentuk gelombang pantul terhadap gelombang asli …. A. sefase B. berlawanan fase C. memiliki amplitude lebih besar D. memiliki kecepatan lebih besar E. memiliki periode lebih lama Jawaban mahasiswa terhadap soal pilihan ganda tentang pemantulan pulsa gelombang pada ujung terikat dan ujung bebas Hampir semua jawaban mahasiswa terhadap soal pilihan ganda betul, soal no 1 dijawab betul oleh 85 % (51) mahasiswa, sedangkan soal no 2 dijawab betul oleh 78 % (47) mahasiswa. Jawaban mahasiswa terhadap pertanyaan menggambar pulsa gelombang pantul pada ujung terikat. Jawaban mahasiswa terhadap pertanyaan no. 1 yaitu menggambar pulsa gelombang pantul pada ujung terikat dan hasil wawancara dengan mahasiswa, setelah dirangkum ditunjukkan dalam Tabel 4. Jawaban yang benar adalah jawaban no 1, dan jika digambar seperti ditunjukkan dalam Gambar 5, pulsa dengan garis putus-putus menggambarkan pulsa asli setelah 8 s. Terlihat bahwa mahasiswa yang menjawab benar soal no 1 hanya 3 orang (50%), tetapi tidak ada penjelasan, hanya gambarnya benar. Mereka hanya menuliskan bahwa pulsa pantul pada ujung terikat berlawanan fase dengan pulsa asli. Ketika di lihat jawaban mahasiswa pada soal pilihan ganda dan ketika ditanya dengan soal yang sama jawaban mahasiswa yang mengikuti tes lesan semuanya benar, yaitu pulsa gelombang pantul pada ujung terikat berlawanan fase dengan pulsa gelombang asli. Mengapa menggambarnya salah, pada hal secara teori mereka mengerti? Ternyata hampir semua mahasiswa dalam menggambar gelombang pantul, tidak memperhatikan dimana posisi gelombang asli setelah 8 s seperti yang diminta soal. Sebagian besar (40%) mereka langsung menggambar bahwa pulsa pantul berlawanan dengan pulsa asli dan menjalar kearah kiri. Tanpa melihat posisi pulsa asli itu pada saat kapan dan pulsa pantul yang diminta pada saat kapan, mereka langsung menggambar pulsa pantulnya berlawanan dengan pulsa asli sehingga pulsa pantulnya digambarkan berada di sebelah kiri pulsa asli (karena geraknya ke kiri) menghadap ke atas dan posisinya di bawah (karena berlawanan fase dengan pulsa asli) (Tabel 4, jawaban no 3). Sebanyak 20 % mahasiswa penalarannya berbeda, mereka menggambar pulsa asli diteruskan sampai mencapai ujung terikat kemudian pulsa pantulnya berlawanan fase dan menjalar ke kiri, sehingga pulsa pantulnya digambarkan berimpit dengan pulsa asli (Tabel 4, jawaban no 2). Sejumlah 17% mahasiswa yang jawabannya tidak bisa dipahami mengapa mereka menggambar seperti itu, dan jawabannya tidak dapat digolongkan pada jawaban di atasnya, mereka juga tidak menuliskan penalarannya, ada kemungkinan mereka sekedar menggambar, sehingga jawaban yang demikian dikelompokkan pada jawaban tidak relevan. Sisanya 18 % mahasiswa tidak menjawab. Ketiga mahasiswa yang jawabannya benar adalah mahasiswa yang sudah setahun menempuh matakuliah gelombang optic. Jawaban mahasiswa terhadap pertanyaan menggambar pulsa gelombang pantul pada ujung bebas. Jawaban mahasiswa terhadap pertanyaan no. 2 yaitu menggambar pulsa gelombang pantul pada ujung bebas dan hasil wawancara dengan mahasiswa, setelah dirangkum ditunjukkan dalam Tabel 5. Jawaban yang benar adalah jawaban no 1, dan jika digambar seperti ditunjukkan dalam Gambar 6, pulsa dengan garis putus-putus menggambarkan pulsa asli setelah 8 s. Terlihat bahwa mahasiswa yang menjawab benar soal no 2 hanya 3 orang (5%), sama dengan yang terjadi pada pemantulan ujung terikat mereka tidak member penjelasan, hanya gambarnya benar. Sebanyak 17% jawaban mahasiswa seperti jawaban no 2 pada Tabel 5, dengan penalaran bahwa pulsa pantul pada ujung bebas sefase dengan pulsa asli sehingga digambar berimpit dengan pulsa asli, hanya arah merambatnya diberi tanda ke kiri. Mahasiswa yang jawabannya seperti jawaban no 3, ada 20

SESI PARALEL FISIKA

148


% menjelaskan bahwa pulsa asli diteruskan sampai pada pemantul, kemudian pulsa pantul sefase dengan pulsa asli digambarkan dengan pulsa yang bentuknya sama dengan pulsa asli dan berada di sebelah kiri pulsa asli, sehingga pulsa pantulnya puncaknya berada di bawah menghadap ke atas dan persis berhadapan dengan pulsa asli. Sejumlah 17 % mahasiswa menganggap bahwa karena ujung tonggak tali bebas bergerak naik turun maka pulsa tidak akan dipantulkan, maka sesampainya di ujung pemantul pulsa menghilang. Jawaban mahasiswa sebanyak 23% tidak jelas penalarannya, tidak bisa difahami mengapa mereka menggambar seperti itu, sehingga dimasukkan dalam kelompok tidak relevan. Mahasiswa yang tidak mengerjakan ada 18 %. KESIMPULAN Berdasarkan paparan data dan pembahasan di atas , dapat disimpulkan bahwa pembelajaran pada topik gelombang mekanik belum mampu mengantarkan mahasiswa membangun pengetahuan yang utuh tentang gelombang mekanik, terutama gelombang pada tali yang homogen. Mahasiswa masih mengalami kesulitan dalam memahami konsep gelombang mekanik, terutama dalam menjelaskan mekanisme perambatan energinya, memaknai arti fisis persamaan matematis untuk mmenentukan cepat rambat gelombang, menggambarkan pemantulan gelombang pada ujung bebas dan terikat. Sebagai tindak lanjut, perlu dilakukan penyempurnaan dalam merancang pembelajaran sehingga memberi pengalaman belajar yang bervariasi (multi representasi), menjelaskan proses terjadinya bukan hanya memberikan rumus matematika dan memvisualkan materi yang abstrak dengan menggunakan bantuan elektronik (misalnya animasi). DAFTAR PUSTAKA Adair, LR & Chiaverina, CJ. 2000. Preparation of Excellent Teachers at All Levels. Canada: AAPT Planning Meeting, 27-28 July 2000 Mihas, P. & Gemousakakis, T. (2007). Difficulties that students face with two dimensonal motion. Physics Education, 42(2), 13-19. National Research Council. 1996. National Science Education Standard. Washington DC: National Academy Press Qiaovu, L. (2002). Examining the effectiveness of interactivity in A3- dimensional web based tutorial on interference phenomenon (Master Thesis, Mississippi State University). Retrieved from ProQuest Dissertations & Theses. (AAT 1418231) Rustaman, NY, Dirdjosoemarto, S, Yudianto, SA, Achmad, Y, Subekti, R, Rochintaniawati, D, Nurjhani, M. 2003. Strategi Belajar Mengajar Biologi. UPI Bandung: IMSTEP JICA Witmann, M. C. (2002). The object coordination class applied to wavepulses: analysing student reasoning in wave physics. International Journal of Science Education, 24(1), 97-118. Wittmann, M.C. (1998). Making sense of how students come to an understanding of physics: an example from mechanical waves (Doctoral Dissertation, University of Maryland. ?. Retrieved from ProQuest Dissertations & Theses. (AAT 9921649) Witmann, M.C., Steinberg, R.N. & Redish, E.F. (1999). Making sense of how students make sense of mechanical waves. Physics Teacher, 37, 15-21.

SESI PARALEL FISIKA

149


PENGARUH PADUAN PEMBELAJARAN AKTIF DAN PROBLEM SOLVING TERHADAP PEMAHAMAN KONSEP DAN KEMAMPUAN PEMECAHAN MASALAH PADA MATAKULIAH FISIKA MODERN Hartatiek dan Yudyanto Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Malang E-mail: [email protected] Abstrak: Telah dilakukan penelitian yang memadukan pembelajaran aktif dan problemsolving dengan tujuan untuk mengetahui pengaruhnya pada pemahaman konsep dan kemampuan menyelesaikan masalah pada Matakuliah Fisika Modern. Salah satu kelebihan pembelajaran aktif yaitu lebih memberdayakan potensi mahasiswa untuk terlibat secara aktif dalam memahami konsep (materi). Untuk menguatkan pemahaman konsep, mahasiswa perlu dilatih menyelesaikan masalah melalui problem solving sehingga dapat mencapai hasil belajar yang optimal. Penelitian ini dilakukan pada semester genap tahun pelajaran 2011/2012. Penelitian ini termasuk jenis penelitian kuasi eksperimen dengan rancangan the one group pretest-posttest design, penelitian eksperimen tanpa kelompok kontrol dan pretest-posttest dilakukan dalam satu kelompok. Subyek penelitian adalah mahasiswa prodi fisika semester IV yang sedang menempuh Matakuliah Fisika Modern pada semester genap 2011/2012 sebanyak 29 orang. Pada subjek diberikan pretest sebelum perlakuan dan posttest setelah perlakuan. Bentuk perlakuannya adalah pembelajaran aktif model collaborative learning group yang dipadukan dengan problem solving. Pretest dimaksudkan untuk mengetahui pemahaman konsep dan kemampuan problem-solving awal mahasiswa sebelum perlakuan sedangkan postest untuk untuk mengetahui pemahaman konsep dan kemampuan problem-solving mahasiswa setelah perlakuan. Hasil penelitian ini menunjukkan: (1) ada pengaruh paduan pembelajaran aktif dan problem solving terhadap peningkatan pemahaman konsep sebesar 5,73 dengan gain skor 0,17 yang berada pada klasifikasi rendah, (2) ada pengaruh paduan pembelajaran aktif dan problem solving pada peningkatan kemampuan pemecahan masaah sebesar 29,1 dengan gain skor 0,43 yang berada pada klasifikasi medium. Rendahnya peningkatan pemahaman konsep mahasiswa mungkin disebabkan mahasiswa masih sulit memahami konsep yang lebih abstrak. Untuk kemampuan menyelesaikan masih dapat ditingkatkan dengan lebih banyak memberikan tugas/ latihan diluar jam tatap muka melalui responsi/tutorial. Temuan lain menunjukkan mahasiswa sangat antusias dalam proses pembelajaran yang didukung oleh hasil penilaian selama proses pembelajaran yaitu: keaktifan dalam diskusi dengan skor rerata 81,4; membuat rangkuman dengan skor rerata 81,9;presentasi individu dengan skor rerata 79,9 dan kuis harian dengan skor rerata 81, 3. Kata kunci: pembelajaran aktif, problem solving, pemahaman konsep, pemecahan masalah

PENDAHULUAN Model pembelajaran aktif memiliki banyak kelebihan dibanding pembelajaran konvensional, salah satunya adalah lebih memberdayakan potensi mahasiswa untuk terlibat secara aktif dalam pembelajaran sehingga mencapai hasil belajar yang optimal. Hasil-hasil penelitian terdahulu menunjukkan bahwa, dibandingkan dengan pembelajaran tradisional (kuliah satu arah), pembelajaran aktif ini memberikan peluang bagi mahasiswa untuk dapat menyerap lebih banyak materi pelajaran, mengingat dan memahami lebih lama, dan yang terpenting adalah menyukai

SESI PARALEL FISIKA

150


aktivitas belajar itu sendiri. Meyer & Jones (1993) mengemukakan bahwa pada pembelajaran aktif terjadi aktivitas berbicara dan mendengar, menulis, membaca, dan refleksi yang menggiring ke arah pemaknaan mengenai isi pelajaran, ide-ide, dan berbagai hal yang berkaitan dengan satu topik yang sedang dipelajari. Selain itu telah banyak ditemukan bahwa kualitas pembelajaran akan meningkat jika para mahasiswa peserta proses pembelajaran memperoleh kesempatan yang luas untuk bertanya, diskusi, dan menggunakan secara aktif pengetahuan baru yang diperoleh [1]. Model pembelajaran aktif telah diterapkan pada perkuliahan Fisika Keramik (2010), Termodinamika (2011). Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan Hartatiek (2010) menunjukkan bahwa hasil belajar mahasiswa meningkat 12.73% masih dalam klasifikasi medium. Temuan lain menunjukkan bahwa keterampilan mahasiswa dalam hal: kerjasama, komunikasi , dan berpikir kritis juga meningkat, dan yang penting lagi adalah sebanyak 94,6% mahasaiswa termotivasi belajarnya [2]. Hasil penelitian Hartatiek (2011) menunjukkan adanya peningkatan hasil belajar 22,08% dalam klasifikasi medium. Pembelajaran aktif mendapat respon positif dari mahasiswa sebesar 86,67% dan dapat melatih keterampilan komunikasi dengan bahasa Inggris sebesar 93,33% [3]. Berdasarkan dua hasil penelitian yang telah diuraikan tersebut menunjukkan bahwa hasil belajar mahasiswa mengalami peningkatan tetapi masih belum optimal, masih dalam klasifikasi medium. Hasil belajar yang belum optimal ini mungkin disebabkan mahasiswa kurang berlatih dalam problem solving (pemecahan masalah) soal-soal kuantitatif. Pemecahan masalah menuntut tidak hanya penguasaan konsep tetapi juga keterampilan yang memadai sehingga diperlukan latihan. Untuk mengoptimalkan hasil belajar mahasiswa dilakukan penelitian dengan memadukan antara pembelajaran aktif dan problem solving dengan tujuan selain mahasiswa menguasai konsep juga mampu menyelesaikan masalah dengan baik sehingga hasil belajarnya optimal. Problem solving secara definisi diartikan sebagai perumusan jawaban melalui penerapan aturan-aturan yang telah dipelajari sebelumnya untuk membuat penyelesaian. Untuk dapat menemukan prinsip pemecahan masalah, seseorang dituntut telah menguasai beberapa kaidah, kaidah baru dapat dikuasai setelah konsep-konsep tertentu telah dikuasai, demikian seterusnya. Metode-metode kerja tertentu ini selanjutnya oleh Heller [4] disebut strategi pemecahan masalah secara eksplisit yang terdiri dari lima langkah: (1) memfokuskan masalah, (2) menggambarkan keadaan fisisnya, (3) merencanakan penyelesaian, (4) menyelesaian masalah berdasarkan rencana, dan (5) mengevaluasi hasil (jawaban). Tujuan dari penelitian ini: (1) untuk mengetahui pengaruh paduan pembelajaran aktif dan problem solving terhadap peningkatan pemahaman konsep, dan (2) untuk mengetahui pengaruh paduan pembelajaran aktif dan problem solving terhadap peningkatan kemampuan problem solving. Bonwell (1995) mengemukakan, bahwa pembelajaran aktif memiliki karakteristik antara lain: (1) Penekanan proses pembelajaran bukan pada penyampaian informasi oleh pengajar, melainkan pada pengembangan keterampilan pemikiran analitis dan kritis terhadap topik atau permasalahan yang dibahas; (2) Mahasiswa tidak hanya mendengarkan kuliah secara pasif tetapi mengerjakan sesuatau yang dibekaitan dengan materi kuliah; (3) Penekanan pada ekplorasi nilainilai dan sikap-sikap berkenaan dengan materi kuliah; (4) Mahasiswa lebih banyak dituntut untuk berpikir kritis, menganalisis dan melakukan evaluasi; dan (5) Umpan balik yang lebih cepat akan terjadi pada proses pembelajaran [5]. Disamping karakteristik tersebut, secara umum dalam proses pembelajaran aktif memungkinkan diperolehnya beberapa hal yaitu: (1) interaksi yang timbul selama proses pembelajaran akan menimbulkan positive interdepedence dimana konsolidasi pengetahuan yang dipelajari hanya dapat diperoleh secara bersama-sama melalui eksplorasi aktif; (2) Setiap individu harus terlibat aktif dalam proses pembelajaran dan pengajar harus bisa mendapatkan penilaian untuk setiap mahasiswa sehingga terdapat individual accountability; (3) Proses pembelajaran aktif dapat berjalan dengan efektif diperlukan kerjasama yang tinggi sehingga akan memupuk social

SESI PARALEL FISIKA

151


skills. Dengan demikian kualitas pembelajaran dapat ditingkatkan sehingga penguasaan materi juga meningkat. Memadukan pembelajaran aktif dan problem solving dalam suatu pembelajaran artinya menerapkan salah satu model pembelajaran aktif dalam penelitian ini model collaborative learning group dan dilanjutkan dengan problem solving dalam satu rangkaian pertemuan tatap muka. Collaborative learning group: model ini diawali dengan presentasi di depan kelas kemudian diikuti dengan tanya jawab, sangat efektif untuk mendorong mahasiswa berpikir mengenai berbagai sisi yang berkaitan dengan topik, sehingga dapat mengasah pemahaman yang lebih kuat. Dalam collaborative learning group akan terjadi beberapa proses penting di antaranya self explanation dan students tutoring to each other. Setelah presentasi dan diskusi kelas selesai dilanjutkan dengan penguatan materi oleh dosen dan diakhiri dengan problem solving untuk menguatkan pemahaman konsep serta melatih mahasiswa agar terampil menyelesaikan masalah. Untuk dapat menemukan prinsip pemecahan masalah, seseorang dituntut telah menguasai beberapa kaidah, kaidah baru dapat dikuasai setelah konsep-konsep tertentu telah dikuasai, demikian seterusnya. Metode-metode kerja tertentu ini terdiri dari lima langkah: (1) memfokuskan masalah, (2) menggambarkan keadaan fisisnya, (3) merencanakan penyelesaian, (4) menyelesaian masalah berdasarkan rencana, dan (5) mengevaluasi hasil (jawaban). Langkah-langkah pembelajaran yang memadukan model pembelajaran aktif dan problemsolving dilakukan sebagai berikut: 1. Mahasiswa dibagi dalam kelompok yang beranggotakan 3-4 orang untuk berdiskusi dalam memahami konsep/materi (collaborative learning group) 2. Setiap kelompok wajib membuat rangkuman individual tentang materi yang akan dibahas, tugas merangkum dikerjakan di rumah. 3. Salah satu kelompok ditunjuk untuk presentasi (explanation to the others)) 4. Dilanjutkan dengan diskusi antara penyaji dan audien bisa dalam bentuk bertanya, menyanggah, mengemukakan pendapat atau menjawab (penggalian konsep). 5. Review/ penguatan konsep oleh dosen. 6. Kelompok penyaji maupu audien melakukan pemecahan masalah dari soal-soal kuantitatif yang sudah diberikan dosen minggu lalu. Pemecahan masalah mengikuti 5 tahapan: (1) memfokuskan masalah, (2) menggambarkan keadaan fisisnya, (3) merencanakan penyelesaian, (4) menyelesaian masalah berdasarkan rencana, dan (5) mengevaluasi hasil jawaban (problem solving). 7. Memberi kuis/tes harian pada setiap akhir perkuliahan agar memotivasi mahasiswa untuk belajar. 8. Rangkuman dan pemecahan masalah dikumpulkan untuk dinilai. 9. Minggu berikutnya tugas merangkum dan pemecahan masalah serta hasil kuis yang sudah dinilai dibagikan untuk umpan balik bagi mahasiswa. METODE Penelitian ini termasuk jenis penelitian kuasi eksperimen dengan rancangan the one group pretest-posttest design [6]. Penelitian kuasi eksperimen tanpa kelompok kontrol dan pretestposttest dilakukan dalam satu kelompok . Subyek penelitian adalah mahasiswa prodi fisika semester IV yang sedang menempuh matakuliah fisika Modern pada semester genap 2011/2012 sebanyak 29 orang. Pada subjek diberikan pretest sebelum perlakuan dan posttest setelah perlakuan. Bentuk perlakuannya adalah pembelajaran aktif model debat yang dipadukan dengan problem solving. Pretest dimaksudkan untuk mengetahui pemahaman konsep dan kemampuan problem-solving awal mahasiswa sebelum perlakuan sedangkan postest untuk mengetahui pemahaman konsep dan kemampuan problem-solving mahasiswa setelah perlakuan. Presedur penelitian ini meliputi langkah-langkah: 1) melakukan pretest pemahaman konsep dan kemampuan poblem solving ; 2) memberikan perlakuan pembelajaran aktif dan problem

SESI PARALEL FISIKA

152


solving pada materi: mekanika kuantum, struktur atomik dan teori kuantum atom hidrogen; 3) memberikan posttest pemahaman konsep dan kemampuan problem solving. Pretest pemahaman konsep berupa tes pilihan benar salah berjumlah 25 soal, dengan skor maksimal 100, fokus pada penguasan materi (konsep). Sedangkan pretest kemampuan problem solving berupa tes essay berjumlah 5 soal, dengan penekanan pada kemampuan mahasiswa melakukan pemecaha menggunakan lima langkah eksplisit yang dikemukakan oleh Heller dengan skor maksimal 100. Postest pemahaman konsep berupa tes essay 5 soal tentang materi (konsep) dengan skor maksimal 100. Sedangkan postest kemampuan problem solving berupa tes essay berjumlah 5 soal yang lebih ditekankan pada penyelesaian menggunakan 5 langkah penyelesaian dengan skor maksimal 100. Data pemahaman konsep dan kemampuan problem solving dianalisis dengan menghitung skor minimal, skor maksimal, dan skor rata-rata. Peningkatan pemahaman konsep dan kemampuan problem solving mahasiswa dapat dilihat dengan membandingkan antara skor rata-rata pretest dan skor rata-rata postest. Untuk mengetahui seberapa besar tingkat peningkatan skor tersebut ditentukan gain ternormalisasi rata-rata, yaitu gain rata-rata aktual dibagi dengan gain rata-rata aktual maksimum yang mungkin, dengan rumus berikut [7]. % < 𝒈𝒂𝒊𝒏 > % < 𝒑𝒐𝒔𝒕𝒕𝒆𝒔𝒕 > −% < 𝒑𝒓𝒆𝒕𝒆𝒔𝒕 > <𝒈>= = % < 𝒈𝒂𝒊𝒏 >𝒎𝒂𝒙 𝟏𝟎𝟎 − % < 𝒑𝒓𝒆𝒕𝒆𝒔𝒕 > Klasifikasi peningkatan pemahaman konsep dan kemampuan problem solving ditandai oleh besarnya < 𝒈 > , yakni :  < 𝒈 > tinggi jika terdapat < 𝒈 > lebih besar daripada 0,7  < 𝒈 > medium jika terdapat < 𝒈 > antara 0,3 sampai dengan 0,7  < 𝒈 > rendah jika terdapat < 𝒈 > lebih kecil daripada 0,3 HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Data Pemahaman Konsep dan Kemampuan Pemecahan Masalah Hasil analisis data pemahaman konsep dan kemampuan problem-solving mahasiswa Prodi Fisika pada matakuliah fisika Modern pada semester Genap 2011/2012 disajikan pada Tabel 1. Tabel 1 Pemahaman Konsep dan Kemampuan Pemecahan Masalah Mahasiswa Prodi Fisika pada Matakuliah Fisika Modern Semester Genap 2011/2012 Variabel Pemahaman Konsep

Kemampuan Pemecahan Masalah

Statistik Skor minimal Skor maksimal Skor rerata Skor minimal

Pretest 60 88 67,03 0

Posttest 15 95 72,76 0

Skor maksimal Skor rerata

78 32,97

90 62,07

Peningkatan -45 7 5,73 0 12 29,1

Gain

0,17

0,43

Berdasarkan data pada Tabel 1, untuk pemahaman konsep tampak bahwa skor maksimal pretest dibanding postest mengalami peningkatan sekitar 7%, ada peningkatan yang tidak terlalu besar tetapi kedua skor berada pada klasifikasi sangat baik (klasifikasi A). Sedangkan skor minimal pretest dibanding postest terjadi penurunan. Skor rerata pretest dan postest mengalami peningkatan 5,73 % atau gain 0,17 yang berada pada klasifikasi rendah. Keadaan ini menunjukkan: (1) soal pretest memiliki tingkat kesulitan yang lebih rendah dibandingkan soal postest, (2) ada kemungkinan bentuk soal pilihan ganda pada pretest memberi peluang untuk melakukan gambling dalam menjawab, (3) ada variasi yang lebar pada tingkat pemahaman konsep mahasiswa.

SESI PARALEL FISIKA

153


Untuk kemampuan pemecahan masalah skor maksimal pretest dibanding postest mengalami peningkatan 12%, ada peningkatan yang tidak terlalu besar tetapi kedua skor berada padaklasifikasi baik dan sangat baik (B+ dan A). Sedangkan skor minimal pretest dan postest tidak menglami peningkatan dan berada pada skor terendah yakni 0.Hal ini menunjukkan ada mahasiswa yang mengalami masalah serius dalam belajar. 2. Data Penilaian Proses Pembelajaran Meliputi Keaktifan dalam Diskusi, Membuat Rangkuman, Presentasi Individual, Kuis Harian Data hasil analisis terhadap proses pembelajaran yang meliputi keaktifan dalam diskusi, membuat rangkuman, presentasi dan kuis harian disajikan dalam Tabel 2. Tabel 2 Data Proses Pembelajaran Proses Pembelajaran SkorRerata

Keaktifan 81,4

Rangkuman 81,9

Presentasi 79,9

Kuis 81,3

Berdasarkan data pada Tabel 2 tampak bahwa keaktifan dalam diskusi dengan rerata skor 81,4 berada pada klasifikasi baik. Membuat rangkuman dengan rerata skor 81,9 berada pada klasifikasi baik. Presentasi dengan rerata skor 79,9 berada pada klasifikasi baik. Kuis harian dengan rerata skor 81,3 berada pada klasifikasi baik. Secara keseluruhan proses pembelajaran memperoleh rerata skor 81,1 pada klasifikasi baik ( A-). KESIMPULAN DAN SARAN Berdasarkan hasil analisis dan pembahasan dapat disimpulkan hal-hal berikut: 1. Ada pengaruh paduan pembelajaran aktif dan problem solving terhadap pemahaman konsep mahasiswa pada matakuliah Fisika Modern dengan peningkatan pada klasifikasi rendah. 2. Ada pengaruh paduan pembelajaran aktif dan problem solving terhadap kemampuan pemecahan masalah mahasiswa pada matakuliah Fisika Modern dengan peningkatan pada klasifikasi medium. 3. Paduan pembelajaran aktif dan problem solving dapat meningkatkan antusiasme mahasiswa dalam mengikuti proses pembelajaran dengan dukungan keaktifan sebesar 81,4. 4. Proses pembelajaran aktif dan problem solving dapat berlangsung dengan klasifikasi baik (A-). Berdasarkan hasil penelitian ini disarankan hal-hal berikut: 1. Untuk pembelajaran aktif diperlukan perangkat asessmen yang memadai karena segala aktivitas yang dilakukan mahasiswa mendapat penilaian. 2. Semua hasil asessmen sangat perlu untuk dikembalikan/diberikan kepada mahasiswa sebagai umpan balik terhadap apa yang sudah dilakukannya (refleksi). 3. Pemecahan masalah perlu ditingkatkan diluar jam tatap muka melalui tutorial atau tugas mandiri untuk lebih meningkatkan ketrampilan pemecahan masalah. UCAPAN TERIMA KASIH Pada kesempatan ini ucapan terimakasih kami sampaikan kepada Ketua Jurusan Fisika FIMIPA UM yang telah memberi kesempatan untuk menulis makalah ini. DAFTAR RUJUKAN Bonwell CC & Eison JA. 1991. Active Learning: Creating Excitement in the Classroom. Washington, DC : George Washington University Hake, R. 1988. Interactive-engagement vs traditional methods: a six-thousand-student survey of mechanics tes data for introductory physics courses. Am. J, phys. 64-74.

SESI PARALEL FISIKA

154


Hartatiek, 2010. Penerapan Beberapa Teknik Pembelajaran Aktif untuk Meningkatkan Hasil Belajar Fisika Keramik dan Softskill Mahasiswa Prodi Fisika. Foton: Jurnal Fisika dan Pembelajarannya, 14 (1) hal. 41-48 Juli 2010 ISSN 14103273. Hartatiek, 2011. Penerapan Beberapa Teknik Pembelajaran Aktif Termodifikasi Pada Perkuliahan Termodinamika untuk Meningkatkan Hasil Belajar dan Keterampilan Berbahasa Inggris Mahasiswa Jalur SBI. Semnar Nasionala LS IV di FMIPA, UM tanggal 1 November 2011, ISBN: 987-602-97895-5-3 Huffman, D. 1997. Effect of Explicit Problem Solving Instruction on High School Student’Problem Solving Performance and Concepual Understanding of Physics. Journal of Research in Science Teaching, 34 (6), p. 551-570. Samadhi, A. 2008. Pembelajaran Aktif. Makalah dalam Teaching improvement Workshop. Tuckman, Bruce W. 1987. Conducting Educational Research (second edition). New York: harcourt Brace Jovanovich, Inc.

SESI PARALEL FISIKA

155


PEMBELAJARAN KOOPERATIF DENGAN STRATEGI METAKOGNITIF DAN PENGARUHNYA TERHADAP KETERAMPILAN SOSIAL, KEMAMPUAN METAKOGNITIF DAN PEMECAHAN MASALAH FISIKA BAGI SISWA SMA Heny Sulistyaningrum Universitas PGRI Ronggolawe (Unirow) Tuban E-mail: [email protected] Abstraks: Saat ini Indonesia dihadapkan pada permasalahan multidimensi yang menyentuh berbagai tatanan kehidupan mendasar manusia. Salah satu masalah yang dihadapi pendidikan pada umumnya dan pada khususnya fisika di Indonesia adalah kualitas proses dan hasil pembelajaran masih belum optimal. Proses pembelajaran yang dilakukan belum sepenuhnya diarahkan untuk mengembangkan kemampuan berpikir siswa, seperti memahami makna yang dipelajari, menggunakan konsep untuk memecahkan masalah, menganalisis, mensintesis, maupun melakukan evaluasi untuk refleksi. Keberhasilan siswa sebagian besar bergantung pada kemahiran untuk belajar secara mandiri dan memonitor belajar mereka sendiri. Hal ini terkait dengan strategi dan kemampuan metakognitif, hanya saja guru jarang mengajarkanya. Krisis pada aspek sosial juga sudah melanda sebagian siswa di sebagian sekolah. Di sekolah sudah terjadi menurunnya etika siswa, tawuran, dan demo yang anarkis. Hal tersebut mengindikasikan bahwa pendidikan karakter di sekolah mulai menurun. Salah satu alternatif untuk meningkatkan kualitas pendidikan termasuk didalamnya meningkatkan karakter bangsa yang bermartabat adalah melalui peningkatan kualitas pembelajaran. Belajar pada dasarnya memiliki aspek sosial, dan siswa harus tetap mampu belajar bersama dengan siswa lain, maka diperlukan rancangan pembelajaran yang dapat memberikan kesempatan kepada siswa untuk melakukan proses interaksi sosial, interpersonal, dan meningkatkan kemampuan metakognitif serta kemampuan akademik. Salah satu strategi pembelajaran yang dapat mendorong terjadinya hal tersebut adalah pembelajaran kooperatif dengan strategi metakognitif. Tujuan makalah ini adalah untuk mengupas tentang rancangan pembelajaran kooperatif dengan strategi metakognitif, pengaruh pembelajaran kooperatif terhadap keterampilan sosial, kemampuan metakognitif dan kemampuan pemecahan masalah fisika Kata kunci: strategi metakognitif, pembelajaran kooperatif, kemampuan metakognitif, keterampilan sosial, pemecahan masalah

PENDAHULUAN Saat ini Indonesia dihadapkan pada permasalahan multidimensi yang menyentuh berbagai tatanan kehidupan mendasar manusia. Salah satu masalah yang dihadapi pendidikan pada umumnya dan pada khususnya fisika di Indonesia adalah kualitas proses dan hasil pembelajaran masih belum optimal. Proses pembelajaran yang dilakukan belum sepenuhnya diarahkan untuk mengembangkan kemampuan berpikir siswa, seperti memahami makna yang dipelajari, menggunakan konsep untuk memecahkan masalah, menganalisis, mensintesis, maupun melakukan evaluasi untuk refleksi. Krisis pada aspek sosial juga sudah melanda sebagian siswa di sebagian sekolah. Di sekolah sudah terjadi menurunnya etika siswa, tawuran, dan demo yang anarkis. Hal tersebut mengindikasikan bahwa pendidikan karakter di sekolah mulai menurun.

SESI PARALEL FISIKA

156


Salah satu alternatif untuk meningkatkan kualitas pendidikan adalah melalui peningkatan kualitas pembelajaran. Tujuan pembelajaran pada hakekatnya mengacu pada hasil pembelajaran yang diharapkan dan karakteristik siswa (Degeng, 1989). Suatu perubahan tingkah laku terjadi akibat proses belajar, dan perubahan tingkah laku sebagai hasil belajar meliputi tiga domain, yaitu kognitif, afektif, dan psikomotor (Anderson, 2001). Fungsi dan tujuan mata pelajaran fisika di SMA/MA diantaranya adalah sebagai sarana untuk: 1) mengembangkan kemampuan berpikir analisis induktif dan deduktif dengan menggunakan konsep dan prinsip fisika untuk menjelaskan berbagai peristiwa alam dan menyelesaian masalah baik secara kualitatif maupun kuantitatif, 2) menguasai pengetahuan, konsep, dan prinsip fisika serta mempunyai keterampilan mengembangkan pengetahuan, keterampilan dan sikap percaya diri sehingga dapat diterapkan dalam kehidupan sehari-hari dan sebagai bekal untuk melanjutkan pendidikan pada jenjang yang lebih tinggi. Untuk itu dalam kegiatan pembelajaran perlu ada pergeseran penekanan dari “apa bahan yang akan dipelajari siswa” ke “bagaimana membelajarkan kompetensi dan memperkaya pengalaman belajar siswa”. Kegiatan pembelajaran lebih diarahkan pada “belajar” daripada mengajar. Kondisi ini mendudukkan guru sebagai fasilitator sehingga proses belajar dapat berlangsung dengan siswa lebih aktif. Semua siswa diajak terlibat aktif dalam kegiatan pembelajaran. Keberhasilan siswa sebagian besar bergantung pada kemahiran untuk belajar secara mandiri dan memonitor belajar mereka sendiri. Mengajarkan siswa bagaimana belajar merupakan suatu tujuan pendidikan yang sangat penting dan merupakan tujuan utama, hanya saja pengajar jarang sekali melakukannya. Pengajar seringkali meminta siswa untuk belajar, tetapi jarang mengajarkan bagaimana belajar pada siswa. Untuk itu perlu dikembangkan prinsip-prinsip umum tentang bagaimana belajar, bagaimana mengingat, bagaimana memecahkan masalah, dan kemudian mengemasnya dalam bentuk pelajaran yang siap diterapkan (Weinstein & Meyer dalam Arends, 1997). Hal ini menunjukkan pentingnya pengajaran strategi belajar. Strategi belajar atau strategi kognitif adalah alat untuk membantu siswa belajar dengan kemampuannya sendiri untuk menyelesaikan tugas-tugas pembelajaran (Arends, 1997). Strategistrategi belajar dapat dibagi dalam empat kategori, yaitu strategi pengulangan, strategi elaborasi, strategi kognisi, serta strategi metakognitif (Arends, 1997). Strategi metakognitif berhubungan dengan berpikir siswa dengan berpikirnya sendiri dan kemampuannya untuk memonitor proses-proses kognitif. Strategi metakognitif meliputi pengetahuan tentang kognisi dan kemampuan memonitor, mengendalikan, dan mengevaluasi fungsi kognitif diri sendiri (Arends, 1997). Dirkes (1998), menyatakan bahwa strategi metakognitif dasar adalah menghubungkan informasi baru dengan pengetahuan terdahulu, memilih strategi berpikir secara sengaja, merencanakan, memantau, dan mengevaluasi proses berpikir. Strategi metakognitif terkait erat dengan metakognisi. Metakognisi merupakan keterampilan yang dimiliki oleh siswa dalam mengatur dan mengontrol proses berfikirnya (Pusdiklat Depdiknas, 2008; Hitipeauw, 2009). Menurut Preisseien (2008) metakognisi meliputi empat jenis ketrampilan, yaitu: 1) ketrampilan pemecahan masalah; 2) keterampilan pengambilan keputusan (decision making); 3) keterampilan berpikir kritis (critical thinking) dan 4) keterampilan berpikir kreatif (creative thinking). Keterampilan metakognitif diyakini memegang peranan pada banyak tipe aktivitas kognitif termasuk pemahaman, komunikasi, perhatian, ingatan, dan pemecahan masalah (Howard, 2004). Livingstone (1997) menyatakan metakognisi memegang salah satu peranan kritis yang sangat penting agar pembelajaran berhasil. Belajar pada dasarnya memiliki aspek sosial, dan siswa harus tetap mampu belajar bersama dengan siswa lain, maka diperlukan rancangan pembelajaran yang dapat memberikan kesempatan kepada siswa untuk melakukan proses interaksi sosial, interpersonal, dan meningkatkan kemampuan akademik. Salah satu strategi pembelajaran yang dapat mencakup hal tersebut adalah pembelajaran kooperatif. Pembelajaran kooperatif merupakan strategi pembelajaran dengan kelompok-kelompok kecil dengan kemampuan heterogen, menggunakan berbagai aktivitas belajar untuk meningkatkan

SESI PARALEL FISIKA

157


pemahaman mereka (Kagan, 1994). Pada pembelajaran kooperatif diajarkan keterampilanketerampilan khusus agar dapat bekerja sama dengan baik di dalam kelompoknya, seperti menjadi pendengar yang baik, menghargai kontribusi, berada dalam tugas, menerima tanggungjawab, dan lain-lain. Tujuan dari pembelajaran kooperatif adalah menciptakan situasi di mana keberhasilan individu ditentukan atau dipengaruhi oleh keberhasilan kelompoknya (Slavin, 1994). Pembelajaran kooperatif dikembangkan untuk mencapai setidak-tidaknya tiga tujuan penting pembelajaran, yaitu hasil belajar akademik, penerimaan terhadap keragaman, dan pengembangan keterampilan sosial (Arends, 1997). Penelitian menunjukkan bahwa teknik-teknik pembelajaran kooperatif dapat meningkatkan prestasi akademik, meningkatkan retensi, meningkatkan respon belajar, membantu mengembangkan keterampilan komunikasi lisan dan keterampilan sosial, dan meningkatkan harga diri siswa (Kagan, 1994; Slavin, 1994, Neo, 2005; Lara, 2007; Willis, 2007; Manlunas, 2009; TSOI, et al., 2004; Zingaro, 2008). Hasil penelitian menunjukkan bahwa interaksi kooperatif memiliki berbagai keunggulan, antara lain: memudahkan siswa melakukan penyesuaian sosial; meningkatkan keterampilan metakognitif; meningkatkan kemampuan memandang masalah dan situasi dari berbagai perspektif; meningkatkan motivasi belajar instrinsik; meningkatkan sikap positif terhadap belajar dan pengalaman belajar; meningkatkan keterampilan hidup bergotong-royong; meningkatkan kemampuan berpikir divergen atau berpikir kreatif; memungkinkan siswa mampu mengubah pandangan klise dan stereotip menjadi pandangan yang dinamis dan realistis; meningkatkan rasa harga diri dan penerimaan diri; meningkatkan hubungan positif antara siswa dengan guru dan personel sekolah ( Johnson dan Johnson dalam Nurhadi, 2003:63-64). Terdapat beberapa tipe/jenis pembelajaran kooperatif, diantaranya adalah Student Teams Achievement Division (STAD), Jigsaw, Numbered Heads Together (NHT), Investigasi Kelompok (GI), Teams-Games-Tournamen (TGT), dan Think-Pair-Share (TPS). Setiap tipe pembelajaran kooperatif mempunyai ciri khas masing-masing tentang jumlah anggota kelompok dan langkahlangkah pembelajarannya. Pemilihan tipe disesuaikan dengan karakteristik siswa dan materi, dan ketersediaan sarana dan prasarana serta waktu yang tersedia. Berdasarkan latar belakang di atas, maka yang menjadi permasalahan dalam makalah ini adalah : 1) bagaimanakah rancangan pembelajaran kooperatif dengan strategi metakognitif sebagai alternatif solusi untuk meningkatkan keterampilan sosial, kemampuan metakognitif dan pemecahan masalah fisika bagi siswa SMA/MA?, 2) bagaimanakah pengaruh pembelajaran kooperatif dengan strategi metakognitif terhadap keterampilan sosial, kemampuan metakognitif dan kemampuan pemecahan masalah fisika? PEMBAHASAN Metakognisi, Kemampuan Metakognitif, dan Strategi Metakognitif Metakognisi Terdapat beberapa pengertian tentang metakognisi, yaitu: (1) metakognisi berhubungan dengan berpikir siswa tentang berpikir mereka sendiri dan kemampuan mereka menggunakan strategi-strategi belajar tertentu dengan tepat (Arends, 1997), (2) metakognisi mencakup perumusan tujuan, memantau, assessment diri (self-assesing), dan pengaturan diri (self-regulating) selama proses berpikir dan menyelesaikan tugas belajar (Peirce, 2004 : 3), (3) metakognisi adalah kesadaran dan kontrol terhadap terhadap proses kognitif, yaitu proses mengetahui dan memantau proses berpikir sendiri (Peters, 2000; Eggen dan Kauchak dalam Miranda, 2008; Hitipeauw, 2009), (4) keterampilan metakognitif pada umumnya dibagi dalam 2 tipe, yaitu self assessment atau keterampilan mengakses kognitif sendiri dan self management atau mengelola perkembangan kognitif sendiri lebih lanjut, sedangkan metakognitif adalah pengetahuan yang berasal dari proses kognitif sendiri beserta hasil-hasilnya (Djiwandono, 2006:168), (5) metakognisi menunjukan berpikir pada urutan yang lebih tinggi yang mencakup kontrol aktif terhadap proses-proses kognitif

SESI PARALEL FISIKA

158


yang terlibat dalam belajar atau “metacognition refers to higher order thinking which involves active control over the cognitive processes engaged in learning (Livingston, 1997:1). Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa metakognisi adalah kemampuan/keterampilan yang dimiliki seseorang dalam mengatur dan mengontrol proses berpikirnya sendiri. Livingstone (1997) menyatakan metakognisi memegang salah satu peranan kritis yang sangat penting agar pembelajaran berhasil. Siswa dapat belajar lebih aktif, bergairah, dan percaya diri selama proses pembelajaran karena pengajar mampu mengembangkan strategi metakognitif (Hollingworth & McLouglin, 2001). Kemampuan metakognitif Tiga keterampilan yang terlibat pada metakognisi, yakni 1) keterampilan memahami strategi atau sumber apa, dan bagaimana yang dibutuhkan untuk melaksanakan tugas, 2) keterampilan mengetahui bagaimana menggunakan strategi, atau sumber dan sebagainya itu, 3) keterampilan mengetahui kapan penggunaan strategi, atau sumber dan sebagainya itu (Corebima, 2006:3). Terdapat empat kemampuan yang dikembangkan dalam strategi metakognitif menurut Oxford (1990), yaitu : 1) planning, 2) monitoring, 3) problem solving, dan 4) evaluating. Untuk itu dalam penelitian ini kemampuan metakognitif yang dikaji adalah kemampuan metakognitif yang meliputi perencanaan diri (self-planning), pemantauan diri (self-monitoring), problem solving, dan evaluasi diri (self-evaluation). Kemampuan metakogniif tersebut terkait dengan tujuan belajar, waktu penyelesaian tugas, pengetahuan awal, serta strategi-strategi kognitif yang digunakan untuk menyelesaikan tugas. Strategi metakognitif Strategi metakognitif adalah strategi yang digunakan untuk mengetahui proses kognitif dan caranya berpikir tentang bagaimana informasi diproses (Arends, 1997). Strategi metakognitif digunakan oleh siswa dalam kegiatan pembelajarannya (Corebima, 2006 : 10). Strategi metakognitif dasar adalah menghubungkan informasi baru dengan pengetahuan terdahulu, memilih strategi berpikir secara sengaja, merencanakan, memantau, dan mengevaluasi proses berpikir (Dirkes, 1998). Arends (1997) menyatakan bahwa pengetahuan metakognitif merupakan pengetahuan seseorang tentang pembelajaran diri sendiri atau kemampuan untuk menggunakan strategi-strategi belajar tertentu dengan benar. Ini berarti bahwa pembelajaran metakognitif bagi siswa adalah sangat penting. Jika siswa telah memiliki metakognisi, maka siswa akan terampil dalam strategi metakognitif. Siswa yang terampil dalam strategi metakognitif akan lebih cepat menjadi anak mandiri. Hasil penelitian menunjukkan bahwa strategi metakognitif dan strategi pemecahan masalah secara signifikan dapat meningkatkan prestasi akademik, kesadaran metakognitif, dan pengetahuan metakognitif (Ponnusamy, tanpa tahun : 133). Menurut Abdurrahman (1999: 179) prestasi akademik banyak terkait dengan kemampuan memori dan keterampilan metakognitif. Keterampilan metakognitif merupakan pemahaman proses kognisinya sendiri dan kemampuan memantau strategi yang digunakan saat mempelajari tugas. Selama pemecahan masalah, meningkatkan pengetahuan metakognitif, dan siswa dapat menjawab pertanyaan-pertanyaan kognitif pada tingkat yang lebih tinggi. Ada lima langkah dalam melatihkan strategi, yaitu 1) preparation, 2) presentation, 3) practice, 4) evaluation, dan 5) expansion (Çubukçu', tanpa tahun). Sesuai uraian tersebut di atas, maka strategi metakognitif yang dikaji terkait dengan kemampuan metakognitifi, yaitu 1) planning, 2) monitoring, 3) problem solving, dan 4) evaluating. Pemecahan Masalah Fisika Masalah (problem) adalah suatu situasi yang tak jelas jalan pemecahannya yang mengkonfrontasikan individu atau kelompok untuk menemukan jawaban. Pemecahan masalah

SESI PARALEL FISIKA

159


(problem solving) adalah upaya individu atau kelompok untuk menemukan jawaban berdasarkan pemahaman yang telah dimiliki sebelumnya dalam rangka memenuhi tuntutan situasi yang tak lumrah (Krulik & Rudnick, 1996). Aktivitas pemecahan masalah diawali dengan konfrontasi dan berakhir apabila sebuah jawaban telah diperoleh sesuai dengan kondisi masalah. Kegiatan pemecahan masalah, harus dirancang untuk mempromosikan proses kognitif yang terstruktur membangun pengetahuan dan mengembangkan kebiasaan pikiran yang diinginkan dan untuk membimbing siswa melalui lima tahap perkembangan kognitif dan keterampilan metakognitif harus diajarkan (Gerace, 2005). Tiga cara independen yang dipercaya siswa mampu belajar memecahkan masalah fisika adalah: (1) bekerja pada masalah; (2) menggunakan umpan balik, dan (3) melihat/mendengar contoh solusi masalah (Kuo, dkk., 2002). Pembelajaran Kooperatif dan Keterampilan Sosial Pembelajaran kooperatif adalah suatu strategi pembelajaran melalui penggunaan kelompok kecil yang heterogen (kemampuan akademik, jenis kelamin, ras) untuk bekerja sama dalam memaksimalkan kondisi belajar dalam mencapai tujuan belajar (Johnson, dkk., 1994, Eggen & Kauchack, 1996). Pembelajaran kooperatif memiliki ciri-ciri khusus, yaitu: (1) siswa bekerja dalam kelompok secara kooperatif untuk menuntaskan materi belajarnya, (2) kelompok dibentuk dari siswa yang memiliki kemampuan heterogen (tinggi, sedang dan rendah), (3) bilamana mungkin, anggota kelompok berasal dari ras, budaya, suku, jenis kelamin yang berbeda-beda, (4) penghargaan lebih berorientasi kelompok dari pada individu (Arends, 1997; Slavin, 2005, Ibrahim, dkk., 2000). Tujuan dibentuk kelompok adalah untuk memberikan kesempatan kepada semua siswa untuk dapat terlibat aktif dalam proses berpikir dan kegiatan belajar (Arends, 1997). Pembelajaran kooperatif dikembangkan untuk mencapai setidaknya tiga tujuan pembelajaran yang penting, yaitu: (1) meningkatkan prestasi akademik, (2) penerimaan terhadap keanekaragaman, dan (3) mengembangkan keterampilan sosial (Kagan, 1994; Arends, 1997; Slavin, 2005). Tujuan terpenting dari pembelajaran kooperatif adalah belajar keterampilan berkerja sama dan berkolaborasi. Keterampilan kooperatif berfungsi untuk melancarkan hubungan kerja dan tugas dalam proses pembelajaran kooperatif. Peranan hubungan kerja dapat dibangun dengan mengembangkan komunikasi antar anggota kelompok, sedangkan peranan tugas dapat dilakukan dengan membagi tugas antar anggota kelompok (Trianto, 2007). Lingkungan belajar untuk pembelajaran kooperatif dicirikan oleh proses demokrasi dan peran aktif siswa dalam menentukan apa yang harus dipelajari dan bagaimana mempelajarinya. Pembelajaran kooperatif bertitik tolak dari pandangan John Dewey dan Herbert (dalam Arends, 1997) yang menyatakan bahwa pendidikan dalam masyarakat demokratis seyogyanya mengajarkan proses demokratis secara langsung. Perilaku kooperatif dipandang oleh Dewey dan Thelan sebagai dasar demokrasi, dan sekolah dipandang sebagai laboratorium untuk mengembangkan demokrasi. Tokoh konstruktivisme terkait dengan pembelajaran kooperatif adalah Piaget dan Vygotsky yang keduanya menekankan adanya hakekat sosial dalam belajar di samping penekanan utama pada perubahan kognitif yang hanya terjadi, jika konsepsi-konsepsi yang telah dipahami sebelumnya diolah melalui suatu proses ketidakseimbangan dalam upaya memahami informasiinformasi baru (Slavin, 1994). Ide pokok teori konstruktivisme adalah siswa secara aktif membangun pengetahuan mereka sendiri. Pembelajaran merupakan kerja mental aktif, bukan menerima pengajaran dari pengajar secara pasif. Dalam kerja mental siswa ini pengajar memegang peran penting dengan cara memberikan dukungan, tantangan berpikir, melayani sebagai pelatif atau model, namun tetap merupakan kunci pembelajaran (Woolfolk, 1990). Bagi siswa agar benar-benar memahami dan dapat menerapkan pengetahuan, mereka harus bekerja memecahkan masalah, menemukan segala sesuatu untuk dirinya, berusaha susah payah dengan ide-ide (Slavin, 1994). Teori Vygotsky menekankan pada hakikat sosial dalam pembelajaran, yakni siswa dapat belajar melalui interaksi dengan teman sebaya yang lebih mampu. Pembelajaran kooperatif muncul dari konsep bahwa siswa akan lebih mudah menemukan dan memahami konsep yang sulit jika

SESI PARALEL FISIKA

160


mereka saling berdiskusi dengan temannya. Vygotsky (dalam Slavin, 1994). mengemukakan bahwa siswa belajar konsep paling baik, jika konsep itu berada dalam zona perkembangan terdekat mereka atau yang sering disebut zone of proximal development. Tugas-tugas dalam zone of proximal development adalah yang tidak bisa dilakukan sendiri oleh anak, namun bisa dilakukan dengan bantuan pengajar, teman atau orang tuanya. Hal ini sering disebut dengan belajar berbantuan (assisted learning). Ide penting lain dari Vygotsky adalah scaffolding, yaitu memberikan bantuan pada tahap awal belajar dan membiarkan anak mengambil tanggungjawabnya sendiri segera setelah ia mampu melakukannya (Slavin, 1994). Scaffolding adalah bantuan untuk belajar dan pemecahan masalah. Bantuan tersebut dapat berupa petunjuk, peringatan, dorongan, menguraikan masalah-masalah ke dalam langkah-langkah pemecahan, memberikan contoh, atau apapun yang lain yang memungkinkan siswa tumbuh sendiri (Slavin, 1994). Agar pembelajaran kooperatif dapat berjalan efektif, maka perlu ditanamkan unsur-unsur dasar pembelajaran kooperatif sebagaimana disebutkan dalam Lundgren (1994), yaitu: (1) siswa harus memiliki persepsi bahwa mereka “sehidup sepenanggungan bersama”, (2) siswa bertanggung jawab terhadap tiap siswa lain dalam kelompoknya, disamping tanggungjawab diri sendiri dalam mempelajari materi yang dihadapi, (3) siswa harus berpandangan bahwa mereka semua memiliki tujuan yang sama, (4) siswa harus membagi tugas dan berbagi tanggung jawab sama besarnya diantara para anggota kelompok, (5) siswa akan dikenakan evaluasi atau diberikan hadiah/penghargaan yang akan ikut berpengaruh terhadap evaluasi semua anggota kelompok, (6) siswa akan berbagi kepemimpinan dan mereka memperoleh keterampilan bekerjasama selama belajar, (7) siswa akan diminta mempertanggungjawabkan secara individual materi yang ditangani dalam kelompok kooperatif. Tujuan yang paling penting dari pembelajaran kooperatif adalah belajar keterampilan berkerja sama dan berkolaborasi. Keterampilan-keterampilan tersebut penting dalam masyarakat dimana pekerjaan orang dewasa lebih banyak dilakukan dalam organisasi-organisasi yang lebih luas dan saling bergantung, dan masyarakat menjadi lebih global dalam orientasi mereka. Keterampilan sosial yang dikembangkan ini merupakan keterampilan kooperatif yang terdiri dari tiga tingkatan, yaitu keterampilan kooperatif tingkat awal, menengah, dan mahir (Lundgren, 1999 : 22). Keterampilan kooperatif tingkat awal, meliputi: (1) berada dalam tugas meliputi terlibat aktif dalam tugas kelompok, meneruskan tugas-tugas yang menjadi tanggung jawabnya, (2) mengambil giliran dan berbagi tugas meliputi bersedia menerima tugas, memberikan kepercayaan kepada teman dalam menyelesaikan tugas, bekerja sama dalam kelompok dan bersedia membantu teman dalam menyelesaikan tugas, (3) mendorong partisipasi yaitu mendorong teman untuk memberi pendapat/ide, (4) mendengarkan dengan aktif yaitu memperhatikan informasi/ penjelasan/ pendapat yang disampaikan teman kelompok/ guru, dan (5) mengajukan pertanyaan yaitu mengajukan pertanyaan kepada teman Keterampilan tingkat menengah, meliputi: (1) penghargaan dan simpati, (2) mengungkapkan ketidak setujuan dengan cara yang dapat diterima, (3) mendengarkan dengan aktif, (4) bertanya, (5) membuat ringkasan, (6) menafsirkan, (7) mengatur dan (8) mengorganisasikan, Keterampilan tingkat mahir, meliputi: (1) mengolaborasikan, (2) memeriksa dengan cermat, (3) menanyakan kebenaran, (4) menetapkan tujuan, dan (5) berkompromi. Terdapat enam langkah utama dalam pembelajaran koperatif sebagaimana diungkapkan Arends (1997) dan Ibrahim, dkk.(2000), yaitu : (1) menyampaikan tujuan dan memotivasi siswa, (2) menyajikan informasi, (3) mengorganisasi siswa ke dalam kelompok-kelompok belajar, (4) membimbing kelompok bekerja dan belajar, (5) evaluasi, dan (6) memberikan penghargaan. Banyak manfaat yang dapat diperoleh dalam pembelajaran kooperatif. Penelitian menunjukkan bahwa teknik-teknik pembelajaran kooperatif dapat meningkatkan prestasi akademik, meningkatkan retensi, meningkatkan respon belajar, membantu mengembangkan keterampilan komunikasi lisan dan keterampilan sosial, dan meningkatkan harga diri siswa

SESI PARALEL FISIKA

161


(Kagan, 1994; Slavin, 2005; Gilbert, dkk.,1997; Morgan, 2005; Neo, 2005; Manlunas, 2009; Duxbury & Tsai, 2010). Lundgren (1994) menyimpulkan bahwa pembelajaran kooperatif dapat memperbaiki sikap, meningkatkan rasa harga diri, kepekaan, toleransi kehadiran, pemahaman, motivasi, hasil belajar lebih tinggi, retensi lebih lama. Akinbobola (2006), Ho & Bo (2008), Santyasa (2009), dan Fauzi (2011) menyimpulkan bahwa pembelajaran kooperatif dapat meningkatkan hasil belajar fisika. Ini berarti bahwa hasil-hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa teknik-teknik pembelajaran kooperatif unggul dalam meningkatkan hasil belajar, kinerja dan keterampilan sosial siswa. Terdapat beberapa tipe/jenis pembelajaran kooperatif, diantaranya adalah Student Teams Achievement Division (STAD), Jigsaw, Numbered Heads Together (NHT), Investigasi Kelompok (GI), Teams-Games-Tournamen (TGT), dan Think-Pair-Share (TPS). Setiap tipe pembelajaran kooperatif mempunyai ciri khas masing-masing tentang jumlah anggota kelompok dan langkahlangkah pembelajarannya. Pemilihan tipe disesuaikan dengan karakteristik siswa dan materi, dan ketersediaan sarana dan prasarana serta waktu yang tersedia. Pembelajaran kooperatif Numbered Heads Together (NHT) dan Think-Pair-Share (TPS) merupakan dua strategi pembelajaran kooperatif dengan pendekatan struktural (Arends, 1997; Ibrahim, dkk., 2000; Slavin, 2005). Pendekatan struktural dikembangkan oleh Spenser Kagan (Arends, 1997) dan merupakan kegiatan kooperatif informal yang paling bermanfaat (Slavin, 2005). Pendekatan ini menekankan pada penggunaan struktur tertentu yang dirancang untuk mempengaruhi pola interaksi siswa. Struktur ini menghendaki agar siswa bekerjasama, saling membantu dalam kelompok kecil dan lebih dicirikan oleh penghargaan kelompok daripada penghargaan individu. Strategi pembelajaran kooperatif TPS dan NHT merupakan strategi pembelajaran koperatif yang dapat diterapkan sehari-hari (Slavin, 1994). Pembelajaran koperatif tersebut dapat diterapkan dalam semua jenjang sekolah, karena sederhana dan mudah dilaksanakan dan terbukti secara empiris masing-masing tipe pembelajaran kooperatif tersebut dapat meningkatkan kemampuan akademik dan keterampilan sosial. Berdasarkan alasan tersebut, maka kedua strategi pembelajaran kooperatif tersebut diterapkan. Pembelajaran Kooperatif dengan Strategi Metakognitif Strategi metakognitif dapat dipadukan dalam pembelajaran kooperatif baik secara terintegrasi maupun terpisah. Rancangan pembelajaran menggunakan strategi metakognitif terintegrasi dalam pembelajaran kooperatif adalah dengan memberikan lembar aktivitas strategi metakognitif yang terkait dengan kemampuan metakognitif yang dikembangkan dalam strategi metakognitif yaitu : 1) planning, 2) monitoring, 3) problem solving, dan 4) evaluating yang dilakukan siswa pada saat menyelesaikan tugas/pemecahan masalah dalam pembelajaran kooperatif. Pembelajaran dengan menggunakan strategi metakognitif terpisah dalam pembelajaran kooperatif, secara umum langkah-langkah pembelajarannya sama dengan pembelajaran menggunakan strategi metakognitif terintegrasi, tetapi siswa tidak diberikan lembar aktivitas strategi metakognitif. Strategi metakognitif dilatihkan di luar pembelajaran kooperatif, namun selama KBM guru tetap membimbing siswa untuk menerapkan strategi metakognitif. Pembelajaran Kooperatif dengan Strategi Metakognitif dan Pengaruhnya terhadap Keterampilan Sosial, Kemampuan Metakognitif dan Pemecahan Masalah Fisika Gagasan pembelajaran untuk pemecahan masalah sangat ditentukan oleh lingkungan belajar tempat siswa melakukan interaksi akademik dalam membangun pengetahuan. Oleh karena lingkungan merupakan salah satu fasilitas bagi siswa untuk mengembangkan pemahaman dan kemampuan pemecahan masalah, maka konsepsi interaksi sosial merupakan salah satu faktor penting untuk dipahami. Interaksi sosial yang optimal secara konseptual didukung oleh premis: “Students may learn more if teacher teach them less”. Premis ini dilandasi oleh gagasan teoretis: “Meaning making is not just anindividual operation, the individual interacts with others to

SESI PARALEL FISIKA

162


construct shared knowledge (Costa, 1999). Konsepsi terakhir ini mengisyaratkan, bahwa dalam pemecahan masalah diperlukan pembelajaran kolaboratif yang memberdayakan potensi dialog antar siswa. Itulah yang menjadi alasan diterapkannya pembelajaran kooperatif untuk kemampuan pemecahan masalah fisika. Dampak penggunaan pemecahan masalah ini adalah dapat meningkatkan pemahaman konsep, kinerja dan prestasi belajar fisika siswa (Gaigher, 2006; Selçuk, 2008). Ada empat komponen kemampuan metakognitif yang dikembangkan dalam strategi metakognitif yaitu : 1) planning, 2) monitoring, 3) problem solving, dan 4) evaluating (Oxford; 1990). Karena problem solving adalah salah satu komponen kemampuan metakognitif, maka terdapat pengaruh strategi belajar metakognitif terhadap kemampuan pemecahan masalah fisika. Kecuali itu untuk memecahkan masalah fisika juga dibutuhkan kemampuan metakognitif yang lainnya termasuk merencanakan, memonitoring, serta mengevaluasi permasalahan serta bagaimana pemecahan masalahnya. Guru dapat merangsang siswa untuk mengembangkan keterampilan metakognitif dengan menilai aspek metakognitif dari pemecahan masalah di kelas dan mendorong siswa untuk berpikir metakognitif. Metakognisi menyediakan platform yang lebih menjanjikan untuk menetapkan tujuan, dan untuk melakukan tindakan untuk mencapai tujuan selama pemecahan masalah (Biryukov, tanpa tahun). Beberapa hasil penelitian menyimpulkan bahwat: (1) pemahaman muncul dari hasil evaluasi dan refleksi diri sendiri (Valiotis, 2008), (2) strategi metakognitif dan strategi pemecahan masalah secara signifikan dapat meningkatkan prestasi akademik, kesadaran metakognitif, dan pengetahuan metakognitif (Ponnusamy, tanpa tahun : 133), (3) selama pemecahan masalah, meningkatkan pengetahuan metakognitif, dan siswa dapat menjawab pertanyaan-pertanyaan kognitif pada tingkat yang lebih tinggi (Abdurrahman, 1999), dan (4) kegiatan pemecahan masalah, harus dirancang untuk mempromosikan proses kognitif yang terstruktur membangun pengetahuan dan mengembangkan kebiasaan fikiran yang diinginkan dan untuk membimbing siswa melalui lima tahap perkembangan kognitif dan keterampilan metakognitif harus diajarkan secara eksplisit (Gerace, 2005), (5) tiga cara independen yang dipercaya agar siswa mampu belajar memecahkan masalah fisika adalah: bekerja pada masalah; menggunakan umpan balik, dan melihat/mendengar contoh solusi masalah (Kuo, dkk., 2002), (6) siswa yang terampil dalam penilaian metakognitif diri dan, menyadari kemampuan mereka, lebih strategis dan tampil lebih baik daripada mereka yang tidak menyadari (Rivers 2001; Schraw dan Dennison, 1994 dalam Justice & Dornan, 2003). Tujuan penting dari pembelajaran kooperatif adalah mengembangkan keterampilan sosial, belajar keterampilan berkerja sama dan berkolaborasi. Pada pembelajaran kooperatif diajarkan keterampilan-keterampilan khusus agar dapat bekerja sama dengan baik di dalam kelompoknya, seperti menjadi pendengar yang baik, menghargai kontribusi, berada dalam tugas, menerima tanggungjawab, dan lain-lain. Selama kerja kelompok, tugas anggota kelompok adalah mencapai ketuntasan (Slavin, 1995). Tujuan dari pembelajaran kooperatif adalah menciptakan situasi di mana keberhasilan individu ditentukan atau dipengaruhi oleh keberhasilan kelompoknya (Slavin, 1994). Pembelajaran koperatif berpusat pada siswa dan mendorong siswa untuk bekerja sama dan berkolaborasi dengan satu sama lain dalam mencapai hasil pembelajaran mereka. Hal ini juga mendorong siswa untuk mengembangkan kompetensi interpersonal seperti "komunikasi lisan; aktif mendengarkan; kelompok kepemimpinan; kemampuan untuk memeriksa asumsi-asumsi, dan kemampuan untuk mentoleransi ambiguitas. Semua keterampilan ini sangat dihargai dalam hubungan kerja" (Tribe, dalam Neo, 2009). Penelitian telah menunjukkan bahwa teknik-teknik pembelajaran kooperatif: meningkatkan pembelajaran siswa dan prestasi akademik, meningkatkan retensi, meningkatkan kepuasan siswa dengan pengalaman belajar mereka, membantu siswa mengembangkan ketrampilan dalam komunikasi lisan, mengembangkan siswa keterampilan sosial, meningkatkan harga diri siswa, dan membantu untuk mempromosikan hubungan ras positif (Kagan, 1994; Slavin, 1995, Neo, 2005; Lara, 2007; Willis, 2007; Manlunas, 2009; Perera, 2009). Dari uraian tersebut di atas tampak bahwa pembelajaran kooperatif dapat meningkatkan keterampilan sosial siswa.

SESI PARALEL FISIKA

163


KESIMPULAN Sesuai dengan permasalahan dan pembahasan yang telah dipaparkan di atas, maka dapat disimpulkan bahwa: 1. Strategi metakognitif dapat dipadukan dalam pembelajaran kooperatif baik secara terintegrasi maupun terpisah. Rancangan pembelajaran menggunakan strategi metakognitif terintegrasi dalam pembelajaran kooperatif adalah dengan memberikan lembar aktivitas strategi metakognitif yang harus ditulis siswa dalam KBM. Pembelajaran dengan menggunakan strategi metakognitif terpisah dalam pembelajaran kooperatif, secara umum langkah-langkah pembelajarannya sama dengan pembelajaran menggunakan strategi metakognitif terintegrasi, tetapi siswa tidak diberikan lembar aktivitas strategi metakognitif. Strategi metakognitif dilatihkan di luar pembelajaran kooperatif, namun selama KBM guru tetap membimbing siswa untuk menerapkan strategi metakognitif. 2. Pembelajaran kooperatif dengan strategi metakognitif berdasarkan kajian teoritis dan empiris diharapkan dapat meningkatkan keterampilan sosial, kemampuan metakognitif dan kemampuan pemecahan masalah fisika. DAFTAR PUSTAKA Abdurrahman, M. 1999. Pendidikan bagi Anak Berkesulitan Belajar. Jakarta: Rineke Cipta. Akinbobola. 2008. Effects of Cooperative and Competitive Learning Strategies on Academic Performance of Students In Physics, J.Research in Education, 3(1), pp:1-5, (Online), (http://academicjournals.org/err/PDF/pdf%202008/Jan/ Kolawole.pdf, diakses 17 Januari 2010). Anderson, W. L. & Krathwohls, D. R. 2001. Taxonomy for Learning Teaching, Teaching, and Assesing. A Revision of Bloom’s Taxonomy of Educatiobal Objectives. Abridged Edision. New York: DavidnMcKay Company, Inc. Arends, Richard I. 1997. Classroom Instruction and Management, Chapter 3. New York: McgrawHill. Blakey, Elaine, Spence, & Sheila. 1990. Developing Metacognition. ERIC Digest. ERIC Clearinghouse on Information Resources Syracuse NY. (Online), http://www.ericdigests.org/pre-9218/developing.htm diakses 23 September 2010. Corebima, A.D. 2006. Metakognisi : Suatu Ringkasan Kajian. Makalah disajikan dalam Pelatihan Strategi metakognitif pada Pembelajaran Biologi untuk Guru-Guru Biologi SMA. Palangkaraya : LPKM UNPAR. Coşkun, Abdullah.2010. The effect of metacognitive strategy training on the listening performance of beginner students. Novitas-ROYAL (Research on Youth and Language), 2010,4 (1), 3550. Çubukçu', Feryal. 2008.. How To Enhance Reading Comprehension Through Metacognitive Strategies. Uluslararası Sosyal Aractırmalar Dergisi The Journal Of International Social Research Volume 1/2 Winter 2008, diakses 19 September 2010. Degeng, I N. S. 1989. Teori Pembelajaran 1: Variabel. Jakarta : P2LPTK, Ditjendikti, Depdikbud. Dirkes, M.A. 1998. Selfdirected Thinking in Curriculum Roeper Review, 11 (2), 92-94 Eggen, P.D.& Kauchack,D.P. 1996. Strategies for Teachers: Teaching Content and Thingking Skills. Boston: Allyn and Bacon.

SESI PARALEL FISIKA

164


Fauzi, A. 2011. Pembelajaran Fisika dengan Pendekatan Kooperatif Model Team Game Tournament (TGT) sebagai Upaya Peningkatan Kompetensi Sosial Mahasiswa. ORBITH Vol. 7, No. 3 November 2011: 413-417 Hollingworth, R.W., & Mcloughlin, C. 2001. Developing Science Student’s Metacogniive Problem Solving Skills. Journal of Educational Technology. Australian, 17(1), 50-63. Ibrahim,M., & Nur, M. 2001. Pembelajaran Berdasarkan Masalah. Surabaya : University Press. Ibrahim, M.,Rachmadiarti, F., Nur, M & Ismono. 2000. Pembelajaran Kooperatif. Surabaya : University Press. Hitipeuw, Imanuel. 2009. Belajar dan Pembelajaran. Malang : Fakultas Ilmu Pendidikan Universitas Negeri Malang. Ho, F. F.., & Boo, H. K. 2007. Cooperative Learning: Exploring Its Effectiveness in the Physics Classroom. Asia-Pacific Forum on Science Learning and Teaching, Volume 8, Issue 2, Article 7 (Dec., 2007), (Online), 2 Mei 2011). Johnson, D., Johnson, R., & Holubec, E. 1994. Cooperative learning in the classroom. Alexandria, VA: Association for Supervision and Curriculum Development. Justice, E. M., and Dornan, T. M. "Metacognitive Differences between Traditional-Age and Nontraditional-Age College Students." Adult Education Quarterly 51, no. 3 (May 2003): 236-249. Kagan, S. 1994. Cooperative Learning. San Clemente, CA: Kagan Publishing, (Online), diakses 28 Oktober 2009). Kuo, V.H., Heller, K., Heller, P., Henderson, C., & Yerushalmi, E. 2002. Teaching Students Problem Solving in Introductory Physics–Forming an Initial Hypothesis of Instructors’ Beliefs. Proceedings of the Physics Education Research Conference. August, 2002 in Boise, ID. (Online), (diakses 11 Maret 2010). Lie, A. 2002. Cooperative Learning: Mempraktikkan Cooperative Learning di Ruang-Ruang Kelas. Jakarta : Gramedia Widiasarana Indonesia. Livingstone, J.A. 1997. Metacognition: An Overview, (Online) diakses 13 September 2010 Lundgren, L. 1994. Pembelajaran Kooperatif dalam Kelas IPA. Terjemahan Mohamad Nur. Surabaya : Unesa. Manlunas, R. P. 2009. ICT and Cooperative Learning: Reinventing the Classroom. Professional Education Division.(Online), (www.slideshare.net/.../ict-and-cooperative-learning reinventing-the-classroom, diakses 28 Oktober 2009). Mc.Donald, S.C., Anju, R. Formenting Metacognitive Skill hrough Cooperative Learning in a Scientific Concep-learning Task using Hypermedia. Educational Technology Unit The Office of Biomedical Research Education and Training School of Medicine, Vanderbilt University and The Educational Technology Departement, Chiangmay University, hailand. Instructional Design and Technology Unit, School of Medicine, UCLA, (Online), diakses 13 September 2010 Miranda, Yula. 2008. Pembelajaran Metakognitif dalam Strategi Kooperatif Think-Pair-Share dan Jigsaw serta Pengaruhnya terhadap Hasil Belajar Biologi Siswa di SMA Negeri Kalimantan Tengah. Disertasi tidak diterbitkan. Malang. Program Pascasarjana Universitas Negeri Malang. Morgan, B. M. 2005. Cooperative Learning in Higher Education: Comparison of Hispanic and Non-Hispanic Graduate Student Reflections on group Exams for Group Grades. Journal of College Teaching & Learning – August 2005 Volume 2, No. 8. SESI PARALEL FISIKA

165


Neo, M. 2005. Engaging Students in Group-Based Cooperative Learning- A Malaysian Perspective. Educational Technology & Society, 8 (4), p.220-232 Nur, Mohamad. 2005. Strategi-Strategi Belajar. Surabaya : Pusat Sains dan Matematika Sekolah UNESA. Ponnusamy,R. tanpa tahun. The Impact of Metacognition and Problem Solving Strategies Among Low-Achievers in History, (Online) Pressley,M. tanpa tahun. Metacognition in Lieracy Learning: Then, Now, and in the Future. Michigan State University, (Online), (http://www.msularc.org/IsraelBlock Chapter.pdf, diakses 13 September 2010 Santyasa, I Wayan. 2009. Pengembangan Pemahaman Konsep Dan Kemampuan Pemecahan Masalah Fisika Bagi Siswa SMA dengan Pemberdayaan Model Perubahan Konseptual Berseting Investigasi Kelompok Universitas Pendidikan Ganesha. Slavin, Robert R. 1994. Educational Psychology Theory and Practice Fifth Edition, Chapter 10. Boston : Allyn and Bacon. Slavin, R. E. 2005. Cooperative Learning: Theory, Research And Practice. Boston : Allyn and Bacon. Trianto. 2007. Model-Model Pembelajaran Inovatif Berorientasi Konstruktivistik. Jakarta : Prestasi Pustaka Publisher. Woolfolk, A. E. 1990. Educational Psychology. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall.

SESI PARALEL FISIKA

166


CRI SEBAGAI PENDETEKSI KARAKTERISTIK KONSEPSI SAINS SISWA I Made Mariawan Jurusan Pendidikan Fisika, FMIPA, Universitas Pendidikan Ganesha, Singaraja Email: [email protected] Abstrak: Karakteristik konsepsi sains siswa meliputi memahami konsep, miskonsepsi, dan tidak tahu konsep. Instrumen pendekteksi karakteristik konsepsi sains siswa adalah Certainty of Response Index (CRI). CRI merupakan ukuran tingkat keyakinan/kepastian responden menjawab setiap item tes. Tingkat keyakinan siswa terhadap jawaban setiap item tes digunakan criteria 0 = jawaban sama sekali ditebak, 1 = jawaban hampir ditebak, 2 = tidak yakin, 3 = yakin, 4 = hampir yakin, 5 = sangat yakin. Perbedaa karakteristik konsepsi sains siswa dicari menggunakan kriteria: jawaban benar dan CRI tinggi (>=2.5) berarti memahami konsep, jawaban salah tetapi CRI tinggi berarti miskonsepsi, jawaban benar atau salah dengan CRI rendah (<2.5) berarti tidak tahu konsep. Ujicoba terbatas dilakukan pada 22 siswa kelas IX SMP 3 singaraja dengan pokok bahasan gaya dan gerak, usaha, dan energi. Hasil ujicoba terbatas menunjukkan bahwa (a) 12.50% siswa memahami konsep gaya dan gerak, 26,00% siswa memahami konsep energi, dan 40% siswa memahami konsep usaha, (b) 81.82% siswa miskonsepsi konsep gaya dan gerak, 50.00% siswa miskonsepsi konsep energi, dan 45.45% siswa miskonsepsi konsep usaha. (c) 10,23% siswa tidak tahu konsep gaya dan gerak, 24,65% siswa tidak tahu konsep energi, dan 15,91% siswa tidak tahu konsep usaha, Kata kunci: Konsepsi sain, Certainty of Response Index.

1. PENDAHULUAN Perspektif konstruktivisme mengatakan bahwa pengetahuan dibangun dalam pikiran siswa berdasarkan struktur kognitif yang telah ada (Bodner,1996). Struktur kognitif (skemata) terbentuk pada waktu seseorang berinteraksi dengan lingkungannya (Piaget dalam Suparno, 2007). Perkembangan kognitif didasarkan pada dua fungsi yaitu organisasi dan adaptasi. Organisasi memberikan kemampuan untuk mengorganisasi-kan proses-proses fisik atau proses-proses psikologis menjadi sistem-sistem yang teratur dan berhubungan. Adaptasi mem-berikan kecendrungan untuk menyesuaikan diri dengan lingkungan mereka. Adaptasi dilakukan melalui dua proses yaitu asimilasi dan akomodasi. Melalui proses asimilasi seseorang menggunakan struktur kogntif yang sudah ada dalam pikirannya untuk menanggapi informasi baru. Jika informasi baru tersebut cocok dengan struktur kognitif yang sudah ada, maka terjadi keseim-bangan (equilibrium) antara informasi baru dan struktur kognitif yang sudah ada, sehingga terjadi penguatan. Jika informasi baru tidak cocok dengan struktur kognitif yang telah ada, maka terjadi ketidak-seimbangan (disequilibrium) antara infor-masi baru dengan struktur kognitif yang sudah ada. Melalui proses akomodasi terjadi perubahan/penyesesuaian struktur kognitif yang telah ada, sehingga terbentuk struktur kognitif (skemata) yang baru. Implikasi pandangan kontruktivisme dalam pembe-lajaran sains (fisika) adalah pentingnya konsepsi awal siswa sebelum mereka mempelajari konsep sains secara formal di sekolah. Sebelum siswa belajar tentang konsep sains (fisika), mereka sudah memiliki konsepsi masing-masing terhadap konsep sains (fisika) yang dipelajari. Konsepsi tersebut berkembang dari penga-laman belajar mereka sehari-hari dalam memahami fenomena atau gejala alam, maupun dari pengalaman belajar formal pada jenjang pendidikan sebelumnya. Konsepsi ini sering bersifat sebagai konsepsi pribadi (personal conception) yang berbeda-beda antara siswa

SESI PARALEL FISIKA

167


yang satu dengan siswa lainnya. Konsepsi pribadi siswa yang dibawa dalam proses pem-belajaran, kadang-kadang sesuai dan kadang-kadang tidak sesuai atau berten-tangan dengan konsepsi ilmuwan atau scientist. Jika konsepsi siswa sesuai dengan konsepsi scientist (konsepsi ilmiah) dikata-kan siswa memahami konsep. Jika konsepsi siswa tidak sesuai atau bertentangan dengan konsepsi scientist disebut miskon-sepsi atau salah konsep. Jika konsepsi siswa tidak terstruktur dengan jelas dikatakan tidak tahu konsep (Suparno, 2005; Berg, 1994; Atherton, 2009). Miskonsepsi atau kekeliruan konsepsi merupakan fenomena yang hingga kini menjadi momok dalam pengajaran sains (fisika) yang tidak bisa dibiarkan. Miskonsepsi diduga dapat menghambat pada proses asimilasi konsep-konsep baru pada struktur kognitif siswa, sehingga akan menghalangi keberhasilan siswa dalam proses belajar lebih lanjut (Klammer, 1998). Berbagai upaya penanggulangan miskonsepsi terus dikembangkan, namun hasilnya belum begitu menggembira-kan. Kemungkinan salah satu faktor yang menyebabkan adalah karakteristik konsepsi siswa tidak diidentifikasi secara jelas, sehingga sulit membedakan antara siswa yang miskonsepsi dengan siswa yang tidak tahu konsep. Hal ini akan berdampak pada cara penanggulangannya yang tidak tepat. Sebelum lebih jauh membicarakan tentang upaya penanggulangan miskonsepsi, sebe-narnya terdapat persoalan yang lebih mendasar dan sangat urgen dalam masalah miskonsepsi ini, yaitu masalah pengidentifi-kasian karakteristik konsepsi siswa. Hingga saat ini masih terdapat kesulitan dalam membedakan antara siswa-siswa yang miskonsepsi dan yang tidak tahu konsep. Tanpa dapat membedakan diantara kedua-nya, akan sulit untuk menentukan langkah penanggulangannya, sebab cara penang-gulangan untuk siswa yang mengalami miskonsepsi akan berbeda dengan siswa yang tidak tahu konsep. Berdasarkan hal tersebut, melalui penelitian ini dikembang-kan salah satu instrument untuk mengung-kap atau mengidentifikasi karakteristik konsepsi siswa dan sekaligus membedakan antara siswa yang memahami konsep, mengalami miskonsepsi, dan tidak tahu konsep. Instrumen yang dikembangkan berupa tes diagnostik pilihan ganda yang salah satu optionnya dikosongkan. Option kosong dimaksudkan untuk jawaban/respon siswa yang tidak sesuai dengan option yang disediakan. Di samping itu, tes juga dilengkapi dengan tingkat keyakinan atau Certainty of Response Index (CRI) terhadap pilihan/jawaban siswa. Savinainen & Scott (2002) mengatakan bahwa CRI merupakan ukuran tingkat keyakinan/kepastian respon-den dalam menjawab setiap pertanyaan (soal) yang diberikan. CRI biasanya didasarkan pada suatu skala dan diberikan bersamaan dengan setiap jawaban suatu soal. Tingkat kepastian jawaban tercermin dalam skala CRI yang diberikan. CRI yang rendah menandakan ketidakyakinan konsep pada diri responden dalam menjawab suatu pertanyaan, dalam hal ini jawaban biasanya ditentukan atas dasar tebakan semata. Sebaliknya, CRI yang tinggi mencerminkan keyakinan dan kepastian konsep yang tinggi pada diri responden dalam menjawab pertanyaan, dalam hal ini unsur tebakan sangat kecil. Seorang responden yang memahami konsep, mengalami miskonsepsi, dan tidak tahu konsep dapat dibedakan secara sederhana dengan cara membanding-kan benar tidaknya jawaban suatu soal dengan tinggi rendahnya indeks kepastian jawaban (CRI) yang diberikannya untuk soal tersebut. CRI biasanya didasarkan pada suatu skala (0 - 5). 0 = totally guessed answer, 1 = almost guess, 2 = not Sure, 3 = sure, 4 = almost certain, 5 = certain. Ketika seorang responden diminta untuk memberikan CRI bersamaan dengan setiap jawaban suatu pertanyaan (soal), sebenarnya dia diminta untuk memberikan penilaian terhadap dirinya sendiri akan kepastian yang dia miliki dalam memilih aturan-aturan, prinsip-prinsip, dan hukum-hukum yang telah tertanam dibenaknya hingga dia dapat menentukan jawaban dari suatu pertanyaan. Jika derajat kepastiannya rendah (CRI: 0-2), maka hal ini menggambarkan bahwa proses penebakan (guesswork) memainkan peranan yang signifikan dalam menentukan jawaban. Tanpa memandang apakah jawaban benar atau salah, nilai CRI rendah menunjukkan adanya unsur penebakan, yang secara tidak langsung mencerminkan ketidaktahuan konsep yang mendasari penentu-an jawaban. Jika CRI tinggi (CRI: 3 - 5), maka responden memiliki tingkat kepercayaan diri (confidence) yang tinggi dalam memilih aturan-aturan dan metode-metode yang digunakan untuk sampai pada jawaban. Dalam keadaan ini, jika jawaban resaponden benar, ini dapat menunjukkan bahwa tingkat keyakinan yang tinggi akan kebenaran konsepsinya telah dapat teruji (justified) dengan baik. Akan tetapi, jika jawaban salah, ini menunjukkan adanya suatu kekeliruan konsepsi dalam pengetahuan tentang suatu konsep yang dimilikinya,

SESI PARALEL FISIKA

168


dan dapat menjadi suatu indikator terjadinya mis-konsepsi. Dari ketentuan-ketentuan seperti itu, menunjukkan bahwa jawaban suatu pertanyaan (soal) yang dilengkapi dengan CRI, memung-kinkan kita dapat membedakan siswa yang memahami konsep, miskonsepsi, dan tidak tahu konsep. Hasan, Bagayoko, and Kelley (1999) memberikan criteria untuk membedakan siswa yang memahami konsep, miskonsep-si, dan tidak tahu konsep adalah jika jawaban benar dengan CRI tinggi (≥ 2.5), maka siswa dikatakan memahami konsep dengan baik. Jika jawaban salah tetapi CRI tinggi (≥ 2.5), maka siswa dikatakan mengalami miskonsepsi. Jika jawaban benar atau salah dengan CRI rendah (< 2.5), maka siswa dikatakan tidak tahu konsep. Di samping itu, Tayubi (2002), mengatakan bahwa setiap kriteria skala CRI dapat diganti dengan persentase unsur tebakan dalam menjawab suatu pertanyaan (soal). CRI=0 : jawaban 100% ditebak, CRI=1 : jawaban ditebak antara 75 - 99%, CRI=2 : jawaban ditebak antara 50 - 74%, CRI=3 : jawaban ditebak antara 25 - 49%, CRI=4 : jawaban ditebak antara 1 - 24%, CRI=5 : jawaban tidak ada unsure tebakan sama sekali (0%). 2. METODE PENELITIAN 2.1 Jenis Penelitian Penelitian ini merupakan penelitian pengem-bangan yang pada saat penulisan naskah ini sampai pada tahap uji-coba terbatas. Salah satu tujuan dari penelitian ini adalah mengembangan model pembelajaran yang berorientasi karakteristik konsepsi awal siswa. Sebagai studi pendahuluan, maka dikembangkan instrument penelitian untuk mendeteksi karakteristik konsepsi siswa yaitu siswa yang memahami konsep, miskonsepsi, dan tidak tahu konsep terhadap konsep gaya dan gerak, usaha dan energi. 2.2 Subjek dan Obyek Penelitian Subjek dari penelitian ini adalah siswa kelas IX SMP 3 Singaraja. Jumlah siswa yang telibat dalam penelitian ini adalah 22 orang. Objek dari penelitian ini adalah konsepsi siswa terhadap konsep gaya dan gerak, usaha, dan energi. 2.3 Instrumen Penelitian Instrumen yang dikembangkan dan diguna-kan dalam penelitian ini adalah tes diagnostik konseptual pilihan ganda yang salah satu optionnya dikosongkan. Option kosong dimaksudkan untuk jawaban/respon siswa yang tidak sesuai dengan option yang disediakan. Sebagai pengecoh, pada opsi-opsi pilihan disajikan jawaban-jawaban yang diperkirakan merupakan jawaban miskonsepsi yang terjadi pada diri siswa. Tes juga dilengkapi dengan tingkat keyakinan atau Certainty of Response Index (CRI) terhadap pilihan/jawaban siswa. CRI didasarkan pada suatu skala dan diberikan bersamaan dengan setiap jawaban soal. CRI dan kriterianya menggunakan skala 1 - 3. 1 = tidak yakin (not sure), 2 = kurang yakin (less sure), 3 = yakin (certain). CRI yang rendah menandakan ketidakyakinan konsep pada diri siswa dalam menjawab suatu pertanyaan (soal), dalam hal ini jawaban biasanya ditentukan atas dasar tebakan semata. Sebaliknya, CRI yang tinggi mencerminkan keyakinan dan kepastian konsep yang tinggi pada diri siswa dalam menjawab pertanyaan (soal), dalam hal ini unsur tebakan sangat kecil. Seorang siswa yang memahami konsep, mengalami miskonsepsi, dan tidak tahu konsep dapat dibedakan secara sederhana dengan cara membandingkan benar tidaknya jawaban suatu soal dengan tinggi rendahnya indeks kepastian jawaban (CRI) yang diberikannya untuk soal tersebut. Kriteria yang digunakan adalah sebagai berikut. Tabel 1: Kriteria untuk membedakan siswa memahami konsep, miskonsepsi, dan tidak tahu konsep secara individu Kriteria jawaban

CRI rendah (<2,5)

Benar

Tidak tahu konsep (lucky guess)

Salah

Tidak tahu konsep (lucky guess)

SESI PARALEL FISIKA

CRI tinggi (>=2,5) Menguasai konsep dengan baik Miskonsepsi

169


Kriteria untuk membedakan kelompok siswa memahami konsep, miskonsepsi, dan tidak tahu konsep secara kelompok adalah sebagai berikut. Tabel 2: Kriteria untuk membedakan siswa memahami konsep, miskonsepsi,dan tidak tahu konsep secara kelompok Kriteria jawaban Benar Salah

Rata-Rata CRI rendah (<2,5) Tidak tahu konsep (lucky guess) Tidak tahu konsep (lucky guess)

Rata-Rata CRI tinggi (>=2,5) Menguasai konsep dengan baik Miskonsepsi

2.4 Pengumpulan dan Analisis Data Pengumpulan data dilakukan dengan meminta setiap siswa menjawab setiap soal yang diberikan dan membubuhkan nilai CRI pada setiap jawaban yang dipilihnya. Karena pada hakekatnya penentuan seorang siswa memahami konsep, mengalami miskonsepsi atau tidak tahu konsep didasarkan pada jawaban soal dan nilai CRI yang diberikannya, maka tepat tidaknya pengidentifikasian tersebut sangat bergantung pada kejujuran siswa dalam mengisi CRI. Untuk menghindari terjadinya kesalahan dalam pengisian CRI sekaligus mengontrol konsistensi jawaban dan CRI nya, maka beberapa upaya telah dilakukan antara lain; pertama, memberikan penjelasan sedetail mungkin disertai contoh agar para siswa mengerti betul tentang CRI dan paham bagaimana cara memberikan nilai CRI yang benar untuk setiap jawaban pada setiap soal; kedua, jumlah soal untuk suatu konsep diberikan lebih dari satu buah soal, sehingga apabila terdapat ketidakkonsistenan pada diri siswa dalam memilih jawaban yang benar dan nilai CRI yang diberikannya dapat terdeteksi; dan ketiga, untuk memudahkan siswa dalam menentukan skala CRI yang akan diberikannya, maka dalam penelitian ini diadakan pengoperasionalan dari setiap kriteria skala CRI. Pengoperasian kriteria skala CRI dapat diganti dengan persentase unsur tebakan dalam menjawab suatu pertanyaan (soal), disajikan dalam table berikut. Tabel 3. Pengoperasionalan Kriteria CRI CRI 1 2 3

Kriteria Jika dalam menjawab soal persentase unsur tebakan antar 51 – 100 % Jika dalam menjawab soal persentase unsur tebakan antar 1 - 50 % Jika dalam menjawab soal tidak ada unsur tebakan sama sekali (0 %)

Dengan menggunakan prosedur seperti itu, data dianalisis secara deskriftif dan dinyata-kan dalam bentuk prosentase. 3. HASIL PENELITIAN 3.1 Karakteristi Konsepsi Siswa pada Konsep Gaya dan Gerak, Usaha dan Energi Berdasarkan hasil analisis data, karakteristik konsepsi siswa pada konsep gaya dan gerak, usaha, dan energi disajikan dalam table berikut. Tabel 4. Karakteristik Konsepsi Siswa pada Konsep Gaya dan Gerak, Usaha dan Energi Konsep Gaya dan

SESI PARALEL FISIKA

No. Item 1

MK (%) 4.55

MIS (%) 74.72

TTK (%) 20.73

170

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 MK MIS TTK (%) (%) (%) 2 10.00 59.09 30.91 Gerak 3 13.64 75.72 10.64 4 5.55 77.27 17.18 5 4.55 52.00 43.45 6 21.82 19.09 59.09 7 22.73 62.73 14.54 8 15.00 54.55 30.45 9 14.64 63.63 21.73 10 8.00 81.82 10.18 11 18.19 56.45 25.36 12 12.36 60.36 27.28 Rata-Rata 12.59 61.45 25.96 13 25.4 53.87 20.73 14 18.18 47.28 34.54 15 11.5 57.27 31.23 16 29.17 48.68 22.15 Energi 17 4.55 64.54 30.91 18 23 54.55 22.45 19 0 73.64 26.36 Rata-Rata 15.97 57.12 26.91 20 0 72.73 27.27 21 22.73 31.81 45.46 22 0 77.27 22.73 23 13.64 54.55 31.81 Usaha 24 11.82 56.36 31.82 25 9.08 64.55 26.37 Rata-Rata 9.55 59.55 30.91 Keterangan: MK = Memahami Konsep, MIS = Miskonsepsi, TTK = Tidak Tahu Konsep Konsep

No. Item

Dari table di atas, terlihat bahwa (a) pada konsep gaya dan gerak, rata-rata 12,59% siswa memahami konsep, 61.45% siswa mengalami miskonsepsi, dan 25.96% siswa tidak tahu konsep; (b) pada konsep energi, rata-rata 15.97% siswa memahami konsep, 57.12% siswa mengalami miskonsepsi, dan 26.91% siswa tidak tahu konsep; (c) pada konsep usaha, rata-rata 9.55% siswa memahami konsep, 59.55% siswa menga-lami miskonsepsi, dan 30.91% siswa tidak tahu konsep. 3.2 Prosentase Unsur Tebakan Prosentase unsur tebakan siswa dalam menjawab soal, disajikan dalam tabel berikut. Tabel 3. Unsur Tebakan Siswa dalam memberikan Jawaban Terhadap Konsep Sains (fisika) Konsep Gaya dan gerak Energi

Usaha

SESI PARALEL FISIKA

Unsur Tebakan (%) antara 51 – 100 antara 1 - 50 tidak ada sama sekali (0) antara 51 – 100 antara 1 - 50 tidak ada sama sekali (0) antara 51 – 100 antara 1 - 50 tidak ada sama sekali (0 )

RataRata (%) 8.33 31.82 59.85 11.04 35.71 53.25 4.55 29.55 71.21

171


Berdasarkan tabel tersebut, terlihat bahwa pada konsep gaya dan gerak, unsur tebakan siswa antara 51-100% adalah 8.33%, antara 1-50% adalah 32.82%, tidak ada unsur tebakan sama sekali (0%) adalah 59.85%. Pada konsep energi, unsur tebakan siswa antara 51-100% adalah 11.04%, antara 1-50% adalah 35.71%, tidak ada unsur tebakan sama sekali (0%) adalah 53.25%. Pada konsep usaha, unsur tebakan siswa antara 51-100% adalah 4.55%, antara 1-50% adalah 29.55%, tidak ada unsur tebakan sama sekali (0%) adalah 71.21%. Dari sebaran tersebut, terlihat bahwa sebagian besar siswa dalam menjawab soal pada ke tiga konsep tidak ada unsur tebakan sama sekali. 4. PEMBAHASAN HASIL Berdasarkan hasil yang diperoleh melalui identifikasi, CRI dapat digunakan untuk mendeteksi dan membedakan karakteristik konsepsi siswa. Karakteristik konsepsi siswa terhadap konsep yang dipelajari teridentifikasi menjadi siswa yang sudah memahami konsep, siswa yang mengalami miskonsepsi, dan siswa yang tidak tahu konsep. Rata-rata konsepsi siswa pada pokok bahasan gaya dan gerak sebanyak 12.59% siswa sudah memahami konsep, 61.45% siswa mengalami miskonsepsi, dan 25.96% siswa tidak tahu konsep. Rata-rata konsepsi siswa pada konsep energi sebanyak 15.97% siswa sudah memahami konsep, 57.12% siswa mengalami miskonsepsi, dan 26.91% siswa tidak tahu konsep. Rata-rata konsepsi siswa pada konsep usaha sebanyak 9.55% siswa sudah memahami konsep, 59.55% siswa mengalami miskon-sepsi, dan 30.91% siswa tidak tahu konsep. Identifikasi tersebut memberikan indikasi bahwa sebagian besar siswa mengalami miskonsepsi dan tidak tahu konsep pada ketiga konsep yang diberikan. Beberapa miskonsepsi yang diketemukan dalam penelitian ini antara lain (a) gaya didefinisikan sebagai tarikan atau dorongan yang menyebabkan benda ber-gerak, (b) pada benda diam tidak ada gaya yang bekerja, (c) besarnya gaya yang bekerja pada suatu benda tergantung pada massa dan percepatan benda, makin besar massa atau semakin cepat benda bergerak gaya yang bekerja semakin besar pula, (d) dua buah benda yang massanya sama dijatuhkan dari ketinggian yang sama, maka benda yang tiba lebih duluan di tanah adalah benda yang massanya lebih besar, (e) Ketika benda tetap diam, gaya gesekan selalu bekerja pada benda yang besarnya sama dengan fs = µsN. (f) Percepatan dide-finisikan sebagai peningkatan kecepatan terhadap waktu, (g) Jika kecepatan nol maka percepatan juga akan nol, (h) tidak ada grafitasi di ruang hampa, (i) Suatu benda akan bergerak lebih cepat ketika mendapatkan resultan gaya yang lebih besar, (j) usaha didefinisikan sebagai gaya yang diberikan pada benda, (k) seorang yang sedang menjinjing tas dikatakan melakukan usaha, (l) benda diam tidak memiliki energi, (m) energi dapat habis, (n) energi hanya ada pada benda yang bergerak, (o) energi merupakan gaya. Temuan ini didukung oleh pernyataan yang mengatakan bahwa miskonsepsi dapat dialami oleh setiap orang, siswa, maha-siswa, guru, dan akademisi sekalipun (Berg,1994; Soeparno, 2005). Di samping itu, temuan ini juga didukung oleh hasil-hasil penelitian terdahulu yang dilakukan pada siswa SD, SMP,SMA, maupun guruguru sains (fisika). Hasil penelitian-penelitian tersebut menemu-kan bahwa sebagian besar siswa, maha-siswa, dan guru mengalami miskonsepsi tentang konsep sains (fisika) sebelum proses pembelajaran berlangsung. Jenis-jenis miskonsepsi tersebut beraneka ragam yang sifatnya personal (Mariawan, 2008; Masril & N. Asma, 2002; Amiruddin & Sahrul Saehana, 2008; Campanario. J.M., 2009; Refik Dilber, &Bahattin Duzgun, 2008; Tayubi, 2007; Chi, M. T. H., 2005; Sahrul Saehana & Haeruddin, 2009). Dilihat dari unsur tebakan siswa dalam menjawab soal yang diberikan, terdapat beberapa siswa menjawab benar dengan CRI rendah dan menjawab salah dengan CRI tinggi. Hal ini disebabkan oleh ketidak jujuran siswa dalam mengisi CRI. Sekalipun demikian, sebagian besar siswa memberikan jawaban yang tidak ditebak sama sekali, yakni ratarata 59.85% pada konsep gaya dan gerak, rata-rata 53.25% pada konsep energi, dan rata-rata 71.21% pada konsep usaha. Berdasarkan identifikasi karakteristik konsepsi siswa terhadap konsep yang dipelajari, selanjutnya dapat dirancang model pembelajaran yang cocok untuk ketiga konsepsi tersebut.

SESI PARALEL FISIKA

172


5. SIMPULAN DAN SARAN/REKOMENDASI CRI merupakan ukuran tingkat keyakinan /kepastian siswa dalam menjawab setiap pertanyaan (soal) yang diberikan. CRI dapat digunakan sebagai pendeteksi dan membedakan karakteristik konsepsi siswa antara siswa yang memahami konsep, mengalami miskonsepsi, dan tidak tahu konsep. Teridentifikasinya konsepsi siswa melalui penggunaan CRI dapat digunakan sebagai landasan dalam merancang proses pembelajaran sains. Disarankan kepada praktisi pendidikan sains (fisika) agar dilakukan deteksi terhadap konsepsi awal siswa sebelum proses pembelajaran berlangsung. 6. Ucapan Terima Kasih Ucapan Terima Kasih disampaikan kepada Disdikpora Kabupaten Buleleng, Kepala SMP3 Singaraja, guru sains (fisika) SMP3 Singaraja, yang telah membantu kelancaran pelaksanaan penelitian ini sampai terwujud-nya naskah ini. 7. PUSTAKA Atherton, J. S. (2009) Learning and Teaching; Assimilation and Accommodation UK. Available: online. http://www.learning and teaching.info/learning/assimacc.htm. Accessed: 10 December 2009. Amiruddin Kade & Sahrul Saehana (2008). Pengungkapan Miskonsepsi Fisika Menggunakan Force Concept Inventory dan Certainity of Response Indeks Pada Siswa Kelas XI SMA Negeri Se Kota Palu. Laporan Penelitian. Lembaga Penelitian Universitas Tadulako. Berg, E.V.D. (1994). Miskonsepsi fisika dan remidiasi. Salatiga: Universitas Kristen Satya Wacana. Bodner, G. M. (1986). Constructivism: A Theory of knowledge. Journal of Chemical Education.63(10) Campanario. J.M. (2009). The Parallelism Between Scientists’ and Students’ Resistance to New scientific ideas. International Journal of Science Education, 24(10), 1095-1110. Chi, M. T. H. (2005). Commonsense conceptions of emergent processes: Why some misconceptions are robust. The Journal of the Learning Sciences, 14(2), 161-199. Hasan, S., D. Bagayoko, D., and Kelley, E. L., (1999), Misconseptions and the Certainty of Response Index (CRI), Phys. Educ. 34(5), pp. 294 - 299. Klammer, J. (1998). An Overview of Techniques for Identifying, Acknowledging and Overcoming Alternate Conceptions in Physics Education. Klingenstein Project Report, Teachers College-Columbia University.

SESI PARALEL FISIKA

173


PENINGKATAN KETERAMPILAN PROSES SAINS MELALUI PENERAPAN KEMAMPUAN INTERPRETASI PENGGUNAAN ALAT UKUR DALAM EKSPERIMEN FISIKA Izaak H Wenno FKIP Universitas Pattimura Ambon Abstract: Interpretation ability represent the student ability give the meaning to something, like to mathematics equation, or to graph. This matter is visible in the form of applying or application. At this side, level of student claimed by its ability in applying or using what have been known in new that situation. Can be said that an application is real usage abstraction real to form. This research was aim to develop learning equipment in laboratory with skill procees approach based on interpretaion ability of students. This research represent the type of development research that is developing experiment study base on skill process and depict or portray the situation of research object at the time of now pursuant to correct fact or properly, and executed in SMA Negeri 4 Ambon. Obtained result, show that interpretation ability developed by student in fourth of group in the reality 100 % succeeding but realized that from fourth step there is a which cannot interpret the result, good in the form of tables, graph and mathematics equation, and process to learn to teach that is orienting at product of skill process approach in this case interpretation ability can develop the intellectual aspect, creativity, interpreting and analyzing an experiment result. Key words: Skill process, interpretation ability, physics experiment

PENDAHULUAN Pembangunan di masa sekarang dan akan datang sangat dipengaruhi oleh pendidikan, karena pendidikan merupakan proses perkembangan yaitu suatu proses yang meningkat dan dinamis, maka pendidikan harus mampu menciptakan dan meningkatkan tenaga yang kreatif dan terampil sehingga dapat melibatkan diri dalam proses pembangunan. Secara umum tujuan pendidikan nasional adalah mencerdaskan kehidupan bangsa. Untuk itu melalui pendidikan diharapkan mampu berdaya guna bagi dirinya teristimewa bagi nusa dan bangsa. Proses pendidikan membutuhkan komponen-komponen yang juga turut menentukan maju tidaknya proses tersebut, di antaranya guru sebagai pengajar, siswa sebagai pelajar dan bahan ajar. Dan untuk mewujudkan pola pengajaran dengan sistem kompetensi diharapkan agar komponenkomponen tersebut secara aktif dapat mengembangkan dan menghasilkan suatu interaksi yang baik dalam kegiatan belajar mengajar. Pelajaran fisika merupakan ilmu pengetahuan alam yang membutuhkan penalaran dengan pola berpikir abstrak untuk menghubungkan suatu teori dengan teori lain juga suatu konsep dengan konsep lain. Sehingga dalam pengajaran ini siswa perlu bertindak secara langsung ke hal yang demikian dan sebagai faktor utamanya adalah melalui kegiatan eksperimen. Kegiatan ini merupakan suatu metode yang terpenting dalam pengajaran fisika. Dengan demikian siswa akan lebih mudah memahami suatu materi apabila sudah langsung mengalami, melihat dan mengerjakan sendiri sebagai mengaplikasikan dari metode ceramah. Namun sering terjadi di sekolah, walaupun sudah melaksanakan eksperimen, siswa belum mampu untuk mengaplikasikan apa yang telah diperoleh nya kebentuk lain. Kemampuan dalam mengimplementasikan apa yang dialami kebentuk

SESI PARALEL FISIKA

174


baru sebagai hasil dari kegiatan eksperimen merupakan dasar pengetahuannya untuk memahami konsep selanjutnya. Belajar fisika dengan menggunakan metode eksperimen berarti belajar dengan menggunakan alat ukur. Gejala-gejala fisika di ukur besarannya agar dapat dibandingkan dengan besaran-besaran lain yang berkaitan. Misalnya alat ukur neraca pegas yang digunakan untuk memahami konsep elatisitas. Dalam hal ini neraca pegas sebagai sarana untuk menjelaskan konsep elastisitas, dalam bentuk eksperimen. Hubungan massa beban dengan luas penampang yang ditunjukan oleh neraca pegas berdiameter dan massa beban berfariasi. Hal inilah yang diharapkan dari siswa untuk dapat melihat dan mengerti hubungan tersebut dan mampu untuk menginterprestasikan kebentuk lain. Ketrampilan dari siswa dalam mengikuti eksperimenpun turut berpengaruh terhadap hasil dari kegiatan tersebut. Karena untuk menciptakan sesuatu yang baru, membutuhkan ketelitian dan ketrampilan yang sungguh pula. Misalnya dalam mendesain alat yang digunakan pada saat mengikuti eksperimen sering terjadi alat yang digunakan tidak sesuai dengan apa yang diharapkan, sehingga kevalidan dari alat tersebut tidak akurat. Untuk itu siswa dituntut untuk lebih kreatif dan cermat dalam melihat dan menginterprestasikan serta mengamati kelayakan dari alat tersebut. METODE PENELITIAN Penelitian ini merupakan tipe penelitian pengembangan yaitu mengembangkan perangkat pembelajaran eksperimen berbasis keterampilan proses dan menggambarkan atau melukiskan keadaan objek penelitian pada saat sekarang berdasarkan fakta-fakta yang tepat atau sebagaimana mestinya, dan dilaksanakan di SMA Negeri 4 Ambon. Pengambilan sampel akan dilakukan dengan teknik random sampling (acak) yaitu: 20 orang siswa yang dipilih untuk mewakili seluruh populasi, yang terdiri dari 10 orang siswa yang diambil dari kelas I1 yang mempunyai nilai fisika tinggi, 5 orang siswa yang diambil dari kelas I3 yang mempunyai nilai fisika sedang, dan 5 orang siswa lagi yang mempunyai nilai fisika yang kurang. Setelah itu diacak menjadi 4 kelompok sehingga pada masing-masing kelompok ada siswa yang mempunyai kemampuan baik, sedang, dan ada juga yang mempunyai kemampuan yang cukup atau kurang. Teknik yang digunakan dalam pengumpulan data penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Metode wawancara. Metode ini dikhususkan bagi guru fisika untuk mengetahui tentang hal-hal yang berkaitan dengan pembelajaran materi fisika, seperti: pendekatan/metode yang digunakan, berapa kali dalam sebulan dilaksanakan praktikum, ataupun menyangkut sejauh mana persiapan guru sebelum melaksanakan praktikum, ataupun pelaksanaan praktikum itu sebatas materi tertentu saja. Hal ini dimaksudkan untuk menjadi data bagi peneliti untuk memperoleh data dari hasil penelitian. 2. Menyiapkan alat praktikum bersama dengan beberapa guru fisika. 3. Mengedarkan lembaran kerja siswa (LKS) kepada siswa. 4. Siswa diminta memberikan komentar atau interpretasi terhadap materi yang dipraktikum. 5. Mengamati proses pembuatan siswa dalam melaksanakan praktikum. 6. Mengamati sikap siswa dalam melaksanakan praktikum. Untuk teknik analisa data yang digunakan dalam penelitian ini adalah menganalisa secara deskriptif dengan presentase dan mengamati hasil eksperimen siswa dalam ketrampilan proses sains yang dikembangkan, seperti Tabel 1. Tabel 1. Keterampilan Interpretasi yang Dikembangkan Siswa No 1 2 3 4

Keterampilan Interpretasi yang Dikembangkan

Kelompok I II III

IV

Jumlah Angka

%

Menggunakan Alat Ukur Membuat tabel hasil pengamatan Membuat dan menafsirkan bentuk grafik Menganalisis persamaan matematis

SESI PARALEL FISIKA

175


Kemudian dipresentasikan dengan menggunakan rumus dibawah ini : 𝑿=

𝑩𝒂𝒏𝒚𝒂𝒌𝒏𝒚𝒂 𝒔𝒖𝒃 𝒍𝒂𝒏𝒈𝒌𝒂𝒉 𝒎𝒆𝒏𝒈𝒊𝒏𝒕𝒆𝒓𝒑𝒓𝒆𝒕𝒂𝒔𝒊 𝑿 𝟏𝟎𝟎% 𝑲𝒆𝒔𝒆𝒍𝒖𝒓𝒖𝒉𝒂𝒏 𝒔𝒖𝒃 𝒍𝒂𝒏𝒈𝒌𝒂𝒉

Hasil Penelitian dan Pembahasan Berdasarkan hasil wawancara (interview) dengan guru bidang studi fisika pada kelas X SMA Negeri 4 Ambon, maka dapat dikatakan bahwa Silabus dan Rencana Pelaksanaan Pembelajaran yang digunakan untuk kelas X secara keseluruhan pada dasarnya sama. Pendekatan yang digunakan pada setiap kelas semuanya sama, namun ada saja remedial dilakukan untuk kelas yang belum tuntas pembelajarannya. Kegiatan ini dilakukan untuk kelas yang belum menguasai penguasaan konsep yang diberikan dalam proses belajar mengajar Fisika di dalam kelas, bahkan ada pula program pengajaran yang selalu dilakukan bagi kelas yang telah tuntas pembelajarannya. Kegiatan ini dilakukan bagi kelas yang didominasi oleh siswa-siswa yang mempunyai tingkat penguasaan yang baik untuk menyerap materi yang diberikan oleh guru dalam proses belajar mengajar Fisika. Kemampuan menginterpretasi adalah suatu langkah dalam keterampilan proses (skill process) yang dilakukan oleh siswa dalam melakukan eksperimen atau percobaan, yang pada dasarnya untuk mengetahui kreativitas siswa dalam memecahkan suatu persoalan yang dihadapi di dalam eksperimen. Oleh karena itu guru harus menggunakan pendekatan-pendekatan yang cocok untuk mengantisipasi kesenjangan siswa dalam menggunakan alat ukur. Hal lain yang dapat dilihat juga bahwa dalam interpretasi data dikumpulkan melalui observasi, perhitungan, pengukuran, eksperimen atau penelitian sederhana dapat dicatat atau disajikan dalam berbagai bentuk. Data yang disajikan tersebut dapatlah diinterpretasi atau ditafsirkan. Peran guru adalah melatih siswa agar dapat melakukan interpretasi terhadap hasil eksperimen di laboratorium. Jadi kemampuan menginterpretasi yang dilakukan oleh guru Fisika SMA Negeri 4 Ambon, pada dasarnya merupakan kegiatan keterampilan proses sains yang dilakukan pada tahap terakhir yaitu data dapat diperoleh melalui data observasi, perhitungan, pengukuran, dan eksperimen, di mana guru berperan sebagai pelatih agar siswa dapat memberikan tanggapan (respons) terhadap apa yang diperoleh. Kegiatan ini merupakan suatu bentuk alat evaluasi pendekatan keterampilan proses sains pada siswa kelas X SMA Negeri 4 Ambon dengan hasil yang dicapai, seperti pada Tabel 2 dan Tabel 3. Tabel 2 . Kemampuan interpretasi yang dikembangkan siswa Nama Kel. I

Kemampuan interprestasi yang dikembangkan siswa

Menggunakan alat ukur I II III IV II

I II III IV

    Menyajikan tabel dalam bentuk tabel    -

SESI PARALEL FISIKA

Menggunakan alat Ukur Mengukur Mengukur Menjelaskan pertambahan panjang awal sisrim kerja pegas panjang    Membuat tabel hasil pengamatan Tabel lengkap dan sistimatis  -

-



2 2 1 2  2 1 1 -

176

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 III Menempatkan gaya pada sumbu (Y)    

I II III IV IV

Menuliskan persamaan Hooke   

I II III IV

Membuat dan menafsirkan bentuk grafik Menempatkan Menentukan Menafsirkan pertambahan batas bentuk grafik panjang pada kelentingan sumbu (X)      Menganalisa persamaan matematik Mengkonversi- Menyelesaikan Mengkonverkan persamaan soal secara sikan satuan sistimatik  -



Menafsirkan persamaan hukum Hooke   -

3 3 3 2

Menyimpulkan



-

2 1 1

Dari tabel 1 di atas, maka dapat di presentasikan kemampuan interpretasi dari ke empat kelompok, seperti Tabel 3. No

1 2 3 4

Tabel 3. Presentase Kemampuan interpretasi yang dikembangkan siswa Keterampilan Interpretasi yang Kelompok Jumlah Dikembangkan I II III IV Angka % Menggunakan Alat Ukur 2 2 1 2 7 26,92 Membuat tabel hasil pengamatan 2 1 1 4 15,38 Membuat dan menafsirkan bentuk grafik 3 3 3 2 11 42,32 Menganalisis persamaan matematis 2 1 1 4 15,38 7 7 5 5 26 100

Dengan mengacu pada teknik analisis data, maka presentase hasil yang diperolah berdasarkan keterampilan interpretasi yang dikembangkan oleh siswa kelas X SMA Negeri 4 Ambon adalah 100 % berhasil. Hasil ini berarti bahwa kemampuan menginterpretasi yang dikembangkan oleh siswa meliputi 4 langkah dapat dioptimalkan sebagai salah satu alat evaluasi hasil belajar fisika siswa. Adapun presentase total yang diperoleh dari masing-masing keterampilan interpretasi dapat dijelaskan sebagai berikut: 1. Kemampuan menggunakan alat Berdasarkan hasil yang diperoleh dalam melakukan penelitian ternyata kelompok 1 sampai kelompok 4 hanya dapat menggunakan alat dengan baik, namun kemampuan mengukur pertambahan panjang awal dan kemampuan mengukur pertambahan panjang hanya dua kelompok yang mampu melakukannya, dan terlihat jelas bahwa kemampuan menjelaskan sistem pada alat ukur, dalam hal ini pegas keempat kelompok tidak bisa melakukannya, dengan demikian maka kemampuan menggunakan alat dari keempat kelompok diklasifikasikan dengan bobot “baik”, presentase 26,92 % yang diperoleh dari total nilai penguasaan menggunakan alat dari keempat kelompok dibagi dengan total nilai keseluruhan kemampuan interpretasi yang dikembangkan oleh siswa dikalikan dengan 100 %.

SESI PARALEL FISIKA

177


2. Membuat tabel hasil pengamatan Hasil yang diperoleh dalam membuat tabel pengamatan hanya terlihat tiga kelompok yang mampu menyajikan data dalam bentuk tabel, sedangkan satu kelompok tidak dapat menyajikannya. Sedangkan untuk satu sub jenis kemampuan membuat tabel hasil pengamatan ini dapat diidentifikasi bahwa kelompok 1, mereka teliti dalam menyajikan data dalam tabel secara lengkap dan sistimatis. Hal ini terlihat bahwa setiap data yang diperoleh dalam pengamatan selalu dideskripsikan dalam tabel, sedangkan kelompok 2 dan kelompok 3 hanya dapat menyajikan data dalam tabel, namun ada kecermatan menghitung yang dimiliki oleh ketiga kelompok, tetapi kemampuan menyajikan data dalam tabel tidak bisa dilakukan. Dengan demikian kemampuan membuat tabel hasil pengamatan dari keempat kelompok diklasifikasikan dengan bobot “baik”, dengan presentase 15, 38 %. 3. Membuat dan Menafsirkan Grafik Berdasarkan hasil pengamatan pada langkah ini, teryata keempat kelompok mampu menempatkan gaya pada sumbu (Y) dan pertambahan panjang pada sumbu (X). Hal ini menunjukkan bahwa kemampuan menafsirkan grafik pada keempat kelompok dikategorikan sangat baik. Kelemahan yang terlihat pada jenis kemampuan ini adalah keempat kelompok hanya mampu pada sub langkah, sedangkan pada 3 sub langkah berikutnya keempat kelompok tidak mampu menentukan batas kelentingan dan menafsirkan bentuk grafik sedangkan kemampuan menunjukkan persamaan hukum Hooke hanya dua kelompok yang mampu menuliskannya. Dengan demikian bobot yang diperoleh dalam jenis keterampilan ini adalah sangat baik pada kemampuan membuat dan menafsirkan grafik serta mampu melibatkan kedua sumbu yaitu (X) dan (Y) dengan presentase 42,32 %. 4. Menganalisis persamaan Matematika Dalam menganalisis persamaan Matematika, keempat kelompok diharapkan dapat menulis dan mengkonversi persamaan hukum Hooke. Ternyata hasil yang diperoleh dari keempat kelompok terlihat jelas bahwa hanya kelomok 1, 2 dan 4 dapat menulis persaman hukum Hooke, sedangkan kemampuan mengkonversi, menyelesaikan soal dan menyimpulkan, keempat kelompok tidak mampu menyelesaikannya. Kelemahan yang terlihat pada jenis kemampuan ini adalah keempat kelompok hanya mampu mengulang pengukuran smpai tiga kali saja, sehingga hasil yang mereka peroleh dianggap kurang maksimal tingkat ketelitiannya, maka harus dilaksanakan pengulangan minimal lima kali dan untuk membenarkan hasil pengukuran yang diperoleh dari eksperimen karena tidak dilaksanakan pengulangan sebanyak lima kali seperti yang diharapkan maka, mereka tidak mampu dengan teliti menentukan kesalahan dalam pengukuran. Sedangkan kemampuan untuk menganalisis dan menyimpulkan hasil pengamatan yang diperoleh tidak maksimal seperti yang diharapkan. Dengan demikian bobot yang diperoleh dalam kemampuan ini adalah baik dengan prsentase 15, 38 %.

KESIMPULAN Dari hasil penelitian yang diperoleh, dimana untuk mengetahui besar/bobot kemampuan siswa menginterpretasi sebagai salah satu bentuk alat evaluasi pendekatan keterampilan proses pada kelas 1 SMA Negeri 4 Ambon, maka dapat disimpulkan bahwa : 1. Kemampuan interpretasi yang dikembangkan oleh siswa dalam keempat kelompok ternyata 100 % berhasil namun disadari bahwa dari keempat langkah ada seorang yang tidak bisa menafsirkan hasil, baik dalam bentuk tabel, grafik dan persamaan Matematika. 2. Proses belajar mengajar yaitu berorientasi pada produk pendekatan keterampilan proses dalam hal ini kemampuan menginterpretasi dapat mengembangkan aspek intelektual, kreatifitas, menafsirkan dan menganalisis suatu hasil eksperimen. Sehubungan dengan hasil penelitian yang diperoleh, maka peneliti menyarankan agar para guru dan calon guru dapat menggunakan pendekatan keterampilan proses dalam hal kemampuan menginterprestasi sebagai salah satu bentuk alat evaluasi proses belajar mengajar khususnya pada bidang studi Fisika.

SESI PARALEL FISIKA

178


DAFTAR PUSTAKA Ali. M. 1987. Penelitian kependidikan Prosedur dan Strategi. Bandung: Angkasa. Decceco J.P and Crafood W, The Psychology of Learning and Intructional Educational Psychology. New York : Prentice Hall, 1977. Elizabeth B.Hurlock, Child Devlopment. Singapore : McGraw-Hall International Book Company, 1981. Halliday R. 1990. Fisika Dasar Jilid I Edisi Ketiga. Jakarta : Erlangga Kanginan. M. 1996. Fisika SMU Kelas 1. Jakarta: Erlangga. Kartiase. N. 1990. Fisika SMU Kelas 1. Bandung: Depdikbud. Masidjo. 1995. Penilaian Pencapaian Hasil Belajar Siswa Di Sekolah. Yokyakarta: Kanisius. Mulyasa E. 2004. Kurikulum Berbasis Kompetensi: Konsep, Karakteristik dan Implementasi. Bandung: Rosdakarya. Nitko. Anthony J. 1996. Educational Assessment of Students. New Jerse: Englewood. Nur. M. 1998. Proses Belajar Mengajar Dengan Metode Pendekatan Ketrampilan Proses. Surabaya : LPM IKIP Surabaya. Pedhazur Elazar. 1991. Measurement, Design, and Analysis. New Jersey: Hillsdale Popham. 1992. Teknik Mengajar Secara Sistematis. Jakarta : Erlangga Popham J. W. 1999. Classroom Assesment: What Teachers Need to Know Rengreng. H. A. 1981. Asas-Asas Fisika Dasar 1. Bandung: Armico. Semiawan. C. 1992. Pendekatan Ketrampilan Proses. Jakarta : Grasindo Suherman. E. 1994. Penelitian Proses dan Hasil Belajar Mengajar Matematika. Jakarta: Depdikbud. Suharhkmad. W. 1986. Pengantar Interaksi Mengajar Belajar. Bandung: Tarsito. Syaodih. N dan Ibrahim. R. 1991.

Perencanaan Pengajaran. Jakarta: Rineka Cipta.

Taranggono. 2002. Fisika Untuk SMA Kelas X Semester 1 dan 2. Jakarta : Bumi Aksara Tim penyusun Fisika (1994), Konsep-Konsep Fisika SMU Kelas 1, Klaten: Intan Patiwara.

SESI PARALEL FISIKA

179


AUTHENTIC LEARNING UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN BERPIKIR KRITIS CALON GURU FISIKA Muhammad Nur Hudha1), Lia Yuliati2), dan Dwi Haryoto2) 1)

Mahasiswa PPs Pendidikan Fisika UM; 2,3)Dosen Jurusan Fisika FMIPA UM, Jl. Semarang No. 5 Malang 65145 E-mail: [email protected]

Abstrak: Tingkat kemampuan berpikir kritis untuk menyelesaikan suatu permasalahan awal calon guru fisika masih belum maksimal. Kemampuan berpikir kritis dapat diamati melalui tes dengan indikator yaitu merumuskan masalah, memberi argumen, melakukan deduksi, melakukan induksi, melakukan evaluasi, memutus dan melaksanakan. Penelitian ini bertujuan untuk mendeskripsikan pembelajaran authentic learning dan kemampuan berpikir kritis calon guru Fisika di Prodi Pendidikan Fisika Universitas Negeri Malang. Penelitian menggunakan desain penelitian tindakan kelas dari Kemmis & Mc Taggart dengan tahapan; indentifikasi masalah, perencanaan tindakan, pelaksanaan tindakan, observasi, dan refleksi. Penelitian ini menggunakan tindakan berupa authentic learning. Authentic Learning yang digunakan berupa Problem Based Learning (PBL), Think Pair Share (TPS), Two Stay Two Stray (TS-TS). Penelitian dilakukan dua siklus pada 19 calon guru pada matakuliah Strategi Pembelajaran Fisika (SPF). Keterlaksanaan authentic learning diukur menggunakan Lembar Keterlaksanaan Pembelajaran. Kemampuan berpikir kritis diukur dengan menggunakan tes pada setiap akhir siklus. Data-data yang diperoleh dari hasil penelitian dianalisis secara kualitatif dan kuantitatif. Hasil penelitian menunjukkan peningkatan persentase rata-rata keterlaksanaan authentic learning sebesar 6,75%. Persentase rata-rata nilai tes kemampuan berpikir kritis diperoleh peningkatan sebesar 11%. Indikator merumuskan masalah, memberi argumen, melakukan deduksi, melakukan induksi mengalami peningkatan. Indikator melakukan evaluasi persentasenya tetap dan indikator memutus dan melaksanakan mengalami penurunan. Dengan demikian, authentic learning dapat meningkatkan kemampuan berpikir kritis calon guru Fisika Kata kunci : authentic learning, kemampuan berpikir kritis

PENDAHULUAN Pendidikan adalah usaha sadar dan terencana untuk mewujudkan suasana belajar dan proses pembelajaran agar peserta didik secara aktif mengembangkan potensi dirinya untuk memiliki kekuatan spiritual keagamaan, pengendalian diri, kepribadian, kecerdasan, akhlak mulia, serta keterampilan yang diperlukan dirinya, masyarakat, bangsa, dan negara (UU No.20 Tahun 2003). Tercapainya pendidikan yang berkualitas tidak terlepas dari peran pendidik. Pendidik harus menempuh pendidikan tinggi untuk mendapatkan ilmu pengetahuan yang relevan. Usaha yang dapat dilakukan untuk meningkatkan kemampuan mengajar pendidik (guru) adalah dengan memberikan bimbingan yang optimal ketika masih berstatus sebagai calon guru. Calon guru dibina dan dididik untuk menjadi guru melalui Lembaga Pendidikan Tenaga Kependidikan (LPTK). Salah satu LPTK yang ditunjuk oleh pemerintah untuk menghasilkan lulusan sebagai tenaga kependidikan yang berkualitas adalah Universitas Negeri Malang (UM). Salah satu masalah yang dihadapi dunia pendidikan adalah masalah lemahnya proses pembelajaran. Dalam proses pembelajaran, peserta didik kurang didorong untuk mengembangkan kemampuan berpikir. Proses pembelajaran di dalam kelas diarahkan kepada kemampuan peserta didik untuk menghafal informasi, otak peserta didik dipaksa untuk mengingat dan menimbun

SESI PARALEL FISIKA

180


berbagai informasi tanpa dituntut untuk memahami informasi yang diingatnya itu untuk menghubungkannya dengan kehidupan sehari-hari. Hal ini berakibat ketika lulus dari sekolah, peserta didik pintar secara teoritis tetapi miskin aplikasi (Sanjaya, 2010:1). Pada Jurusan Fisika UM terdapat mata kuliah Strategi Pembelajaran Fisika (SPF), yang dapat melatih mahasiswa untuk melakukan pembelajaran Fisika. Mata kuliah ini membekali mahasiswa sebagai calon Guru Fisika agar menjadi Guru Fisika yang berkompetensi tinggi. Namun menurut data awal yang diperoleh pada tahun 2010/2011 kelas AX-CC pada mata kuliah SPF (Lestari, 2011), tingkat berpikir kritis mahasiswa untuk menyelesaikan suatu permasalahan masih belum maksimal. Kemampuan berpikir kritis mahasiswa calon Guru Fisika perlu ditingkatkan agar kelak jika menjadi guru bisa mengajak para peserta didik untuk lebih berpikir kritis dalam menghadapi permasalahan. Berpikir kritis adalah berpikir dengan konsep matang dan mencerna segala informasi dengan baik dan cermat sebelum akhirnya disimpulkan sesuai dengan indikator kemampuan berpikir kritis dari Marzano (1988: 19-21) yaitu merumuskan masalah, memberi argumen, melakukan deduksi, melakukan induksi, melakukan evaluasi, memutus dan melaksanakan, melalui tes kemampuan berpikir kritis. Kemampuan berpikir kritis mahasiswa calon guru dapat ditingkatkan dengan authentic learning. Menurut Depdiknas 2006 (dalam Nurgiyantoro, 2011:17) pembelajaran otentik (authentic learning) adalah pendekatan pembelajaran yang menekankan peserta didik untuk mempelajari konteks bermakna melalui pengembangan keterampilan berpikir dan pemecahan masalah yang penting didalam konteks kehidupan nyata. Konteks yang bermakna selalu berangkat dari berbagai persoalan yang secara nyata ditemukan, dibutuhkan, atau ditemukan solusinya di dunia nyata. Pembelajaran ini berpusat pada mahasiswa calon guru yang mana akan membuat mahasiswa menjadi aktif, dan bertumpu pada tugas-tugas dan permasalahan awal otentik yang membuat mahasiswa calon guru menjadi lebih berpikir kritis untuk menyikapi suatu permasalahan yang relevan dengan kehidupan nyata. Berpikir kritis merupakan tujuan yang ideal di dalam pendidikan karena mempersiapkan peserta didik untuk kehidupan kedewasaannya. Mempersiapkan peserta didik untuk kehidupan kedewasaannya bukan berarti memberikan kepada peserta didik sesuatu yang telah siap tetapi mengikutsertakan peserta didik di dalam pemenuhan perkembangan dirinya sendiri dan arah dari perkembangannya sendiri (Tilaar dkk, 2011:17). Berpikir kritis diperlukan dalam kehidupan di masyarakat, karena manusia selalu dihadapkan pada permasalahan yang memerlukan pemecahan. Untuk memecahkan suatu permasalahan tentu diperlukan data-data agar dapat dibuat keputusan yang logis dan untuk membuat suatu keputusan yang tepat diperlukan kemampuan berpikir kritis yang baik. Sebelum mengambil suatu kesimpulan dari informasi yang didapatkan, sebaiknya menganalisis dengan baik dan cermat suatu permasalahan yang diterima dalam kehidupan nyata. Untuk itu seorang mahasiswa calon guru harus memiliki kemampuan berpikir kritis untuk mengkaitkan apa yang dipelajari peserta didiknya kelak dengan kehidupan nyata. Hal ini sesuai dengan pendapat Piaw (2010) bahwa kemampuan berpikir kritis ini sangat penting dikembangkan dalam semua aspek pendidikan. Sebagai upaya untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis bagi mahasiswa sebagai calon guru Fisika, maka bersama dengan dosen pengampu mata kuliah SPF melakukan penelitian yang berjudul “Authentic Learning untuk Meningkatkan Kemampuan Berpikir Kritis Mahasiswa Program Studi Pendidikan Fisika Universitas Negeri Malang dalam mata kuliah Strategi Pembelajaran Fisika” METODE Jenis penelitian yang digunakan berupa Penelitian Tindakan Kelas (PTK). Penelitian ini dilakukan dalam konteks kelas yang bertujuan memperbaiki proses pembelajaran dalam perkuliahan sehingga dapat meningkatkan kemampuan berpikir kritis Tindakan yang dilakukan adalah penerapan authentic learning pada mata kuliah SPF dengan model Problem Based Learning (PBL). Model ini menggunakan variasi kegiatan diskusi Think Pair Share (TPS) pada pertemuan 4

SESI PARALEL FISIKA

181


siklus I dan Jigsaw pertemuan 6 siklus II. Selain itu, pada pertemuan 5 siklus II menggunakan variasi penyajian hasil karya Two Stay Two Stray (TS-TS). Penelitian ini dilaksanakan di ruang 316 Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Malang kelas AY offering CC pada perkuliahan Strategi Pembelajaran Fisika Semester Genap Tahun Akademik 2011/2012. Pengambilan data penelitian dilakukan pada minggu keempat bulan Januari 2012 sampai minggu keempat bulan Pebruari 2012. Data yang diperoleh berupa data keterlaksanaan authentic learning dan kemampuan berpikir kritis mahasiswa yang bersumber dari mahasiswa pada saat authentic learning berlangsung. Data dikumpulkan dengan cara pengamatan parsitipatif, observasi, data penelitian, dan tes kemampuan berpikir kritis. Instrumen penelitian berupa instrumen pembelajaran, instrumen pengukuran penelitian, dan catatan lapangan. Instrumen pembelajaran yang berupa SAP, LKM, dan media pembelajaran yang mendukung. Instrumen pengukuran penelitian berupa lembar keterlaksanaan authentic learning dan butir soal yang dibuat berdasarkan indikator kemampuan berpikir kritis. Pengukuran tes berpikir kritis ini menggunakan pilihan ganda. Menurut Starko (dalam Piaw, 2010) berpikir kritis dapat diidentifikasi, diukur, dan diwakili oleh skor. Catatan lapangan yang berupa foto, video, dan catatan pribadi peneliti tetapi tidak tercantum dalam format lembar observasi. Analisis data yang digunakan dalam penelitian ini adalah analisis data kualitatif dan analisis data kuantitatif. Analisis data kualitatif digunakan untuk menganalisis paparan data yang mengacu pada catatan lapangan, data lembar keterlaksanaan pembelajaran, dan nilai. Hasil analisis data disajikan secara naratif. Analisis data kuantitatif digunakan untuk mendukung keberhasilan penelitian yang dijabarkan dalam bentuk persentase dan angka. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil A. Keterlaksananan Authentic Learning pada Siklus I dan Siklus II Mengacu pada persentase keterlaksanaan pembelajaran yang telah diperoleh siklus I dan siklus II, dibuat perbandingan ketercapaian pelaksanaan authentic learning untuk tiap aspek yang ditunjukkan pada Gambar 1. Berdasarkan persentase pencapaian authentic learning tersebut diperoleh peningkatan dari siklus I dan siklus II. Pada tiap siklus juga mengalami peningkatan untuk masing-masing aspek, kecuali pada aspek penilaian. Peningkatan paling signifikan terdapat pada aspek manajemen kelas, yaitu dari rata-rata 59,37% menjadi 100%. Peningkatan ini menunjukkan bahwa hasil refleksi pada siklus I dapat memperbaiki kekurangan yang terdapat pada pembelajaran siklus I dan diterapkan pada siklus II. Namun untuk penilaian mengalami penurunan dari 89,28% menjadi 71,43%. Hasil keterlaksanaan authentic learning untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 1. 120 100 80 60 40 20 0

100100

95.83 91.58

100 59.37

89.28 71.43 SIKLUS I SIKLUS II

Gambar 1. Grafik Persentase Keterlaksanaan Pembelajaran Authentic Learning

SESI PARALEL FISIKA

182


B. Nilai Tes Berpikir Kritis Pada Siklus I dan Siklus II Tes berpikir kritis dilakukan pada akhir setiap siklus. Tes ini terdiri dari soal pilihan ganda yang berjumlah 10 soal disetiap siklusnya. Skor total soal tersebut adalah 100. Rata-rata nilai tes pada siklus I adalah 68 dan pada siklus II adalah 79,7. Berdasarkan hasil rata-rata nilai tes pada siklus I dan siklus II diperoleh peningkatan sebesar 11%. Hal ini menunjukkan adanya peningkatan pemahaman siswa setelah diajar menggunakan authentic learning pada siklus I dan siklus II. Pencapaian indikator kemampuan berpikir kritis tiap indikator pada siklus I dan siklus II dapat di lihat pada Tabel 1. Tabel 1. Rata-Rata Nilai Tes Tiap Indikator Siklus I dan Siklus II No. Indikator Berpikir Kritis 1. Merumuskan masalah 2. Memberi argument 3. Melakukan deduksi 4. Melakukan induksi 5. Melakukan evaluasi 6. Memutuskan dan melaksanakan Rata-rata nilai tes berpikir kritis

Rata-Rata Nilai Tes Berpikir Kritis 31 66 63 94 57 73 71 94,7 89 89 97 61 68 79,7

Pembahasan A. Authentic Learning Dalam Mata Kuliah Strategi Pembelajaran Fisika Menurut Depdiknas 2006 (dalam Nurgiyantoro, 2011:17) pembelajaran otentik adalah pendekatan pembelajaran yang menekankan peserta didik untuk mempelajari konteks bermakna melalui pengembangan keterampilan berpikir dan pemecahan masalah yang penting didalam konteks kehidupan nyata. Konteks yang bermakna selalu berangkat dari berbagai persoalan yang secara nyata ditemukan, dibutuhkan, atau ditemukan solusinya di dunia nyata. Authentic Learning dapat dilakukan dalam matakuliah SPF menggunakan model pembelajaran yang mempunyai karakteristik untuk memberi pengajaran kepada siswanya agar dapat mengaitkan apa yang dipelajari dengan kehidupan nyata. Model pembelajaran yang dimaksudkan adalah Problem Based Learning (PBL). Model pembelajaran tersebut dipilih karena dapat mengarahkan mahasiswa untuk membentuk pengetahuannya sendiri dengan aktif berpikir kritis dan menyelesaikan masalah yang relevan dengan kehidupan nyata. Menurut Arends (dalam Trianto, 2011:68) pengajaran berdasarkan masalah merupakan suatu pendekatan pembelajaran dimana siswa mengerjakan permasalahan yang otentik dengan maksud untuk menyusun pengetahuan mereka sendiri, mengembangkan inkuiri dan keterampilan berpikir tingkat tinggi, mengembangkan kemandirian dan percaya diri. Arends juga menambahkan bahwa model pembelajaran ini mengacu pada model pembelajaran belajar otentik (authentic learning). Proses pembelajaran yang diteliti menggunakan 2 siklus dimana siklus I terdiri dari 4 pertemuan dan siklus II terdiri dari 3 pertemuan. Model PBL digunakan pada pertemuan siklus I dan siklus II. Model ini menggunakan variasi kegiatan diskusi Think Pair Share (TPS) pada pertemuan 4 siklus I dan Jigsaw pertemuan 6 siklus II. Selain itu, pada pertemuan 5 siklus II menggunakan variasi penyajian hasil karya Two Stay Two Stray (TS-TS). PBL diterapkan dengan memberikan permasalahan yang berkaitan dengan kehidupan nyata agar mahasiswa dapat berpikir kritis baik secara individu maupun kelompok sesuai keadaan lingkungannya. Hal ini juga sesuai pendapat Ratumanan (dalam Trianto, 2011:68) bahwa pembelajaran berbasis masalah ini sangat efektif untuk pengajaran proses berpikir tingkat tinggi karena pembelajaran ini membantu siswa untuk memproses informasi yang sudah jadi dalam benaknya dan menyusun pengetahuan mereka sendiri tentang dunia sosial dan sekitarnya. Pembelajaran ini sangat cocok untuk mengembangkan pengetahuan dasar maupun kompleks. SESI PARALEL FISIKA

183


Temuan pertama pada siklus I adalah kemampuan mahasiswa masih didasarkan pada fakta. Terlihat dari pertemuan pertama dan ketiga dimana mahasiswa kurang mampu menganalisis permasalahan secara lebih mendalam. Mereka hanya menyimpulkan berdasarkan apa yang hanya mereka lihat saja. Mahasiswa juga kurang memahami materi Fisika lebih mendalam. Hal ini yang mengakibatkan kemampuan merumuskan masalah di awal pembelajaran masih kurang dan mahasiswa kurang aktif dan kritis dalam merespon pertanyaan dari dosen. Keterlaksanan Authentic Learning pada siklus I secara keseluruhan sudah berjalan baik. Namun jika dianalisis tiap aspek, aspek manajemen kelas menunjukkan hasil yang kurang signifikan. Pada siklus I aspek manajemen kelas mempunyai nilai yang paling rendah dibandingkan aspek yang lain. Hal ini dikarenakan mahasiswa belum beradaptasi dengan karakteristik pembelajaran Authentic Learning. Menurut Sanjaya (2010: 24), manajemen kelas yang baik dapat menjaga kelas agar tetap kondusif untuk terjadinya proses pembelajaran yang baik seluruh peserta didik. Hasil analisis data menunjukkan adanya peningkatan keterlaksanaan pembelajaran dari siklus I ke siklus II untuk masing-masing aspek, kecuali pada aspek penilaian. Aspek penilaian yang paling menonjol mengalami penurunan yaitu pada pertemuan keenam. Hal ini dikarenakan pada pertemuan tersebut tidak diberikan tugas karena materi pada siklus II telah habis dan mahasiswa sudah siap mengikuti tes berpikir kritis II. Menurut Corebima (2008) penilaian dapat secara langsung mengukur perbuatan dan penampilan mahasiswa dan mengeluarkan segala kemampuannya, sehingga ketercapaian hasil untuk aspek penilaian kurang maksimal. Peningkatan paling signifikan terjadi pada aspek manajemen kelas. Hal ini mengindikasikan bahwa hasil refleksi siklus I telah berhasil membiasakan mahasiswa untuk beradaptasi terhadap pembelajaran Authentic Learning. Kegiatan refleksi tidak hanya dilakukan pada akhir setiap siklus, tetapi juga pada akhir tiap pertemuan. Kondisi ini sesuai dengan pernyataan Trianto (dalam Lestari, 2011) bahwa refleksi merupakan kegiatan yang penting dalam proses pembelajaran yang berfungsi untuk memperbaiki proses pembelajaran tersebut. Pada penelitian, peningkatan kemampuan berpikir kritis mahasiswa ditunjukkan melalui hasil tes berpikir kritis pada akhir siklus. Nilai rata-rata tes mahasiswa juga telah memenuhi indikator keberhasilan yang diterapkan pada penelitian ini. Hal ini menunjukkan adanya peningkatan pemahaman mahasiswa setelah diajar menggunakan authentic learning pada siklus I dan siklus II. B. Kemampuan Berpikir Krirtis Mahasiswa Prodi Pendidikan Fisika pada Mata Kuliah Strategi Pembelajaran Fisika UM Melalui Authentic Learning. Authentic Learning merupakan pembelajaran yang menekankan peserta didik untuk mempelajari konteks bermakna melalui pengembangan keterampilan berpikir. Keterampilan berpikir yang bisa dikembangkan salah satunya adalah berpikir kritis. Authentic Learning yang diterapkan tidak hanya efektif dilakukan untuk meningkatkan pemahaman mahasiswa terhadap materi ajar, tetapi juga dapat meningkatkan kemampuan berpikir kritis mahasiswa. Hal ini diketahui dari hasil tes berpikir kritis yang telah dilaksanakan. Sebelum mengambil suatu kesimpulan dari informasi yang didapatkan, sebaiknya permasalahan yang diterima dianalisis dengan baik. Oleh karena itu, diperlukan kemampuan berpikir kritis dalam menghadapi permasalahan tersebut. Sebagai seorang calon guru Fisika profesional, mahasiswa harus mengikuti matakuliah SPF yang sangat membantu mahasiswa calon guru Fisika untuk lebih siap memberi pengajaran dan dapat mengaitkan apa yang dipelajari siswanya kelak dengan kehidupan nyata. Untuk itu diperlukan pemikiran yang lebih dari berpikir seperti biasa atau dapat dikatakan perlu berpikir tingkat tinggi. Kemampuan berpikir kritis termasuk kemampuan berpikir tingkat tinggi. Menurut Bloom (dalam Dehghani,2011) berpikir kritis berkaitan dengan berpikir kognitif tingkat tinggi (analisis, sintesis dan evaluasi). Cohen (dalam Costa, 1985: 45) juga menerangkan bahwa berpikir tingkat

SESI PARALEL FISIKA

184


tinggi memiliki kompleksitas yang berbeda, yaitu: pemecahan masalah, pengambilan keputusan, berpikir kritis, dan berpikir kreatif. Berpikir kritis juga perlu dikembangkan secara terus menerus agar selalu berhati-hati dalam menghadapi permasalahan yang relevan dalam kehidupan nyata. Menurut Dewey (dalam Fisher, 2009:2) berpikir kritis merupakan pertimbangan yang aktif, persistent (terus-menerus), dan teliti mengenai sebuah keyakinan atau bentuk pengetahuan yang diterima begitu saja dipandang dari sudut alasan-alasan yang mendukungnya dan kesimpulankesimpulan lanjutan yang menjadi kecenderungannya. Tes berpikir kritis dilakukan pada setiap akhir siklus. Pada tes siklus I kemampuan berpikir kritis mahasiswa cenderung mengalami kesalahan pada kemampuan merumuskan masalah. Hal ini juga terbukti pada saat pembelajaran bahwa mahasiswa kesulitan dalam merumuskan masalah yang ada di awal pembelajaran yang diajukan oleh dosen. Berpikir kritis bisa dikatakan berhasil jika mahasiswa mampu merumuskan masalah dan kemudian mengkaji masalah tersebut. Glaser (dalam Fisher, 2009:3) mengungkapkan bahwa berpikir kritis merupakan sikap mau berpikir secara mendalam tentang masalah-masalah melalui metode-metode pemeriksaan dan penalaran yang logis terhadap masalah tersebut. Pada siklus II kemampuan merumuskan masalah telah mengalami peningkatan. Kemampuan memberi argumen untuk siklus I mengalami peningkatan di siklus II. Peningkatan ini disebabkan oleh adanya variasi diskusi Jigsaw dan presentasi TS-TS. Adanya variasi metode ini mahasiswa tampak lebih aktif dalam mengungkapkan argumen. Pengungkapan argumen oleh mahasiswa menunjukkan adanya peningkatan berpikir kritis. Hal ini didukung oleh pernyataan Amri (2010) bahwa berpikir kritis berkaitan erat dengan argumen. Kemampuan melakukan deduksi mengalami peningkatan di siklus II. Hal ini dikarenakan adanya permasalahan yang terkait dengan pembelajaran Fisika. Dari KD yang diberikan mahasiswa dituntut untuk dapat menjabarkannya kedalam indikator-indikator. Kemampuan induksi juga mengalami peningkatan. Hal ini dikarenakan mahasiswa sudah mulai terbiasa dalam kegiatan diskusi sehingga lebih mudah mengumpulkan data dan menggeneralisasi data-data yang telah diperolehnya melalui diskusi. Kemampuan melakukan evaluasi sudah berjalan baik dari siklus I. Terjadi penurunan pada indikator kemampuan memutus dan melaksanakan. Hal ini terbukti saat pembelajaran mahasiswa masih mengalami kesulitan dalam menarik kesimpulan dan melakukan tindakan karena materi teori belajar sangat banyak serta terdapat beberapa istilah asing yang membingungkan mahasiswa. Glaser (dalam Fisher, 2009:3) menyatakan bahwa kemampuan berpikir kritis adalah upaya untuk memerikasa setiap keyakinan atau pengetahuan berdasarkan bukti pendukungnya dan kesimpulan-kesimpulan lanjutan yang diakibatkannya. Mata kuliah SPF merupakan salah satu mata kuliah yang dapat mengorientasikan dan mengaplikasikan kemampuan berpikir kritis mahasiswa dalam kehidupan nyata. Secara keseluruhan kemampuan berpikir kritis mahasiswa melalui penerapan authentic learning dapat dikatakan berhasil karena dari siklus I ke siklus II telah mengalami ketuntasan untuk semua indikator kemampuan berpikir kritis meskipun terdapat indikator yang mengalami penurunan. Oleh karena itu, pelaksanaan authentic learning dapat dijadikan sebagai alternatif pembelajaran untuk dapat meningkatkan kemampuan berpikir kritis mahasiswa sebagai calon guru Fisika sebelum terjun langsung ke kehidupan nyata di sekolah. KESIMPULAN Penerapan Authentic Learning pada mata kuliah SPF telah berjalan sesuai dengan rancangan yang telah dibuat. Rancangan tersebut berupa penerapan Authentic Learning menggunakan model Problem Based Learning (PBL) dengan variasi diskusi Jigsaw, dan Think Pair Share (TPS) serta variasi penyajian hasil karya berupa model TS-TS. Aspek keterlaksanaan Authentic Learning meliputi perencanaan, pembelajaran, manajemen kelas, dan penilaian. Penerapan Authentic Learning dapat meningkatkan kemampuan berpikir kritis mahasiswa Prodi Pendidikan Fisika pada matakuliah SPF. Peningkatan ini dilihat dari persentase tes berpikir kritis yang telah dilakukan. Berdasarkan hasil rata-rata nilai tes pada siklus I dan siklus II diperoleh SESI PARALEL FISIKA

185


peningkatan sebesar 11%. Aspek-aspek indikator berpikir kritis terdiri dari merumuskan masalah, memberi argumen, melakukan deduksi, melakukan induksi, melakukan evaluasi, serta memutus dan melaksanakan. UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan terima kasih disampaikan kepada Bapak dan Ibu serta keluarga yang tulus ikhlas memberikan kasih sayang, do’a, motivasi, dan bimbingan, serta semua pihak yang tidak dapat di sebutkan satu-persatu dalam memberi doa, motivasi, dan bantuan lain sehingga terselesaikannya makalah ini. DAFTAR PUSTAKA Amri, S. & Ahmadi, K. 2010. Proses Pembelajaran Kreatif dan Inofatif dalam Kelas. Jakarta: Prestasi Pustaka. Costa, A.L.1985. Developing Minds.Alexandria,virginia : ASCD. Corebima, AD.2008. Asesmen Autentik. Malang: UM Press. Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi. Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 20 Tahun 2003 tentang Sistem Pendidikan Nasional.. (http://www.inherentdikti.net/files/sisdiknas.pdf), diakses 9 Oktober 2011. Dehghani, M. 2011. Relationship between Students' Critical Thinking and Self-efficacy Beliefs in Ferdowsi University of Mashhad, Iran. Procedia Social and Behavioral Sciences 15 (2011) 2952–2955. (http://www.sciencedirect.com), diakses 23 Oktober 2011. Fisher, A.2009. Berpikir Kritis Sebuah Pengantar.Jakarta: Erlangga. Lestari, N. A. 2011. Pembelajaran Aktif Untuk Meningkatkan Kemampuan Melaksanakan Pembelajaran Bagi Mahasiswa Program Studi Pendidikan Fisika Pada Matakuliah Strategi Pembelajaran Fisika. Skripsi tidak diterbitkan. Malang: FMIPA UM. Nurgiyantoro, B. 2011. Penilaian Otentik. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press. Marzano, R.J., Brand, R.S, Hugnes, C.S., Jones, B., Pressisen, B.Z., Rankin, C.C., Suhor, C. 1988. Dimensions of Thinking. Alexandria,virginia : ASCD. Piaw, C.Y. 2010. Building a Test to Assess Creative and Critical Thinking Simultaneously. Procedia Social and Behavioral Sciences 2 (2010) 551–559. (http://www.sciencedirect.com), diakses 23 Oktober 2011. Sanjaya, W. 2010. Strategi Pembelajaran Berorientasi Standar Pendidikan. Bandung: Kencana Prenada Media Group. Tilaar, H.A.R., Paat, J., Paat, L. 2011.Pedagogik Kritis. Jakarta:Rineka Cipta Trianto.2011. Model-model Pembelajaran Inovatif Berorientasi Konstruktivistik. Jakarta: Prestasi Pustaka.

SESI PARALEL FISIKA

186


SINTESIS SILIKON KARBIDA (SiC) DARI SILIKA SEKAM PADI DENGAN MENGGUNAKAN METODE SOL GEL Kusuma Wardhani Mas’udah, Abdulloh Fuad, Mailinda Ayu Hana Margareta, dan Siti Alfiah Ilmiawati Jurusan Fisika dan Laboratorium Sentral FMIPA Universitas Negergi Malang (UM), Jl. Semarang No. 5 Malang 65145 Abstrak: Telah dilakukan penelitian tentang pemanfaatan sekam padi sebagai bahan fungsional yang memiliki nilai tambah tinggi. Bahan fungsional dimaksud adalah kuarsa (SiO2), silika gel dan silikon karbida. Bahan-bahan fungsional tersebut dapat digunakan sebagai bahan baku kaca kualitas tinggi (SiO2), silant rubber (silika gel) dan filamen pemanas suhu tinggi (SiC). Selama ini sekam padi belum dimanfaatkan secara optimal sebagai bahan yang memiliki nilai tambah tinggi. Selama ini sekam padi dimanfaatkan sebagai bahan bakar industri dalam skala kecil, campuran pakan ternak dan sebagai media tanam pada bunga. Dalam penelitian ini dilakukan proses pembuatan SiC dari sekam padi, yang diproses pada suhu 700oC. Pemilihan suhu ini dimaksudkan untuk memperoleh struktur amorf dari silika SiO2. Hasil uji XRF kandungan silika dari pengabuan sekam padi sebesar 90,6%. Hasil uji XRD juga menunjukkan struktur kristal silika berupa amorf. Hal itu sesuai dengan perencanaan penelitian ini. Pada penelitian pendahuluan telah dilakukan pemrosesan silika pada suhu tinggi 1400oC, telah diperoleh bentuk kristal silika. Kristal silika ini lebih tahan terhadap asam, sehingga tidak dapat membentuk gel. Pencampuran karbon dengan silika dilakukan pada saat silika dalam fase gel. Hal ini dimaksudkan agar suhu sintering tidak terlalu tinggi untuk membentuk SiC. Hal ini terbukti bahwa sintering SiC pada suhu tinggi sebesar 1300oC selma 1 jam, sampel SiC mengalami peleburan. Selanjutnya dilakukan variasi suhu sintering mulai dari suhu 700oC – 1200oC. Hasil sintesis SiC yang diperoleh belum sempurna, karena belum memperoleh temperatur sintering yang sesuai dalam pembentukan fase kristal SiC. Untuk menguji fase kristal SiC dilakukan pengujian dengan XRD dan SEM. Pengujian selanjutnya adalah pengukuran konduktivitas listrik sampel SiC. Hal ini diperlukan karena akan dicoba aplikasi dari SiC ini sebagai elemen pemanas suhu tinggi. Kata kunci : sintesis, silika gel, silikon karbida dan sintering

PENDAHULUAN Silika atau yang dikenal silkon dioksida (SiO2) merupakan senyawa yang banyak ditemui dalam sekam padi. Silika atau dalam bahasa kimia silikon dioksida (SiO 2) yang merupakan senyawa yang biasa digunakan dalam proses produksi gelas atau botol. Silika merupakan bahan baku utama dalam pembuatan keramik putih, bahkan merupakan campuran bagi poduksi semen. Kadar silika dalam bentuk SiO2 dalam abu sekam padi menurut Valchev dkk (2009:256) adalah sekitar 93,54%, sedangkan menurut Kalapathy dkk (2000) kandungan silika dalam abu sekam adalah sekitar 80%. Menurut penelitian yang dilakukan di Indonesia yang sebelumnya dilkukan oleh Enymia (tanpa tahun), kadar silika yang terkandung dalam abu sekam padi adalah 83,33%. Dari berbagai penelitian yang telah ada dapat disimpulkan bahwa kandungan silika padi cukup banyak yaitu sekitar 12-25 gram silika dalam 100 gram sekam padi, dan kandungan silika pada abu sekam adalah 80-95%. Salah satu bahan berbasis silika yang dapat dibuat adalah silika gel.

SESI PARALEL FISIKA

187


Silika gel telah banyak digunakan sebagai adsorben pada proses adsorpsi. Hal ini disebabkan oleh adanya gugus aktif silanol (≡Si-OH) dan siloksan (≡Si-O-Si≡). Namun bahan ini belum efektif untuk mengadsorpsi ion logam. Hal ini dikarenakan atom O yang merupakan situs aktif pada silika gel berukuran kecil dan memiliki polarisabilitas yang rendah, sehingga interaksi dengan logam berat yang pada umumnya berukuran besar dan memiliki polarisabilitas yang tinggi secara teoritis relatif kurang kuat. Oleh karena itu, perlu adanya modifikasi permukaan silika gel. Modifikasi dapat dilakukan secara fisik (impregnasi) dan kimia (Hermania dkk, 2011). Kombinasi atau persenyawaan antara dua atau lebih unsur atau bahan (material) dapat menghasilkan bahan atau material fungsional. Persenyawaan antara silikon dan karbon misalnya dapat menghasilkan atau membentuk bahan semikonduktor silikon karbida (SiC). Sintesis SiC telah banyak dilakukan diluar negeri tapi di Indonesia masih kurang. Hal ini disebabkan sintesis SiC dilakukan pada suhu tinggi (≥1000°C) sehingga membutuhkan biaya yang besar. Selain itu untuk mendapatkan bahan baku silikon (Si) murni relatif sulit, silika (SiO2) diperoleh setelah melalui proses yang panjang. Dalam penelitian ini silika diperoleh dari sekam padi melalui pengeringan, pembakaran, pengabuan dan pemurnian (Suparman, 2010). SiC merupakan calon ideal khususnya untuk aplikasi-aplikasi berdayaguna tinggi, seperti mesin-mesin keramik dan lebih banyak aplikasi-aplikasi keteknikan, termasuk aplikasi struktural temperatur tinggi (Bandyopadhyay AK. 2008). SiC digunakan secara intensif dalam piranti elektronik dan optoelektronik, seperti sel surya, detektor, modulator dan laser semikonduktor secara khusus pada kondisi frekuensi tinggi, radiasi intensif, atau temperatur tinggi. METODE Isolasi Silika dari Sekam Padi Silika diperoleh setelah melalui proses penimbangan, pencucian, pengeringan pengarangan, pengabuan, dan pemurnian. Massa sekam padi yang digunakan adalah 2000 gram. Pencucian dilakukan sebanyak empat kali dengan air ledeng. Pencucian dimaksudkan untuk menghilangkan zat-zat pengotor berupa debu dan pasir yang menempel pada sekam padi tersebut. Pengeringan melalui penjemuran di bawah sinar matahari menyebabkan penyebaran panas kedalam bahan berlangsung secara bertahap dan menyeluruh sehingga penyerapan air ke udara lebih merata. Tahap pengarangan dilakukan dengan membakar sekam padi dengan api sampai terlihat seperti arang. Tahap pengerusan sekam dengan mortar dan pengayakan dengan mesh 200. Tahap selanjutnya adalah pengabuan dalam furnace yang dilakukan pada suhu 700oC selama 5 jam. Pada tiap hasil furnace dilakukan karakterisasi menggunakan XRD untuk mengetahui bentuk struktur SiO2. Dan dilakukan uji XRF untuk melihat kandungan silikon dan unsur lain yang ada pada sekam. Pembuatan Silika Gel Pembuatan silika gel dilakukan dengan metode ekstraksi basa, pertama abu sekam padi ditimbang kurang lebih 5 gram, kemudian ditambahkan dengan 40 ml larutan NaOH 3 N dan distirer selama 3 jam dengan suhu 95oC dalam erlenmeyer 250 ml tertutup. Kemudian larutan campuran disaring dengan kertas saring whatman nomer 41. Residu hasil saring dicuci dengan 10 ml air panas, filtrat hasil cucian tersebut didinginkan pada suhu kamar. Filtrat dingin ditambahkan dengan H2SO4 5 N dengan proses stiring hingga pH 2 dan ditambahkan NH4OH hingga pH 8,5 dan dibiarkan selama 3,5 jam. Silika gel dicuci sebanyak dua kali dalam aquades pada putaran 2.500 rpm selama 10 menit. Sintesis Silikon Karbida Pencampuran silika gel dengan karbon aktif dilakukan dalam cawan petri. Perbandingan massa yang digunakan yaitu 5:3 dalam satuan gram. Pengadukan selama ±45 menit bertujuan mereduksi ukuran butir sekaligus diharapkan terjadinya reaksi menghasilkan silikon karbida.

SESI PARALEL FISIKA

188


Campuran antara silika gel dengan serbuk dicetak pada diameter 6 mm dan disintering selama 1 jam pada suhu 1.300oC. HASIL DAN PEMBAHASAN Silika Hasil Isolasi dari Sekam Padi Pada penelitian pendahuluan telah dilakukan pengabuan silika pada suhu 1000-1400oC.

Gambar 1. Perbandingan Hasil Uji XRD pada proses pengabuan silika T=1000-1400oC menggunakan excel Tabel 1. Hasil uji XRF pada sekam padi No 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

SESI PARALEL FISIKA

Unsur Si K Ca Mn Fe Cu Zn Eu Re

Prosentase (%) 90,6 3,43 4,21 0,70 0,642 0,093 0,063 0,10 0,2

189


Dilihat dari bentuk puncak yang diperoleh, silika pengabuan pada suhu 1000-1400oC memiliki struktur kristal. Kristal silika ini lebih tahan terhadap asam, sehingga tidak dapat membentuk gel dengan maksimal.

Gambar 2. Hasil karakterisasi silika dengan metode difraksi sinar-X Kemudian dilakukan penelitian lanjutan dengan membuat silika amorf. Analisis kuantitatif dengan metode X-Ray Fluorescence dilakukan untuk mengetahui kandungan unsur silikon pada silika abu sekam dan unsur-unsur lainnya baik logam maupun non logam. Dari hasil analisa diketahui silikon dengan tingkat kemurnian 90,6%. Sedangkan sisanya 9,4% berupa unsur-unsur logam lain. Hasil karakterisasi silika dengan metode difraksi sinar-X memperlihatkan sudut 2θ 21,58°, hal ini menunjukkan bentuk struktur silika amorf. Pembuatan Silika Gel Analisis kuantitatif dengan metode X-Ray Fluorescence dilakukan untuk mengetahui unsur silikon setelah dilakukan penambahan basa, asam dan basa. Dari hasil analisa diketahui silikon dengan tingkat kemurnian silikon 39,7% sedangkan sulfur 52,2%. Tabel 2. Hasil uji XRF pada silika gel No 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Unsur Si S Ca Mn Fe Ni Cu Yb

Persentase (%) 39,7 52,2 4,7 0,52 0,85 0,2 0,83 0,9

Sintesis Silikon Karbida Analisis kuantitatif dengan metode X-Ray Fluorescence dilakukan untuk mengetahui unsur silikon pada SiC setelah dilakukan sintering pada suhu 700oC selama 1 jam. Dari hasil analisa diketahui silikon dengan tingkat kemurnian silikon 16,0% sedangkan kalsium 63,5%

SESI PARALEL FISIKA

190


Tabel 3. Hasil uji XRF pada SiC (sintering T = 700oC selama 1 jam) No 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19.

Unsur Si P S K Ca Ti V Mn Fe Ni Cu Zn Sr Mo In Ba Ce Yb Re

Persentase (%) 16,0 0,63 3,0 4,01 63,5 0,23 0,02 0,34 3,60 0,04 0,077 0,11 0,40 5,2 2,2 0,4 0,1 0,8 0,10

Gambar 3. Perbandingan Hasil karakterisasi SiC model dengan SiC sampel (sintering pada T = 700; 900; 1100oC; t = 1 jam) dengan metode difraksi sinar-X Hasil karakterisasi silika dengan metode difraksi sinar-X memperlihatkan puncak yang diperoleh dari sampel SiC belum cocok dengan model SiC. KESIMPULAN 1. Silika dapat disintesis dari sekam padi dengan kandungan silikon sebesar 90,6%. 2. Peneliti belum berhasil mendapatkan Silikon karbida yang dapat disintesis dari silika sekam padi dan karbon aktif melalui reaksi sol-gel sehingga peneliti akan berusaha untuk mendapatkan variabel-variabel yang cocok. 3. Hasil sintesis SiC belum optimal, karena belum memperoleh temperatur sintering yang sesuai. SESI PARALEL FISIKA

191


SARAN Akan dilakukan pencampuran NaOH p.a dan pengurangan tahap basa berupa pencampuran NH4OH pada pembuatan silika gel. Dan akan dilakukan optimasi temperatur sintering pada suhu yang sesuai dengan cara memvariasi suhu sintering mulai dari suhu 700oC – 1200oC. DAFTAR PUSTAKA Bandyopadhyay AK. 2008. Nano Materials.New Age International (P) Limited, New Delhi, India. Cestari AR, Vieira EFS, Simoni JA, dan Airoldi C. 2000.Thermochemical Investigation on the Adsorption of Some Divalent Cations on Modified Silicas obtained from Sol-Gel Process. Thermochimica Acta, 348, 25-31. Enymia, Suhanda, dan Sulistarihani. 1998. Pembuatan Silika Gel Kering dari Sekam Padi untuk Pengisi Karet Ban. Jurnal Keramik dan Gelas Indonesia, 7 (1&2). Hermania Em Wogo, Juliana Ofi Segu, Pius Dore Ola. 2011. Sintesis Silika Gel Terimobilisasi Dithizon Melalui Proses Sol-Gel. Sains dan Terapan Kimia, 5[1]:84-95. Kalapathy U, Proctor A, dan Shultz J. 2000. A Simple Method for Production of Pure Silica from Rice Hull Ash. Bioresource Technology, 73, 257-262. Kamath, Savita R. and Andrew P. 1998. Silica Gel from Rice Hull Ash: Preparation and Characterization. Publication no. C-1998-0603-03R. American Association of Cereal Chemists, Inc. Limthongkul P, Dateraksa K, Suchatjaroenying B, Sujirote K. 2005. Effect of Processing Conditions on The Phase and Microstructure of Nano-SiC Produced From Rice Husks. Materials Forum 29:200-204. Mittal D. 1997. Silika from Ash. (A Valuable Product from Waste Material). Nuryono, Narsito, dan Astuti, E. 2004. Sintesis Silika Gel Terenkapsl Enzim dari Abu Sekam Padi dan Aplikasinya Untuk Biosensor. (Laporan Penelitian Hibah Bersaing XI/2), Lembaga Penelitian UGM, Yogyakarta. Sipahutar D. 2011. Teknologi Briket Sekam Padi. Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP) Riau. Suparman. 2010. Sintesis Silikon Karbida (SiC) dari Silika Sekam Padi dan Karbon Kayu dengan Metode Reaksi Fasa Padat. Tesis. Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Thuadaij N, & Nuntiya A. 2008. Synthesis and Characterization of Nanosilica from Rice Husk Ash Prepared by Precipitation Methods. Special Issue on Nanothecnology, 7 (1). Valchev I, Lasheva V, Tzoloz T, & Josidov N. 2009. Silika Product from Rice Hulls. Journal of The University of Chemical Technology and Metallurgy, 44 (3). Vyshnyakova K, Yushin G, Pereselentseva L, Gogotsi Y. 2006. Formation of Porous SiC Ceramics by Pyrolysis of Wood Impregnated with Silica. Int J Appl Ceram Technol 3[6]:485-490.

SESI PARALEL FISIKA

192


AUTHENTIC PROBLEM BASED LEARNING UNTUK MENINGKATKAN HASIL BELAJAR FISIKA SISWA SMA Lia Yuliati Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Malang, Jl. Semarang No. 5 Malang 65145 E-mail: [email protected] Abstrak: Penelitian ini bertujuan untuk mendeskripsikan keterlaksanaan pembelajaran Authentic Problem Based Learning dan meningkatkan hasil belajar siswa kelasX-8 SMAN VII Malang. Penelitian dilakukan dengan berkolaborasi dengan guru dan dimaksudkan untuk mengatasi permasalahan pembelajaran Fisika di kelasX-8 SMAN VII Malang. Penelitian dilaksanakan dengan penelitian tindakan kelas yang terdiri dari II siklus. Instrumen penelitian yang digunakan adalah lembar observasi dan lembar tes untuk mengukur keterlaksanaan pembelajaran dan hasil belajar yang terdiri atas kemampuan psikomotor, afektif, dan kognitif. Data dianalisis dengan mereduksi dan mempersentase data. Tahap terakhir adalah tahap refleksi untuk menentukan lanjut atau tidaknya penelitian. Hasil penelitian menunjukkan bahwa hasil belajar Fisika siswa mengalami peningkatan pada aspek kognitif, afektif, dan psikomotorik. Peningkatan hasil belajar siswa disertai dengan peningkatan aktivitas belajar yang difasilitasi dengan authentic learning. Kata Kunci: authentic problem based learning, hasil belajar fisika

PENDAHULUAN Upaya peningkatan kualitas pembelajaran telah dan terus dilakukan oleh pemerintah dan sekolah sebagai pihak pelaksana pendidikan di lapangan. Upaya ini sejalan dengan diterbitkannya UU No 20 tahun 2003 tentang Sistem Pendidikan Nasional dan Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 22 tahun 2006 tentang Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP). UU No 20 tahun 2003 menekankan pentingnya suasana belajar dan proses pembelajaran agar peserta didik secara aktif. Upaya peningkatan kualitas pembelajaran di sekolah dengan menerapkan KTSP bukan hal yang mudah. Berbagai kendala dialami guru untuk melaksanakan pembelajaran yang sesuai dengan KTSP dan dapat mengakomodasi kebutuhan siswa. Kendala umum yang dialami guru diantaranya kurang efektifnya kegiatan pembelajaran di dalam kelas, sebagian besar siswa belum belajar sewaktu guru mengajar, selama proses pembelajaran guru belum memberdayakan seluruh potensi dirinya, sehingga sebagian besar siswa belum mampu mencapai kompetensi individual yang diperlukan untuk mengikuti pelajaran lanjutan, siswa belum belajar sampai pada tingkat pemahaman, dan sebagian siswa belum dapat menggunakan dan menerapkan secara efektif dalam pemecahan masalah sehari-hari yang kontekstual (Martinis, 2008: 3). Hasil belajar mata pelajaran fisika yang dicapai siswa di sekolah belum memuaskan. Hal ini terungkap berdasarkan hasil observasi dan wawancara dengan guru fisika SMAN 7 Malang. Siswa mengalami kesulitan dalam memahami materi fisika yang dipelajarinya. Persentase keterlibatan siswa dalam pembelajaran kurang dari 50%, bahkan hampir semua siswa yang ada dalam kelas cenderung diam kalau ditanya apakah sudah paham atau tidak. Pengajuan masalah yang diberikan guru belum direspon dengan baik oleh siswa. Sebagian kecil (31%) siswa memberikan jawaban walaupun jawaban masalah tersebut masih ada yang keliru. Pencapaian hasil belajar fisika kurang memuaskan, masih banyak siswa yang berada dibawah KKM. Dari 40 siswa yag ada di dalam

SESI PARALEL FISIKA

193


kelas, sekitar 45% siswa nilainya di atas KKM, itupun dengan KKM yang sebelumnya 75 diturunkan menjadi 65. Pelaksanaan pembelajaran Fisika di sekolah sebenarnya dapat dilakukan dengan berbagai cara. Guru dapat menggunakan variasi model dan metode pembelajaran untuk membelajarkan siswa. Hal ini belum menjadi kenyataan di sekolah. Berdasarkan observasi pembelajaran fisika di kelas X-8 SMAN 7 Malang, pembelajaran fisika dilakukan dengan menggunakan metode pembelajaran yang bervariatif walaupun kecenderungannya lebih banyak menggunakan metode ceramah. Beberapa upaya telah dilakukan oleh guru fisika di kelas X-8 SMAN 7 Malang, diantaranya menerapkan model-model pembelajaran yang sudah dikenal guru. Model pembelajaran yang sudah dikenal guru diantaranya adalah diantaranya adalah model Jigsaw, STAD, Direct Instruction, dan Problem Based Learning. Model-model pembelajaran tersebut merupakan model pembelajaran yang berbasis pada pembelajaran kontruktivisme dan dipahami secara teoritis oleh guru sehingga pelaksanaannya di kelas masih perlu ditingkatkan. Guru merasa belum puas dan belum yakin dengan implementasi model-model pembelajaran tersebut di kelas. Oleh karena itu, guru fisika di SMAN 7 Malang merasa perlu berkolaborasi dengan pihak lain untuk meningkatkan hasil belajar fisika siswa. Berdasarkan permasalahan yang muncul di kelas X-8 SMAN 7 Malang dan diskusi dengan guru fisika, upaya peningkatan hasil belajar fisika di kelas X-8 SMAN 7 Malang difokuskan pada penguasaan konsep fisika dalam aspek kognitif, afektif dan psikomotorik melalui pembelajaran berbasis masalah. Model pembelajaran yang dipilih adalah problem based learning (PBL). Pemilihan model PBL didasarkan permasalahan yang terjadi di kelas X-8 yaitu kurangnya respon siswa terhadap pengajuan masalah dari guru sehingga penggunaan model PBL dapat menjadi sarana untuk meningkatkan kompetensi siswa melalui pengajuan dan pemecahan masalah. Pembelajaran berbasis masalah bersifat kolaboratif dan kooperatif. Siswa bekerja dalam kelompok, berinteraksi, saling mengajarkan, dan melakukan presentasi. Pemberian masalah pada awal pertemuan dimaksudkan supaya siswa tertantang/memiliki motivasi untuk mempelajari materi yang akan dibahas. Pembahasan masalah secara kelompok membimbing siswa dalam memperjelas masalah, menulusuri berbagai perspektif dalam masalah tersebut, dan mengkaji bersama untuk menguasai informasi, gagasan dan skill serta kompetensi social siswa. Tugas guru adalah mengelola dan menertibkan proses kelompok tersebut, membantu siswa menemukan dan mengelola informasi, dan memastikan bahwa ada tingkat kegiatan dan pembahasan yang dinamis dalam kelompok (Joyce dkk. 2009: 36). Oleh karena itu, model PBL merupakan pembelajaran yang menggunakan masalah sebagai sarana untuk mengaktifkan belajar siswa secara fisik dan mental. Model PBL yang digunakan dalam upaya meningkatkan hasil belajar fisika di kelas X-8 SMAN 7 Malang dimodifikasi dengan authentic learning. Modifikasi dilakukan berdasarkan permasalahan yang muncul bahwa siswa di kelas X-8 tidak benar-benar mengetahui apa yang dipelajari. Kebanyakan dari siswa melakukan kegiatan belajar karena ada penugasan bukan kerena kebutuhan (Lombardi, 2007a). Authentic learning adalah pembelajaran yang memungkinkan siswa menggali, mendiskusikan, dan membangun secara bermakna konsep-konsep dan hubungan-hubungan, yang melibatkan masalah nyata dan proyek yang relevan dengan siswa (Lombardi, 2007b). Istilah ‘otentik’ berarti asli, sejati, dan nyata (Webster’s Revised Unabridged Dictionary, 1998). Pembelajaran ini dapat digunakan untuk siswa pada semua tingkatan kelas, maupun siswa dengan berbagai macam tingkat kemampuan. Prinsip-prinsip pembelajaran otentik adalah berpusat pada siswa, siswa belajar secara aktif, dan menggunakan tugas otentik. Model PBL yang dikombinasi dengan pembelajaran autentik untuk selanjutnya menjadi Authentic Problem Based Learning (aPBL). Langkah-langkah pembelajaran aPBL meliputi; a) di akhir pertemuan sebelumnya siswa diberi tugas yang berupa masalah yang harus diselesaikan di rumah, masalah ini boleh saja diselesaikan mandiri atau kelompok (sesuai kelompok kecil yang telah dibagi); b) penyelesaian dari masalah tersebut harus ditulis oleh siswa dalam suatu buku tulis;

SESI PARALEL FISIKA

194


c) pada pertemuan yang selanjutnya siswa langsung berkumpul pada kelompok kecil guna mendiskusikan ulang masalah yang dimiliki dan mencapai solusi final; d) setelah diskusi kelompok kecil maka masing-masing perwakilan kelompok ditunjuk untuk mewakili kelompok menyampaikan hasil diskusi; dan e) Guru memberikan tanggapan terhadap jawaban siswa. METODE Jenis penelitian yang digunakan adalah Penelitian Tindakan Kelas (PTK) dengan desain Kemmis dan Mc Taggart. Penelitian dilakukan dalam siklus spiral, yang terdiri dari beberapa tahap yaitu perencanaan, pelaksanaan tindakan, pengamatan, dan refleksi. Penelitian ini dirancang dengan menggunakan siklus dengan materi optika. Tindakan yang diberikan adalah pembelajaran sesuai dengan authentic problem based learning Penelitian dilaksanakan pada siswa kelas kelas X-8 SMA Negeri 7 Malang dengan jumlah 30 siswa, yang terdiri dari 10 siswa laki-laki dan 20 siswa perempuan. Penelitian ini merupakan penelitian kolaborasi antara Dosen Prodi Pendidikan Fisika dengan Guru Fisika SMAN 7 Malang. Sebelum penelitian dilakukan observasi dan melakukan kolaborasi dengan guru. Perencanaan pada siklus 1 diawali dengan perencanaan untuk menyusun RPP dan perangkatnya sesuai tindakan yang diberikan, instrumen penelitian yang diperlukan dan penetapan jadwal pelaksanaan tindakan serta refleksi. Siklus II dirancang sebagai perbaikan dari hasil refleksi terhadap berbagai kelemahan yang terjadi pada siklus 1. Jika dalam siklus 2 sudah ditemukan peningkatan hasil belajar sesuai indicator keberhasilan penelitian, maka penelitian dihentikan pada siklus II dan jika tidak, akan dilanjutkan pada siklus 3. Data penelitian yang dikumpulkan adalah data keterlaksanaan pembelajaran dengan authentic learning dan data hasil belajar Fisika siswa. Data keterlaksanaan pembelajaran diperoleh dari hasil observasi pada setiap pertemuan. Sumber data keterlaksanaan pembelajaran adalah guru dan siswa. Data hasil belajar terdiri dari tiga aspek, yaitu aspek kognitif, aspek psikomotor, dan aspek afektif. Data hasil belajar pada aspek kognitif diperoleh dari nilai ulangan harian dan tugas. Data hasil belajar pada aspek psikomotor dan afektif diperoleh dari hasil observasi pada setiap pertemuan. Sumber data hasil belajar ini adalah siswa. Pengumpulan data dilakukan dengan observasi, tes dan tugas. Instrumen penelitian yang digunakan berupa instrument pembelajaran dan instrumen pengukuan penelitian. Instrumen pembelajaran meliputi RPP dengan materi Kalor yang disertai perangkatnya. Instrumen pengukuran penelitian meliputi lembar observasi, butir soal tes dan tugas. Lembar observasi dibuat untuk mengamati aktivitas belajar siswa pada aspek psikomotor dan afektif selama penelitian serta keterlaksanaan model pembelajaran. Data dari hasil observasi berupa data cek list yang sudah memiliki rubrik penilaian masing-masing. Lembar tes berisi soal ulangan harian yang diisi langsung oleh sisw dan lembar tugas diberikan pada setiap akhir pertemuan. Analisis data dilakukan secara kualitatif dengan bantuan perhitungan sederhana. Analisis data dilakukan teknik reduksi data dan mempersentase data untuk melihat keberhasilan penelitian yang dilakukan. Setelah data dianalisis, hasil analisis disesuaikan dengan indikator keberhasilan penelitian untuk direfleksi. Indikator keberhasilan untuk keterlaksanaan model pembelajaran adalah sebesar 85% dan indikator keberhasilan untuk hasil belajar siswa adalah rata-rata nilai hasil belajar sebesar 80 dan ketuntasan klasikal untuk hasil belajar pada aspek kognitif sebesar 85%. HASIL DAN PEMBAHASAN Siklus I Pada tahap siklus 1, kegiatan yang dilakukan adalah membuat perencanaan tindakan yang berupa RPP dan perangkatnya, dan instrumen hasil belajar Fisika. RPP yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan Authentic Problem Based Learning (aPBL). Pada siklus I, digunakan 2 RPP dengan aPBL untuk dua pertemuan. Kompetensi Dasar yang digunakan adalah Menganalisis

SESI PARALEL FISIKA

195


pengaruh Kalor terhadap suatu zat. Pertemuan pertama akan membahas materi suhu dan pertemuan kedua akan membahas materi pemuaian. Penilaian hasil belajar pada siklus I terdiri dari 2 aspek, yaitu aspek kognitif dan aspek afektif. Penilaian aspek kognitif didapat dari ulangan harian dan tugas-tugas dan penilaian aspek afektif didapat dari keaktifan dan sikap siswa dalam kegiatan pembelajaran. Soal ulangan harian pertama pada materi suhu dan pemuaian yangs sudah disusun akan diberikan pada siswa di akhir siklus I. Soal-soal ulangan harian pertama terdiri dari 10 soal pilihan ganda dan 2 soal uraian. Lembar kerja siswa (LKS) yang digunakan memuat judul, tujuan dalam melaksanakan diskusi kelompok, alat dan bahan, prosedur pelaksanaan diskusi, data hasil pengamatan demonstrasi, analisis data, dan kesimpulan. LKS dipergunakan sebagai petunjuk bagi siswa dalam melakukan diskusi kelompok. Sebelum melaksanakan tindakan, peneliti mencoba alat-alat yang digunakan dalam pembelajaran pada siklus I. Penyiapan alat-alat dan bahan dilakukan sebelum pelaksanaan pembelajaran berlangsung. Sebelum pelaksanaan tindakan I tim peneliti mengetahui tugas masingmasing, dimana salah satu peneliti bertindak sebagai guru yang akan melaksanakan tindakantindakan yang sudah direncanakan sebelumnya dan peneliti yang lain sebagai observer. Pada tahap tindakan dilakukan pelaksanaan pembelajaran dan observasi pembelajaran. Pelaksanaan tindakan I meliputi materi suhu dan pemuaian dengan penerapan pembelajaran dengan aPBL. Pada pelaksanaan tindakan I nilai kognitif siswa diukur melalui Ulangan Harian diakhir pelaksanaan siklus I dan tugas-tugas. Nilai afektif siswa diukur melalui keaktifan siswa pada saat proses pembelajaran. Semua materi dilakukan dalam 3 pertemuan dengan alokasi waktu 2x45 menit setiap pertemuan. Hasil refleksi siklus 1 menunjukkan bahwa keterlaksanaan pembelajaran pada siklus I mencapai 82,22%. Data selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel.1 Keterlaksanaan Pembelajaran aPBL No. Aspek yang Diamati 1 Perencanaan 2 Membuka Pelajaran 3 Penguasaan Materi Pelajaran 4 Pendekatan atau Strategi Pembelajaran 5 Pemanfaatan Media Pembelajaran 6 Pembelajaran yang Memicu dan Memelihara Keterlibatan siswa 7 Asesmen dalam Proses Pembelajaran 8 Refleksi dan Rangkuman Pembelajaran Keterlaksanaan Pembelajaran

Persentase (%) 90,00 100,00 50,00 60,00 80,00 87,78 100,00 90,00 82,22

Dari pelaksanaan pembelajaran diperoleh rata-rata hasil belajar siswa pada aspek kognitif adalah 77,84 dengan persentase siswa yang tuntas sebesar 56,67%. Rata-rata hasil belajar siswa pada aspek afektif adalah 69,78 dengan persentase siswa yang tuntas adalah 13,33%. Dilihat dari indikator keberhasilan, hasil belajar siswa belum mencapai indikator yang diharapkan sehingga perlu ditingkatkan lagi. Pada umumnya, siswa masih kebingungan dalam memahami soal tentang pemuaian dan banyak kesalahan terjadi pada soal hitungan. Siswa kurang aktif dalam pembelajaran, hanya beberapa siswa saja yang aktif menyampaikan pendapat. Pada saat diskusi kelompok, banyak siswa yang hanya diam menunggu jawaban dari teman lain. Sumber belajar yang digunakan siswa hanya satu buku yang hanya terdiri dari rangkuman materi, contoh soal, dan latihan soal. Siswa kurang mendapat pengetahuan terutama contoh aplikasi pemuaian dalam kehidupan sehari-hari.

SESI PARALEL FISIKA

196


Berdasarkan hasil yang diperoleh dari siklus I terdapat beberapa aspek yang belum memenuhi indikator keberhasilan. Pelaksanaan pembelajaran dengan aPBL masih perlu diperbaiki lagi agar pelaksanaan pembelajaran dan hasil belajar siswa lebih baik pada siklus II. Siklus II Berdasarkan pelaksanaan tindakan pada siklus I dan observasi diketahui bahwa siswa lebih bersemangat dalam mengikuti pelajaran fisika dengan menggunakan pembelajaran aPBL. Rata-rata hasil belajar yang diperoleh pada siklus I pada aspek kognitif sudah mencapai KKM yaitu 77,84, namun belum mencapai indikator keberhasilan yang diharapkan. Rata-rata hasil belajar siswa pada aspek afektif belum mencapai indikator keberhasilan, yaitu 69,78, maka peneliti merancang tindakan siklus II untuk memperoleh hasil yang lebih baik. Dengan memperbaiki kekurangankekurangan dalam pelaksanaan pembelajaran siklus I adalah sebagai berikut. 1. Hasil belajar siswa pada aspek kognitif masih belum maksimal, hal ini ditunjukkan dengan banyaknya siswa yang belum memenuhi KKM. 2. Banyak siswa yang belum paham dengan soal hitungan dan aplikasi karena kurang latihan soal dan sumber belajar. 3. Siswa pasif dalam pembelajaran maupun diskusi kelompok, hanya beberapa siswa yang aktif. Pelaksanaan siklus II merupakan tindak lanjut dari siklus I. kelebihan yang ditemukan pada siklus I dipertahankan dan kekurangan dalam melasanakan tindakan I diperbaiki pada siklus II. Pada tahap perencanaan dilakukan kegiatan menyusun RPP dan LKS dengan kegiatan yang menunjang siswa untuk lebih aktif dalam pembelajaran, menyiapkan rubrik penilaian hasil belajar siswa yaitu pada aspek kognitif, aspek psikomotor, dan aspek afektif, menyusun kisi-kisi ulangan harian siklus II yang terdiri dari 4 soal essay, memberikan tahap praktikum dan mempertahankan pemberian contoh aplikasi kehidupan sehari-hari pada tahap apersepsi, memberi lebih banyak latihan soal agar siswa lebih paham bagaimana menggunakan rumus dalam memecahkan masalah fisika, dan memberi lebih banyak kesempatan kepada siswa untuk mengemukakan pendapat agar siswa lebih aktif dalam pembelajaran. Hasil refleksi siklus II menunjukkan bahwa keterlaksanaan pembelajaran pada siklus II mencapai 87,78%. Tabel 2 Keterlaksanaan Pembelajaran aPBL Siklus 2 No. Aspek yang Diamati 1 Perencanaan 2 Membuka Pelajaran 3 Penguasaan Materi Pelajaran 4 Pendekatan atau Strategi Pembelajaran 5 Pemanfaatan Media Pembelajaran 6 Pembelajaran yang Memicu dan Memelihara Keterlibatan siswa 7 Asesmen dalam Proses Pembelajaran 8 Refleksi dan Rangkuman Pembelajaran Keterlaksanaan Pembelajaran

Persentase (%) 80,00 100,00 85,00 80,00 90,00 82,23 100,00 85,00 87,78

Dari pelaksanaan pembelajaran diperoleh rata-rata hasil belajar siswa pada aspek kognitif adalah 86,79 dengan persentase siswa yang tuntas sebesar 90,00%. Rata-rata hasil belajar siswa pada aspek psikomotor adalah 83,8 dengan presentase siswa yang tuntas sebesar 100%. Rata-rata hasil belajar siswa pada aspek afektif adalah 80,42 dengan persentase siswa yang tuntas adalah 76,67%. Dilihat dari indikator keberhasilan, hasil belajar siswa telah mencapai indikator yang diharapkan yaitu 80. Siswa lebih paham materi kalor dan kalor leten karena banyak mengerjakan latihan soal, walaupun masih ada beberapa siswa yang nilainya kurang dari KKM. Siswa antusias dalam melaksanakan praktikum tentang kalor dan kalor laten, namun masih ada beberapa siswa SESI PARALEL FISIKA

197


Persentase

yang kurang tepat dalam membaca stopwatch. Pada siklus II siswa lebih aktif dalam pembelajaran, baik pada saat tanya jawab dengan guru maupun diskusi kelompok, karena guru memotivasi dan memberi kesempatan siswa untuk lebih aktif. Berdasarkan hasil analisis dan refleksi siklus 1 dan II, pelaksanaan pembelajaran dengan aPBL mengalami peningkatan. Hal ini ditunjukkan pada Gambar 1. 120% 100% 80% 60% 40% 20% 0%

Siklus I Siklus II 1

2

3

4

5

6

7

8

Aspek yang Diamati

Gambar 1. Grafik Peningkatan Keterlaksanaan Tiap Tahap Pembelajaran Penerapan pembelajaran dengan aPBL dapat meningkatkan hasil belajar siswa dalam materi kalor. Hal ini dapat dilihat dari hasil observasi pada siklus I dan siklus II. Peningkatan hasil belajar siswa ini disebabkan siswa menemukan terlebih dahulu sebelum mempelajari materi lebih lanjut, dan siswa mengalami fenomena tersebut secara langsung, sehingga materi yang terserap lebih banyak. Grafik peningkatan hasil belajar siswa sebelum dan sesudah tindakan disajikan pada Gambar 2, 3, dan 4. 90 85

Sebelum Tindakan

80

Siklus I

75 70

Siklus II

65 Peningkatan Aspek Kognitif Siswa

Gambar 2 Grafik Peningkatan Aspek Kognitif Siswa Sebelum dan Sesudah Tindakan 85 80 Sebelum Tindakan

75

Setelah Tindakan 70 Peningkatan Aspek Psikomotor Siswa

Gambar 3. Grafik Peningkatan Aspek Psikomotor Siswa Sebelum dan Sesudah Tindakan SESI PARALEL FISIKA

198

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 85 Sebelum Tindakan

80 75

Siklus I

70 65

Siklus II

60 Peningkatan Aspek Afektif Siswa

Gambar 4 Grafik Peningkatan Aspek Afektif Siswa Sebelum dan sesudah tindakan Pembelajaran dengan authentic problem based learning (aPBL) dapat meningkatkan hasil belajar dalam aspek kognitif, afektif dan psikomotorik. Hal ditunjukkan dari hasil penelitian yang menerapkan aPBL di SMAN 7 Malang. Peningkatan tersebut terjadi karena aPBL memfasilitasi siswa untuk aktif belajar secara mandiri dengan menggunakan fenomena fisika secara langsung. Authentic Learning dapat meningkatkan keterlibatan dan keaktifan siswa. Pernyataan tersebut didukung oleh beberapa penelitian tentang authentic learning, diantaranya adalah penelitian oleh Lombardi (2008) yang menyimpulkan bahwa “keakuratan fisika” pada simulasi suatu materi tidak lebih penting daripada simulasi yang menunjukkan “proses penyelesaian masalah secara realistis”. Dalam penelitiannya juga, Herington (2006) menyatakan bahwa autentisitas kognitif lebih kecil daripada autentisitas fisik yang merupakan faktor utama dalam mendesain lingkungan authentic learning. Rule (2006) menyatakan bahwa autentisitas dapat berupa “takdir atau keputusan sebelumnya” dan upaya tersebut lebih sering menghasilkan daripada “pembuktian”, artinya “upaya untuk membuat materi dan lingkungan pembelajaran diprioritaskan sesuai dengan kehidupan nyata untuk membuat siswa berinteraksi dengannya”. Autentisitas terjadi tidak pada siswa, tugas, atau lingkungan tetapi terjadi pada interaksi dinamis antara variabel-variabel tersebut. Pembelajaran fisika yang mengenalkan siswa pada fenomena langsung mendukung kebijakan pemerintah. Hal ini tertuang dalam Standar Isi Pembelajaran Fisika (Permendiknas No 24 tahun 2006) yang menyatakan bahwa proses pembelajaran fisika di sekolah menekankan pada pemberian pengalaman langsung untuk mengembangkan kompetensi agar menjelajahi dan memahami alam sekitar secara ilmiah. Hal ini juga disebabkan Fisika diperlukan dalam kehidupan sehari-hari untuk memenuhi kebutuhan manusia melalui pemecahan masalah-masalah yang dapat diidentifikasikan. Pembelajaran fisika harus interaktif, inspiratif, menyenangkan, dan menantang sehingga dapat memotivasi siswa untuk berpartisipasi aktif. Proses pembelajaran memberikan ruang yang cukup untuk peserta didik agar memiliki akhlak mulia, budi pekerti luhur, kepribadian unggul, kepemimpinan, jiwa entrepreneurship, jiwa patriot, jiwa inovator, prakarsa, kreativitas, kemandirian berdasarkan bakat, minat dan perkembangan fisik maupun psikologisnya secara optimal yang terintegrasi pada keseluruhan kegiatan pembelajaran. Pendidik harus dapat mengembangkan proses pembelajaran yang membangun pengalaman belajar siswa melalui kegiatan eksplorasi, elaborasi, dan konfirmasi yang efektif dan efisien (Depdiknas, 2009:23). Keterlibatan dan keaktifan siswa harus didukung dengan peran guru sebagai fasilitator untuk mengmbangkan kemampuan siswa. Guru harus menyadari bahwa keaktifan membutuhkan keterlibatan langsung siswa dalam kegiatan pembelajaran. Namun demikian, perlu diingat bahwa keterlibatan langsung secara fisik tidak menjamin keaktifan belajar. Untuk dapat melibatkan siswa secara fisik, mental-emosional, dan intelektual dalam kegiatan pembelajaran, maka guru hendaknya merancang dan melaksanakan kegiatan pembelajaran dengan mempertimbangkan karakterisitik siswa dan isi pelajaran (Dimyati & Mudjiono, 2009:63). Hasil belajar siswa dapat dilihat setelah siswa melakukan pembelajaran selama beberapa waktu. Sudjana (1995: 32) menyatakan hasil belajar adalah kemampuan yang dimiliki siswa setelah menerima pengalaman belajarnya. Hasil belajar pada hakekatnya adalah perubahan tingkah laku sebagai hasil dari proses belajar mengajar. Perubahan ini berupa pengetahuan, pemahaman, keterampilan dan proses yang biasanya meliputi ranah kognitif, afektif dan psikomotorik. SESI PARALEL FISIKA

199


KESIMPULAN 1. Pembelajaran Fisika dengan aPBL di kelas X-8 SMAN & Malang dapat mengaktifkan belajar siswa. aPBL member kesempatan pada siswa untuk menyelesaikan masalah secara mandiri dalam kelompok belajar. 2. Pembelajaran Fisika dengan aPBL di kelas X-8 SMAN & Malang dapat meningkatkan hasil belajar siswa. Terdapat peningkatan pada aspek kognitif sebesar dengan ketuntasan sebesar 36,37%, pada aspek afektif sebesar 6,57%, dan aspek psikomotorik sebesar 14,64%. SARAN 1. Bagi guru yang hendak menggunakan aPBL, perlu menyiapkan RPP yang menunjukkan masalah dalam kehidupan sehari-hari yang dapat diselesaikan siswa. Permasalahan tersebut hendaknya permasalahan penggunaan konsep Fisika di alam dengan menunjukkan fenomena langsung. Penyusunan LKS hendaknya memiliki petunjuk yang jelas bagi siswa sehingga siswa tidak mengalami kebingungan ketika kegiatan praktikum atau diskusi kelas. 2. Pembelajaran Fisika dengan aPBL hendaknya menggunakan media langsung untuk mempermudah siswa mengenali dan menyelesaikan permasalahan. 3. Pembelajaran Fisika dengan aPBL sebaiknya digunakan untuk materi-materi fisika yang membutuhkan adanya kegiatan praktikum, diskusi kelompok, dan penerapan aplikasi fisika dalam kehidupan nyata, misalnya pada materi kinematika, fluida, dan kalor. Ucapan Terima Kasih Terima kasih kepada Ibu Catur Wigiati, guru SMAN 7 Malang, yang telah bersedia membantu pelaksanaan penelitian. DAFTAR PUSTAKA Dimyati & Mudjiono. 2009. Belajar dan Pembelajaran. Jakarta: Rhineka Cipta Herrington, J. 2006. Authentic e-learning in Higher Education:Design Principles for Authentic Learning Environtmen and Task. Research Online: e-Learn Conference, 2006. Universitay of Wollongong. Joyce, B., Weil, M., & Calhoun, E. 2009. Models of Teaching (Eighth Edition). Terjemahan oleh Achmad Fawaid. Yogyakarta: Pustaka Belajar. Lombardi, Marilyn M. 2007a. Approaches That Work: How Authentic Learning is Transforming Higher Education. http://net.educause.edu/ir/library/pdf/ELI3009.pdf, diakses tanggal 15 September 2011. Lombardi, Marilyn M. 2007b. Authentic Learning for the 21st Century:an Overview. http://net.educause.edu/ir/library/pdf/ELI3009.pdf, diakses tanggal 15 September 2011. Lombardi, Marilyn M. 2008. Making the Grade: The Role of Assessment in Authentic Learning. http://net.educause.edu/ir/library/pdf/ELI3009.pdf, diakses tanggal 12 Oktober 2011. Martinis, S, A. 2008 Portofolio Capture Rich Array of Student Performance. The School Administrator 6, 8-11. Rule, Audrey C. 2006. Editorial: The Components of Authentic Learning. Journal of Authentic Learning, Volume 3, Number 1, Pages 1-10, August 2006. Oswego: State University of New York. Sudjana, N. 1995. Penilaian Hasil Proses Belajar Mengajar. Bandung: Remaja Rosda Karya.

SESI PARALEL FISIKA

200


FASE KRISTALIN DAN DIELEKTRISITAS BERDASAR WARNA PADA BATUAN PIRIT DAN KALKOPIRIT DARI DAERAH TULUNGAGUNG Markus Diantoro, Nurul Dzakiya, Nasikhudin, Ahmad Taufiq, dan Abdulloh Fuad Jurusan Fisika FMIPA UM. Jl. Semarang No. 5 Malang. Telp 0341-552125/ Fax 0341-559577 E-mail: [email protected] Abstrak: Tulungagung memiliki potensi kandungan mineral alam yang sangat melimpah diantaranya pirit (𝑭𝒆𝑺𝟐 ) dan kalkopirit (𝑪𝒖𝑭𝒆𝑺𝟐 ). Mineral tersebut tergolong mineral sulfida yang terbentuk pada proses hidrotermal. Dengan kehadiran mineral ini diyakini kemungkinan kehadiran senyawa emas (Au) karena emas memiliki sifat mudah bereaksi dengan mineral sulfida. Kemiripan warna antara mineral pirit dan kalkopirit dengan emas menyebabkan masyarakat sering salah mengidentifikasi antara ketiganya. Data-data mengenai komposisi dan fasa kristal pada batuan mineral pirit dan kalkopirit dari Tulungagung jarang sekali ditemukan atau dibahas di sebuah literatur. Lebih jauh, sepengetahuan penulis belum pernah dilaporkan data konstanta dielektrik batuan mineral tersebut. Sampel yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari dua bongkah batuan pirit dan kalkopirit dari tempat yang berbeda di Tulungagung. Masing-masing batuan digerus sampai ukuran pasir kasar sehingga dapat dipisahkan menjadi tiga sampai empat dari sampel yang berbeda berdasarkan warnanya menggunakan mata. Uji XRF telah dilakukan untuk mengidentifikasi komposisi unsur-unsur. Selain itu digunakan juga XRD untuk mengetahui fasa kristalin. Disisi lain, penukuran konstanta dielektrik menggunakan LCR meter pada rentang frekuensi 1-200 kHz untuk mengetahui kekonstanan dielektrik pada mineral uji. Hasil penelitian menunjukkan bahwa batuan yang sejenis memiliki jumlah unsurunsur penyusun batuan dengan persentase komposisi yang berbeda. Persamaannya terdapat pada unsur-unsur utama yang memiliki persentase paling dominan. Karakterisasi fasa kristalin menunjukkan setiap warna-warna mineral memiliki kandungan senyawa yang berbeda pula. Hal ini disebabkan oleh senyawa utama yang dikandung mineral tersebut. Senyawa-senyawa ini juga mempengaruhi pengukuran konstanta dielektrik. Hasil pengukuran menunjukkan, semakin bertambahnya frekuensi semakin turun konstanta dielektrik, namun konstanta hampir konstan dengan rentang frekuensi 100-200 kHz pada setiap sampel dengan nilai yang berbeda. Konstanta dielektrik yang terukur pada sampel induk merupakan nilai rata-rata konstanta dielektrik mineral penyusunnya. Sedangkan konstanta dielektrik yang terukur pada mineral hasil pemisahan merupakan konstanta dielektrik mineral utama yang memiliki persentase dominan. Bedasarkan hasil XRF dan XRD setiap mineral mengandung unsur dan senyawa yang tidak murni, maka pada jenis mineral yang sama bisa memiliki nilai konstanta dielektrik yang berbeda. Kata Kunci: fasa kristal, dielektrisitas, warna mineral, pirit, kalkopirit, Tulungagung.

PENDAHULUAN Khususnya di Kabupaten Tulungagung Kecamatan Campurdarat dikenal sangat kaya dengan hasil tambang seperti marmer. Sebenarnya, di daerah ini banyak pula dijumpai berbagai batuan. Hal ini didukung oleh hasil dieksplorasi awal oleh tim Universitas Negeri Malang (UM) menggunakan Ground Penetrating Radar serta uji laboratorium menggunakan X-Ray Fluorescent (X-RF), dan X-Ray Diffractometer (X-RD). Eksplorasi batuan yang banyak dilakukan dan dikenal cara pengolahannya adalah batu marmer. Masyarakat sekitar tidak mengolah atau membiarkan batuan batuan keras tersebut, dan menilai batuan itu sebagai batuan yang tidak semahal marmer. SESI PARALEL FISIKA

201


Jika dijual atau diekspor, batuan mentah tersebut dijual dengan harga murah. Keadaan industri pertambangan bahan tambang mineral alam seperti pirit (𝑭𝒆𝑺𝟐 ), kalkopirit (𝑪𝒖𝑭𝒆𝑺𝟐 ) dan kuarsa (𝑺𝒊𝑶𝟐 ) belum berkembang, salah satu penyebabnya karena masyarakat Tulungagung lebih tertarik pada batuan marmer yang lebih menjanjikan nilai ekonominya. Bahan tambang lain yang mereka cari selain batuan marmer adalah emas (Au) dan tembaga (Cu) (Diantoro, 2010). Karena masyarakat masih awam akan nama dan wujud mineral, mereka sering menduga pirit (𝑭𝒆𝑺𝟐 ) dan kalkopirit(𝑪𝒖𝑭𝒆𝑺𝟐) sebagai emas (Au). Kedua mineral tersebut secara fisik memang memiliki warna kuning keemasan dengan kilap logam yang mirip emas (Au). Sejauh ini, penelitian identifikasi komposisi, karakterisasi fasa kristal dan dielektrisitas pada mineral pirit dan kalkopirit dari daerah Tulungagung sangat jarang dilaporkan. Jenis batuan mineral di Tulungagung sangat banyak, penulis mengambil dua buah jenis batuan pirit dan kalkopirit sebagai obyek studi penelitian karena dipandang sebagai salah satu sumber masalah yang berkaitan dengan kesalahan identifikasi dan data konstanta dielektrik pada batuan mineral di Tulungagung belum pernah dilaporkan pada sebuah literatur. Bumi terbentuk dari batuan-batuan. Batuan terbentuk dari kepingan material yang disebut mineral-mineral. Batuan bisa terdiri dari satu atau lebih jenis mineral. Mineral membangun blokblok batuan. Mineral terdiri dari atom-atom yang membentuk Kristal (Cull, 2009). Identifikasi sifat fisika ada dua. Pertama, sifat fisika secara teori. Sifat-sifat ini antara lain: Suhu Kohesi, Optik, Perawakan Kristal, Sifat Radioaktifitas, Gejala Emisi Cahaya. Kedua, sifat fisika secara laboratorium. Semua sifat-sifat mineral memiliki nilai atau patokan tertentu sesuai dengan jenisnya. Dalam pendeskripsian mineral, juga ditentukan sistem kristal, komposisi atau rumus kimia, kelas dan grup mineral serta asosiasi dan kegunaan mineral tersebut (Lesmana, 2010). Sifat-sifat ini diantaranya: Warna, kilap, cerat (warna serbuk), perawakan kristal, belahan, pecahan, kekerasan, sifat dalam, berat jenis dan kemagnetan. Pirit merupakan mineral yang sangat umum, ditemukan dalam berbagai macam formasi geologi dari endapan sedimen untuk urat hidrotermal dan sebagai penyusun batuan metamorf. Warna metalik kekuningan dari Pirit, menyebabkan orang mengira itu emas (Au), maka julukan umum 'Fool's Gold yang artinya emas bodoh atau emas yang menipu. Pirit tetap digunakan komersial untuk produksi belerang dioksida, digunakan dalam aplikasi seperti industri kertas dan pembuatan asam sulfat. Pirit dapat menunjukkan hambatan negatif dan sudah secara eksperimen digunakan getaran sirkuit sebagai detektor radio. Dekomposisi termal dari pirit menjadi FeS dimulai dari sulfur elemental di 550 ° C; pada sekitar 700 ° C dengan tekanan sekitar 1 atm. Pirit merupakan bahan semikonduktor dengan celah pita dari 0,95 eV (K. Ellmer, 2000). Kalkopirit terbentuk melalui proses hidrotermal,terutama terdapat dalam deposit mesotermal dan hipotermal. Ini terdapat bersama pirit, turmalin, kuarsa dan kasiterit. Dijumpai juga dalam batuan beku, retas pegmatit dan dalam deposit metamorfisme kontak. Manfaat kalkopirit adalah sebagai mineral bijih sumber logam tembaga. Sehingga ini menjadi sumber komersial utama penghasil tembaga. METODE Terdapat dua tahap dalam penelitian ini. Pertama, identifikasi, dilakukan penelitian laboratorium yang meliputi identifikasi sifat fisika. Identifikasi sifat fisika meliputi warna dan dielektrisitas batuan dengan menggunakan metode pemisahan, penggerusan dan kompaksi. Kedua, karakterisasi, berdasarkan hasil tahap pertama digunakan untuk mengetahui unsur, senyawa dan dielektrisitas batuan mineral. Metode analisis dalam penelitian ini bersifat kuantitatif yang digunakan untuk mengetahui dielektrisitasnya yang digambarkan pada konstanta dielektrik. Kandungan bahan dilakukan uji XRF dan analisis difraksi sinar-X untuk pengamatan fasa yang terbentuk dan mengetahui struktur kristal. Langkah-langkah penelitian antara lain: Pemotongan dan pemecahan batuan, pemotongan lebih kecil, pemisahan berdasar warna, penggerusan dan karakterisasi XRF, XRD dan dielektrisitas.

SESI PARALEL FISIKA

202


HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil penelitian, diperoleh hasil uji XRF untuk mengetahui unsur-unsur yang terkandung dalam sampel. Pola difraksi hasil karakterisasi difraksi sinar-x (XRD) ditunjukkan oleh grafik hubungan antara 2θ dan intensitas. Identifikasi fasa dilakukan dengan cara mencocokkan pola difraksi hasil uji XRD menggunakan X’Pert HighScore Plus. Hasil dielektrisitas ditunjukkan dalam bentuk tabel dan grafik menggunakan Microcal Origin. Sampel-sampel Penelitian yang sudah dipisahkan berdasakan warna Tabel 4.1 merupakan sampel-sampel penelitian yang diidentifikasi untuk mengetahui komposisi unsur, struktur kristal, dan konstanta dielektrik berdasarkan warnanya masing-masing. Sampelsampel tersebut diperlakukan sama sesuai tahapan pada Bab III. Tabel 4.1: Sampel Penelitian* Pirit A Warna Kilap Original Hitam Optik Kuning Pucat Putih

Loga m Optik

Warna Original Hitam

Pirit B Kilap Tidak Mengkilap Logam

Kuning Pucat Putih Kecoklatan

Optik

Kalkopirit A Warna Kilap Original Kuning Logam Pucat Kuning Logam kehitaman Putih Tidak Mengkilap

Kalkopirit B Warna Kilap Original Kuning Pucat Logam Kuning Kehitaman Putih kehijauan

Logam Tidak mengkilap

Identifikasi sifat fisik mineral digunakan untuk mengidentifikasi mineral tanpa bantuan alat kristalografis atau bahan kimia. Sifat fisik mineral banyak ragamnya, sebagian meliputi: warna, kilap, belahan, cerat (warna serbuk), kekerasan dan lainnya (Cull, 2009). Penelitian ini menggunakan dua dari beberapa sifat fisik tersebut yaitu warna dan kilap karena kenampakan kedua sifat ini lebih mudah dan cepat untuk mengidentifikasi tanpa bantuan alat. Warna dapat dilihat ketika terjadi beberapa proses pemindahan panjang gelombang, beberapa menyerap panjang gelombang spesifik dari spektrum yang dapat dilihat. Warna juga merupakan sifat pembawaan yang disebabkan oleh adanya suatu zat sebagai biang warna (pigment agent) dari mineral-mineral tersebut (Burns, 1993). Kilap adalah kesan mineral akibat pantulan cahaya yang dikenakan padanya. Kilap dibedakan menjadi dua, yaitu kilap logam dan kilap bukan logam. Kilap logam memberikan kesan seperti logam bila terkena cahaya. Kilap ini biasanya dijumpai pada mineral-mineral yang mengandung logam atau mineral bijih seperti emas, pirit dan kalkopirit. Kilap bukan logam tidak memberikan kesan seperti logam jika terkena cahaya. Kilap bukan logam ada dua jenis yaitu kilap optik dan sama sekali tidak mengkilap. Kilap optik akan memberikan kesan optik atau bisa ditembus cahaya ketika terkena cahaya. Kilap seperti pada mineral kuarsa (Burns, 1993; Husein, 2008; Lesmana, 2010). Hasil Analisis Komposisi Unsur Mineral dengan XRF Untuk mengetahui kandungan komposisi unsur-unsur dalam batuan digunakan XRF. Hasil XRF digunakan sebagai pedoman untuk mengidentifikasi fasa kristalin dengan menggunakan software X’Pert HighScore Plus. Tujuannya agar fasa kristalin yang dicari sesuai dengan kandungan komposisi unsur di dalam batuan sehingga lebih mudah dalam menganalisa senyawa karena software ini menampilkan banyak kandidat senyawa. Hasil XRF menunjukkan kandungan unsur beserta persentase komposisinya sehingga dapat diketahui unsur-unsur apa saja yang ada di dalam sampel.

SESI PARALEL FISIKA

203


Tabel 4.2 Hasil identifikasi komposisi unsur batuan dengan XRF pada batuan pirit Original Kuning Pucat Hitam Putih

Unsur % Unsur % Unsur % Unsur %

Si 25,8 Fe 34,6 Zn 45,5 Si 63

S 22 S 26,5 S 33 P 9,5

Pirit A Zn Fe 21,3 14,9 Mo Si 15 9 Si Mo 7,8 6 Fe S 8,79 6,8

Mo 5 Cu 8,83 P 2,4 Ca 5,61

Cu 3,97 Zn 3,92 Fe 2,38

P 2,5

Fe 46,29 Fe 51,09 Fe 54,38 Si 96,9

Pirit B Si S 30 13 S Si 35,8 4,2 Si Al 28 9,5 Fe 1,29

Al 6,4 Al 4 S 4

Tabel 4.2 menunjukkan bahwa kandungan mineral pada masing-masing jenis batuan memiliki komposisi yang berbeda. Ketika masih original akan berbeda setelah dipisahkan. Setelah mineral dipisahkan berdasarkan warnanya, setiap mineral mempunyai unsur dominan masingmasing yang berbeda dengan warna yang lainnya. Unsur-unsur dominan disetiap sampel hasil pemisahan, tidak keluar dari unsur ketika masih original. Namun, unsur-unsur tersebut hanya mengalami kenaikan, penurunan atau bahkan tidak terdapat pada warna tertentu hasil pemisahan. Untuk unsur dibawah 10%, bisa mengalami kenaikan yang tidak terlalu signifikan atau turun bahkan tidak dikandung oleh mineral tertentu setelah dilakukan proses pemisahan. Mineral-mineral dibawah 10% merupakan sebuah impurities atau zat campuran yang sedikit berperan dalam pembentukan warna mineral dominan namun keberadaannya menyebabkan batuan memiliki warna lebih dari satu. Keberadaan zat campuran tersebut akan menunjukkan pengaruh pada sifat batuan jika batuan dialiri medan listrik sehingga tidak bisa diabaikan. Pada mineral berwarna putih, didominasi oleh unsur Si sebesar 63% pada Pirit A dan 96,9% pada Pirit B. Unsur Si mengalami kenaikan persentase setelah dipisahkan dari mineral originalnya. Sehingga mineral berwarna putih mengindikasikan adanya kandungan Si yang cukup banyak. Kenaikan persentase unsur Zn dan S juga terjadi setelah pemisahan, kenampakan mineral dengan warna hitam juga dipengaruhi oleh adanya unsur Fe. Sedangkan pada mineral kuning pucat, didominasi oleh unsur Fe dan S dengan persentase kenaikan unsur yang cukup besar dari sebelum dipisahkan. Hal ini menunjukkan bahwa proses pemisahan berdasar warna telah meningkatkan komposisi unsur pada mineral tertentu. Berdasarkan tabel tersebut dapat diketahui bahwa tingginya kandungan unsur tertentu dapat di prediksi dari warna yang tampak. Tingginya kandungan unsur Si menyebabkan suatu mineral akan berwarna putih. Sedangkan untuk mineral yang mengandung Fe yang cukup banyak, menyebabkan suatu mineral berwarna gelap. Gabungan beberapa unsur, menyebabkan mineral mempunyai warna tertentu, banyaknya mineral-mineral penyusun batuan batuan, menjadikan batuan memiliki warna-warna yang tertentu pula. Tabel 4.3: Hasil identifikasi komposisi unsur batuan dengan XRF pada Kalkopirit Original Kuning Pucat Kuning Kehitaman

Putih

Unsur % Unsur % Unsur % Unsur %

Mo 25 Fe 44,8 Mo 28 Si 69,1

Si 22 S 24 Fe 27,2 Al 12

Kalkopirit A Fe Cu Al 17,8 17,7 6 Mo Si Cu 20 2,2 4,45 Cu S P 24,1 8,7 4 Fe K S 5,85 5,12 2

P 4,8 P 1,7 Ca 3,9 Cu 1,84

S 2 Ca 1,7 Si 2,7

Fe 40,7 Fe 32,8 Fe 36,6 Fe 40,4

Kalkopirit B S Cu Si 19,3 12,1 15 Cu S Mo 32,3 27,9 3 S Cu Mo 29,6 28,5 3 Si Cu Al 23,1 9,12 11

Al 7,4 Si 2 Si 2 S 8,6

Tabel 4.3 menunjukkan kandungan komposisi unsur hasil XRF pada batuan Kalkopirit. Komposisi unsur pada Kalkopirit A dan Kalkopirit B berbeda. Pada semua sampel, baik ketika

SESI PARALEL FISIKA

204


masih original dan setelah dipisahkan, masih mengandung unsur Cu, Fe dan S namun dengan persentase yang berbeda-beda. Pada Kalkopirit A, unsur Fe mengalami kenaikan persentase dari 17,8 % (original) menjadi 44,8 % (kuning pucat) dan 27,2 % (kuning kehitaman). Namun mengalami penurunan menjadi 5,85% (putih). Begitu pula unsur lainnya seperti Cu dan S akan mengalami kenaikan dan penurunan pada warna sampel hasil pemisahan. Kenaikan dan penurunan ini menunjukkan bahwa warna mineral ditentukan oleh unsur yang terkandung dalam batuan tersebut. Hal serupa juga terjadi pada Kalkopirit B. Keberadaan unsur Fe pada batuan menyebabkan mineral berwarna gelap yaitu pada sampel kuning pucat dan kuning kehitaman. Sedangkan pada sampel berwarna putih pada Kalkopirit A didominasi oleh unsur Si. Sampel berwarna putih kehijauan pada Kalkopirit B didominasi unsur Fe dan Si sehingga warna putihnya gelap atau tidak seputih warna putih pada Kalkopirit A. Hal ini dikarenakan kandungan unsur Fe yang cukup banyak. Pola Difraksi Sinar-X Pola Difraksi Sinar-X pada Pirit warna Original Gambar 4.1 dan Tabel 4.4 menunjukkan bahwa mineral original mengandung banyak mineral yang menyusunnya. Terdiri dari empat mineral dan didominasi oleh ZnS dengan persentase 42%. ZnS, pirit dan kalkopirit dalam batuan original menunjukkan bahwa ketiga mineral tersebut sering ‘hadir’ bersama-sama karena ketiganya mineral sulfida yang terbentuk pada proses hidrotermal. Sehingga ketiganya hampir selalu bersamaan dalam sebuah batuan (Lesmana, 2010). Mineral quartz yang merupakan salah satu dari kelompok mineral silikat juga ditemukan pada sampel. Fe0.987 S2; Zn S

34 pyrit campur

3000

Fe0.987 S2; Zn S

Si O2

Counts/s

Fe0.987 S2; Zn S Si O2

Si O2

Fe0.987 S2; Zn S; Cu Fe S2

Fe0.987 S2; Cu Fe S2

Si O2; Zn S Si O2; Zn S

Fe0.987 S2; Zn S

Fe0.987 S2; Zn S

Fe0.987 S2; Zn S

Fe0.987 S2; Zn S; Cu Fe S2 Si O2; Zn S

Si O2; Cu Fe S2

Zn S; Cu Fe S2

Si O2

Cu Fe S2 Si O2

Si O2; Zn S

Zn S

Si O2 Si O2; Zn S Fe0.987 S2; Zn S

Fe0.987 S2

Si O2; Zn S Fe0.987 S2

Zn S

Si O2

1000

Zn S; Cu Fe S2

2000

0 20

30

40

50

60

70

Position [°2Theta] (Copper (Cu))

Gambar 4.1: Identifikasi fasa kristalin pada warna original menggunakan X’Pert HighScore Plus

Tabel 4.4: Keterangan hasil identifikasi fasa kristalin Visible * * * *

Ref. Code

%

01-085-0504 01-074-8366 01-089-2209 03-065-1573

37 18 42 3

Compound Name Quartz Pyrite Zinc Sulfide Chalcopyrite

Scale Factor 0,647 0,257 0,566 0,143

Chemical Formula 𝐒𝐢𝐎𝟐 𝐅𝐞𝟎,𝟗𝟖𝟕 𝐒𝟐 Zn S 𝐂𝐮𝐅𝐞𝐒𝟐

Pola Difraksi Sinar-X pada Pirit warna hitam Gambar 4.2 dan Tabel 4.5 menunjukkan bahwa mineral berwarna hitam didominasi oleh mineral 𝐅𝐞𝐒𝟐 dan ZnS sedangkan untuk 𝐒𝐢𝐎𝟐 sedikit. Gabungan antara kedua mineral dominan tersebut dimungkinkan menyebabkan mineral berwarna hitam. Keberadaan unsur Fe juga

SESI PARALEL FISIKA

205


menyebabkan mineral berwarna gelap. Pada Gambar 4.2 terlihat berkurangnya background menandakan semakin murninya kandungan mineral yang mampu dipisahkan dari mineral original. Senyawa dominan lebih terlihat setelah dipisahkan. Sehingga, dari ketiga senyawa tersebut bergabung membentuk mineral berwarna hitam. Pada mineral ini, tidak ditemukan senyawa 𝐂𝐮𝐅𝐞𝐒𝟐 yang sebelumnya ada di mineral original. Mineral 𝐅𝐞𝐒𝟐 mengalami kenaikan persentase dari dari 18% menjadi 55,6%. Artinya, mineral 𝐅𝐞𝐒𝟐 akan ‘menampakkan diri’ ketika dipisahkan dari mineral campurannya. Zn S; Fe S2

Counts/s 34 pyrit hitam mengkilat

20000

Zn S; Fe S2

Zn S; Fe S2

Zn S; Fe S2

Zn S; Fe S2 Si O2

60

Si O2

Si O2

Fe S2

Si O2

50

Si O2

Si O2 Fe S2

Si O2

Si O2

Zn S; Fe S2

Zn S; Fe S2

Zn S; Fe S2

10000

0 20

30

40

70


Gambar 4.2: Identifikasi fasa kristalin pada warna hitam menggunakan X’Pert HighScore Plus Tabel 4.5: Keterangan hasil identifikasi fasa kristalin Ref. Code % Compound Scale Factor Name 01-078-2315 4 Quartz 0,020 03-065-5476 40,4 Zinc Sulfide 0,528 03-065-7643 55,6 Iron Sulfide 0,212

Visible * * *

Chemical Formula 𝑺𝒊𝑶𝟐 Zn S 𝑭𝒆𝑺𝟐

Pola Difraksi Sinar-X pada Pirit warna kuning pucat Cu Fe S2

Counts/s

Fe S2

Fe S2

Si O2

Fe S2

34 pyrit kuning mengkilap

Fe S2

Fe S2

Si O2

Fe S2

Fe S2

1000

Fe S2; Cu Fe S2 Fe S2

Si O2 Si O2

Cu Fe S2

Fe S2

Fe S2

Fe S2; Cu Fe S2 Si O2

Cu Fe S2

Si O2

Si O2

Si O2

Si O2

Si O2

Cu Fe S2 Cu Fe S2

500

0 20

30

40

50

60

70


Gambar 3: Identifikasi fasa kristalin pada warna kuning pucat menggunakan HighScore Plus

Gambar 3 dan Tabel 6 menunjukan bahwa warna kuning pucat didominasi oleh mineral pirit dengan persentase sebesar 68%. Ini menandakan bahwa mineral dengan warna kuning pucat dan

SESI PARALEL FISIKA

206


kilap logam berdasar pada Tabel1 adalah sifat fisik yang dimiliki oleh mineral pirit. Persentase mineral pirit dalam warna ini lebih banyak dibandingkan pada warna hasil pemisahan yang lain. Mineral pirit saat berada di original hanya 18% namun setelah dipisahkan menjadi 68%. Berarti, mineral pirit berhasil dipisahkan dari campurannya. Tabel 6: Keterangan hasil identifikasi fasa kristalin Ref. Code % Compound Scale Factor Chemical Name Formula 03-065-1211 68 Pyrite 0,640 Fe S2 01-078-2315 23 Quartz 0,746 Si O2 01-075-6866 9 Chalcopyrite 0,735 Cu Fe S2

Visible * * *

Pola Difraksi Sinar-X pada Pirit warna putih Gambar 4 dan Tabel 7 menunjukan bahwa warna putih didominasi oleh mineral kuarsa dengan persentase sebesar 89 %. Ini menandakan bahwa mineral dengan warna putih dan kilap optik berdasar pada Tabel 1 adalah sifat fisik yang dimiliki oleh mineral kuarsa. Persentase mineral kuarsa dalam warna ini lebih banyak dibandingkan pada warna hasil pemisahan yang kelain. Mineral kuarsa saat berada di original hanya 37 % namun setelah dipisahkan menjadi 89 %. Berarti, mineral kuarsa berhasil dipisahkan dari campurannya meskipun masih mengandung mineral ikutan dengan persentase yang jauh lebih sedikit. Si O2

Counts/s 34 pyrit putih

8000

6000

Si O2

Si O2

Si O2; Fe P2

Si O2

Si O2 Si Si O2 O2

Si O2

Si O2; Fe P2

Si O2; Fe P2 Fe S2; Fe P2

Si O2 Si O2 Fe S2

Si O2

Fe P2

Fe S2

Si O2

Si O2; Fe P2

Si O2

Si O2 Fe S2

Fe S2 Fe P2

Fe S2

2000

Si O2; Fe P2

Si O2

4000

0 20

30

40

50

60

70


Gambar 4: Identifikasi fasa kristalin pada warna putih menggunakan X’Pert HighScore Plus

Visible * * *

Tabel 7: Keterangan hasil identifikasi fasa kristalin Ref. Code % Compound Scale Factor Chemical Name Formula 01-085-0504 89 Quartz 0,896 Si O2 00-042-1340 6 Iron pyrite 0,026 Fe S2 03-065-6088 5 Iron 0,043 Fe P2 Phosphide

Berdasarkan pembahasan hasil analisis menggunakan X’Pert HighScore Plus dapat disimpulkaan bahwa pemisahan mineral berdasarkan warna mampu meningkatkan persentase komposisinya karena berkurangnya mineral pengikut saat masih original. Senyawa yang terdeteksi oleh X’Pert HighScore Plus saat sudah dipisahkan tidak terlepas dari senyawa yang dikandung saat original. Jika ditemukan mineral baru pada mineral hasil pemisahan, berarti proses pemisahan lebih teliti dalam mengidentifikasi mineral.

SESI PARALEL FISIKA

207


Pola Difraksi Sinar-X pada Kalkopirit warna original Gambar 5 dan Tabel 8 menunjukkan bahwa mineral original mengandung tiga unsur utama. Terdiri dari tiga mineral dan didominasi oleh kuarsa dengan persentase 78 %. Mineral quartz yang merupakan salah satu dari kelompok mineral silikat juga ditemukan pada sampel. Karena hampir 95% kerak bumi dibentuk oleh mineral silikat yang merupakan mineral yang sangat penting dalam pembentukan batuan, sehingga hampir pada semua jenis batuan ditemukan kelompok mineral ini (Husein, 2008). Pada 𝐂𝐮(𝐅𝐞𝐒𝟐 ) senyawa 𝐅𝐞𝐒𝟐 terdapat tanda dalam kurung. Ini menandakan bahwa mineral 𝐅𝐞𝐒𝟐 terdapat di dalam mineral 𝐂𝐮𝐅𝐞𝐒𝟐 . Kemungkinan hal ini terjadi dikarenakan keduanya sama-sama mineral sulfide dan terjadi melalui proses hidrotermal, sehingga dikarenakan faktor-faktor tertentu keduanya bisa menyatu. Si O2

Counts/s 105_campur

Cu ( Fe S2 )

3000

Cu ( Fe S2 ) Cu ( Fe S2 )

Si O2

Si O2; Cu2 O

Si O2

Si O2 Si O2 Si O2

Cu ( Fe S2 )

Cu2 O

Si O2; Cu ( Fe S2 )

Cu ( Fe S2 )

Si O2

Cu ( Fe S2 )

Si O2; Cu ( Fe S2 )

Cu ( Fe S2 )

Si O2

Si O2

Si O2 Si O2

Cu ( Fe S2 )

Si O2; Cu2 O

Si O2

1000

Si O2; Cu2 O

Cu ( Fe S2 )

2000

0 20

30

40

50

60

70


Gambar 5: Identifikasi fasa kristalin pada warna original menggunakan HighScore Plus Tabel 8: Keterangan hasil identifikasi fasa kristalin Ref. Code % Compound Scale Factor Name 01-085-0504 78 Quartz 0,876 01-075-6613 5 Chalcopyrite 0,466 01-071-4310 17 copper(I) 0,149 oxide

Visible * * *

Chemical Formula 𝐒𝐢 𝐎𝟐 𝐂𝐮 ( 𝐅𝐞 𝐒𝟐 ) 𝐂𝐮𝟐 𝐎

Pola Difraksi Sinar-X pada Kalkopirit warna kuning pucat Fe S2

Counts/s

Fe S2; Cu ( Fe S2 )

Fe S2

Fe S2 Cu ( Fe S2 )

Cu ( Fe S2 )

Cu ( Fe S2 )

500

Fe S2; Cu ( Fe S2 )

Fe S2 Cu ( Fe S2 )

Fe S2

Fe S2

Fe S2

1000

Fe S2

Fe S2

105_kuning_pucat_kilap

0 20

30

40

50

60

70


Gambar 6: Identifikasi fasa kristalin pada warna kuning pucat menggunakan HighScore Plus

SESI PARALEL FISIKA

208


Visible * *

Tabel 9: Keterangan hasil identifikasi fasa kristalin Ref. Code % Compound Scale Factor Name 03-065-1211 97 Pyrite 0,931 01-075-6613 3 Chalcopyrite 0,260

Chemical Formula 𝑭𝒆𝑺𝟐 𝐂𝐮 ( 𝐅𝐞 𝐒𝟐 )

Gambar 4.6 dan Tabel 4.9 kandungan mineral pirit cukup banyak hampir mendominasi sampel. Keberadaan kalkopirit juga berperan di dalamnya sebagai mineral ikutan. Dalam sampel ini juga ditemukan adanya pirit di dalam kalkopirit. Sebagian pirit ‘terjebak’ ke dalam kalkopirit pada saat proses pembentukan mineral. Hal ini memang bisa terjadi karena pirit dan kalkopirit terbentuk dalam proses yang sama dan keduanya merupakan senyawa sulfida. Karena kesamaan tersebut, pada suhu kohesi keduanya bisa saling mengikat saat proses pertumbuhan kristal berlangsung. Persentase komposisi pirit mengalami kenaikan yang cukup signifikan dari 5 % di dalam ‘jebakan’ kalkopirit menjadi 97 % setelah di pisahkan. Berarti, proses pemisahan berdasar warna mampu mengeluarkan kandungan pirit dalam ‘jebakan’ kalkopirit meskipun tidak 100 % bisa dikeluarkan. Pola Difraksi Sinar-X pada Kalkopirit warna kuning kehitaman Gambar 7 dan Tabel 10 menunjukkan bahwa sampel kuning kehitaman dibentuk oleh mineral utamanya yaitu kalkopirit. Kalkopirit yang awalnya pada mineral originalnya hanya 5 % dan itu pun bercampur dengan pirit, setelah dipisahkan menjadi 100 %. Ini juga menandakan bahwa mineral kalkopirit berhasil dipisahkan dari senyawa ikutannya sehingga lebih murni meskipun sesunnguhnya ada unsur-unsur lain yang dikandungnya sesuai dengan hasil XRF. Namun, hal ini bisa dikatakan bahwa proses pemisahan berhasil dilakukan dalam mengidentifikasi mineral. Warna kuning kehitaman yang dimiliki sampel ini yang ternyata didominasi oleh kalkopirit menandakan bahwa kalkopirit memang sering tampak berwarna kuning kehitaman dengan kilap logam. Cu Fe S2

Counts/s 105_kuning_hitam_kilap

Cu Fe S2

3000

Cu Fe S2

Cu Fe S2

Cu Fe S2

Cu Fe S2

1000

Cu Fe S2 Cu Fe S2

Cu Fe S2

Cu Fe S2

2000

0 20

30

40

50

60

70


Gambar 7: Identifikasi fasa kristalin pada warna kuning kehitaman menggunakan HighScore Plus

Visible *

Tabel 10: Keterangan hasil identifikasi fasa kristalin Ref. Code % Compound Scale Factor Name 01-075-6866 100 Chalcopyrite 1,087

Chemical Formula 𝑪𝒖 𝑭𝒆 𝑺𝟐

Pola Difraksi Sinar-X pada Kalkopirit warna putih Gambar 8 dan Tabel 11 menunjukan bahwa warna putih didominasi oleh mineral kuarsa dengan persentase sebesar 100 %. Ini menandakan bahwa mineral dengan warna putih dan kilap

SESI PARALEL FISIKA

209


optik berdasar pada Tabel 1 adalah sifat fisik yang dimiliki oleh mineral kuarsa. Persentase mineral kuarsa dalam warna ini lebih banyak dibandingkan pada warna hasil pemisahan yang lain. Mineral kuarsa saat berada di original 78 % namun setelah dipisahkan menjadi 100 %. Berarti, mineral kuarsa berhasil dipisahkan dari campurannya meskipun jika dilihat hasil XRF masih mengandung mineral ikutan dengan persentase yang jauh lebih sedikit. Si O2

Counts/s 105_putih

4000

Si O2

Si O2

Si O2

Si O2

Si O2

Si O2 O2 SiSiO2

Si O2 Si O2 Si O2

Si O2

Si O2

Si O2 Si O2

Si O2

Si O2

Si O2

2000

0 20

30

40

50

60

70


Gambar 8: Identifikasi fasa kristalin pada warna putih menggunakan HighScore Plus

Visible *

Tabel 11: Keterangan hasil identifikasi fasa kristalin Ref. Code % Compound Scale Factor Name 01-070-7345 100 Quartz 0,648

Chemical Formula 𝑺𝒊 𝑶𝟐

Dielektrisitas Batuan Mineral Ketergantungan konstanta dielektrik terhadap frekuensi, dapat dilihat pada Tabel 9 dan Gambar 12. Pada frekuensi 1 kHz nilai kostanta dielektrik besar dan berkurang secara mendadak apabila frekuensi bertambah. Pada rentang frekuensi 100-200 kHz, diperoleh bahwa konstanta dielektrik pada setiap mineral hampir konstan. Pada sampel original mineral dominannya ZnS 42 % diperoleh konstanta dielektrik dengan rentang 198-285 sebagai perbandingan pada Tabel 3 konstanta dielektrik mineral ZnS mempunyai rentang 7,9 – 69,7. Disini terdapat perbedaan yang cukup jauh. Perbedaan ini menurut penulis dipengaruhi oleh mineral pengikut ZnS pada batuan Pirit A yaitu mineral pirit, kalkopirit dan kuarsa. Sehingga dapat disimpulkan bahwa konstanta dielektrik yang terukur merupakan rata-rata dari mineral penyusun batuan Pirit. Meskipun komposisi ZnS besar, komposisi mineral yang bersamanya juga mempengaruhi hasil pengukuran karena keberadaan ion, elektron dan molekul pada batuan tersebut memberikan respon yang berbeda ketika diberi medan listrik. Arus ini bukan hanya ditimbulkan oleh atom yang bergerak di dalam sampel tetapi juga oleh pergerakan ion dan molekul polar yaitu molekul pembentuk dipole yang tentunya mempengaruhi konstanta dielektrik yang terukur.

Warna Original/ Campuran

Kuning Pucat Mengkilap

Tabel 12 Konstanta Dielektrik Batuan Pirit Konstanta Dielektrik Batuan Pirit Mineral Dominan (%) Konstanta Dielektrik f=1kHz f=100kHz f=200kHz 37 398.6687 285.2966 198.3794 𝐒𝐢𝐎𝟐 18 𝐅𝐞𝟎,𝟗𝟖𝟕 𝐒𝟐 42 ZnS 3 𝐂𝐮𝐅𝐞𝐒𝟐 373.7465 195.7154 68 681.9762 𝐅𝐞𝟎,𝟗𝟖𝟕 𝐒𝟐 23 𝐒𝐢𝐎𝟐 9 𝐂𝐮𝐅𝐞𝐒𝟐

SESI PARALEL FISIKA

210

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 Hitam Mengkilap Putih

ZnS 𝐒𝐢𝐎𝟐 𝐅𝐞𝟎,𝟗𝟖𝟕 𝐒𝟐 𝐒𝐢𝐎𝟐 𝐅𝐞𝟎,𝟗𝟖𝟕 𝐒𝟐 𝐅𝐞𝐏𝟐

40,4 4 55,6 89 6 5

19.9096

5.8269

5.8541

29.0113

4.8508

4.9069

Konstanta Dielektrik

Ketergantungan konstanta dielektrik mineral terhadap frekuensi berbeda-beda. Hal ini dapat dilihat pada Tabel 12 dan Gambar 9. Pada frekuensi 1 kHz-100 kHz terjadi penurunan konstanta dielektrik secara drastis apabila frekuensi bertambah. Pada frekuensi 100 kHz-200kHz, diperoleh konstanta dielektrik yang hampir konstan pada grafik berwarna hijau yang didominasi mineral ZnS dan grafik biru yang didominasi mineral 𝐒𝐢𝐎𝟐 dengan konstanta dielektrik yang rendah. Konstanta dielektrik 𝐒𝐢𝐎𝟐 pada serbuk putih berkisar antara 4,8-4,9, sebagai pembanding kuarsa memiliki rentang konstanta dielektrik 4,5-5. Sedangkan grafik berwarna merah yang mengandung mineral pirit cukup banyak, konstanta dielektriknya cukup besar. Besarnya konstanta dielektrik ini ditunjukkan keberadaan grafik yang berada paling atas dibandingkan ketiga grafik yang lainnya. Hal tersebut mengindikasikan bahwa mineral pirit mempunyai konstanta dielektrik yang cukup besar dibandingkan mineral lain dalam batuan Pirit. Konstanta dielektrik mineral pirit akan menunjukkan konstan pada frekuensi antara 100-500 kHz dengan suhu 297K (Husk, 2002). PIRIT A campuran kuning pucat hitam putih

700 650 600 550 500 450 400 350 300 250 200 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0

50

100

150

200

frekuensi (kHz)

Gambar 9: Grafik Konstanta Dielektrik pada Pirit

Grafik konstanta dielektrik original atau campuran, menandakan hasil rata-rata konstanta dielektrik dari mineral-mineral gabungan. Sedangkan untuk konstanta dielektrik yang didapatkan pada bagian-bagian yang sudah dipisahkan diasumsikan merupakan konstanta dielektrik mineral yang paling dominan. Keberadaan mineral utama dan mineral pengikut dalam suatu batuan atau mineral tentunya akan menghasilkan konstanta dielektrik yang berbeda pula karena permitifitas relatif pada mineral bergantung pada kandungan komposisinya. Konstanta Dielektrik Batuan Kalkopirit Ketergantungan konstanta dielektrik mineral yang berbeda-beda terhadap frekuensi dapat dilihat pada Tabel 13 dan Gambar 10. Pada frekuensi 1 kHz-100 kHz terjadi penurunan konstanta dielektrik secara drastis apabila frekuensi bertambah. Pada frekuensi 100 kHz-200kHz, diperoleh konstanta dielektrik yang hampir konstan pada grafik berwarna hijau yang didominasi 𝐂𝐮𝐅𝐞𝐒𝟐 , hitam dan biru yang didominasi mineral 𝑺𝒊𝑶𝟐 . Konstanta dielektrik serbuk putih yang didominasi 𝑺𝒊𝑶𝟐 dengan persentase sebesar 78 % bernilai 36,82-42,23 dan saat 𝐒𝐢𝐎𝟐 100 % memiliki 27,67-

SESI PARALEL FISIKA

211


32,2, sebagai perbandingan mineral quartz phorpyry memiliki rentang konstanta dielektrik 14-49,3. Sehingga, 𝑺𝒊𝑶𝟐 yang terdapat pada Kalkopirit A merupakan mineral quartz phorpyry.

Warna Original/ Campuran Kuning Pucat Mengkilap Kuning Kehitaman Putih

Tabel 13: Konstanta Dielektrik Batuan Kalkopirit Konstanta Dielektrik Batuan Kalkopirit Mineral Dominan (%) Konstanta Dielektrik f=1kHz f=100kHz f=200kHz 36.8154 42.2313 78 675.2477 𝐒𝐢𝐎𝟐 5 𝐂𝐮(𝐅𝐞𝐒𝟐 ) 17 𝐂𝐮𝟐 𝐎 182.6509 73.1190 97 402.8009 𝑭𝒆𝑺𝟐 3 𝐂𝐮(𝐅𝐞𝐒𝟐 ) 𝐂𝐮𝐅𝐞𝐒𝟐

100

776.4724

21.9282

49.5859

𝑺𝒊𝑶𝟐

100

201.8029

32.2027

27.6787

KALKOPIRIT A Campuran Kuning Pucat Kuning Kehitaman Putih

800 700

Konstanta Dielektrik

600 500 400 300 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0

50

100

150

200

frekuensi (kHz)

Gambar 13. Grafik Konstanta Dielektrik pada Kalkopirit

KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian dan analisis data yang telah dilakukan dapat disimpulkan sebagai berikut: Batuan Kalkopirit A dan Kalkopirit B dari Tulungagung menunjukkan komposisi yang berbeda meskipun jenis batuannya sama. Persamaannya terdapat pada komposisi unsur dominan yang ada di dalamnya. Pada batuan Pirit unsur utamanya yaitu Fe dan S, pada kalkopirit Cu, Fe dan S dengan persentase paling dominan. Perbedaannya terletak pada komposisi unsur pengikut dan jumlah persentase unsur dominannya. Fasa-fasa kristalin dengan warna berbeda memiliki senyawa berbeda. Kandungan senyawa unsur utama pirit adalah 𝐅𝐞𝐒𝟐 . Pada Kalkopirit 𝐂𝐮𝐅𝐞𝐒𝟐 masih dalam rentang fasa campuran. Perbedaan fasa tiap warna mengindikasikan mineral yang berbeda pula. Lebih jauh hasil karakterisasi dielektrisitas menunjukkan nilai hampir konstan pada frekuensi 100 kHz dan 200 kHz. Konstanta dielektrik yang terukur pada sampel original merupakan rata-rata konstanta dielektrik mineral-mineral penyusunnya berbeda warna. Konstanta dielektrik sampel berbeda warna didominasi oleh nilai konstanta dielektrik senyawa mineral utama.

SESI PARALEL FISIKA

212


Perlu dilakukan penelitian lanjutan dengan menggunakan SEM dan EDX untuk mengetahui perubahan morfologi mineral campuran dan didominasi mineral hasil pemisahan berdasarkan warna. Pengukuran dielektrisitas menggunakan rentang frekuensi diatas 200 kHz. ACKNOWLEDGEMENT Penelitian ini sebagian didukung pendanaannya oleh Hibah Hi-Link 2009, dan Hibah Unggulan Perguruan Tinggi 2012. DAFTAR RUJUKAN Burns, Roger G. 1993. Mineralogical Applications of Crystal Field Theory. Cambridge University Press. Copper

Ores and Copper Bearing Minerals. 2010. (Online). gems.com/copper-ores/copper_ores.htm), diakses 12 April 2011.

(http://nevada-outback-

Cull, Selby. 2009. The Restless Earth: Rocks and Minerals. New York: Chelsea House Publisher The Franklin Institute. Diantoro, Markus. 2010. Penerapan Teknologi Eksplorasi, Separasi dan Purifikasi Logam dan Mineral Batuan Tambang Industri Rakyat untuk Pemberdayaan Masyarakat Campurdarat Kabupaten Tulungagung Jawa Timur. Malang: Program Hi-Link UM. Herman, Danny Z. 2005. Kegiatan Pemantauan dan Evaluasi Konservasi Sumber Daya Mineral di Daerah Tulungagung Provinsi Jawa Timur. Tulungagung: Subdit Konservasi. Husk D. E. & Seehra, M.S. 1978. Dielectric Constant of Communications. 27 (11): 1147-1148.

Iron Pyrite (FeS2). Solid State

Sigh, Ramesh.P, Sigh.M.P.& Tarkeshwar.L. 1980. Laboratory Measurement of Dielectric Constant and Loss Tangent of Indian Rock Samples. 122-138. India: Banaras Hindu University. Telford, W.M. Geldart L.P. & Sheriff R.E. 2009. Applied Goephysics Second Edition. New York: Cambridge University Press.

SESI PARALEL FISIKA

213


FUNGSIONALISASI PASIR BESI LOKAL SEBAGAI BAHAN MAGNETIK BAFE12O19 DAN NANOPARTIKEL FE3O4 YANG DIBUNGKUS KARBON Nandang Mufti, Feni Aqidatul Ilmi, An Nafiqi Frandicha W., Yudyanto, dan Markus Diantoro Jurusan Fisika, FMIPA, Universitas Negeri Malang, Jl. Semarang No. 5 Malang 65145 Email: [email protected] Abstrak: Pasir besi di Indonesia adalah sumber daya alam yang melimpah dan belum di manfaatkan secara optimal sehingga nilai ekonominya masih rendah. Kandungan besi pada pasir besi lokal umumnya cukup tinggi,yaitu sekitar 40 - 50% . Pada penelitian adalah melakukan kajian untuk menjadikan pasir bahan dasar magnet BaFe12O19 dan nanopartikel Fe3O4 yang dibungkus karbon “carbon encapsulated”, dimana kedua bahan ini mempunyai aplikasi yang luas dalam berbagai bidang industri seperti, bahan magnetik, penyimpan data, ferrofluid, diagnosa medis dan sebagainya. Pada tahap awal dilakukan sintesis nano partikel Fe3O4 dari pasir besi lokal dengan metode kopresipitasi. Pembuatan bahan magnetik BaFe 12O19 dilakukan dengan mereaksikan nanopartikel Fe 3O4 hasil sintesis dengan BaCO3 menggunakan metoda padatan. Pada pembuatan nano partikel Fe3O4 yang dibungkus karbon digunakan metoda sonifikasi dengan menggunakan glukosa sebagai sumber karbonnya. Proses ini dilakukan supaya nano partikel Fe 3O4 lebih tahan terhadap lingkungan asam dan temperatur tinggi. Hasil yang diperoleh di analisis menggunakan XRD, SEM, TEM, uji kemagnetan dan uji keasaman. Hasil karakterisasi sampel menunjukkan bahwa bahan magnetik BaFe 12O19 mempunyai kemurnian sekitar 92 % dengan impuritas Fe 2O3. Pada Fe3O4 yang dibungkus karbon menunjukkan lebih tahan terhadap larutan asam dibandingkan yang tanpa pembungkusan karbon. Kata kunci: Bahan magnetk, Pelapisan karbon, Kopresipitasi, Nano Partikel Fe 3O4.

PENDAHULUAN Pasir besi merupakan bahan yang sangat melimpah di Indonesia, akan tetapi selama ini proses pemanfaatannya masih belum optimal hanya terbatas sebagai bahan bangunan atau bahkan cenderung diabaikan sehingga nilai jualnya masih sangat rendah. Sebenarnya pasir besi mengandung unsur–unsur tambang yang mempunyai nilai jual tinggi misalnya silikon, besi dan lain sebagianya. Karenanya kajian penguassaan teknologi proses pengolahan atau pemurnian pasir besi menjadi produk yang bernilai sangat diperlukan supaya bisa dapat meningkatkan kesejahtraan masyarakat sekitarnya . Pasir besi ini pada umumnya mempunyai komposisi utama besi oksida seperti magnetit (Fe3O4), hematit (α-Fe2O3), maghemit (-Fe2O3) dan silikon oksida (SiO2), serta senyawa pengotor lainnya dengan kadar yang lebih rendah (Yulianto, 2002). Dari ketiga senyawa ini, senyawa Fe 3O4 merupakan memiliki sifat magnet yang paling kuat di banding senyawa oksida besi lainnya. Akan tetapi, Fe3O4 mudah bereaksi membentuk Fe2O3 pada suhu tinggi atau kurang stabil pada suasana asam (Bijaksana, 2002, Prasetyo, 2009). Bahan magnetik barium ferit (BaFe12O19) dan Fe3O4 menjadi bahan yang menarik perhatian para peneliti karena memiliki peluang aplikasi yang luas pada berbagai bidang, dan harganya relatif murah. Bahan BaFe12O19 digunakan seperti transformator, filter berkualitas tinggi, sirkuit

SESI PARALEL FISIKA

214


frekuensi tinggi dan perangkat operasi (Rashad, 2011. Zhang, 2011). Sedangkan penggunaan nanopartikel Fe3O4 misalnya sebagai bahan biocompatible untuk agen dalam bioimaging pada contrast agent MRI (Magnetic Resonance Imaging), drug Delivery System, baik dengan cara konjugasi atau pembungkusan, sebagai material pada penyimpan data magnetik (magnetic storage devices) (Fauziatul, 2009) Bahan Fe3O4 secara umum kurang stabil terhadap alam seperti suhu tinggi dan asam (Xuan, 2007), pada suhu tunggi bahan Fe3O4 akan teroksidasi menjadi Fe2O3, dan diketahui bahan ini bukan merupakan magnet kuat, sehingga perlu adanya upaya agar Fe3O4 menjadi stabil di alam, salah satunya dengan pembentukan bahan magnetik BaFe12O19 dan pembungkusan karbon (Carbon encapsulated) pada bahan Fe3O4. Pada penelitian ini digunakan metode reaksi padatan untuk pembentukan bahan BaFe12O19 dan metoda sonifikasi untuk pembungkusan karbon (Ilsu Rhee, 2011) dengan glukosa sebagai sumber karbonnya. Kelebihan metode sonifikasi untuk metode pembungkusan antara lain alat ultrasonic cleaner sangat gampang dikontrol, memerlukan sedikit biaya dan glukosa sangat mudah didapat. Pada penelitian ini menjadikan pasir besi lokal dari kediri dan Tulungagung sebagai bahan dasar nanopartikel Fe3O4 METODE EKSPERIMEN a. Sintesis bahan magnetik BaFe12O19 Nanopartikel Fe3O4 disintesis dari pasir besi kediri dengan metode kopresipitasi. Pasir besi mula-mula diekstrak dengan menggunakan magnet permanen, kemudian dilarutkan dalam HCl o (12,063 M , PA 99,9%) pada suhu sekitar 70 C dan diaduk dengan menggunakan magnetic stirer sekitar 30 menit. Setelah larutan terbentuk, dilakukan penyaringan dengan menggunakan kertas saring. Hasil larutan yang diperoleh diendapkan dengan NH4OH (6,5 M, PA 99,9%). Kemudian endapan disaring dan dicuci dengan aquades sampai bersih. Bahan yang diperoleh selanjutnya o dikeringkan dalam oven pada suhu 100 C sekitar 1 jam. Kemudian bahan Fe3O4 ini direaksikan dengan BaCO3 menggunakan metode reaksi pambang secara stoikiometri dengan perbandingan 1:12, kemudian kedua bahan digerus dengan mortar selama 5 jam. Serbuk hasil pencampuran kedua bahan dikalsinasi 800oC selama 8 jam dan digerus kembali untuk mendapatkan pencampuran yang homogen. Setelah penggerusan tahap kedua serbuk dipeletisasi dan disentering suhu 1000oC selama 16 jam. b.

Pembungkusan karbon Fe3O4 Partikel nano Fe3O4 disintesis dengan metode kopresipitasi dari pasir besi Tulungagung Jawa

Timur. Kemudian bahan ini diproses untuk pelapisan karbon. Fe3O4 di larutkan dengan DI water yang telah dicampur dengan Glukosa dengan molaritas yang telah di tentukan. Larutan di sonifikasi menggunakan ultrasonic cleaner tipe Power Sonic 405 (40 kHz - 350 W) selama 5 jam. Selama proses ini, Karbon akan terlapis pada permukaan nanomaterial Fe3O4. Cairan yang telah sonifikasi di saring setelah itu hasil saringan di keringkan dengan furnace selama 4 jam dengan suhu 80oC. Sampel hasil sintesis BaFe12O19 dan pelapisan karbon Fe3O4 dikarakterisasi dengan uji X-Ray Diffraction (XRD), SEM (FEI tipe INSPECT-S50) untuk melihat morfologi bahan, dan uji EDX untuk mengetahui komposisi bahan. Ukuran Kristal dihitung menggunakan persamaan Scherrer dan dikonfirmasi dengan hasil fotografi SEM. Komposisi bahan di uji dengan EDX. Ukuran partikel dapat ditentukan dengan memakai persamaan Scherrer : 𝐤𝛌 𝐋𝐚𝐯𝐞 = 𝐁 𝐜𝐨𝐬 𝛉 (Pratapa, 2004) 𝟎

Lave merupakan ukuran Kristal, k merupakan konstanta, B0 merupakan lebar puncak pada setengah maksimum (Full Width Half Maksimum, FWHM) dan θ merupakan sudut difraksi. Nilai FWHM ditentukan dengan menggunakan software Microcal Origin.

SESI PARALEL FISIKA

215


HASIL DAN PEMBAHASAN a. Sintesis bahan magnetik BaFe12O19 Pola difraksi sampel BaFe12O19 hasil sintesis dengan metode padatan ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 1 Pola difraksi Sampel BaFe12O19 hasil reaksi padatan Berdasarkan Gambar 1 terlihat bahwa fasa yang dominan adalah fasa BaFe12O19 yaitu sekitar 92 % sedangkan fasa impuritasnya adalah Fe2O3. Hasil perhitungan ukuran partikel BaFe12O12 dengan metoda Scherer adalah 59. Hasil pengujian respon terhadap magnet permanen yang berasal dari magnet speaker, bahan ini menunjukkan hampir semua sampel tertarik oleh magnet hingga jarak lebih dari 2 cm, yang menunjukkan sifat magnetik yang cukup kuat. c.

Pembungkusan karbon Fe3O4

Gambar 2. Pola difraksi partikel nano Fe3O4 yang dilapisi karbon pada berbagai molaritas glukosa

Pola difraksi partikel nano Fe3O4 yang dilapisi karbon (Fe3O4@C) yang disintesis pada berbagai molaritas glukosa ditunjukkan pada gambar 2. Semua sampel menghasilkan pola difraksi yang sama dengan pola difraksi Fe3O4 (ICSD no. 96012) dan tidak ditemukan adanya puncak difraksi yang baru pada sampel yang bungkus dengan karbon. Hal ini menunjukkan bahwa karbon yang membungkus Fe3O4 mempunyai phasa amorp. Selain itu, pola difaraksi XRD yang dihasilkan mempunyai puncak difraksi yang lebar dan intensitas puncak menurun dengan meningkatnya

SESI PARALEL FISIKA

216


molaritas glukosa. Pelebaran puncak difraksi menunjukkan bahwa ukuran partikel Fe3O4 mempunyai ukuran nano, karena semakin lebar puncak difraksi maka ukuran partikel semakin kecil sebagaimana dirumuskan oleh Scherer. Sedangkan penurunan intensitas puncak dengan meningkatnya molaritas glukosa menunjukkan bahwa lapisan karbon yang membungkus Fe3O4 semakin tebal. Hal ini disebabkan karena lapisan karbon akan menghambat jumlah sinar yang terdifraksi dari Fe3O4, Pola penurunan intensitas puncak difraksi dengan peningkatkan molaritas glukosa ditampilkan dalam tabel 1. Dari hasil ini tampak bahwa penurunan intensitas pucak relatif tajam pada penambahan glukosa di atas 1 M. Tabel 1. Persentase penurunan intensitas Persentase Selisih 100% Fe3O4 98% 2% Fe3O4@C 0,5M 90% 10% Fe3O4@C 1M 82% 18% Fe3O4@C 2M 61% 39% Fe3O4@C 3M

Untuk mengetahui struktur kristal dari (Fe3O4@C) dilakukan refinement memnggunakan software Powder Cell for Windows ver. 2.4 pada pola difraksinya, dimana hasil analisisnya rangkum pada tabel 2. Dari tabel 2 tampak bahwa struktur kristal dari semua sampel hampir sama, hal ini menunjukkan bahwa peningkatan molaritas glukosa pada proses pembukusan karbon Fe 3O4 tidak mempengaruhi struktur kristalnya.

Parameter A=b=c (Ǻ) α=β=γ (o) V (Ǻ3)

Fe3O4 8.3447 90 581.075

Tabel 2. Hasil Analisis Struktur Kristal Fe3O4 Fe3O4@C 0,5M Fe3O4@C 1M Fe3O4@C 2M 8.3438 8.3443 8.3446 90 90 90 580.887 580.991 581.054

Fe3O4@C 3M 8.3451 90 581.159

Analisis ukuran partikel pada Fe3O4@C dilakukan dengan menggunakan persamaan Scherrer, yaitu dengan cara menghitung besarnya FWHM (Full Widht at Half Maximum) dari puncak bidang difraksi tertentu. Nilai FWHM diperoleh dari hasil fitting puncak difraksi sinar-X dengan metoda Gaussian kemudian dikonversi ke dalam satuan radian dengan dikalikan π/180. Sedangkan Sudut Bragg diperoleh dari nilai tengah. Hasil analisa ukuran partikel pada Fe3O4@C dirangkum pada tabel 3. Pada tabel 3 tampak bahwa ukuran partikel Fe3O4@C berada diantara 10 nm sampai dengan 12 nm.

Parameter FWHM Cos  Ukuran partikel (nm)

Table 3. Ukuran partikel Fe3O4@C pada difraksi bidang 440 Fe3O4 Fe3O4@C 0,5M Fe3O4@C 1M Fe3O4@C 2M 0.0167 0.0136 0.0157 0.0161 0.8532 0.8536 0.8531 0.8526 10 12 10 10

Fe3O4@C 3M 0.0141 0.8530 11

Untuk melihat morpologi hasil pembungkusan karbon pada Fe3O4 pada berbagai molaritas glukosa digunakan Scaning Electron Microscopy (SEM) seperti tampak pada Gambar 3. Pada gambar ini tampak bahwa penambahan molaritas glukosa maka sampel semakin teraglomirasi yang dibuktikan dengan penggumpalan pada photo SEM. Dari hasil EDAX tampak bahwa peningkatan karbon pada sampel mempunyai hubungan yang linier terhadap banyaknya pemberian molaritas glukosa selama proses sonokimia. Akan tetapi, hasil SEM tidak tampak dengan jelas ukuran partikel dan membuktikan adanya pembungkusan oleh karbon. Oleh karena itu dilakukan karakterisai TEM seperti tampak pada gambar 4, karena TEM mempunyai resolusi yang lebih baik

SESI PARALEL FISIKA

217


dibandingkan SEM. Dari hasil TEM tampak jelas bahwa ukuran partikel sampel di bawah 20 nm. Selain itu tampak ada bagian hitam pada bagian tengah bulatan sedagkan bagain pinggirnya transparan. Bagian yang hitam merupakan partikel nano Fe3O4, sedangkan bagian yang transparan merupakan karbon yang membungkus partikel nano Fe3O4. A

B

C

D

E

F

Gambar 3. Hasil Foto SEM Fe3O4@C. Fe3O4 (A), Fe3O4@C 0.5M (B), Fe3O4@C 1M (C), Fe3O4@C 2M (D), Fe3O4@C 3M (E), dan Grafik pertambahan Jumlah karbon (F).

Gambar 4. Hasil Foto TEM pada sampel Fe3O4@C 1 M Salah satu tujuan pembukusan karbon pada partikel nano Fe3O4 adalah untuk meningkatkan kestabilan bahan terhadap lingkungan baik suhu tinggi maupun lingkungan asam, oleh karena itu

SESI PARALEL FISIKA

218


dilakukan pengujian perlakuan asam pada sampel Fe3O4 yang tidak dilapisi karbon dan Fe3O4 \yang sudah dilapisi karbon (Fe3O4@C). Sampel dilarutkan kedalam HCl 1M dan di sonifikasi selama 70 menit. A

B

Gambar 5. Hasil foto nanomaterial Fe3O4 (kiri) dan nanomaterial Fe3O4@C (kanan). (A) sebelum perlakuan asam dan (B) setelah perlakuan asam.

Dari gambar 5 (a) dapat dilihat bahwa penambahan asam pada sampel Fe 3O4 tanpa dilapisi karbon dengan dengan Fe3O4@C menunjukkan perbedaan warna, dimana warna Fe3O4 terlihat lebih terang daripada Fe3O4@C yang terlihat berwarna coklat pekat, warna coklat pekat ini terjadi karena pada Fe3O4 terdapat karbon yang memang warnanya lebih gelap daripada warna Fe3O4 itu sendiri. Pada gambar 5 (b) terlihat bahwa berubah menjani kuning setelah sampel di sonifikasi selama 70 menit, sedangkan sampel Fe3O4@C masih menunjukkan warna coklat walaupun tidak sepekat sebelumnya. Hal ini menunjukkan bahwa sampel Fe3O4 yang mengalami perlakuan asam telah telah berubah fase menjadi FeCl3, Sedangkan sampel Fe3O4@C sebagian besar masih dalam bentuk Fe3O4. Hal ini membuktikan bahwa pembungkusan karbon lebih stabil terhadap lingkungan asam. KESIMPULAN Pada penelitian telah berhasil dilakukan sintesis bahan magnet BaFe12O19 dari bahan dasar pasir besi lokal dengan metoda reaksi padatan dengan tingkat kemurnian sekitar 92 %. Hasil uji kemagnetan dengan magnet permanen menunjukkan bahan ini mempunyai sifat kemagnetan yang baik. Disamping itu, pada bahan dasar pasir besi lokal juga telah dilakukan sintesis partikel nano Fe3O4 yang dibungkus karbon (Fe3O4@C) menggunakan metoda sonifikasi dengan glukosa sebagai sumber karbonnya. Hasil uji XRD dan TEM menunjukkan ukuran partikel nano Fe 3O4@C berkisar antara 10 nm sampai 12 nm. Dari hasil SEM tampak bahwa semakin banyak glukosa yang digunakan maka partikel nano Fe3O4@C akan semakin teraglomerasi. Pada proses uji perlakuan asam telah dibuktikan bahwa Fe3O4@C lebih tahan tehadap lingkungan asam dibandingkan Fe3O4 tanpa dibungkus karbon, sehingga disimpulkan bahwa pembungkusan karbon meningkatkan kestabilan partikel nano Fe3O4 . UCAPAN TERIMA KASIH Penelitian ini sebagian didukung pendanaannya oleh Hibah BOPTN FMIPA Universitas Negeri Malang tahun 2012. DAFTAR PUSTAKA Bijaksana, S. 2002. Kajian Sifat Magnetik pada Endapan Pasir Besi di WilayahCilacap dan Upaya Pemanfaatannya untuk Bahan Industri. Laporan penelitian Hibah Bersaing. ITB

SESI PARALEL FISIKA

219


F. Fajaroh, H. Setyawan, S. Winardi, Widyastuti, W. Raharjo, E. Sentosa.Sintesis nanopartikelmagnetite dengan metode elektrokimia sederhana, artikel dalam Jurnal Nanosains dan Nanoteknologi Edisi Khusus Agustus 2009 ISSN 1979-0880, hal 22 – 25. Prasetyo Hadi, Arizky. 2009. Kajian transformasi antar fasa pada Komposit Fe3O4/Fe2O3. Skripsi tidak di terbitkan. Surabaya : Institut Teknologi Sepuluh November. Rashad, M.M., Radwan, M., Hessein, M.M., 2008. Efect of Fe/Ba Mol Ratio and Surface –Active Agents on the Formation and Magnetic Properties of Co-presipitated Barium Hexaferrite. Journal of Alloy and Compounds 453 pp 304-308 Rhee, Ilsu. 2011. Carbon-coated iron oxide nanoparticles as contrastagents in magnetic resonance imaging. Nanoscale Research Letters2012, 7:44. ISSN 1556-276X S. Xuan, L. Haoi, W. Jiang, X. Gong, Y. Hu, Z. Chen. 2007. A facile method to fabricate carbonencapsulated Fe3O4 core/shell composites, Nanotechnology, Volume 18, Issue 3, pp. 035602 Troitzsch, U. 2007. X-Ray Difraction (XRD). Australia: Department ofEarth and Marine Sciences Australian National Universit Yulianto, A. S. Bijaksana, W. Loeksmato.2002. Karakterisasi magnetik dari pasir besi Cilacap. Jurnal Fisika Himpunan Fisika Indonesia vol A5 no 0527. Zhang, Qingmei, dkk. 2011. Preparation of - Fe2O3/Ni2O3/FeCl3 Composite Nanoparticles by Hydrothermal Process Useful for Ferrofluids. Hindawi Publishing Corporation Smart Materials Research Volume 2011, Article ID 351072

SESI PARALEL FISIKA

220


OPTIMALISASI RELEVANSI KURIKULUM BERBASIS KARAKTER MELALUI PEMBUATAN VIDEO PEMBELAJARAN BERBASIS METODE KONFLIK KOGNITIF Purbo Suwasono

Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Malang, Jl. Semarang 5 Malang 65145 Abstrak: Penelitian ini bertujuan untuk membuat video (CD) pembelajaran fisika dengan metode konflik kognitip untuk bentuk ceramah, demonstrasi, dan eksperimen. Objek penelitiannya mahasiswa angkatan 2011/2012 kelas A dan N yang berjumlah 62 siswa. Instrumen penelitian yang digunakan berupa lembar Format Angket Validasi Video Pembelajaran, catatan lapangan, Instrumen Uji Coba Terbatas ke Mahasiswa. Hasil penelitian menunjukkan bahwa berdasarkan analisis pada validasi isi video, skor rata-rata totalnya berkriteria layak. Sedangkan berdasarkan analisis data uji coba terbatas pada mahasiswa skor rata-rata totalnya berkriteria layak. Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa video yang telah dikembangkan memiliki kriteria layak. Kata Kunci: Video pembelajaran, konflik kognitif. PENDAHULUAN Matakuliah “Fisika Dasar” dipandang sebagai tempat yang paling strategis untuk meluruskan kesalahan konsepsi terhadap konsep-konsep dasar Fisika. Pemikiran di atas setidaknya didukung oleh tiga alasan pokok. Pertama sesuai dengan hasil penelitian sebelumnya hampir bisa dipastikan bahwa mahasiswa yang mengikuti matakuliah Fisika Dasar ini masih membawa sisa-sisa kesalahan konsepsi dalam memahami konsep-konsep Fisika Dasar di SMA. Kedua, matakuliah ini antara lain bertujuan untuk menanamkan konsep-konsep dasar yang nantinya harus diajarkan di sekolah menengah. Oleh karena itu kesalahan pemahaman yang terjadi harus diluruskan kembali. Kadim dkk (2005), pernah mengadakan penelitian dengan judul Penerapan Metode Kotra Kognitip pada Mata kuliah Telaah Kurikulum Fisika. Hasil penelitian menunjukkan bahwa metode tersebut mampu meluruskan kesalahan konsep mahasiswa sampai 75 %. Dengan demikian metode tersebut memang handal untuk digunakan mendongkrak kesalahan-kesalahan konsep mahasiswa. Didasari oleh beberapa pertimbangan di atas, maka penelitian ini akan berupaya memvisualisasikan model pembelajaran Fisika tersebut. Diharapkan dengan melihat visualisasi metode tersebut, dosen, dosen atau calon dosen mampu menerapkan pada proses belajar mengajarnya. Visualisasi yang dimaksud adalah membuat CD pembelajaran dengan metode kontra kognitif. Dengan mengambil lokasi di Jurusan Fisika FMIPA UM, dan aktornya juga dosen dan mahasiswa Jurusan Fisika FMIPA UM secara live, maka diharapkan rekaman video dalam bentuk CD ini semakin berdaya guna tinggi. Kesalahan Konsepsi dalam Pembelajaran Fisika merupakan suatu hal yang sangat mendasar untuk diupayakan perbaikannya dalam rangka meningkatkan kualitas pembelajaran (Irianto, 2001). Dari banyak pengalaman di kelas, terlihat bahwa kesalahan konsepsi tersebut bersifat relatip permanen dalam pikiran mahasiswa. Bahkan sajian ceramah yang bagus sekalipun tidak bisa meluruskan kesalahan konsepsi semacam ini. (Koes, 2008). Dosen harus dengan penuh kehatihatian dan dengan persiapan yang baik berupaya mengidentifikasi konsep salah apa yang telah menyatu dalam pikiran mahasiswa, baru kemudian SESI PARALEL FISIKA

221


membuat perencanaan yang jitu untuk meluruskan kesalahan konsepsi tersebut (Ditjen Dikdasmen & Balitbang Diknas, 2009). Mertajaya (1993:36) menyarankan agar dosen dapat memilih bentuk-bentuk penugasan dan strategi pembelajaran yang tepat bagi mahasiswanya. Permasalahan yang muncul berikutnya adalah apakah yang dapat dipergunakan dosen sebagai acuan untuk memilih dan menetapkan strategi pembelajaran yang baik agar dapat memperbaiki pemahaman konsep bagi mahasiswanya. Pemikiran dasarnya adalah: bahwa konsepsi mahasiswa terhadap konsep Fisika belum tentu sesuai dengan gejala alam yang dapat diamati. Perbedaan inilah yang kemudian dimanfaatkan untuk membangun situasi konflik dalam struktur kognitip mahasiswa dengan berbasis kopetensi (Supeno, 2002). Mahasiswa disadarkan atas kesalahan yang terjadi pada dirinya dan kemudian dibawa ke arah pemikiran/konsepsi yang benar. Menurut Wartono (2008:71-74), pelajaran akan lebih ditangkap jika menggunakan media. Media tersebut bisa berupa bagan, diagram, poster, model, benda aslinya, diaroma, radio, record player, OHP, slide, televisi, film suara, video tape, dan lain-lain. METODE Subyek penelitian ini adalah mahasiswa peserta matakuliah “Fisika Dasar II”. Penelitian ini melibatkan sejawat dosen pembina matakuliah Fisika Dasar. Secara keseluruhan shooting ini akan dilangsungkan dalam dua siklus besar masing-masing dalam waktu dua pertemuan. Setiap shooting terdiri dari beberapa langkah seperti lazimnya pelaksanaan penelitian tindakan yaitu: shooting saat analisis permasalahan, shooting saat perencanaan tindakan yang diduga dapat menyelesaikan permasalahan, shooting saat pelaksanaan tindakan, dan shooting saat pelaksanaan evaluasi yang dilakukan dengan cara observasi, shooting saat perekaman dan tes, shooting saat analisis hasil evaluasi yang digunakan sebagai bahan pemikiran refleksi untuk masuk ke dalam shooting perencanaan perbaikan atau revisi pada paket shooting berikutnya. Setiap paket shooting direncanakan terisi oleh shooting-shooting kecil yang ditetapkan berdasarkan pokok bahasan materi yang sedang dikaji. Pembuatan video eksperimen kelas ini menggunakan sarana dan prasarana laboratorium fisika dasar. Dengan demikian yang menjadi subjek penelitian adalah peneliti dan tim shooting yang akan terlibat langsung dalam pembuatan video, sedangkan obyek penelitian adalah mahasiswa Jurusan Fisika FMIPA UM angkatan 2011/2012 offering A. Bertindak sebagai tim editing pada penelitian ini adalah satgas shooting Jurusan Fisika FMIPA UM Malang. Data pendukung shooting dijaring dengan menggunakan alat eksperimen dan wawancara langsung dengan informan. Instrumen yang dikembangkan dalam penelitian ini ada 3 jenis yaitu: (1) perangkat alat laboratorium Fisika Dasar, (2) Angket kepada Dosen pengampu Fisika Dasar II, 3) perangkat shooting. Sebagaimana lazimnya shooting penelitian tindakan, setiap siklus shooting terdiri dari langkah-langkah: shooting analisis permasalahan sebagai refleksi awal, shooting perencanaan tindakan, shooting pelaksanaan tindakan, shooting evaluasi dan refleksi untuk masuk ke siklus shooting berikutnya. Proses editing dilakukan di Jurusan Fisika FMIPA UM. Pada proses ini juga ditambahkan dubing suara untuk penjelasan gambar. HASIL Tabel 1 Data Hasil Validasi Video oleh Dosen Fisika Dasar untuk Strategi Ceramah Aspek yang Dinilai Validator Kelayakan isi 3,5 Layak Penyajian Isi 3,5 Layak Keterangan: Validator utuk materi fisika dasar adalah Bapak Drs. Soemardji A.K., M.Si. Saran dan kritik yang telah diberikan oleh validator disajikan pada Tabel 2. Saran dan kritik dari validator dipertimbangkan sebagai bahan revisi agar video lebih bagus dan menarik.

SESI PARALEL FISIKA

222

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 Tabel 2 Data Komentar dan Saran Video oleh Dosen untuk Strategi Ceramah Validator keKomentar dan Saran 1 a. Gunakan juga materi selain Dilatasi Waktu, misalnya penyusutan panjang b. Gunakan simbol fisika yang standart c. Jelaskan dahulu konsep awal relativitas khusus d. Jangan gunakan pesawat tetapi kendaraan masa depan yang berkecepatan mendekati kecepatan cahaya, misalnya pesawat sejenis UFO. Tabel 3 Data Hasil Validasi Video oleh Dosen Prodi Teknologi Pendidikan untuk Strategi Ceramah Aspek yang Dinilai Validator Kelayakan visualisasi 3 Layak Penyajian visualisasi 3 Layak Keterangan: Validator utuk materi fisika dasar adalah Bapak Dr. Dedy Kuswandi, M.Pd Tabel 4 Data Komentar dan Saran Video oleh Dosen Prodi Teknologi Pendidikan untuk Strategi Ceramah Validator keKomentar dan Saran 1 a. Awali dengan deskripsi pembelajaran konflik kognitif. b. Saat shooting penggalian konsep awal, usahakan ada dubbing suara untuk menjelaskan peristiwa apa dan tujuannya apa. c. Saat penjelasan dengan whiteboart, gunakan spidol yang tebal sehingga jelas garis dan tulisannya. d. Jangan gunakan cahaya saat shooting screen LCD atau gunakan langsung file PowerPoint. Tabel 5 Data Hasil Validasi Video oleh Dosen Fisika Dasar untuk startegi Demonstrasi Aspek yang Dinilai Validator Kelayakan isi 3 Layak Penyajian Isi 3,5 Layak Keterangan: Validator utuk materi fisika dasar adalah Bapak Drs. Soemardji A.K., M.Si Tabel 6 Data Komentar dan Saran Video oleh Dosen untuk startegi Demonstrasi Validator keKomentar dan Saran 1 a. Gunakan lilitan yang besar b. Gunakan magnet yaang lebih kuat c. Gunakan galvanometer yang lebih peka Tabel 7 Data Hasil Validasi Video oleh Dosen Prodi Teknologi Pendidikan untuk startegi Demonstrasi Aspek yang Dinilai Validator Kelayakan visualisasi 3,5 Layak Penyajian visualisasi 3,5 Layak Keterangan: Validator utuk materi fisika dasar adalah Bapak Dr. Dedy Kuswandi, M.Pd Tabel 8 Data Komentar dan Saran Video oleh Dosen Prodi Teknologi Pendidikan untuk startegi Demonstrasi Validator keKomentar dan Saran 1 a. Awali dengan deskripsi pembelajaran konflik kognitif. b. Saat shooting penggalian konsep awal, usahakan ada dubbing suara untuk menjelaskan peristiwa apa dan tujuannya apa. c. Saat demonstrasi awali dahulu dengan animasi, baru shooting demonstrasi d. Shooting demonstrasi kurang close up.

SESI PARALEL FISIKA

223

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 Tabel 9 Data Hasil Validasi Video oleh Dosen Fisika Dasar untuk startegi Eksperimen Aspek yang Dinilai Validator Kelayakan isi 3,5 Layak Penyajian Isi 3,5 Layak Keterangan: Validator utuk materi fisika dasar adalah Bapak Drs. Soemardji A.K., M.Si Tabel 10 Data Komentar dan Saran Video oleh Dosen untuk startegi Eksperimen Validator keKomentar dan Saran 1 a. Kawat pada set Jembatan Wheatstone harus yang baru b. Gunakan galvanometer yang peka c. Percobaan voltmeter dan amperemeter DC tidak ada fungsinya untuk mengkonflikkan rangkaian hambatan Tabel 11 Data Hasil Validasi Video oleh Dosen Prodi Teknologi Pendidikan untuk startegi Eksperimen Aspek yang Dinilai Validator Kelayakan visualisasi 3,0 Layak Penyajian visualisasi 3,5 Layak Keterangan: Validator utuk materi fisika dasar adalah Bapak Dr. Dedy Kuswandi, M.Pd Tabel 12 Data Komentar dan Saran Video oleh Dosen Prodi Teknologi Pendidikan untuk strategi Eksperimen Validator keKomentar dan Saran 1 a. Awali dengan deskripsi pembelajaran konflik kognitif. b. Saat shooting penggalian konsep awal, usahakan ada dubbing suara untuk menjelaskan peristiwa apa dan tujuannya apa. c. Saat eksperimen awali dahulu dengan animasi, baru shooting eksperimen d. Shooting kurang close up. Tabel 13 Data Hasil Uji Coba Terbatas Video oleh Mahasiswa No. Aspek Rerata 1. Tampilan awal video membuat saya tertarik menyimak video 2 ini. Durasi video cukup sehingga membuat saya tidak bosan dan 2. 3 senang untuk menyimak video ini. Materi yang dipaparkan sesuai dengan kebutuhan belajar saya. 4 3. Gambaran dalam video yang disajikan dapat membuat saya 4. 3 lebih memahami pemaparan materi. Pemilihan kata yang digunakan efektif dan saya dapat 5. 3 memahaminya dengan baik. Saya dapat membaca dengan jelas semua huruf yang ada di 6. 3 video. Urutan penyajiannya ajeg sehingga saya mudah untuk 7. 4 mempelajarinya. Model Konflik kognitif yang merupakan model pembelajaran 8. yang dipakai dalam video ini merupakan model baru yang 3 membuat suasana belajar lebih menarik. Model Konflik kognitif yang merupakan model pembelajaran 9. yang dipakai dalam video ini merupakan model baru yang 4 membuat saya lebih antusias untuk belajar.

Kriteria Cukup layak Layak Layak Layak Layak Layak Layak Layak

Layak

PEMBAHASAN Pengembangan video berdasarkan atas penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Adikusumo (2004) membuat video tentang pembelajaran dengan menggunakan model CTL. Atas SESI PARALEL FISIKA

224


dasar pengembangaan tersebut, dilakukan pengembangan video dengan pembelajaran konflik kognitif. Setelah produk pengembangan jadi, tahap selanjutnya dilakukan uji kelayakan yang terdiri dari uji validasi dan uji coba terbatas. Kegiatan tersebut dilakukan untuk mengetahui kelayakan video serta mendapat masukan dari pakar. Uji validasi dilakukan oleh satu dosen fisika dasar dan satu dosen ahli pembuatan video pembelajaran dari prodi Teknologi Pendidikan. Uji coba terbatas pada mahasiswa dilakukan oleh pada tiga puluh lima mahasiswa Fisika Dasar untuk mengetahui video tersebut layak untuk digunakan oleh mahasiswa. Selain untuk mengetahui kelayakannya, uji coba terbatas juga dilakukan untuk mendapat komentar dan saran pada mahasiswa. Setelah dilakukan uji kelayakan, dilakukan revisi pada video yang dilakukan berdasarkan komentar dan saran dari masing-masing validator agar video yang dikembangkan menjadi lebih baik. Berdasarkan validasi isi, dilakukan analisis pada Video yang telah dikembangkan. Analisis dilakukan pada setiap aspek dari video. Berdasarkan analisis pada validasi isi video, skor rata-rata totalnya berkriteria layak. Sedangkan berdasarkan analisis data uji coba terbatas pada mahasiswa skor rata-rata totalnya berkriteria layak. Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa video yang telah dikembangkan memiliki kriteria layak. Meskipun begitu, ada beberapa aspek yang merupakan kelemahan pada video yang memerlukan perbaikan berdasarkan saran dan komentar dari validator. Beberapa kelemahan tersebut, yang paling dominan adalah tidak adanya pembuka awal pada video dan kurang jelasnya tampilan video. Perlulah kelemahan ini direvisi/diperbaiki demi semakin naiknya skor kelayakan video yang telah dikembangkan. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Video Pembelajaran fisika yang dikembangkan terdiri dari Strategi Ceramah, Strategi Demonstrasi, dan Strategi Eksperimen yang berfungsi sebagai panduan dalam pembelajaran fisika. Video Pembelajaran fisika ini berbasis pembelajaran konflik kognitif dengan materi kelistrikan, kemagnetan, dan fisika modern. Video yang dikembangkan, diharapkan mampu membantu mahasiswa untuk mempermudah dalam memahami konsep-konsep fisika dan alternatif yang akan digunakan dalam proses pembelajaran. Saran 1. Hasil pengembangan menunjukkan bahwa video ini termasuk kategori layak, sehingga bagi dosen video ini dapat dijadikan alternatif dalam melaksanakan proses pembelajaran dan bagi mahasiswa video ini dapat dijadikan sebagai alternatif untuk panduan dalam mempelajari konsep-konsep kelistrikan, kemagnetan, dan fisika modern. 2. Pelaksanaan validasi oleh dosen pada pengembangan video yang telah dilaksanakan hanya dilakukan oleh 1 dosen ahli fisika dasar dan 1 dosen ahli pembuatan video pembelajaran sedangkan pada ujicoba terbatas dilakukan oleh 35 mahasiswa, agar data yang didapatkan lebih maksimal sebaiknya jumlah dosen serta mahasiswa yang digunakan diperbanyak lagi. 3. Agar video dapat diketahui keefektifannya dalam menunjang pembelajaran di jurusan fisika maka perlu diadakan penelitian lanjutan yang lebih luas dan menggunakannya dalam pembelajaran di kelas secara utuh. DAFTAR RUJUKAN Ditjen Dikdasmen & Balitbang Diknas. (2009). Peta Kebutuhan dan Kompetensi Kebutuhan Guru. Jakarta: Depdiknas. Irianto, B. (2001). An of current problems facing the science teachers development and training centre in Indonesia. Unpublished doctoral thesis, Curtin Univesity of technology, perth, Western Australia. Kadim dkk, 2005. Penerapan Metode Kotra Kognitip pada Mata kuliah Telaah Kurikulum Fisika, JICA-IMSTEP FMIPA UM, Malang SESI PARALEL FISIKA

225


Koes, Supriyono. 2008. Strategi Pembelajaran Fisika. JICA-IMSTEP FMIPA UM, Malang. Mertajaya, I.G.L. (1993). A Comparison of Student achievement in Physics when taught by experimental and group discussion approach. Unpublished Masters thesis, Curtin Univesity of technology, perth, Western Australia. Supeno, (2002). Physics Curriculum Development Based on Competence: New Challenge for Physics Teachers. Proceeding, JICA-IMSTEP FMIPA UM, Malang Wartono. 2008. Strategi Belajar Mengajar Fisika. JICA-IMSTEP FMIPA UM, Malang.

SESI PARALEL FISIKA

226


PENGEMBANGAN MODEL PERKULIAHAN HYBRID ON-LINE UNTUK MENUNJANG MATAKULIAH PENELITIAN PENDIDIKAN FISIKA Sentot Kusairi dan Sujito

Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Malang, Jl. Semarang 5 Malang 65145 Abstrak: Telah dilakukan penelitian pengembangan model perkuliahan hybrid on-line untuk menunjang matakuliah penelitian pendidikan fisika. Penelitian ini bertujuan untuk: (1) Mengembangkan model perkuliahan hybrid on-line yang dapat mendukung pelaksanaan perkuliahan tatap muka matakuliah penelitian pendidikan fisika. (2) Mengetahui kelayakan model perkuliahan hybrid on-line menurut kajian reviewer ahli, kajian pengguna, dan keterbacaan mahasiswa. (3) Mendeskripsikan produk akhir model perkuliahan hybrid on-line. Model penelitian yang digunakan adalah model Four-D, Define, Design, Develop, dan Disseminate (Thiagarajan, dkk., 1974). Penelitian dilakukan dengan melibatkan mahasiswa peserta matakuliah penelitian pendidikan fisika. Validasi model perkuliahan hybrid on-line dilakukan oleh beberapa dosen dari Jurusan Fisika FMIPA UM. Hasil penelitian menunjukkan bahwa model hybrid on-line dibutuhkan oleh mahasiswa dalam rangka meningkatkan penguasaan materi perkuliahan. Model perkuliahan juga dibutuhkan dosen dalam mengelola perkuliahan yang lebih baik. Dalam penelitian ini telah dikembangkan modus-modus bahan perkuliahan yang dapat diakses melalui internet, forum diskusi, dan penugasan melalui internet. Hasil validasi dan ujicoba menunjukkan bahwa model yang dikembangkan dalam kategori layak digunakan dalam perkuliahan. Kata Kunci: Model Perkuliahan, hybrid on-line

PENDAHULUAN Penilaian pembelajaran merupakan salah satu kompetensi pedagogik yang perlu dimiliki oleh guru fisika. Penilaian pembelajaran yang efektif diperlukan mengingat penilaian merupakan bagian intergral proses pembelajaran (Cowie&Bell, 2002: 82). Penilaian menghasilkan informasi tentang kelemahan dan kekuatan siswa sehingga guru dapat mengambil keputusan pembelajaran dengan tepat (Harlen, 2003: 20). Dengan penilaian yang efektif, guru dapat mengantarkan siswa untuk memahami konsep fisika dengan baik. Peranan penilaian dalam pembelajaran fisika juga penting mengingat pembelajaran fisika melibatkan konsep-konsep yang abstrak dan rumit serta memungkinkan siswa mengalami miskonsepsi (misconception) (Demirci, 2008: 55-58). Oleh karena itu, calon guru fisika perlu menguasai dengan baik penilaian pembelajaran dan implementasinya dalam pembelajaran fisika. Matakuliah Penilaian Pendidikan Fisika (PPF) merupakan matakuliah di Program Pendidikan Fisika yang bertujuan untuk mengembangkan pengetahuan dan ketrampilan calon guru fisika untuk merancang dan melaksanakan penilaian pembelajaran fisika. Matakuliah yang berbobot 3 sks dengan lama pertemuan 4 js dalam satu minggu ini wajib ditempuh oleh mahasiswa fisika sebelum mengikuti matakuliah pembelajaran lain seperti matakuliah Program Pengembangan Pembelajaran Fisika (PPPF) dan Matakuliah Pengembangan Bahan Ajar Fisika (PBAF). Matakuliah PPF juga menjadi prasyarat bagi mahasiswa untuk melaksanakan Praktik Pengalaman Lapangan (PPL). Dalam matakuliah PPF ini mahasiswa berlatih ketrampilan penyelenggaraan penilaian diantaranya mengembangkan instrumen penilaian tes dan non tes, menganalisis data penilaian, dan melaporkan hasil-hasil penilaian. SESI PARALEL FISIKA

227


Berdasarkan pengalaman peneliti mengampu matakuliah ini dalam beberapa tahun terakhir, diidentifikasi beberapa permasalahan yang sering dihadapi dalam menyelenggarakan perkuliahan PPF. (1) Dosen tidak dapat melaksanakan perkuliahan PPF sebagai role model implementasi penilaian yang efektif. Sebagai contoh, dalam materi kuliah terdapat penilaian formatif formal dimana intinya guru perlu memberikan tes, segera melakukan koreksi, melakukan analisis hasil, serta memberikan balikan (feedback) dan remedial secepatnya. Hal ini tidak dapat diterapkan dikarenakan dosen menghadapi jumlah mahasiswa yang besar. Sementara, dosen juga memiliki waktu yang terbatas untuk menganalisis data tes. (2) Dosen tidak memiliki rekaman data penilaian secara tertulis dan data tentang kegiatan penilaian formatif terutama formatif informal. Hal ini terjadi mengingat sulitnya mengelola data penilaian dalam jumlah yang banyak dan diperlukan waktu tersendiri untuk perekaman dan analisisnya. (3) Terbatasnya waktu interaksi dan tanya jawab antara dosen dengan mahasiswa, dan antara mahasiswa dengan mahasiswa. (4) Belum tersedianya wahana bagi mahasiswa untuk berbagi sumber belajar khususnya dalam bentuk teks dan media berbantuan komputer. (5) Belum tersedianya media pembelajaran berbantuan komputer yang dapat memperkaya khasanah pengetahuan mahasiswa tentang penilaian dan praktik pembelajaran abad 21 . Salah satu bentuk inovasi yang dapat dilakukan untuk meningkatkan kualitas penyelenggaraan matakuliah PPF adalah dengan mengembangkan model perkuliahan Hybrid Online. Model perkuliahan Hybrid On-line merupakan sebutan bagi model perkuliahan yang mengintegrasikan pembelajaran tatap muka dengan kelebihan pembelajaran E-Learning yang menggunakan media internet (Vaughan & Garrison, 2008: 5). Model perkuliahan semacam ini sering pula disebut dengan Model Blended Learning. Dalam model Hybrid On-line kelebihan ELearning dimanfaatkan untuk menutupi kekurangan yang terjadi pada pembelajaran tradisional tatap muka. Perkuliahan Hybrid On-line dapat dimanfaatkan untuk memberikan tugas, melaksanakan tes, asesmen informal, mengelola jurnal kuliah, dan menambahkan media-media pendukung perkuliahan. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan model hybrid on-line untuk mendukung Matakuliah Penelitian Pendidikan Fisika. Dengan kata lain tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut. (1) Mengembangkan model perkuliahan hybrid on-line yang dapat mendukung pelaksanaan perkuliahan tatap muka matakuliah penelitian pendidikan fisika. (2) Mengetahui kelayakan model perkuliahan hybrid on-line menurut kajian reviewer ahli, kajian pengguna, dan keterbacaan mahasiswa. (3) Mendeskripsikan produk akhir model perkuliahan hybrid on-line. METODE Penelitian ini menggunakan Four-D Model; Define, Design, Develop, dan Disseminate (Thiagarajan, dkk., 1974). Penelitian dilakukan dengan melibatkan mahasiswa peserta matakuliah penelitian pendidikan fisika. Validasi model perkuliahan hybrid on-line dilakukan oleh beberapa dosen Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Malang. HASIL DAN PEMBAHASAN Pada tahapan define, dilakukan penelitian awal yang meliputi kajian kurikulum matakuliah penilaian pendidikan fisika dan pengumpulan data pelaksanaan perkuliahan. Telaah terhadap matakuliah penilaian pendidikan fisika merupakan matakulian wajib bagi mahasiswa program studi pendidikan fisika FMIPA UM. Matakuliah bertujuan untuk mengembangkan pengetahuan dan ketrampilan calon guru fisika untuk merancang dan melaksanakan penilaian pembelajaran fisika. Matakuliah yang berbobot 3 sks dengan lama pertemuan 4 js dalam satu minggu ini wajib ditempuh oleh mahasiswa fisika sebelum mengikuti matakuliah pembelajaran lain seperti matakuliah Program Pengembangan Pembelajaran Fisika (PPPF) dan Matakuliah Pengembangan Bahan Ajar Fisika (PBAF). Matakuliah PPF juga menjadi prasyarat bagi mahasiswa untuk melaksanakan Praktik Pengalaman Lapangan (PPL). Dalam matakuliah PPF ini mahasiswa berlatih ketrampilan penyelenggaraan penilaian diantaranya mengembangkan instrumen penilaian tes dan

SESI PARALEL FISIKA

228


non tes, menganalisis data penilaian, dan melaporkan hasil-hasil penilaian. Berdasarkan wawancara dengan dosen pengampu matakuliah dan pengalaman peneliti mengampu matakuliah ini teridentifikasi beberapa permasalahan yang sering dihadapi dalam menyelenggarakan perkuliahan PPF. (1) Dosen tidak dapat melaksanakan perkuliahan PPF sebagai role model implementasi penilaian yang efektif. Sebagai contoh, dalam materi kuliah terdapat penilaian formatif formal dimana intinya guru perlu memberikan tes, segera melakukan koreksi, melakukan analisis hasil, serta memberikan balikan (feedback) dan remedial secepatnya. Hal ini tidak dapat diterapkan dikarenakan dosen menghadapi jumlah mahasiswa yang besar. Sementara, dosen juga memiliki waktu yang terbatas untuk menganalisis data tes. (2) Dosen tidak memiliki rekaman data penilaian secara tertulis dan data tentang kegiatan penilaian formatif terutama formatif informal. Hal ini terjadi mengingat sulitnya mengelola data penilaian dalam jumlah yang banyak dan diperlukan waktu tersendiri untuk perekaman dan analisisnya. (3) Terbatasnya waktu interaksi dan tanya jawab antara dosen dengan mahasiswa, dan antara mahasiswa dengan mahasiswa. (4) Belum tersedianya wahana bagi mahasiswa untuk berbagi sumber belajar khususnya dalam bentuk teks dan media berbantuan komputer. (5) Belum tersedianya media pembelajaran berbantuan komputer yang dapat memperkaya khasanah pengetahuan mahasiswa tentang penilaian dan praktik pembelajaran abad 21 . Berkaitan dengan perlunya dosen menunjukkan sumber-sumber belajar di internet. Berdasarkan angket yang disebar ke responden dapat diketahui bahwa sebanyak 46 % responden menyatakan setuju (S) dosen menunjukkan sumber-sumber belajar di internet yang bersesuaian dengan materi perkuliahan, sebanyak 46 % menyatakan Sangat Setuju (SS), dan selebihnya menyatakan Tidak Setuju (TS). Selengkapnya dapat dilihat dalam Gambar 1 di bawah ini.

Gambar 1. Diagram perlunya Dosen Menunjukkan Sumber Belajar di Internet Responden menyatakan setuju dengan beberapa alasan antara lain adalah sebagai berikut. 1) agar persepsi yang diperoleh mahasiswa sama dengan yang disampaikan dosen; 2) pembelajaran yang diperoleh agar lebih berkualitas, menarik dan menyenangkan; 3) wawasan dan pengetahuan mahasiswa akan semakin bertambah dan berkembang; 4) mahasiswa mempunyai referensi yang utama; 5) memudahkan mahasiswa untuk mengakses materi sehingga menjadi valid dan lebih fokus terhadap inti materi; 6) mahasiswa menjadi mandiri dalam mencari informasi tentang materi perkuliahan; dan akan mendapatkan sumber yang berkualitas. Responden yang menyatakan Sangat Setuju (SS) memiliki alasan sebagai berikut. 1) mendapatkan materi tambahan dari internet; 2) membantu belajar di rumah; 3) bias mendapatkan materi perkuliahn yang terbaru sesuai dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi; 4) melatih kemampuan mahasiswa untuk menemukan informasi perkuliahan sehingga bias mandiri; 5) mempermudah menemukan sumber informasi sehingga lebih efisien; 6) membantu dalam menemukan referensi perkuliahan; 7) memperbanyak

SESI PARALEL FISIKA

229


referensi bahan perkuliahan; dan 8) secara tidak langsung akan mampu menjadikan mahasiswa menjadi orang yang selalu berpikiran positif dan inovatif. Berkaitan dengan feedback dari dosen terhadap pemberian soal latihan, tugas, maupun soalsoal ujian, sebanyak 42% mahasiswa responden menyatakan Setuju (S) untuk mendapatkan feedback dari dosen dan selebihnya sebanyak 58% menyatakan Sangat Setuju (SS). Selengkapnya disajikan dalam gambar di bawah ini.

Gambar 2. Diagram yang berkaitan dengan feedback dosen terhadap pemberian soal latihan, tugas maupun soal ujian. Beberapa alasan responden yang menyatakan mereka Setuju (S) terhadap feedback dosen adalah sebagai berikut. 1) sebagai bahan evaluasi bagi mahasiswa untuk mengetahui kelemahan dan kelebihan dirinya sendiri; 2) dijadikan sebagai bahan penyempurnaan dalam mengerjakan soal tugas atau soal-soal selanjutnya; 3) mahasiswa akan segera tahu hasil belajarnya; 4) sebagai motivasi belajar; 5) untuk menghindari miskonsepsi; dan 6) mahasiswa mengetahui sejauhmana kemampuannya dalam mengikuti pembelajaran. Beberapa temuan lain menunjukkan bahwa mahasiswa perlu waktu untuk berinteraksi di luar perkuliahan, dan persetujuan mahasiswa atas diterapkannya model hybrid dalam perkuliahan. Kajian terhadap model-model perkuliahan hybrid on-line yang telah dilakukan oleh beberapa peneliti sebelumnya diantaranya adalah sebagai berikut. (1) Kebanyakan model yang dikembangkan adalah memanfaatkan materi pelajaran diinternet untuk memotivasi mahasiswa mempersiapkan diri dalam perkuliahan. Dosen memberikan pertanyaan awal berkaitan dengan materi yang akan di bahas. (2) Bahan perkuliahan berbantuan internet dimaksudkan untuk memperkaya materi perkuliahan. (3) Sangat jarang penggunaan kuis dalam model perkuliahan hybrid on-line Berdasarkan berbagai temuan dalam tahap define, ditentukan desain model perkuliahan hybrid on-line yang dapat membantu mahasiswa mempelajari dan memperkaya materi kuliah. Bahan penunjang adalah berbagai bahan bacaan dan video yang dapat dimanfaatkan oleh mahasiswa untuk memperkaya pengetahuannya tentang materi perkuliahan. Bahan-bahan ini dapat dibaca diinternet dan sebagaian dapat diunduh oleh mahasiswa. Bahan meliputi slide powerpoint perkuliahan, bahan bacaan, video pembelajaran, dan bahan-bahan lainnya. Slide perkuliahan diharapkan dapat membantu mahasiswa jika ingin mempelajari ulang penjelasan dosen. Materi tertulis sifatnya memperkaya bacaan mahasiswa terhadap materi yang sedang di bahas. Bahan lain seperti video banyak di dapatkan melalui internet hal ini merupakan bahan kuliah namun dengan format yang berbeda. Forum adalah sarana di dalam moodle yang dapat dimanfaatkan untuk berdiskusi antara mahasiswa dengan dosen atau antar mahasiswa. Dalam penelitian ini forum dimulai oleh dosen dengan mengajukan berbagai permasalahan yang berkaitan dengan perkuliahan. Selanjutnya

SESI PARALEL FISIKA

230


mahasiswa dapat menyampaikan berbagai gagasannya melalui diskusi forum ini. Dosen akan memberikan komentar pada diskusi yang dilakukan mahasiswa. Modus penugasan merupakan salah satu modus dalam moodle yang akan dimanfaatkan oleh dosen. Dengan modus penugasan, mahasiswa dapat mengetahui tugas-tugas perkuliahan dengan baik. Dosen juga dapat membatasi kapan tugas harus dikumpulkan. Jika mahasiswa tidak memperhatikan tugas ini maka secara otomatis mereka tidak dapat menngirimkan tugas perkuliahan. Kuis akan diberikan dalam perkuliahan ini untuk mengetahui pemahaman mahasiswa pada materi perkuliahan. Tahap develop adalah tahapan mengembangkan model hybrid online. Tahapan ini dimulai dengan mengembangkan situs yang dapat diakses oleh mahasiswa. Karena di UM telah tersedia moodle yang dapat dimanfaatkan oleh dosen maka model perkuliahan ini mengikuti situs yang telah tersedia tersebut. Dosen mendaftar sebagai course developer pada pengelola situs. Berikut adalah situs yang telah tersedia di UM. Halaman depan yang dijumpai oleh mahasiswa adalah sebagai berikut.

Gambar 3. Halaman Hybrid on-line Matakuliah PPF Penjelasan bagi mahasiswa tentang penggunaan hybrid on-line dalam perkuliahan juga diberikan pada halaman awal ini. Pada bagian berikutnya, situs dibagi dalam satuan minggu. Untuk setiap minggu dimana ada dua pertemuan tatap muka, mahasiswa dapat membuka bahan-bahan perkuliahan dengan cara memilih bahan yang telah disediakan. Selanjutnya bahan-bahan tersebut diharapkan dapat menambah wawasan mahasiswa tentang matari perkuliahan pada minggu tersebut. Model perkuliahan hybrid on-line yang telah dikembangkan selanjutnya diajukan kepada beberapa orang ahli yang terdiri dari dosen pengampu matakuliah di jurusan fisika yang terdiri atas 3 orang. Jika jawaban baik diberikan nilai 4 dan jawaban kurang diberikan nilai 1 maka rerata untuk semua aspek adalah 3,37 dapat disimpulkan sangat layak. Model perkuliahan hybrid online juga diujicobakan pada mahasiswa dan memberikan angket kepada mereka. Rerata untuk semua aspek adalah 3,16 dapat disimpulkan cukup layak. Secara keseluruhan mahasiswa menyatakan bahwa perkuliahan hybrid on-line bermanfaat bagi mahasiswa dan setuju jika diterapkan. Respon mahasiswa terhadap pertanyaan setujukah anda jika semua matakuliah menerapkan model hybrid on-line? Adalah sebagai berikut.

SESI PARALEL FISIKA

231


Gambar 4. Persetujuan Mahasiswa pada Model Hybrid On-line Model perkuliahan hybrid on-line memberikan manfaat bagi dosen dan mahasiswa dalam perkuliahan penilaian pendidikan fisika. Beberapa keunggulan dengan penggunaan hybrid on-line adalah sebagai berikut. (1) Mahasiswa dapat memperoleh materi kuliah tambahan di internet sehingga wawasan mereka lebih luas, (2) Manajemen perkuliahan menjadi lebih teratur dan praktis, (3) Mahasiswa dapat berdiskusi baik dengan dosen maupun dengan mahasiswa lain di luar waktu perkuliahan, (4) Tugas-tugas perkuliahan dapat dikelola dengan lebih baik, (5) Kuis dapat dikelola oleh situs sehingga menghemat waktu bagi dosen untuk memberikan melakukan koreksi hasil dan memberikan umpan balik bagi mahasiswa. Beberapa kelemahan produk model perkuliahan hybrid on-line adalah sebagai berikut. (1) Situs masih bergabung dengan UM dengan dosen menjadi course developer. Hal ini menyebabkan kesulitan dalam mendaftarkan mahasiswa dan mengatur tampilan. (2) Dosen perlu meluangkan waktu untuk mengembangkan materi perkuliahan yang dimuat dalam hybrid on-line. (3) Dosen perlu melihat perkembangan forum dan ikut serta dalam diskusi mahasiswa. Hal ini juga cukup menyita waktu. (4) Dosen perlu mengkoreksi tugas-tugas dengan cepat dan mengupload umpan baik secepatnya. Penggunaan berbagai teknologi dalam pembelajaran memberikan manfaat baik bagi guru, siswa, maupun masyarakat (Clyde&Dlohery, 2005: xii). Bagi guru penggunaan teknologi akan meningkatkan efektivitas dan efisiensi pembelajarannya. Bagi siswa, penggunaan berbagai tenologi akan memberikan kesempatan belajar yang lebih berkualitas. Penggunaan teknologi secara umm juga akan menguntungkan masyarakat luas karena informasi akan dengan mudah disebarkan dan dinikmati oleh masyarakat. Teknologi komputer yang tersedia pada saat ini memiliki beberapa kemampuan yang dapat dimanfaatkan sebagai alat bantu pembelajaran. Pertama, komputer memiliki kemampuan menyimpan data yang sangat besar. Berbagai data dalam bentuk tulisan, gambar, animasi, simulasi, audio dan gambar hidup (video) dapat disimpan dengan mudah dan ditampilkan dengan cepat oleh komputer. Hal ini dapat meningkatkan kualitas komunikasi dalam pembelajaran di kelas. Kedua, komputer memiliki kecepatan kerja yang sangat tinggi. Dengan kecepatan yang sangat tinggi ini perhitungan dan siklus kerja yang panjang dapat dilakukan dengan cepat oleh komputer. Data-data pengamatan misalnya, dapat diolah dan ditampilkan dengan cepat dengan bantuan komputer. Ketiga, komputer dapat dengan mudah dihubungkan ke jaringan internet sehingga memudahkan guru menelusuri informasi-informasi yang dibutuhkan, Keempat, komputer dapat bekerja secara interaktif (Boohan ed, 2002: 211). Keuntungan lain adalah komputer juga relatif murah sehingga terjangkau oleh guru, siswa, dan sekolah. Beberapa keuntungan penggunaan komputer dalam pembelajaran. (1) Sifat interaktif, komputer dapat melibatkan siswa secara aktif dalam pembelajaran. Penggunaan komputer berbeda dengan buku atau mendengarkan ceramah guru dimana siswa hanya berperan pasif (Barton, 2004: SESI PARALEL FISIKA

232


29). (2) Perhatian individual, sebagaimana dikeahui bahwa setiap siswa memiliki cara belajar yang berbeda, kecepatan belajar yang berbeda dan minat belajar yang berbeda. Semua perbedaan yang dimiliki oleh siswa ini akan dapat diakomodasi oleh pembelajaran berbantuan komputer yang dirancang dengan baik. (3) Berkembang pesat, perkembangan komputer yang pesat menjanjikan perkembangan pembelajaran baru yang belum pernah ditemukan. Beberapa penelitian menunjukkan dampak penggunaan komputer dalam pembelajaran. Beberapa penelitian menunjukan beberapa hal sebagai berikut. (1) Penggunaan komputer dalam pembelajaran menunjukkan peningkatan belajar atau hasil yang sama dengan pembelajaran tradisional (Hofe, 2001). (2) Penggunaan komputer menurunkan waktu belajar jika dibandingkan dengan waktu belajar di kelas. (3) Penggunaan komputer meningkatkan sikap posiif siswa terhadap penggunaan komputer dalam belajar. (4) Pengembangan pembelajaran berbantuan komputer dengan mengikuti pedoman tertentu dapat diadopsi dan dimanfaatkan oleh guru di lain tempat. Penggunaan komputer dan teknologi informasi dalam pembelajaran juga memberikan keuntungan bagi guru. Menurut Musker (2004: 14) keuntungan bagi guru diantaranya adalah sebagai berikut. (1) Dapat mengembangkan pembelajaran yang lebih menarik. (2) Dapat mempercepat dan mempermudah tugas. (3) Dapat meningkatkan kualitas presentasi. (4) Dapat mengembangkan pembelajaran yang lebih visual. Model perkuliahan hybrid on-line merupakan salah satu implementasi blended learning dimana dosen tetap menyelenggarakan perkuliahan tatap muka sebagaimana biasanya dan menambahkan kegiatan berbantuan internet untuk melengkapi kegiatan tatap muka. Dalam perkuliahan hybrid on-line dikembangkan sebuah situs untuk mengelola kegiatan perkuliahan sebagaimana E-learning. Namun demikian, perkuliahan hybrid on-line hanya memanfaatkan elearning untuk mendukung kegiatan tatap muka. Penilaian, interaksi di luar perkuliahan, dan berbagi bahan ajar adalah beberapa contoh kegiatan hybrid on-line. Hasil penelitian Ernst, J.V. (2008) mendukung pelaksanaan model hybrid on-line dalam perkuliahan. Mahasiswa yang terlibat dalam penelitian menunjukkan manfaat dari implementasi hybrid on-line dibandingkan dengan perkuliahan tatap muka meskipun mereka belum berpengalaman dalam model ini sebelumnya. Namun demikian, penelitian lain yang dilakukan oleh Senn, G.J. (2008) mendapatkan bahwa penggunaan hybrid on-line tidak dianjurkan untuk matakuliah yang sarat dengan kegiatan keterampilan (hand on). Matakuliah PPF bukanlah matakuliah yang sarat dengan keterampilan fisik sehingga sesuai dengan model hybrid on-line PENUTUP Model hybrid on-line yang dikembangkan memiliki manfaat yang besar dalam perkuliahan penilaian pendidikan fisika. Produk yang dikembangkan juga dinyatakan layak untuk digunakan dalam perkuliahan. Keunggulan produk adalah membantu penyelenggaraan perkuliahan menjadi lebih efektif. Saran yang dapat disampaikan adalah sebagai berikut. (1) Mengingat cukup efektifnya model perkuliahan hybrid on-line ini, jurusan pendidikan fisika diharapkan dapat mendesimenasikan dan menerapkannya pada matakuliah yang lain. (2) Mengembangkan situs secara mandiri akan mempermudah pengelolaan model hybrid on-line. (3) Bagi pengembang model hybrid on-line sebaiknya menggunakan versi moodle yang terbaru. (4) Jika akan diterapkan sebaiknya pada mahasiswa diberikan pelatihan berkaitan dengan penggunaan Moodle. DAFTAR PUSTAKA Barton, R. (2004). Why use computer in practical science? Dalam Barton, R. (eds.), Teaching secondary science with ICT (pp. 29). New York: Open University Press. Bell, B., &, Cowie B. (2002). Formative assessment and science education. New York: Kluwer Academic. Boohan, R. (2002). ICT and cCommunication. Dalam Amos, S., & Boohan, R. (eds.), Aspects of teaching secondary science (pp. 211). New York: The Open University. SESI PARALEL FISIKA

233


Clyde, W., & Delohery, A. (2005). Using Technology in Teaching. London: Yale University Press. Demirci, N. (2008). Misconception pattern from teacher to student: An example for force and motion concepts[versi elektronik]. Journal of Science Education, 9, 1. Ernst, J. V. (2008). A Comparison of Tradisional and Hybrid Online Instructional presentation in Communication Technology. Journal of Technology Education, 19(2). Harlen, W. (2003). Enhancing inquiry through formative assessment. San Francisco: Exploratorium. Hofe, R. V. (2001). Investigation into student‘ learning of application in computer-based learning environtment [versi electronik]. Teaching Mathematics and Its Applications, 20(3), 109119. Musker, R. (2004). Using ICT in a secondary science department. Dalam Barton, R. (eds.), Teaching secondary science with ICT (pp. 19). New York: Ope University Press. Senn, G. J. (2008), Comparison of Face-to-Face and Hybrid Delivery of a Course that Requires Technology Skills Development, Journal of information Technology, Vol 7. Thiagarajan, S., Dorothy S. Semmel, dan Melvyn I. Semmel. 1974. Instructional Development forTraining Teachers of Exceptional Children. Source Book. Bloomington: Center for Innovation on Theaching the Handicapped. Vaughan, N. D, & Garrison, D, R, (2008), Blended Learning in Higher Education, San Francisco, John Willey and sons.

SESI PARALEL FISIKA

234


PENERAPAN TOTALLY POSITIVE TEACHING MODEL UNTUK MENUMBUHKAN KARAKTER TANGGUNGJAWAB DAN KEJUJURAN, MENINGKATKAN AKTIVITAS BERBAHASA INGGRIS, DAN HASIL BELAJAR KOGNITIF FISIKA MATEMATIKA I Sulur Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Malang, Jl. Semarang No. 5 Malang 65145 Emali: [email protected] Abstrak: Tujuan penelitian ini adalah untuk mendeskripsikan (1) pertumbuhan karakter tanggungjawab dan kejujuran, (2) peningkatan aktivitas berbahasa Inggris, dan (3) peningkatan hasil belajar kognitif Fisika Matematika I mahasiswa program RSBI Program Studi Pendidikan Fisika FMIPA UM Malang semester ganjil 2012/2013 setelah penerapan totally positive teaching model. Penelitian ini termasuk penelitian tindakan kelas dengan dua siklus. Setiap siklus terdiri dari perencenaan, pelaksanaannya, pengamatannya, dan refleksi. Subjek penelitian ini adalah mahasiswa peserta perkuliahan Fisika Matematika I semester ganjil 2012/2013 yang berjumlah 26 orang. Data pertumbuhan karakter dan aktivitas berbahasa Inggris dikumpulkan dengan instrumen pengamatan sedangkan hasil belajar kognitif Fisika Matematika I dikumpulkan dari hasil ujian harian. Hasil penelitian menunjukkan bahwa (1) karakter tanggungjawab dan kejujuran mengalami pertumbuhan yang ditandai dengan jumlah mahasiswa yang datang terlambat, tidak membawa handout, tidak mengumpulkan tugas sesuai kesepakatan, tidak mengerjakan sendiri ujian atau tugas, tengok ke kiri atau ke kanan dengan maksud mendapatkan jawaban teman pada saat ujian, dan tugas yang dikumpulkan sama persis dengan tugas teman lain dari rata-rata 19 – 23% pada siklus I menjadi 3 – 7% pada siklus II; (2) aktivitas berbahasa Inggris yang terdiri dari mengajukan pertanyaan, mengajukan ide/pendapat atau menjawab pertanyaan, dan melakukan presentasi di depan kelas menggunakan bahasa Inggris meningkat dari rata-rata 15 – 19% per pertemuan pada siklus I menjadi 23 – 27% per pertemuan pada siklus II; (3) hasil belajar kognitif mahasiswa meningkat yang ditandai dengan nilai rata-rata ujian harian sebesar 42,0 pada siklus I menjadi 62,9 pada siklus II. Kata kunci: totally positive teaching model, karakter tanggungjawab dan kejujuran, aktivitas berbahasa Inggris, hasil belajar kognitif.

PENDAHULUAN Kejujuran mahasiswa dalam mengerjakan tugas atau ujian mengawatirkan. Salah bukti adalah hasil penilaian diri (self assessment) mahasiswa terhadap kejujuran pada matakuliah yang peneliti ampu. Hampir semua mahasiswa menilai dirinya dengan menyatakan bahwa pada awalnya mereka berusaha untuk jujur namun akhirnya mereka berbuat curang. Salah satu ungkapan kejujuran mahasiswa adalah sebagai berikut, ... Mmm ... dalam matakuliah ini, bapak dosen menekankan tentang kejujuran. Saya suka sebenarnya, di awal-awal saya mengikuti dan berusaha untuk melaksanakannya, tapi kadang saya juga merasa gimana gitu. Kadang merasa gak adil juga, kalau misalnya saya jujur terus, ada yang gak jujur dan ternyata yang gak jujur itu mendapat lebih. ... Kalau misal saya jujur sejujur-jujurnya, bagaimana kalau tidak lulus? Bagaimana kalau harus mengulang? Siapa yang menanggung? Saya sendiri. Nanti saya jujur malah ajur,...

SESI PARALEL FISIKA

235


Peneliti juga menemukan kasus ketidakjujuran pada saat ujian matakuliah Fisika Matematika I. Pada saat peneliti harus meninggalkan ruang ujian, peneliti mendengar percakapan antara mereka dan ketika peneliti memasuki ruang ujian kembali maka terjadi perubahan yang mendadak seperti perubahan gerak mahasiswa dan suasana menjadi tenang kembali. Keadaan ini menunjukkan telah terjadi ketidakjujuran. Peneliti juga menemukan kasus ketidakjujuran pada pengerjaan tugas atau ujian matakuliah Fisika Matematika I. Beberapa tugas yang dikumpulkan memiliki jawaban yang sama persis mulai dari awal – bahkan kesalahan kecil yang terjadi juga sama. Keterlambatan mahasiswa memasuki ruang kelas atau mengumpulkan tugas, tidak membawa handout merupakan indicator rendahnya tanggungjawab mahasiswa dalam mengikuti perkuliahan. Peneliti menandai bahwa tanggungjawab mahasiswa masih rendah. Pada awal awal perkuliahan lebih dari 5 orang terlambat kuliah, beberapa tidak mengumpulkan tugas dan tidak membawa handout. Aktivitas berbahasa Inggris yang berupa mengajukan pertanyaan, menjelaskan mengajukan pendapat atau menjawab pertanyaan dan melakukan presentasi dengan menggunakan bahasa Inggris mahasiswa program RSBI Prodi Pendidikan Fisika masih kurang. Catatan perkuliahan peneliti menunjukkan bahwa jumlah rata-rata mahasiswa yang mengajukan pertanyaan, menjawab pertanyaan atau mengajukan pendapat, dan melakukan presentasi berturut-turut hanya 2, 1, dan 1 orang dari 30 orang mahasiswa pada tahun akademik 2011/2012. Pada tahun sebelumnya jumlahnya kurang dari satu. Di samping kejujuran, tanggungjawab dan aktivitas berbahasa Inggris yang kurang pada perkuliahan Fisika Matematika I, hasil belajar kognitif juga belum menunjukkan hasil yang menggembirakan. Dalam lima tahun terakhir, rata – rata nilai Fisika Matematika I adalah antara 55 – 60 atau masuk kategori C sampai C+. Masalah-masalah yang disebutkan di atas muncul disebabkan oleh berbagai faktor. Salah satu faktor adalah penedekatan pembelajaran yang peneliti gunakan. Peneliti menemukan bahwa pendekatan pembelajaran yang peneliti gunakan selama ini masih terkesan belum secara menyeluruh. Peneliti telah menggunakan multimetode perkuliahan aktif [1] dan memadukan sistem, perangkat dan metode dalam perkuliahan [2] namun belum memberikan hasil yang optimal. Peneliti menganalisis dan menemukan bahwa ada hal mendasar yang belum tersentuh yakni bagaimana mampu melaksanakan perkuliahan yang memenuhi kebutuhan mahasiswa dan menghilangkan hal-hal yang kontra-produktif sebagaimana yang terungkap dari penilaian diri mahasiswa tentang kejujuran di atas, jika saya jujur malah ajur. Ini perlu langkah nyata, bagaimana tindakan yang peneliti lakukan untuk menumbuhkan kejujuran memenuhi kebutuhan mahasiswa dan tidak menimbulkan kontraproduktif karena mereka harus lulus matakuliah. Bagaimana menyeimbangkannya, kerja keras dan jujur dapat dilaksanakan secara bersama tanpa menimbulkan hal-hal yang kontra-produktif. Di samping itu, peneliti juga menemukan bahwa peneliti belum menggunakan pendekatan individu terutama kepada mahasiswa yang capaian hasil belajarnya masih rendah. Peneliti hanya memanfaatkan kegiatan asistensi matakuliah Fisika Matematika I. Perlu usaha dari peneliti sebagai dosen untuk membantu mahasiswa yang capaian hasil belajarnya masih rendah secara lebih intensif dan individu untuk memenuhi kebutuhan mereka dan menghentikan perilaku yang menjadi masalah mereka. Peneliti menemukan bahwa sebagian besar kita pasti memiliki satu orang guru atau lebih dalam proses pendidikan yang kita jalani sejak taman kanak-kanak sebagai seorang guru idola. Peneliti renungkan bahwa guru idola tersebut merupakan guru yang mampu memenuhi kebutuhan peserta didik, merubah hal-hal yang kontra-produktif, membantu peserta didiknya mengatasi masalah mereka, menggunakan multimetode pembelajaran aktif dan sejenisnya. Peneliti menemukan bahwa pendekatan pembelajaran ini merupakan model pembelajaran positif secara total (totally positive teaching model) [1]. Berdasarkan analisis peneliti, masalah-masalah tersebut di depan, dapat diatasi dengan menggunakan model pembelajaran positif secara total karena pendekatan ini menggunakan 5

SESI PARALEL FISIKA

236


langkah yakni (1) meeting mutual needs (2) changing counterproductive feelings, (3). ending behavior problems, (4). helping underachievers, (5). using active-learning strategies. Masingmasing langkah telah dibuktikan oleh beberapa penelitian [2] dan [3]. Langkah pertama dirancang agar mampu memenuhi kebutuhan mahasiswa dan dosen sehingga menciptakan kemitraan antara keduanya dan selanjutnya mampu membentuk tim kerja yang handal. Beberapa langkah untuk mewujudkan langkah ini adalah menciptakan kelas yang menyenangkan – yakni menciptakan kondisi agar dosen dan mahasiswa merasa nyaman, menggunakan talenta, semangat, dan membangun ketertarikan, membantu peserta didik terutama yang bermasalah dan menciptakan kebersamaan. Langkah kedua diwujudkan dengan antara lain dengan mengidentifikasi hal-hal yang positif dan kemudian menciptakannya melalui kegiatan yang positif. Langkah ketiga berisi penegakan disiplin untuk menghentikan perilaku yang bermasalah, dengan cara (1) menggunakan perlombaan dan permainan dalam kelas, (2) melibatkan mahasiswa dalam kegiatan dengan memberikan bonus poin bagi mahasiswa yang terlibat dengan sempurna; (3) menggunakan teknik pengendalian yakni membuang hal negatif dan menggantinya menjadi hal yang positif; (4) memenuhi kebutuhan mahasiswa untuk membangun hubungan yang baik – yang pada akhirnya terbentuk penerimaan yang total. Langkah keempat dilakukan dengan (1) menggunakan tes untuk menciptakan mind set yang positif; (2) melibatkan mahasiswa yang belum tuntas dalam kegiatan tanya-jawab; (3) memberikan penghargaan yang bersifat deskriptif; dan (4) membangun/menciptakan harapan tinggi (high expectation). Langkah kelima adalah menerapkan perkuliahan aktif. Perkuliahan aktif memberikan kesempatan yang luas kepada mahasiswa untuk aktif mencari, menemukan, membangun gagasan, mempertanyakan, dan menerapkan gagasan untuk menyelesaikan masalah secara mandiri. Peran mahasiswa menjadi dominan dibandingkan dengan peran dosen. Pembelajaran aktif ini akan memotivasi mahasiswa untuk menjadi the fully active learners [3]. Perkuliahan aktif dapat diwujudkan dengan penerapan multimetode antara lain brainstorming, work in pair, small group discussion, tanya-jawab, jigsaw, kuis, dan sebagainya [5]. Jujur (honesty) merupakan salah satu karakter mulia yang merupakan ukuran kualitas diri seseorang yang dipergunakan masyarakat untuk mendefinisikan karakter orang tersebut [6]. Beberapa penanda karakter jujur antara lain adalah bertindak atau berkata apa adanya, tidak direkayasa atau diubah, tidak menipu, tidak menjiplak atau mencuri, melakukan apa yang dikatakan, keberanian untuk melakukan hal yang benar, membangun reputasi yang baik, patuh, dan sebagainya. Pada kegiatan perkuliahan indikator kejujuran antara lain berupa kegiatan tidak mencontek jawaban orang lain, tidak menciplak pekerjaan atau jawaban ujian, tidak menanyakan jawaban ujian kepada orang lain, tidak melirik atau menengok ke kanan ke kiri untuk memperoleh jawaban orang lain, tidak curang dalam mengerjakan ujian atau tugas, tidak membuka catatan atau buku untuk mendapatkan jawaban ujian ketika ujian bersifat tutup buku, tidak menggunakan teknologi untuk memperoleh jawaban ujian atau tugas, dan sejenisnya. Beberapa cara yang dapat dilakukan untuk menghentikan ketidakjujuran antara lain (1) pengawasan yang ketat sehingga tidak memberi kesempatan mahasiswa untuk melakukan ketidakjujuran, (2) menuliskan sumpah demi Tuhan bahwa mahasiswa mengerjakan sendiri ujian atau tugas tidak mencontek teman, (3) memberikan sanksi bagi yang berbuat curang dengan sanksi yang cukup berat, misalnya setelah ketahuan curang tiga kali maka yang bersangkutan dinyatakan tidak lulus, dan (4) memberikan pemahaman secara intensif bahwa ketidakjujuran dapat merusak integritas dan moral seseorang. Persatuan guru New York [1] mengajarkan bahwa jika menemukan peserta didik yang mencontek dengan alasan untuk mendapatkan nilai yang bagus maka pendidik dapat merespon dengan mengatakan apakah curang merupakan cara terbaik untuk mengorbankan integritas demi nilai yang bagus? METODE Penelitian ini merupakan penelitian kualitatif dengan menggunakan pendekatan penelitian tindakan kelas (PTK). Menggunakan PTK karena penelitian ini merupakan usaha untuk memperbaiki proses penyelenggaraan perkuliahan Fisika Matematika I dalam rangka

SESI PARALEL FISIKA

237


menumbuhkan karakter tanggungjawab dan kejujuran, peningkatan aktivitas berbahasa Inggris dengan tetap menekankan pada penguasaan materi yang ditandai dengan peningkatan hasil belajar. Menggunakam PTK karena peneltian ini juga bersifat terbatas pada subjek penelitian. PTK yang dilaksanakan mengikuti pola pikir bahwa jumlah siklus bergantung kepada ketercapaian tujuan penelitian. Setelah pelaksanaan, ternyata PTK dengan dua siklus telah berhasil mencapai tujuan. Tahap-tahap kegiatan pada setiap siklus adalah tahap perencanaan (rencana tindakan), implementasi (pelaksanaan tindakan), observasi (pengamatan), dan refleksi yang diikuti dengan perencanaan ulang. Rencana tindakan berupa penyusunan rencana pelaksanaan perkuliahan (RPP) yang mengikuti langkah model pembelajaran positif secara total yang terdiri dari lima langkah sebagaimana dijelaskan pada bagian pendahuluan. Setiap RPP dilengkapi dengan handout, soalsoal latihan atau kuis, dan media pembelajaran yang berupa slide powerpoint. RPP, handout, soalsoal latihan atau kuis, dan media pembelajaran disusun dalam bahasa Inggris. Pelaksanaan tindakan berupa penerapan model pembelajaran positif secara total sesuai dengan RPP. Pengamatan dilakukan oleh tim peneliti secara sistematis dan objektif terhadap kegiatan perkuliahan dan mencatat data indikator penumbuhan tanggungjawab dan kejujuran, aktivtas berbahasa Inggris dengan intrumen pengamatan. Validitas dan reliabilitas instrumen diperhatikan melalui keahlian dan proses penyusunan. Hasil belajar kognitif diperoleh berdasarkan hasil ujian harian. Data-data yang diperoleh dari hasil pengamatan pada kegiatan observasi dianalisis dengan teknik persentase dan membandingkannya dengan kategori yang menggunakan lima interval untuk penumbuhan tanggungjawab – kejujuran dan aktivitas berbahasa Inggris. Untuk hasil belajar, data diolah untuk menemukan rata-rata dan membandingkannya dengan kategori pada buku Pedoman Pendidikan UM.

HASIL DAN PEMBAHASAN Perkuliahan dengan menerapkan model pembelajaran pembelajaran positif secara total dengan 5 langkah dilaksanakan pada akhir Agustus 2012 sampai dengan awal Oktober 2012. Penelitian dilaksanakan dalam dua siklus, tiap siklus terdiri dari 5 pertemuan. Pelaksanaan model pembelajatan positif adalah sebagai berikut. Keempat langkah pertama dibangun melalui membangun kesepakatan. Perilaku yang disepakati untuk penumbuhan tanggungjawab adalah tidak boleh masuk kelas jika terlambat lebih dari 15 menit dan tidak boleh mengikuti ujian harian jika tidak membawa handout. Hal-hal yang disepakati pada penumbuhan kejujuran adalah penulisan sumpah untuk jujur pada lembar ujian harian, tugas dan proyek – jika tidak ada tulisan nilainya nol; aturan pelanggaran kejujuran yang berupa nilai nol pada kecurangan pertama dan kedua serta tidak lulus matakuliah jika tertangkap curang yang ketiga kalinya. Isi sumpah yang dituliskan adalah ‘Demi Alloh, saya mengerjakan sendiri ujian ini dengan jujur, tidak menyontek pekerjaan teman’. Penanaman nilai-nilai jujur juga disampaikan pada setiap perkuliahan – utamanya mengapa harus mengorbankan integritas diri untuk mendapatkan nilai ujian yang bagus. Kegiatan yang disepakati untuk aktivitas berbahasa Inggris adalah pencatatan setiap aktivitas berbahasa Inggris guna member kesempatan mahasiswa yang belum pernah beraktivitas, penyediaan kesempatan beraktivitas berbahasa Inggris pada kegiatan awal dan inti perkuliahan. Hal-hal yang disepakati untuk hasil belajar kognitif adalah adanya ujian harian setiap pertemuan dan penayangan capaian nilai pada setiap perkuliahan guna memotivasi dan mendorong persaingan yang sehat. Penciptaan kebersamaan, harapan tinggi, kegiatan positif dan menyenangkan dibangun melalui langkah kelima yakni penerapan multimtode perkuliahan aktif yang terdiri dari kegiatan curah pendapat, diskusi kelompok kecil (3 orang per kelompok), presentasi, tanya-jawab atau dialog interaktif, penjelasan/penguatan materi, dan ujian harian. Penunjukan presenter dilakukan dengan permainan hum pim pah dan lempar bola yang diiringi musik. Berdasarkan pengamatan perkuliahan diperoleh bahwa pelaksanaan model pembelajaran positif secara total dapat dilaksanakan dengan baik.

SESI PARALEL FISIKA

238


Pelaksanaan model pembelajaran positif secara total dapat menumbuhkan karakter tanggungjawab dengan baik. Indikator penumbuhan tanggungjawab dalam perkuliahan adalah berada di kelas sesaat sebelum perkuliahan dimulai (tidak terlambat); mengumpulkan tugas atau proyek tepat waktu dan membawa handout ketika perkuliahan berlangsung. Peneliti sebagai pelaksana selalu datang ke kelas sebelum waktu perkuliahan dimulai agar mampu mencatat jumlah mahasiswa yang datang terlambat. Pada siklus pertama jumlah mahasiswa yang terlambat rata-rata 5 – 6 orang (dari 26 orang mahasiswa atau 19 – 23% ). Jumlah mahasiswa yang mengumpulkan tugas mingguan tidak tepat waktu atau tidak sesuai dengan kesepakatan rata-rata 3 – 4 orang (dari 26 orang mahasiswa atau 11 – 15% ). Jumlah mahasiswa yang tidak membawa handout pada siklus pertama rata-rata 2 – 3 orang (dari 26 orang mahasiswa atau 7 – 11% ). Jumlah mahasiswa yang terlambat atau mengumpulkan tugas tidak tepat waktu atau tidak sesuai kesepakatan cukup besar karena mereka belum terbiasa dengan perilaku yang dibangun. Untuk menumbuhkan tanggungjawab, maka pada siklus II dilakukan tindakan perbaikan yang disisipkan di awal perkuliahan adalah berupa penyampaian penggunaan handout dalam perkuliahan, kemungkinan soal ujian diambil dari kumpulan soal dalam handout; penggunaan data atau tabel dari handout; penyampaian pesan bahwa terlambat dapat merugikan diri sendiri dan orang lain, perlunya mengatur waktu dengan baik dan pesan-pesan keagamaan untuk menghargai waktu. Berdasarkan perbaikan tindakan ini pada siklus II, jumlah mahasiswa yang terlambat ratarata 2 – 3 orang (dari 26 orang mahasiswa atau 7 – 11% ). Jumlah mahasiswa yang mengumpulkan tugas mingguan tidak tepat waktu atau tidak sesuai dengan kesepakatan rata-rata 1 – 2 orang (dari 26 orang mahasiswa atau 3 – 7%). Semua mahasiswa membawa handout. Terlihat bahwa penumbuhan tanggungjawab membutuhkan pembiasan yang dilakukan secara berulang sehingga terbentuk perilaku tanggungjawab yang muncul secara otomatis. Indikator penumbuhan kejujuran adalah mengerjakan sendiri ujian atau tugas, tidak tengok ke kiri atau ke kanan dengan maksud mendapatkan jawaban teman pada saat ujian, dan tugas yang dikumpulkan berbeda atau tidak sama persis dengan tugas teman lain. Karakter kejujuran dapat tumbuh dengan baik karena sejak siklus I tidak ditemukan mahasiswa yang melakukan kecurangan atau tugas yang dikumpulkan sama persis. Hal ini disumbangkan antara lain faktor keagamaan. Sebagaimana dikemukakan di atas bahwa mahasiswa harus menuliskan sumpah untuk jujur. Sumpah ini dipertanggungjawabkan kepada Tuhan. Mahasiwa menyadari sepenuhnya bahwa dengan menuliskan sumpah berarti mereka harus jujur. Di samping itu hukuman yang disepakati bahwa jika tertangkap curang maka nilai ujian/tugas/proyek menjadi nol juga menjadi alat pengontrol yang baik untuk menumbuhkan karakter kejujuran. Aktivitas berbahasa Inggris berupa mengajukan pertanyaan dalam bahasa Inggris pada siklus pertama dilakukan oleh 7 orang selama 5 pertemuan (rata-rata 1.4); menjawab pertanyaan atau menjelaskan ide dengan berbahasa Inggris dilakukan oleh 8 orang selama 5 pertemuan (rata-rata 1.6) dan melakukan presentasi atau menjelaskan topik di depan kelas dengan berbahasa Inggris dilakukan oleh 6 orang selama 5 pertemuan (rata-rata 1.2). Secara umum rata-rata mahasiswa yang melakukan aktivitas berbahasa Inggris adalah 4 – 5 orang dari 26 orang mahasiswa atau 15 – 19% per pertemuan pada siklus I. Untuk meningkatkan aktivitas berbahasa Inggirs, maka refleksi siklus I memberikan rekomendasi sebagai berikut (1) pengelolaan waktu dilakukan secara lebih efisien; (2) segera menunjuk mahasiswa untuk menyampaikan hasil reviu pada kegiatan brainstorming; (3) membuat pertanyaan yang mengikuti pola spiral (dari mudah ke sulit secara bertahap); (4) mendorong mahasiswa untuk lebih berani berpendapat, bertanya, atau menjawab; (5) pencatatan mahasiswa yang melakukan kegiatan indikator berbicara berbahasa Inggris harus lebih teliti; dan (6) menyediakan ‘hadiah’ sebagai pancing agar mahasiswa berani beraktivitas berbahasa Inggris. Pada siklus II jumlah mahasiswa yang mengajukan pertanyaan dalam bahasa Inggris, menjawab pertanyaan atau menjelaskan ide dengan berbahasa Inggris, dan melakukan presentasi atau menjelaskan topik di depan kelas dengan berbahasa Inggris adalah berturut-turut 1, 2, dan 3 orang per pertemuan dari 26 orang atau secara keseluruhan 6 – 7 orang dari 26 orang atau 23 – 27% per pertemuan.

SESI PARALEL FISIKA

239


Hasil belajar diperoleh dari hasil penyelesaian soal-soal ujian harian yang diselenggarakan pada setiap pertemuan. Terdapat 5 kali ujian harian pada siklus I. Soal-soal ujian harian disesuaikan dengan indikator hasil belajar yang disajikan pada handout untuk setiap pertemuan. Nilai rata-rata hasil belajar pada siklus I adalah 42.0. Untuk meningkatkan capaian hasil belajar, maka refleksi siklus I memberikan rekomendasi antara lain (1) tahap penguatan harus benar-benar sederhana dan mudah dipahami, (2) memberikan kesempatan bertanya-jawab yang lebih luas, dan (3) memberikan penjelasan tentang maksud soal karena masalah bahasa. Ujian harian pada siklus II dilaksanakan mengikuti masukan-masukan hasil refleksi siklus I. Ada 5 ujian pada siklus II karena ada 5 pertemuan. Nilai rata-rata ujian harian pada siklus II adalah 63. Jika dibandingkan dengan rata-rata nilai pada siklus II maka terdapat peningkatan capaian hasil belajar sebesar 21.0.

KESIMPULAN Kesimpulan penelitian adalah bahwa penerapan model pembelajaran positif secara total dapat (1) menumbuhkan karakter tanggungjawab dan kejujuran dengan pertumbuhan yang ditandai dengan jumlah mahasiswa yang datang terlambat, tidak membawa handout, tidak mengumpulkan tugas sesuai kesepakatan, tidak mengerjakan sendiri ujian atau tugas, tengok ke kiri atau ke kanan dengan maksud mendapatkan jawaban teman pada saat ujian, dan tugas yang dikumpulkan sama persis dengan tugas teman lain menurun dari dari rata-rata 19 – 23% pada siklus I menjadi 3 – 7% pada siklus II; (2) meningkatkan aktivitas berbahasa Inggris yang terdiri dari mengajukan pertanyaan, mengajukan ide/pendapat atau menjawab pertanyaan, dan melakukan presentasi di depan kelas menggunakan bahasa Inggris meningkat dari rata-rata 15 – 19% per pertemuan pada siklus I menjadi 23 – 27% per pertemuan pada siklus II; (3) hasil belajar kognitif mahasiswa meningkat yang ditandai dengan nilai rata-rata ujian harian sebesar 42,0 pada siklus I menjadi 62,9 pada siklus II.

Daftar Pustaka [1] Joseph Ciaccio.2004. Totally Positive Teaching Approach, ASCD, Alexandria, [2] Sulur, Subani dan Muharjito, 2010, Penerapan Multimetode Perkuliahan Aktif Untuk Meningkatkan Keterampilan Berbahasa Inggris Dan Hasil Belajar Fisika Matematika II Mahasisa Semester Genap 2009/2010 Jurusan Fisika FMIPA UM Malang, Seminar Nasional, FMIPA UM Malang.

[3] Sulur dan Subani, 2011, Pengembangan Karakter dan Peningkatan Hasil Belajar Fisika Matematika II Melalui Sistem, Perangkat, dan Metode Perkuliahan yang Terpadu, Seminar Nasional Lesson Study 3, FMIPA UM Malang.

[4] Harmin, Merril and Toth Melanie. 2006. Inspiring Active Learning, A Complete Handbook for Today’s Teachers. ASCD (Assosiation of Supervision and Curriculum Development) Alexandria.

[5] Silbermann, Mell. 1996. Active Learning: 101 Strategies to Teach Any Subject. [6] Sara Dimerman, 2009, Character is the Key How to Unlock the Best in Our Children and Ourselves, John Wiley and Son, Canada, Ltd.

SESI PARALEL FISIKA

240


PENGARUH MODEL PEMBELAJARAN BERBASIS MASALAH TERHADAP PENGUASAAN KONSEP FISIKA DITINJAU DARI KETERAMPILAN GENERIK SAINS CALON GURU IPA Sumarjono Jurusan Fisika Universitas Negeri Malang’ E-mail: [email protected] Abstrak: Berdasarkan hasil penelitian menunjukkan bahwa penguasaan konsep fisika kelompok mahasiswa yang belajar dengan model PBM berbeda dengan kelompok mahasiswa yang belajar dengan model konvensional. Terdapat interaksi antara model PBM dan keterampilan generik sains terhadap penguasaan konsep fisika. Kelompok mahasiswa yang memiliki keterampilan generik sains tinggi jika belajar dengan model PBM memiliki penguasaan konsep fisika lebih tinggi daripada jika belajar dengan model konvensional. Kelompok mahasiswa yang memiliki keterampilan generik sains rendah jika belajar dengan model PBM memiliki penguasaan konsep fisika lebih rendah daripada jika belajar dengan model konvensional. Kata kunci: model pembelajaran berbasis masalah, keterampilan generik sains, penguasaan konsep fisika

PENDAHULUAN Mutu pendidikan di suatu negara sangat mempengaruhi kualitas sumber daya manusia di negara tersebut. Dunia pendidikan di Indonesia sudah menunjukkan adanya pemikiran kearah untuk memajukan sumberdaya manusia. Sebagai indikatornya pemerintah yang dalam hal ini Kementerian Pendidikan Nasional telah dapat menghasilkan beberapa peraturan menteri yang salah satunya adalah Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 22 tahun 2006 tanggal 23 Mei 2006 tentang Standar Isi. Dalam bab pendahuluan lampiran Permendiknas tersebut telah dinyatakan bahwa peningkatan mutu pendidikan diarahkan untuk meningkatkan kualitas manusia Indonesia seutuhnya melalui olahhati, olahpikir, olahrasa dan olahraga agar memiliki daya saing dalam menghadapi tantangan global. Peningkatan relevansi pendidikan dimaksudkan untuk menghasilkan lulusan yang sesuai dengan tuntutan kebutuhan berbasis potensi sumber daya alam Indonesia (Depdiknas, 2006:1). Sumber daya manusia dalam dunia pendidikan yang harus mendapatkan perhatian adalah guru. Seorang guru harus dapat menjadi seorang pendidik dan pengajar, karena guru merupakan ujung tombak keberhasilan pendidikan. Sebagai seorang pengajar tentu harus mempunyai kemampuan dan kompetensi mengajar sesuai dengan bidang studinya. Dengan demikian maka sebagai seorang guru IPA harus menguasai materi IPA yang didalamnya terdapat materi fisika. Untuk itu Universitas Negeri Malang sebagai salah satu LPTK wajib membina para calon guru khususnya calon guru IPA agar kelak dapat mengaplikasikan keilmuannya ke dunia pendidikan yang nyata, yaitu sebagai pengajar dan pendidik yang profesional. Salah satu matakuliah yang digunakan sebagai wahana pembinaan calon guru IPA adalah melalui matakuliah Materi IPA SMP II dengan sandi BIO 436 yang lebih banyak mempelajari materi fisika. Matakuliah ini termasuk matakuliah keilmuan dan keterampilan (MKK) yang wajib ditempuh oleh mahasiswa Program Studi Pendidikan Biologi FMIPA UM. Dalam mempelajari materi fisika tidak menutup kemungkinan terjadinya salah konsep pada diri mahasiswa. Untuk itu perlu adanya perubahan dalam pola pikir mahasiswa, dalam arti mengubah cara belajarnya, sehingga dalam perkuliahan tidak hanya mendengarkan atau menunggu SESI PARALEL FISIKA

241


informasi dosen saja, tetapi juga terjadi proses belajar yang lebih memberikan kreativitas dan pemikiran yang kritis kepada mahasiswa, agar tidak salah dalam memaknai. Disisi lain salah satu penyebab adanya salah konsep ini adalah karena keterampilan generik sains mahasiswa masih lemah. Sebagai mahasiswa calon guru IPA (sains) hendaknya memiliki keterampilan generik sains dan penguasaan konsep yang memadai. Secara umum, keterampilan generik merupakan keterampilan yang seharusnya dimiliki oleh para mahasiswa, termasuk di dalamnya mahasiswa calon guru, karena keterampilan generik merupakan: 1. Keterampilan yang diperlukan oleh para mahasiswa untuk menjadi pebelajar yang sukses dan mandiri. Misalnya, melek informasi, keterampilan metakognitif (Candy, 1994) 2. Kemampuan intelektual dan imajinatif, pemahaman dan penilaian, pemecahan masalah dan keterampilan berpikir kritis serta kemampuan menjalin hubungan (Squires, 1990; Ramsden, 1992) 3. Keterampilan pribadi dan interpersonal untuk komunikasi, kerja tim kooperatif dan kolaboratif, serta kepemimpinan (Ashcroft & Foreman–Peck, 1994; Gibbs, dkk., 1994) 4. Keterampilan yang diperlukan untuk keberhasilan praktik kerja termasuk manajemen waktu, kepemimpinan manajemen tugas dan evaluasi diri (Gibbs, dkk.,1992; Blumhof, dkk., 1996) Agar dalam mempelajari materi fisika tidak mengalami salah konsep, maka salah satu syaratnya adalah harus dimilikinya keterampilan generik sains. Setiap keterampilan generik sains mengandung cara berpikir dan berbuat, karena itu akan memudahkan dosen dalam meningkatkan keterampilan generik mahasiswa. Seperti yang dikemukakan oleh Liliasari, dkk.(2011), bahwa keteram-pilan generik sains adalah keterampilan berpikir dan bertindak berdasarkan pengetahuan sains dan terkait erat dengan sains sebagai proses. Menurut Brotosiswoyo (2000) keterampilan generik dalam pembelajaran IPA (sains) dapat dikategorikan menjadi 9 indikator yaitu (1) pengamatan langsung; (2) pengamatan tak langsung; (3) kesadaran tentang skala besaran; (4) bahasa simbolik; (5) kerangka logika-taat asas; (6) inferensi logika; (7) hukum sebab akibat; (8) pemodelan matematika; (9) membangun konsep. Kemudian Sudarmin (2007) menambahkan indikator keterampilan generik sains tersebut di atas dengan keterampilan abstraksi sehingga terdapat 10 indikator keterampilan generik sains. Dengan kata lain jika seorang mahasiswa telah memiliki keterampilan generik sains dengan baik, maka dalam mempelajari materi IPA termasuk fisika tidak mengalami salah konsep. Salah satu manfaat keterampilan generik sains dalam pembelajaran IPA adalah dapat menghilangkan salah konsep. (Sunyono, 2009). Jika salah konsep sudah tidak menghinggapi mahasiswa, maka mahasiswa dapat memiliki penguasaan konsep fisika yang lebih baik. Dipihak lain, Liliasari, dkk. (2011), menyatakan sulitnya mengembangkan keterampilan generik sains pada calon guru sains. Hal tersebut menunjukkan perlunya pendekatan baru dalam menyiapkan calon guru sains melalui perkuliahan bidang studi. Pengembangan keterampilan generik sains pada calon guru memerlukan proses pembelajarn aktif. Keterampilan generik sains dapat terpelihara jika dalam proses belajarnya menggunakan model PBM. Seperti yang dinyatakan oleh Amir (2010:21) bahwa dalam model PBM dirancang masalah-masalah yang menuntut mahasiswa memperoleh pengetahuan yang penting, membuat mahir dalam memecahkan masalah, dan memiliki strategi belajar sendiri serta memiliki kecakapan berpartisipasi dalam tim. Disamping itu proses pembelajaran dalam PBM menggunakan pendekatan yang sistematis untuk memecahkan masalah atau menghadapi tantangan yang nantinya diperlukan dalam karier dalam kehidupan sehari-hari. Demikian pula yang dinyatakan oleh Williams & Duch (1996) dalam hasil penelitiannya bahwa “Education research suggests that students involved in PBL are more active, more motivated to solve real world problems, and also learn more throughout the proces”. Mahasiswa yang terlibat dalam pembelajaran model PBM lebih aktif, lebih termotivasi, dan banyak menyelesaikan problem dunia nyata. Arends (2008:47) menyatakan bahwa teori-teori konstruktivis

SESI PARALEL FISIKA

242


tentang belajar, yang menekankan pada kebutuhan mahasiswa untuk menginvestigasi lingkungannya dan mengonstruksikan pengetahuan yang secara personal berarti, memberikan dasar teoritik pada PBM. Langkah-langkah yang harus ditempuh dalam pembelajaran yang menggunakan model PBM, terdiri atas lima fase utama sebagai berikut. Fase Fase 1

Fase 2

Fase 3 Fase 4

Fase 5

Memberikan orientasi tentang permasalahan kepada mahasiswa Mengorganisasikan mahasiswa untuk meneliti Membantu investigasi mandiri dan kelompok Mengembangkan dan mempresentasi-kan artifak dan exhibit Menganalisis dan mengevaluasi proses mengatasi masalah

Perilaku Dosen Membahas tujuan pembelajaran, mendeskripsikan berbagai kebutuhan logistik penting, dan memotivasi mahasiswa untuk terlibat dalam kegiatan mengatasi masalah Membantu mahasiswa untuk mendefinisikan dan mengorganisasikan tugas-tugas belajar yang terkait dengan permasalahan Mendorong mahasiswa untuk mendapatkan informasi yang tepat, melaksanakan eksperimen, dan mencari penjelasan dan solusi Membantu mahasiswa dalam merencanakan dan menyiapkan artefak-artefak yang tepat, berupa laporan, rekaman video, model-model dan membantu menyampaikan kepada orang lain Membantu mahasiswa melakukan refleksi terhadap investigasi dan proses-proses yang mereka gunakan

(Arends, 2008:57) METODE Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen kuasi dengan desain faktorial sederhana 2 x 2. Dalam desain ini terdapat dua variabel bebas dan satu variabel terikat, seperti yang ditunjukkan dalam Tabel 1.. Tabel 1. Desain Faktorial Sederhana 2 x 2 Model Pembelajaran Keterampilan Generik Sains (KGS) PBM Konvensional KGS Tinggi X1 X3 KGS Rendah X2 X4 (diadaptasi dari Furchan, 1982:363) Keterangan: X1

=

X2

=

X3

=

X4

=

sekor penguasaan konsep fisika kelompok mahasiswa yang mempunyai KGS tinggi yang belajar dengan model PBM sekor penguasaan konsep fisika kelompok mahasiswa yang mempunyai KGS rendah yang belajar dengan model PBM sekor penguasaan konsep fisika kelompok mahasiswa yang mempunyai KGS tinggi yang belajar dengan model konvensional sekor penguasaan konsep fisika kelompok mahasiswa yang mempunyai KGS rendah yang belajar dengan model konvensional

Sebagai variabel terikat adalah penguasaan konsep fisika dan variabel bebasnya adalah model pembelajaran dan keterampilan generik sains. Model pembelajaran terdiri atas model PBM dan model konvensional, sedangkan keterampilan generik sains dikatagorikan menjadi keterampilan generik sains tinggi dan keterampilan generik sains rendah Untuk menentukan katagori keterampilan generik sains, terlebih dahulu diadakan tes keterampilan generik sains terhadap kelompok eksperimen dan kelompok kontrol. Kelompok eksperimen adalah kelompok mahasiswa yang belajar dengan model PBM sedangkan kelompok kontrol adalah kelompok mahasiswa yang belajar dengan model konvensional. Selanjutnya untuk SESI PARALEL FISIKA

243


menentukan kelompok mahasiswa yang mempunyai keterampilan generik sains tinggi dan kelompok mahasiswa yang mempunyai keterampilan generik sains rendah digunakan kriteria 33.3 % kelompok KGS tinggi dan 33.3 % kelompok KGS rendah, baik kelompok mahasiswa yang belajar dengan model PBM maupun kelompok mahasiswa yang belajar dengan model konvensional (Adiningsih, 1993:97). Berdasarkan kriteria tersebut diperoleh dua kelompok mahasiswa yaitu kelompok mahasiswa yang memiliki KGS tinggi dan KGS rendah yang belajar dengan model PBM masingmasing 21 orang. Begitu pula kelompok mahasiswa yang memiliki KGS tinggi dan KGS rendah yang belajar dengan model konvensional, masing-masing 14 orang. Populasi dalam penelitian ini adalah mahasiswa Program Studi Pendidikan Biologi, Jurusan Biologi FMIPA UM yang menempuh matakuliah Materi IPA SMP II dengan sandi matakuliah BIO 436 semester 6 tahun 2011/2012 yang terdiri atas 101 orang mahasiswa. Teknik sampling sensus, sebab semua populasi digunakan sebagai sampel. Pengujian hipotesis penelitian dilakukan dengan uji statistik ANAVA dua jalan dan uji lanjut Scheffe. Penelitian ini membutuhkan tiga macam instrumen, yaitu (1) instrumen perlakuan ini berupa Satuan Acara Perkuliahan (SAP) yang dilengkapi dengan skenario pembelajaran baik pembelajaran dengan model PBM maupun dengan model konvensional, Lembar Kegiatan Mahasiswa, dan Bahan Ajar, (2) instrumen tes keterampilan generik sains, yang menggunakan teknik tes dengan bentuk soal pilihan ganda lima pilihan jawaban dan terdiri atas soal-soal yang mencerminkan keterampilan generik sains, dan (3) instrumen tes penguasaan konsep fisika yang menggunakan teknik tes dengan bentuk soal pilihan ganda lima pilihan jawaban yang berisi butirbutir soal fisika yang mencerminkan penguasaan konsep fisika, pada materi getaran dan gelombang. Setelah dilakukan uji coba, diperoleh instrumen tes KGS pilihan ganda sejumlah 30 butir soal valid dengan reliabiltas 0,8492 dan instrumen tes PKF pilhan ganda sejumlah 41 butir soal valid dengan reliabilitas 0,8284. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Penelitian Analisis data untuk uji hipotesis penelitian dengan menggunakan ANAVA dua jalan dilakukan perhitungan secara manual dengan bantuan komputer yang menggunakan program Microsoft Office Excel 2007. Analisis ini dimaksudkan untuk menguji ada atau tidak adanya pengaruh yang signifikan model Pembelajaran Berbasis Masalah (PBM) terhadap penguasaan konsep fisika ditinjau dari keterampilan generik sains. Ringkasan hasil perhitungan ANAVA dua jalan disajikan pada Tabel 2 berikut ini. Tabel 2. Ringkasan Perhitungan ANAVA dua jalan. Sumber variansi Antar A Antar B Antar AB Dalam (D) Total

JK

db

124,8595 554,4143 1065,6214 1.333,9762 3078.8714

1 1 1 66 69

RK= (JK/db) 124,8595 554,4143 1065,6214 20,2118

Fh= RK/RK D 6,1776 27,4303 52,7228

p 0,05 0,05 0,05

Hasil perhitungan ANAVA dua jalan menunjukkan bahwa nilai Fhitung antar kolom atau Fhitung antar B = 27,4303. Nilai Fhitung ini lebih besar dari nilai Ftabel untuk db 1 vs 66 adalah 3,9900, sehingga disimpulkan bahwa ada perbedaan penguasaan konsep fisika antara mahasiswa yang belajar dengan model PBM dan mahasiswa yang belajar dengan model konvensional. Setelah diadakan uji lanjut dengan uji Scheffe ternyata juga menunjukkan adanya perbedaan penguasaan konsep fisika antara kelompok yang belajar dengan model PBM dan SESI PARALEL FISIKA

244


kelompok yang belajar dengan model konvensional, baik yang memiliki keterampilan generik sains tinggi maupun rendah. Hal ini ditunjukkan oleh nilai FS (hitung) = 15,8324 > FS (tabel) = 2,7400 (db 3 vs 66) untuk data X1 vs X3 dan nilai FS (hitung) = 3,8010 > FS (tabel) = 2,7400 (db 3 vs 66) untuk data X2 vs X4. Namun sekor rata-rata penguasaan konsep fisika kelompok mahasiswa yang memiliki keterampilan generik sains rendah yang belajar dengan model konvensional (X4 = 19,5714) lebih tinggi dari sekor rata-rata penguasaan konsep fisika kelompok mahasiswa yang memiliki keterampilan generik rendah yang belajar dengan model PBM (X2 = 14,3333). Hasil perhitungan ANAVA dua jalan menunjukkan bahwa nilai Fhitung antar kolom-baris atau Fhitung antarA B = 52,7228. Karena nilai Fhitung ini lebih besar dari nilai Ftabel = 3,9900, (db 1 vs 66), maka Ho ditolak sehingga disimpulkan bahwa terdapat interaksi antara model PBM dan keterampilan generik sains terhadap penguasaan konsep fisika. Adanya interaksi tersebut juga ditunjukkan oleh grafik interaksi sebagai berikut.

Sekor rata-rata PKF

26.33 19.57 15.64 14.33

X4

X1

X2

X3

KGS Rendah

KGS Tinggi

Gambar 1. Grafik Interaksi Model PBM dan Keterampilan Generik Sains terhadap Penguasaan Konsep Fisika Hasil perhitungan lanjut uji Scheffe menunjukkan bahwa nilai FS(hitung) antara sekor ratarata penguasaan konsep fisika kelompok mahasiswa yang memiliki keterampilan generik tinggi yang belajar dengan model PBM dan sekor rata-rata penguasaan konsep fisika kelompok mahasiswa yang memiliki keterampilan generik tinggi yang belajar dengan model konvensional adalah 15,8324. Karena nilai Fhitung ini lebih besar dari nilai FS (tabel) = 2,74, (db 3 vs 66), maka Ho ditolak, sehingga disimpulkan bahwa penguasaan konsep fisika mahasiswa yang memiliki keterampilan generik sains tinggi, lebih tinggi jika belajar dengan model PBM daripada belajar dengan model konvensional. Berdasarkan data diinformasikan bahwa sekor rata-rata penguasaan konsep fisika kelompok mahasiswa yang memiliki keterampilan generik tinggi yang belajar dengan model PBM (X1= 26,3333) lebih tinggi daripada sekor rata-rata penguasaan konsep fisika

SESI PARALEL FISIKA

245


kelompok mahasiswa yang memiliki keterampilan generik tinggi yang belajar dengan model konvensional (X3 = 15,6429). Hasil perhitungan lanjut uji Scheffe menunjukkan bahwa nilai FS(hitung) antara sekor ratarata penguasaan konsep fisika kelompok mahasiswa yang memiliki keterampilan generik rendah yang belajar dengan model PBM dan sekor rata-rata penguasaan konsep fisika kelompok mahasiswa yang memiliki keterampilan generik rendah yang belajar dengan model konvensional adalah 3,8010. Karena nilai FS(hitung) ini lebih besar dari nilai FS(tabel) = 2,7400, (db 3 vs 66), maka Ho ditolak, sehingga disimpulkan bahwa penguasaan konsep fisika mahasiswa yang memiliki keterampilan generik sains rendah, lebih rendah jika belajar dengan model PBM daripada belajar dengan model konvensional. Berdasarkan data diinformasikan bahwa sekor rata-rata penguasaan konsep fisika kelompok mahasiswa yang memiliki keterampilan generik sains rendah yang belajar dengan model PBM (X2= 14,3333) lebih rendah daripada sekor rata-rata penguasaan konsep fisika kelompok mahasiswa yang memiliki keterampilan generik rendah yang belajar dengan model konvensional (X4 = 19,5714). PEMBAHASAN Mengacu pada pernyataan hipotesis pertama penelitian ini, bahwa penguasaan konsep fisika mahasiswa yang belajar dengan model PBM berbeda daripada mahasiswa yang belajar dengan model konvensional. Hal ini ditunjukkan oleh hasil analisis data melalui ANAVA dua jalan bahwa FB= 27,4303 lebih besar dari Ftabel = 3,9900. Jika ditinjau dari keterampilan generik sains, yaitu dengan membedakan tinggi rendahnya keterampilan generik sains, maka berdasarkan hasil analisis uji lanjut Scheffe, ditemukan bahwa penguasaan konsep fisika kelompok mahasiswa yang memiliki keterampilan generik sains tinggi dan belajar dengan model PBL, lebih tinggi daripada yang belajar dengan model konvensional. Hasil ini dinyatakan dengan sekor rata-rata penguasaan konsep fisika yang diperoleh kelompok mahasiswa yang memiliki keterampilan generik tinggi dan belajar dengan model PBL, yaitu sebesar 26,3333 lebih tinggi dari sekor rata-rata penguasaan konsep fisika kelompok mahasiswa yang memiliki keterampilan generik tinggi tetapi belajarnya dengan model konvensioanl, yaitu sebesar 15,6429. Hasil ini sesuai dengan pernyataan hipotesis ketiga yang menyatakan bahwa penguasaan konsep fisika mahasiswa yang memiliki keterampilan generik tinggi, lebih tinggi jika belajar dengan model PBM daripada belajar dengan model konvensional. Hasil penelitian ini juga sesuai dengan hasil penelitian Rusnayati (2011), bahwa adanya pengaruh yang signifikan dengan adanya penerapan model PBM terhadap peningkatan penguasaan konsep elastisitas pada kelas eksperimen dengan katagori tinggi = 0,77, dan lebih tinggi peningkatannya dibandingkan dengan kelas kontrol yang terkatagori rendah, yaitu = 0,05. Disamping itu adanya pengaruh signifikan penerapan model PBM terhadap peningkatan keterampilan proses sains dengan katagori tinggi, yaitu = 0,87, dan lebih tinggi peningkatannya dibandingkan dengan kelas kontrol yang terkatagori sedang, yaitu = 0,59. Hal ini menunjukkan bahwa ada pengaruh model PBM terhadap penguasaan konsep fisika ditinjau dari keterampilan generik sains. Penguasaan konsep fisika kelompok mahasiswa yang memiliki keterampilan generik sains rendah, antara yang belajar dengan model PBM dan yang belajar dengan model konvensional, juga ada perbedaan. Akan tetapi penguasaan konsep fisika kelompok mahasiswa yang memiliki keterampilan generik sains rendah, lebih rendah jika belajar dengan model PBL daripada jika belajar dengan model konvensional. Dengan kata lain penguasaan konsep fisika kelompok mahasiswa yang memiliki keterampilan generik rendah dan belajar dengan model konvensional lebih tinggi daripada jika belajar dengan model PBL. Hal ini dapat ditelaah bahwa kelompok mahasiswa yang memiliki keterampilan generik sains rendah ada kecenderungan kurang mampu mengikuti proses belajar yang ada pada pembelajaran model PBL. Pembelajaran yang menggunakan model PBM merupakan pembelajaran yang berpusat pada mahasiswa. Untuk itu maka dalam proses pembelajaran yang menggunakan model PBM, mahasiswa perlu memiliki kemampuan yang cukup agar dapat menyelesaikan permasalahan yang

SESI PARALEL FISIKA

246


merupakan inti dari pembelajaran model PBM. Karena inti dari proses belajar model PBL adalah penyelesaian masalah, maka ada kecenderungan bahwa mahasiswa yang memiliki keterampilan generik sains tinggilah yang dengan mudah dapat menyelesaikannya. Akan tetapi bagi mahasiswa yang memiliki keterampilan generik sains rendah justru merupakan suatu kendala tersendiri dalam proses belajarnya. Bagi kelompok mahasiswa yang memiliki keterampilan generik sains rendah cenderung lebih berhasil dalam belajarnya jika mereka dibelajarkan dengan model konvensional. Hal ini karena dalam pelaksanaannya cenderung lebih banyak sajian materi yang disampaikan secara terstruktur oleh dosen. Dalam pelaksanaannya model pembelajaran konvensional cenderung berpusat pada dosen. Bagi mahasiswa yang keterampilan generik sainsnya rendah cenderung menunggu informasi yang datang dari dosen, karena informasi dari dosen diyakini merupakan informasi yang paling benar daripada informasi dari kelompok belajarnya. Kondisi seperti ini sesuai juga dengan pernyataan Cronbach & Snow (1977), bahwa (1) lingkungan pengajaran yang sangat terstrukur cenderung lebih berhasil bagi para peserta didik/mahasiswa berkemampuan rendah, sebaliknya lingkungan pengajaran yang kurang terstruktur cenderung memberikan hasil belajar yang lebih baik bagi para peserta didik/mahasiswa berkemampuan tinggi, (2) para peserta didik/mahasiswa yang mudah cemas atau sangat patuh cenderung belajar lebih baik di dalam lingkungan pengajaran yang lebih terstruktur, sedangkan para peserta didik/mahasiswa yang lebih percaya diri dan mandiri cenderung belajar lebih baik di dalam lingkungan pengajaran yang kurang terstruktur. Dalam penelitian ini hanya kelompok mahasiswa yang memiliki keterampilan generik sains tinggi dan belajar dengan model PBM yang dapat memiliki penguasaan konsep fisika yang paling baik. Hal ini dinyatakan oleh hasil analisis data bahwa sekor rata-rata tertinggi dari keempat kelompok dimiliki oleh kelompok yang memiliki keterampilan generik sains tinggi dan belajar dengan model PBM. Penguasaan konsep fisika mahasiswa yang memiliki keterampilan generik tinggi maupun rendah jika belajar dengan model konvensional tidak berbeda. Hal ini dapat dikatakan bahwa perkuliahan dengan dominasi ceramah, penguasaan konsep fisika yang diperoleh mahasiswa tidak terpengaruh oleh keterampilan generik sains. Namun penguasaan konsep fisika yang diperoleh lebih tinggi bagi kelompok mahasiswa yang belajar dengan model PBM daripada kelompok mahasiswa yang belajar dengan model konvensional. Perkuliahan yang dirancang dengan menggunakan model PBM dapat menghasilkan kelompok mahasiswa yang memiliki penguasaan konsep fisika yang lebih baik, dengan satu syarat mahasiswa dalam kelompok belajar tersebut memiliki keterampilan generik sains tinggi. Hal ini sejalan dengan hasil penelitian tindakan kelas yang dilakukan oleh Tika, I Ketut (2008) , bahwa penerapan model PBM berorientasi penilaian kinerja dapat meningkatkan kompetensi kerja ilmiah maupun kompetensi pemahaman konsep fisika pada siswa kelas XI IPA 3 SMAN 1 Singaraja. Kenyataan di dalam proses pembelajaran nampak bahwa kelompok mahasiswa yang mempunyai keterampilan generik sains tinggi lebih menyukai tantangan melalui permasalahan yang disajikan dalam proses belajarnya. Hal ini juga sesuai dengan pernyataan bahwa model PBM merupakan model pembelajaran yang dapat mendorong mahasiswa untuk menganalisis dan berpikir kritis dengan mengintegrasikan serta mensintesis fakta dan ide yang mereka pelajari.(Center for Teaching and Learning .CB# 3470, 316 Wilson Library Chapel Hill, NC 27599-347). Demikian pula pernyataan Candy (2002) yang menyatakan bahwa kurikulum di perguruan tinggi haruslah didesain untuk memberikan kesempatan kepada mahasiswa dalam mengembangkan keterampilan generik, termasuk keterampilan generik sains. Dari hasil penelitian ini nampaknya ada kecenderungan bahwa model PBM hanya berpengaruh pada kelompok mahasiswa yang memiliki keterampilan generik sains tinggi saja. Hal ini sejalan dengan pernyataan yang dinyatakan oleh Williams dan Duch (1996) dalam hasil penelitiannya bahwa “Education research suggests that students involved in PBL are more active, more motivated to solve real world problems, and also learn more throughout the proces”. Mahasiswa yang terlibat dalam pembelajaran model PBM lebih aktif, lebih termotivasi, dan banyak

SESI PARALEL FISIKA

247


menyelesaikan problem dunia nyata. Berdasarkan pernyataan hasil penelitian tersebut, mengandung makna bahwa jika mahasiswa menjadi lebih aktif, lebih termotivasi dalam belajarnya, serta banyak menyelesaikan problem, maka ada kecenderungan penguasaan konsep fisika mahasiswa tersebut lebih baik. Akan tertapi berdasarkan hasil penelitian ini, kondisi tersebut hanya berlaku bagi kelompok mahasiswa yang memiliki keterampilan generik sains tinggi, dan tidak berlaku bagi mahasiswa yang memiliki keterampilan generik sains rendah. Berdasarkan hasil analisis data ditemukan adanya interaksi antara model PBM dan keterampilan generik sains terhadap penguasaan konsep fisika. Dengan adanya interaksi tersebut maka ada pengaruh model PBM terhadap penguasaan konsep fisika dan ada perbedaan penguasaan konsep fisika antara kelompok mahasiswa yang memiliki keterampilan generik sains tinggi dan yang memiliki keterampilan generik sains rendah. Hasil ini menunjukkan bahwa pengaruh model PBM terhadap penguasaan konsep fisika bergantung pada keterampilan generik sains yang dimiliki oleh kelompok mahasiswa tersebut. Hal ini terlihat dari hasil analisis data yang menunjukkan bahwa penguasaan konsep fisika paling tinggi dicapai oleh kelompok mahasiswa yang memiliki keterampilan generik sains tinggi dan belajar dengan model PBM. Dengan kata lain model PBM lebih berpengaruh pada penguasaan konsep fisika hanya pada kelompok mahasiswa yang memiliki keterampilan generik tinggi, sedangkan pembelajaran dengan model konvensional tidak berpengaruh pada kelompok mahasiswa yang memiliki keterampilan generik sains tinggi maupun rendah. Nampaknya hal tersebut juga sejalan dengan hasil penelitian yang dilakukan oleh Wan Azlinda Wan Mohamed & Mime Azrina Jaafar (2010), bahwa penggunaan pembelajaran kooperatif dapat meningkatkan keterampilan generik mahasiswa. Sedangkan model PBM termasuk salah satu dari model-model pembelajaran kooperatif. Berdasarkan hasil penelitiannya yang dinyatakan melalui hasil perhitungan rata-rata tingkat keterampilan generik, bahwa sebelum proses pembelajaran kooperatif , rata-rata tingkat keterampilan generik mahasiswa berkisar antara 2,8681 – 3,75. Akan tetapi setelah mengikuti pembelajaran kooperatif, rata-rata keterampilam generik mahasiswa meningkat yaitu menjadi berkisar antara 3,3102 – 3,75. Berdasarkan hasil penelitian ini menunjukkan adanya kecenderungan bahwa penguasaan konsep fisika mahasiswa yang belajar dengan model konvensional hasilnya tidak berbeda secara signifikan antara mahasiswa yang mempunyai keterampilan generik tinggi maupun mahasiswa yang mempunyai keterampilan generik rendah. Dengan kata lain bagi kelompok mahasiswa yang belajar dengan model konvensional, tidak perlu memperhatikan keterampilan generik sains mahasiswa, sebab ada kecenderungan bahwa baik mahasiswa yang memiliki keterampilan generik tinggi maupun rendah, penguasaan konsep fisika yang diperolehnya tidak berbeda. KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan yang telah diuraikan di atas, dapat disimpulkan sebagai berikut. 1. Kelompok mahasiswa yang belajar dengan model PBM memiliki penguasaan konsep fisika yang berbeda dengan kelompok mahasiswa yang belajar dengan cara konvensional. 2. Terdapat interaksi antara model PBM dan keterampilan generik sains terhadap penguasaan konsep fisika. 3. Kelompok mahasiswa yang memiliki keterampilan generik sains tinggi jika belajar dengan model PBM memiliki penguasaan konsep fisika lebih tinggi daripada jika belajar dengan cara konvensional. 4. Kelompok mahasiswa yang memiliki keterampilan generik sains rendah jika belajar dengan model PBM memiliki penguasaan konsep fisika lebih rendah daripada jika belajar dengan cara konvensional.

SESI PARALEL FISIKA

248


Saran 1. Perlu dilakukan penelitian lanjutan dengan tujuan mengidentifikasi faktor-faktor penyebab terjadinya penguasaan konsep fisika yang rendah bagi kelompok mahasiswa yang memiliki keterampilan generik sains rendah jika belajar dengan model PBM. 2. Perlu diadakan penelitian yang bertujuan mengidentifikasi faktor-faktor yang menjadi penyebab tidak berpengaruhnya keterampilan generik sains dalam pembelajaran konvensional terhadap penguasaan konsep fisika. 3. Disarankan dalam mengatur komposisi anggota kelompok belajar dilakukan secara proposional, sehingga dalam kelompok belajar tersebut terdiri atas mahasiswa yang memiliki keterampilan generik sains tinggi, sedang, dan rendah. Kemudian hasil penguasaan konsep fisika mahasiswa dibandingkan dengan jika pengaturan kelompok belajar dilakukan secara acak. DAFTAR RUJUKAN Adiningsih. 1993. Statistik. Yogyakarta. Penerbit BPFE. Amir, T. 2010. Inovasi Pendidikan melalui Problem Based Learning: Bagaimana Pendidik Memberdayakan Pebelajar di Era Pengetahuan. Jakarta: Kencana Prenada Media Grup. Arends, Richard I. 2008. Learning to Teach. McGrow Hill Companies, Inc, 1221 Avenue of the Americas, New York, NY10020. Ashcroft, K., & Foreman-Peck, L. 1994. Managing Teaching and Learning in Further and Higher Education. London, UK: The Falmer Press. Blumhof, J., Honeybone, A., Pearlman, D., & Pinn, K. 1996. Tackling the problem of skills development in a modular degree programme: the Skillswise Project. In G. Gibbs (Ed.), Improving Student Learning: Using Research to Improve Student Learning (pp. 328339). Oxford, UK: Oxford Centre for Staff Development. Brotosiswoyo S. dan The Hong Liong. 2000. Hakikat Pembelajaran MIPA dan Kiat Pembelajaran Fisika di Perguruan Tinggi. Proyek Pengembangan Universitas Terbuka Direktorat Jengral Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional. Candy, Crebert, O'Leary. 1994. Developing lifelong learners through undergraduate education. Canberra: Australian Government Publishing Service. Candy, Philip C. 2002. Reaffirming a proud tradition: Universities and lifelong learning. Active Learning in Higher Education 1; 101. Tersedia: (http://www.sagepub.com.), diakses 3 Juni 2011. Center for Teaching and Learning (CTL).March 1993 Number 14. Research and Problem-based Learning in Undergraduate Courses. Wilson Library Chapel Hill, NC 27599-3470. Cronbach, L. & Snow, R. 1977. Aptitudes and Instructional Methods: A Handbook for Research on Interactions. New York: Irvington. Depdiknas. 2006. Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 22 tahun 2006 tanggal 23 Mei 2006 tentang Standar Isi untuk Satuan Pendidikan Dasar dan Menengah. Jakarta: Depdiknas. Gibbs, Rust, Jenkin, & Jaques. 1994. Developing Students' Transferable Skills. Oxford: The Oxford Centre for Staff Development. Liliasari. 2007. Scientific Concepts and Generic Science Skills Relationship In The 21st Century Science Education.Seminar Proceeding of The First International Seminar of Science Education,27 October2007. Bandung.13 – 18. Liliasari, Setiawan & Widodo. 2011. The development of generic science skills of prospective science teacher using interactive multimedia. Paper presented at 5thInternational Seminar of Science Education, Indonesia University of Education. Bandung Indonesia. November12. Ramsden, P. 1992. Learning and Teaching in Higher Education. London: Routledge. SESI PARALEL FISIKA

249


Rusnayati & Prima. 2011. Penerapan Model Pembelajaran Problem Based Learning Dengan Pendekatan Inkuiri Untuk Meningkatkan Keterampilan Proses sains dan Penguasaan Konsep Elastisitas Pada Siswa SMA. Prosiding Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan, dan Penerapan MIPA.Universitas Negeri Yogyakarta: Jurusan Pendidikan Fisika FPMIPA. Sudarmin. 2007. Pengembangan Model Pembelajaran Kimia Organik dan Keterampilan Generik Sains (MPKOKG) Bagi Calon Guru Kimia. Disertasi tidak diterbitkan. Bandung SPs. UPI. Sunyono. 2009. Pembelajaran IPA dengan Keterampilan Generik Sains. (Online), (http;//blog.unila.ac.id/sunyono/file/2009/keterampilan-generik.pdf), diakses 10 Juni 2011. Squires, G. 1990. First Degree: the Undergraduate Curriculum. Open University Press, Buckingham. Tika, I Ketut. 2008. Penerapan Problem Based Learning Berorientasi Penilaian Kinerja Dalam Pembelajaran Fisika Untuk Meningkatkan Kompetensi Kerja Ilmiah Siswa. Universitas Pendidikan Ganesha: Jurnal Pendidikan dan Pengajaran UNDISHA, No. 3 TH. XXXXI, Juli 2008. Wan Azlinda Wan Mohamed & Mime Azrina Jaafar. 2010. Using Cooperative Learning to Improve Generic Skills Among University Students. Malaysia: Universitin Tun Hussein Onn Malaysia. Williams, B. & Duch, B. 1996. Cooperative problem-based learning in an undergraduate physics classroom. In A. McNeal & C. D'Avanzo, (Eds.), Student-active science: Models of innovation in college science teaching. Fort Worth, TX: Saunders College Publishing, pp. 453-470.

SESI PARALEL FISIKA

250


PENGEMBANGAN MEDIA TUTORIAL INTERAKTIF PEMROGRAMAN DELPHI UNTUK PEMULA PADA MATAKULIAH DASAR-DASAR KOMPUTER Daeng Achmad Suaidi dan Khusaini Departemen Fisika FMIPA UM Abstrak: Setiap tujuan memerlukan sebuah permulaan. Apa artinya sebuah tujuan yang hebat kalau tidak pernah dimulai. Tahapan memulai merupakan langkah penting yang harus dilakukan dengan tepat sesuai tujuan yang ingin dicapai. Bila tahap memulai ini bisa dilewati dengan baik maka tahap selanjutnya bisa dengan mudah diselesaikan. Banyak kegagalan yang terjadi karena salah memulai. Memulai belajar pemrograman komputer bagi sebagian besar mahasiswa peserta matakuliah Dasar-dasar Komputer merupakan aktivitas belajar yang sangat sulit dan butuh banyak waktu. Hal ini kerena pemrograman komputer tidak semata-mata berkomptensi kognitif tetapi juga keterampilan yang perlu didukung oleh penguasaan terhadap tool bahasa pemrograman yang memadai. Produk penelitian ini adalah sebuah media tutorial digital tentang bagaimana cara memulai belajar bahasa pemrogramanan Delphi, pada matakuliah Dasar-dasar Komputer Jurusan Fisika Program Studi Pendidikan Fisika. Konten media digital ini terdiri dari dua bagian yaitu, bagian pertama: Modul Materi Perkuliahan, dan bagian kedua: Modul Panduan Praktikum, yang dirancang untuk pemula. Sajian yang dibahas adalah tiga struktur perintah dasar dalam pemrograman komputer yaitu : Perintah berupa Sequence (diproses oleh kompiler secara berurutan), Perintah berupa Pencabangan / Pemilihan kasus (diproses sesuai kasus yang terpenuhi), dan Perintah berupa Pengulangan (diproses secara berulang sampai kondisi tertentu). Rancang bangun media digital ini menggunakan software Microsoft (MS) Word, Borland Delphi versi 7.0, CamStudio, Windows Movie Maker, MS GIF Animator, Compiler Microsoft HTML Help Workshop dan HelpNDoc v2.3.0.11. Berdasarkan hasil uji coba pada dosen pengampu matakuliah Dasar-dasar Komputer dan mahasiswa sebagai user utama dari media tutorial digital yang telah dikembangkan, diperoleh hasil bahwa media tutorial digital ini dapat membantu proses belajar mengajar dasar pemrograman berbasis Delphi dan tidak sulit dalam penggunaannya. Media digital ini dapat juga digunakan sebagai salah satu alternatif pembelajaran mandiri (self instructional). Kata kunci: tutorial, pemrograman, digital, delphi, pemula.

PENDAHULUAN Dalam matakuliah Dasar-dasar Komputer sudah diberikan materi Pemrograman Komputer tingkat dasar untuk pemula. Sajian yang dibahas adalah tiga struktur perintah dasar dalam Pemrograman Komputer yaitu : Perintah sequence (diproses oleh kompiler secara berurutan), perintah pencabangan atau pemilihan kasus (diproses sesuai kasus yang terpenuhi), perintah pengulangan (diproses secara berulang sampai kondisi tertentu). Tiga struktur perintah dasar tersebut sangat penting untuk dipahami oleh seseorang yang sedang memulai belajar Pemrograman Komputer. Penguasaan terhadap tiga struktur perintah dasar ini menjadi kunci keberhasilan untuk meningkatkan kemampunnya pada tahapan pemrograman selanjutnya. Bila tahapan pemula ini bisa dilewati dengan baik maka tahapan pemrograman lanjut bisa dengan mudah dilalui. Materi Pemrograman Komputer tingkat pemula dalam matakuliah Dasar-dasar Komputer dimaksudkan untuk menjembati atau mengantarkan mahasiswa untuk siap menerima materi

SESI PARALEL FISIKA

251


berikutnya dalam matakuliah Pemrograman Komputer. Kedua matakuliah tersebut adalah matakuliah wajib yang harus ditempuh oleh semua mahasiswa Pendidikan Fisika yang dijadwalkan secara berurutan. Matakuliah Dasar-dasar Komputer merupakan syarat wajib bagi matakuliah Pemrograman Komputer. Tetapi pada kenyataannya penyajian materi Pemrograman Komputer tingkat pemula dalam matakuliah Dasar-dasar Komputer sering tidak efektif karena terbatasnya waktu. Hal ini karena harus berbagi waktu dengan materi penting lainnya seperti struktur utama komputer, sejarah komputer, konsep perangkat keras dan lunak (hardware dan software), pengantar sistem operasi (disk operating sytem (dos) dan windows), microsoft office, ms word, ms excel, ms power point. Sebagian besar mahasiswa tidak siap melanjutkan materi berikutnya di matakuliah Pemrograman Komputer setelah menempuh matakuliah Dasar-dasar Komputer. Sehingga di awal perkuliahan Pemrograman Komputer perlu disampaikan ulang materi dasar yang mestinya sudah harus tuntas dalam matakuliah Dasar-dasar Komputer. Hal ini berakibat penundaan penyajian materi yang sudah menjadi porsi pembahasan matakuliah Pemrograman Komputer berdasarkan Rancangan Perkuliahan Semester (RPS) dan silabi matakuliah Pemrogaraman Komputer yang sudah dirumuskan dan disepakati bersama. Akibatnya, beberapa materi tidak sempat tersampaikan. Dari pengamatan langsung selama proses belajar mengajar matakuliah Dasar-dasar Komputer di lingkungan Program Studi Pendidikan Fisika FMIPA UM, kelemahan utama mahasiswa adalah kurang atau tidak dimengertinya dengan baik peringatan kesalahan (error warning) yang diberikan oleh tool bahasa pemrograman yang digunakan, yaitu delphi, ketika mereka melakukan kesalahan dalam menuliskan kode (syntax error) tertentu. Kendalanya adalah peringatan tersebut disampaikan dalam bahasa inggris teknik yang sulit dimengerti oleh pemula. Peringatan ini hanya bisa dimengerti oleh orang yang sudah berpengalaman dalam Pemrograman Komputer. Berdasarkan uraian di atas dalam penelitian ini dikembangkan sebuah media digital interaktif untuk memandu mahasiswa memahami printah-printah dasar dalam bahasa pemrogaraman delphi selama mengikuti perkuliahan dan melakukan praktikum Dasar-dasar Komputer di lingkungan Program Studi Pendidikan Fisika FMIPA UM. Peranan Multimedia dalam Pembelajaran Komputer merupakan media yang sangat potensial untuk dimanfaatkan dalam berbagai program pembelajaran. Komputer mampu memadukan berbagai media sehingga sering pula disebut sebagai multimedia. Sebagai multimedia komputer mampu menghadirkan informasi berupa teks, foto, video, animasi, ucapan dan musik secara terintegrasi. Bahkan dengan kemampuan untuk diprogram, komputer mampu memvisualisasikan obyek yang sulit bahkan tidak mungkin dilihat secara langsung. Beberapa penelitian menunjukkan adanya pengaruh positif dipergunakannya multimedia dalam pembelajaran. Sebagaimana disebutkan oleh Morse (1991), pencapaian yang tinggi dan sikap positif dapat ditunjukkan pada mahasiswa biologi yang belajar dengan komputer multimedia (Hounshell & Hill, 1989). Penalaran tertentu ditemukan meningkat dengan penerapan pembelajaran berbasis komputer. Kemampuan proses dan pencapaian konsep pembelajaran sains dapat dicapai dengan pemrograman tertentu meskipun pada mulanya banyak siswa yang mengalami salah konsep (Shute & Bonar, 1986). Helgeson (1988) juga mencatat beberapa keuntungan penggunaan komputer dalam pembelajaran. Simulasi komputer paling tidak sama efektifnya dengan pengalaman laboratorium untuk meningkatkan kemajuan kognitif siswa dan meningkatkan keluaran jika program dibuat runtut sebagaimana kegiatan laboratorium. Komputer juga mempunyai kelebihan dalam menampilkan data yang berpengaruh positif terhadap pembelajaran. Penerapan komputer juga terbukti dapat meningkatkan sikap dan motivasi siswa dalam proses belajar mengajar. Penggunaan berbagai media (multimedia) dapat dilakukan secara efektif dan bervariasi dalam pengajaran. Media yang digunakan dengan baik dalam kegiatan belajar–mengajar dapat

SESI PARALEL FISIKA

252


mempengaruhi keefektifan program instruksional. Kegiatan-kegiatan belajar peserta didik tidak hanya bersumber dari guru, tetapi juga dapat melalui media. Perhatikan pola-pola instruksional yang ditunjukkan gambar 1.

Gambar 1. pola-pola instruksional Dalam pola (1), terlihat bahwa sumber kegiatan belajar dimonopoli oleh guru kelas. Hal ini berarti guru kelas memegang kendali penuh dalam proses belajar mengajar. Dalam pola (2), sumber belajar (learning resources) berasal dari guru dibantu oleh sumber lain. Meskipun demikian, dalam pola ini guru masih memegang kendali, tetapi tidak mutlak karena dibantu oleh sumber lain. Sumber yang berfungsi sebagai alat bantu disebut alat peraga. Dalam pola (3), kegiatan belajarmengajar berdasarkan tanggung jawab antara guru kelas dan sumber lain merupakan bagian integral dari seluruh kegiatan belajar. Sumber lain tersebut dinamai media. Sedangkan dalam pola (4), pola peserta didik hanya belajar dari media saja. Hal ini berarti guru tidak terlibat sama sekali dalam kegiatan belajar-mengajar. Dari keempat pola tersebut, dapat disimpulkan bahwa perbedaan antara media dan alat peraga hanyalah pada fungsinya, bukan pada substansinya. Suatu sumber belajar disebut alat peraga jika fungsinya hanya sebagai alat bantu saja, sedangkan sumber belajar disebut media jika merupakan bagian integral dari seluruh kegiatan belajar, dan ada bagian tanggung jawab antara guru kelas disatu pihak, dan sumber lain di lain pihak. METODE PENGEMBANGAN Metode pengembangan dalam penelitian adalah Memilih Topik, Merancang dan Membuat Modul Pemrograman Delphi Untuk Pemula, Merancang Dan Membuat Perangkat Lunak eBook dengan HelpNDoc v2.3.0.11, Uji Coba pada Dosen Pengampu Matakuliah, Revisi Perangkat Lunak (Revisi I), Uji Coba pada Mahasiswa, Revisi Perangkat Lunak (Revisi II: Revisi Akhir). Dari topik yang ditentukan dirancang dan dibuat media tutorial digital pemrograman Delphi untuk pemula menggunkan Compiler Microsoft HTML Help Workshop dan HelpNDoc v2.3.0.11, yang menyajikan modul pemrograman delphi tingkat dasar dan animasi pembuatan program aplikasi. Konten modul terdiri dari dua bagian, yaitu bagian pertama: Modul Materi Perkuliahan dan bagian kedua: Modul Panduan Praktikum. Perancangan dan pembuatan modul ini dilakukan dengan menggunakan software Microsoft (MS) Word, dan Borland Delphi versi 7.0. Perancangan dan pembuatan animasi menggunakan Borland Delphi versi 7.0, CamStudio, Windows Movie Maker, MS GIF Animator. Microsoft Word digunakan untuk pengolahan kata dari keseluruhan konten modul pemrograman delphi untuk pemula termasuk pengaturan layout, paragraf, halaman, text, dan gambar. Jendela utama MS Word ditunjukkan gambar 2.

SESI PARALEL FISIKA

253


Gambar 2. Pembuatan Modul Materi Perkuliahan dengan MS Word Borland Delphi 7.0 digunakan untuk mengenerate atau membangkitkan form sebagai user interface beserta source codenya pada jendela editor code serta untuk membangkikan jendela error warning setelah dilakukan proses kompilsi. Lingkungan pengembangan aplikasi (IDE) Borland Delphi 7.0 ditunjukkan gambar 3.

Gambar 3. Borland Delphi 7.0 Digunakan untuk Mengenerate atau Membangkitkan Form sebagai User Interface Beserta Source Codenya CamStudio digunakan untuk pembuatan video tutorial praktikum. Video ini untuk menggambarkan langkah-langkah pemrograman delphi step by step, mulai setting properti, penanganan event, penulisan code, hingga proses kompilasi dan running. Jendela utama CamStudio ditunjukkan gambar 4.

Gambar 4. CamStudio Digunakan untuk SESI PARALEL FISIKA

254


Pembuatan Video Tutorial Praktikum Windows Movie Maker digunakan untuk melakukan editing video, memotong frame yang tidak perlu, dan mengekstrak semua frame video yang akan dicopy pastekan ke MS GIF Animator. Jendela utama Windows Movie Maker ditunjukkan gambar 5.

Gambar 5. Windows Movie Maker Digunakan untuk Melakukan Editing Video MS GIF Animator digunakan untuk pembuatan animasi dengan teknik visualisasi objek frame by frame. Animasi ini untuk menggambarkan langkah-langkah pemrograman delphi step by step, mulai setting properti, penanganan event, penulisan code, hingga proses kompilasi dan running. Jendela utama MS GIF Animator ditunjukkan gambar 6.

Gambar 6. MS GIF Animator Digunakan untuk Pembuatan Animasi dari File .AVI Windows Movie Maker Help Compiler Microsoft HTML Help Workshop dan HelpNDoc v2.3.0.11. adalah software utama yang akan digunakan untuk mengembangkan perangkat lunak eBook pemrograman computer berbasis Delphi untuk pemula. Jendela utama HelpNDoc v2.3.0.11. ditunjukkan gambar 7. SESI PARALEL FISIKA

255


Gambar 7. HelpNDoc v2.3.0.11 Digunakan Untuk Pembuatan Tutorial Digital, Menggunakan Konten dari File .DOC dan File .GIF Spesifikasi perangkat yang dibutuhkan untuk pengembangan media tutorial digital pemrogaraman delphi untuk pemula adalah: Konfigurasi minimum, yaitu: 1) Sistem operasi: Windows 2000, Windows XP, Windows Vista or Windows 7. 2) Hard disk: 10MB free space. 3) Help Compiler: Microsoft HTML Help Workshop dan HelpNDoc v2.3.0.11. Konfigurasi yang direkomendasikan, yaitu: 1) Sistem operasi: Windows 2000, Windows XP, Windows Vista or Windows 7. 2) RAM: 256MB. 3) Hard disk: 20MB of free disk space. 4) Resolusi screen monitor: 1024x768 atau lebih tinggi 5) Help Compiler: Microsoft HTML Help Workshop dan HelpNDoc v2.3.0.11. Langkah-Langkah Pembuatan Media Tutorial Digital dengan HelpNDoc v2.3.0.11 adalah sebagai berikut: Langkah 1: Menginstall software HelpWorkshop, kemudian software HelpNDoc v2.3.0.11. Langkah 2: Menjalankan HelpNDoc v2.3.0.11. Klik New Project. Kemudian mengisi Project Titlenya, kemudian Copyrightnya. Untuk membuat eBook yang bisa terbaca tulisan Arabicnya, klik define dan ubah scriptnya menjadi Arabic. Langkah 3: Membuat konten eBook (judul, bab, sub bab dan seterusnya) dengan cara klik kanan Icon Judul >Insert as Child >Insert a new topic as child. Langkah 4: Jika semua bahan ajar sudah selesai dimasukkan, langkah selanjutnya melakukan compile .chm. Caranya, klik icon compile atau klik menu Tools kemudian klik submenu Compile Project. Centang checkbox CHM Help Export. Pilih dimana hendak menyimpan file .chm dengan cara klik tombol browse di sebelah kanan kotak Output File. Kemudian klik tombol Generate di kiri bawah. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Rancang bangun media tutorial digital pemrograman delphi untuk pemula pada matakuliah Dasar-dasar Komputer dalam penelitian ini menghasilkan sebuah perangkat lunak dengan user interface utama seperti ditunjukkan gambar 8. SESI PARALEL FISIKA

256


Gambar 8. Form utama media tutorial digital Pemrograman Delphi Untuk Pemula User Interface tersebut terdiri atas: Title Bar : Berisi nama perangkat lunak, yaitu: Media Tutorial Digital Pemrograman Delphi Untuk Pemula. Tool Bar : Berisi beberapa Icon sebagai shortcut untuk melakukan proses tertentum, yaitu: Hide, Back, Forward, Home, Print, dan Options. Jendela Explorer : Jendela antarmuka bagian kiri yang terdiri dari tiga tab, yaitu: Content, Search, dan Favorites Jendela Display : Jendela antarmuka perangkat lunak sebelah kiri. Jendela ini berfungsi menampilkan content materi yang di pilih pada jendela explorer.

Gambar 9. Jendela Antarmuka Sebelah Kiri Menampilkan Sistematika Konten Media Seluruh topik materi pemrograman Delphi untuk pemula dilist pada Jendela Explorer yang bisa dilihat isi untuk ditampilkan di Jendela Display dengan cara click kiri pada topic yang diinginkan. Pengguna dapat dengan mudah mendapatkan content materi yang diinginkan. Untuk mendapatkan kosakata tertentu yang tersebar dalam seluruh content materi pengguna bias menggunakan fasilitas searching pada tab Search dengan memasukkan kata kunci pada kotak search, kemudian tekan enter, seketika hasil pencarian akan ditampilkan berdasarkan subtopic

SESI PARALEL FISIKA

257


seperti yang disajikan pada tab Content. Sistematika beberapa topik materi tersebut tersaji dalam Jendela Explorer seperti ditampilkan gambar 9. Sedangkan contoh penyajian content materi yang dipilih berdasarkan sub topik materi ditunjukkan gambar 10. Pemilihan sub topik yang dijadikan contoh penelusuran data untuk menampilkan content materi di Jendela Display adalah sub topik Tutorial Pemrograman Delphi untuk Pemula.

Gambar 10. Jendela Antarmuka Sebelah Kanan Menampilkan Isi Setiap Materi dan Submateri yang Dipilih Pembahasan Media tutorial digital pemrograman Delphi untuk pemula yang telah dikembangkan divalidasi oleh dosen pengampu matakuliah Dasar-dasar Komputer Jurusan Fisika Program Studi Pendidikan Fisika, dan diujicobakan terhadap mahasiswa sebagai user utama. Validasi dilakukan dengan menggunakan metode angket yang dilengkapi dengan aspek-aspek penilaian dan skala penilaian berdasarkan Skala Likert (skala 1,2,3,4). Dari uji coba tersebut diperoleh data validasi seperti ditunjukkan tabel 1. Tabel 1. Data hasil validasi media oleh Dosen Dasar-dasar Komputer Aspek yang dinilai Cakupan Materi Penyajian Materi Form User Interface Animasi Teks Tombol Navigasi

Hasil validasi 3,5 Layak 3,5 Layak 3,25 Layak 4 Layak 3,3 Layak 3,5 Layak

Data hasil uji coba terhadap mahasiswa sebagai pemakai media tutorial digital juga diperoleh dengan menggunakan metode angket seperti ditampilkan tabel 2. Tabel 2. Data hasil uji coba terhadap mahasiswa No 1 2 3 4

Aspek Tampilan form utama menarik bagi saya sehinga saya ingin mengetahui lebih lanjut isi media Urutan penyajian materi runtut sehingga dapat memandu proses belajar saya Struktur navigasi media memudahkan saya dalam menggunakannya Fasilitas contents, search, favorites, dan hyperlink yang tersedia membuat saya mudah dan cepat mengeksplorasi seluruh isi media

SESI PARALEL FISIKA

Rerata 2 3

Kriteria Cukup Layak Layak

4 4

Layak Layak

258

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 5 6 7 8 9 10

Materi yang disajikan sesuai dengan kebutuhan belajar saya Pemilihan kata yang digunakan efektif dan saya dapat memahaminya dengan baik Gambaran dalam animasi dapat membuat saya lebih memahami pemaparan materi Tayangan setiap animasi lengkap mulai dari buka Delphi, setting form, penanganan event, hingga kompilasi dan program dijalankan Saya dapat mengikuti dengan mudah langkah-langkah pembuatan program Delphi dalam animasi Secara keseluruhan media ini dapat membantu proses belajar saya secara mandiri

3 2 3

Layak Cukup Layak Layak

4

Layak

3

Layak

4

Layak

KESIMPULAN DAN SARAN Berdasarkan hasil uji coba pada dosen pengampu matakuliah Dasar-dasar Komputer dan mahasiswa sebagai user utama dari media tutorial digital pemrograman Delphi untuk pemula yang telah dikembangkan, dapat disimpulkan bahwa media tutorial digital ini dapat membantu proses belajar mengajar dan tidak sulit dalam penggunaannya. Media digital ini dapat juga digunakan sebagai salah satu alternatif pembelajaran mandiri (self instructional). Media digital ini dapat dikembangkan lebih lanjut dengan mengintegrasikan fitur-fitur animasi dan video tutorial, dan juga dapat dikembangkan sebagai media pembelajaran berbasis web dengan mengkonversi file CHM menjadi file HTML. DAFTAR PUSTAKA Abdul Kadir, Dasar Pemrograman Delphi 5 Jilid 1 dan 2, Andi Offset, Yogjakarta, 2000. Djohan, W., 2002. Sistem Jaringan dan perangkat Keras Pembangun fasilitas Multimedia. UM: Lokakarya Penggunaan Teknologi Multimedia Komputer Dalam Pembelajaran Matematika 28-29 Juli 2002. Goldschmid, L.M., 1999. Improving University Learning and Teaching. Australia. Paper for International Conference 24th at Griffith University Brisbane Australia. Helgeson S. L., 1988, Microcomputer in Science Classroom, ERIC Digest, ED309050. Kahfi, S., 2002. Teknologi Komputer Dalam Pembelajaran Matematika. UM: Lokakarya Penggunaan Teknologi Multimedia Komputer Dalam Pembelajaran Matematika 28-29 Juli 2002. Morse R. H., 1991, Computer Uses in Secondary Science Educations, ERIC Digest. ED331489. Nusantara, T., 2002. Teknologi Multimedia Dalam pembelajaran Matematika: Prospek dan Tantangannya. UM: Lokakarya Penggunaan Teknologi Multimedia Komputer Dalam Pembelajaran Matematika 28-29 Juli 2002. Sebesta, Robert W. Concepts of Programming Languanges. Third Edition. Addison-Wesley Publishing Company. 1996. Van der Linden W. J., 1999, Computerized educational testing, Pergamon, New York. Wahana Komputer-Penerbit Andi, Panduan Praktis Pemrogaman Borland Delphi 7.0., Andi Offset, Yogjakarta, 2003.

SESI PARALEL FISIKA

259


PROFIL KOMPETENSI FISIKA CALON GURU SMA DI TIGA LPTK JAWA TIMUR Supriyono Koes H. Jurusan Fisika Universitas Negeri Malang, Jl. Semarang No. 5 Malang 65145 E-mail: [email protected] Abstrak: Penelitian ini bertujuan untuk mendeskripsikan profil kompetensi fisika calon guru SMA dan pelaksanaan perkuliahan Fisika Dasar di Universitas Negeri Surabaya, Universitas Negeri Malang, dan Universitas Jember. Kompetensi fisika yang terdiri atas prestasi belajar fisika dasar, kerja ilmiah, dan sikap ilmiah diukur melalui tes, sedangkan pelaksanaan perkuliahan Fisika Dasar diperoleh melalui pengamatan kelas di ketiga universitas tersebut. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pelaksanaan perkuliahan Fisika Dasar terselenggara dengan baik tetapi masih terdapat kesenjangan antara pengetahuan awal mahasiswa dan materi kuliah. Oleh sebab itu, kompetensi fisika mahasiswa sebagai calon guru SMA masih rendah. Kata kunci: perkuliahan fisika dasar, kompetensi fisika

PENDAHULUAN Sesuai dengan karakteristik fisika, pembelajaran fisika seyogyanya melibatkan pengamatan gejala, pengkuantifikasian pengamatan, dan pensintesisan hasilnya menjadi teori (Williams, 1999). Melalui kegiatan-kegiatan tersebut, mahasiswa fisika diharapkan belajar fisika tidak hanya pada aspek deskriptif atau konseptualnya tetapi juga pada aspek-aspek prediktif, pemecahan masalah, dan logika penalarannya. Karena belajar berpikir logis dan kritis itu sulit, banyak mahasiswa mencoba menghafal konsep-konsep dan rumus-rumus. Hammer (1994) melaporkan bahwa banyak mahasiswa belajar fisika melalui menghafal karena mereka memiliki konsep fisika yang naif. Rumus-rumus dan persamaan-persamaan merupakan hal penting dalam fisika karena kuantitas fisik harus dihitung dengan menggunakannya. Namun, jika mahasiswa tidak dapat memahami makna fisika di balik rumus itu, mereka biasanya tidak akan mampu memecahkan masalah fisika. Saul et al. (2000) menunjukkan bahwa berdasarkan laporan dosen-dosen fisika banyak mahasiswa yang mengambil matakuliah Fisika Dasar yang diselenggarakan melalui ceramah dan kegiatan laboratorium tradisional mengalami berbagai kesulitan. Kesulitan-kesulitan tersebut antara lain: 1) pemahaman yang lemah terhadap konsep-konsep fisika dasar, 2) ketidakmampuan untuk menerapkan apa yang mereka ketahui ke dalam situasi baru, 3) keyakinan bahwa fisika hanya sekedar kumpulan persamaan dan prosedur, 4) keyakinan bahwa fisika tidak memiliki kaitan dengan kehidupan sehari-hari, dan 5) kegagalan untuk melihat fisika sebagai proses untuk memahami dunia fisik. Tobias (1990) melaporkan bahwa mahasiswa-mahasiswa yang berprestasi jelek dalam Fisika Dasar adalah “tidak bodoh, tetapi mereka hanya berbeda”. Oleh sebab itu, penting bagi dosen fisika untuk memahami pengetahuan awal dan pengalaman yang dibawa mahasiswa ke dalam matakuliah Fisika Dasar dan bagaimana mereka menanggapi perkuliahan (Bao dan Redish, 2001). Banyak aspek menyebabkan mahasiswa berprestasi jelek dalam Fisika Dasar. Hasil penelitian Wang et al. (2007) menunjukkan bahwa penyebab utama kesulitan belajar mekanika mahasiswa Cina adalah: metode belajar, pendekatan pembelajaran, kesulitan tugas, penggunaan keterampilan, dan matematika lanjut.

SESI PARALEL FISIKA

260


Selama ini perkuliahan Fisika Dasar di Jurusan Fisika Universitas Negeri Malang diselenggarakan dengan cara penyajian materi Fisika Dasar secara ceramah oleh dosen yang dilanjutkan tutorial oleh mahasiswa pada kesempatan lain. Dengan kata lain, cara pembelajaran semacam ini dapat dikatakan sebagai strategi pembelajaran konvensional. Dengan cara ini, hasil belajar mahasiswa pendidikan fisika masih rendah sehingga masih belum mampu memenuhi syarat minimal kompetensi profesional calon guru fisika. Ditinjau dari segi masukan, pengetahuan awal mahasiswa fisika masih rendah. Ausubel (1968) menyatakan bahwa faktor tunggal paling penting yang mempengaruhi pembelajaran adalah apa yang pebelajar telah ketahui. Dengan mengetahuinya, maka ajari dia berdasarkan hal itu. Pernyataan ini memiliki implikasi bahwa pengetahuan awal merupakan variabel sangat penting dalam psikologi pendidikan; tingkat pengetahuan awal siswa harus menjadi tumpuan untuk prestasi belajar dalam pembelajaran yang optimal; situasi pembelajaran menjadi optimal karena serasi dengan tingkat pengetahuan awal. Dengan pengetahuan awal mahasiswa yang masih rendah, apabila strategi pembelajarannya tetap dilaksanakan seperti di atas maka mahasiswa benar-benar mengalami kesulitan yang luar biasa dalam belajar fisika dasar. Oleh sebab itu, sangat beralasan apabila hasil belajar fisika para mahasiswa pada matakuliah Fisika Dasar masih sangat rendah. Studi pendahuluan (Koes H., 2008) dengan menggunakan instrumen yang dikembangkan oleh Wang et al. (2007) menemukan bahwa kesulitan belajar mahasiswa dalam matakuliah Fisika Dasar di Jurusan Fisika UM disebabkan terutama oleh: metode belajar, penggunaan keterampilan, pengetahuan awal, kesulitan tugas, dan pendekatan pembelajaran. Berdasarkan kesulitan belajar fisika di atas, tampak jelas bahwa mahasiswa fisika yang sedang menempuh matakuliah Fisika Dasar memerlukan pendampingan kognitif (cognitive apprenticeship) dalam belajar fisika. Pendampingan semacam ini akan menjembatani pengetahuan awal fisika para mahasiswa yang masih rendah menuju hasil belajar fisika yang diharapkan. Selain itu, pendampingan semacam ini membantu mahasiswa dalam menggunakan keterampilannya secara bertahap sehingga dapat mengurai kesulitan-kesulitan yang dihadapi dalam menyelesaikan tugas. Secara esensi, pendampingan kognitif merupakan penggunaan model pendampingan untuk membantu belajar dalam ranah kognitif (Dennen, 2004). Bantuan semacam ini sesuai dengan karakteristik matakuliah Fisika Dasar pada khususnya dan matakuliah fisika pada umumnya. Salah satu strategi dalam pendampingan kognitif ini adalah scaffolding. Secara kognitif, scaffolding membantu pemilihan aktivitas dan penggunaan berbagai bantuan untuk memastikan bahwa belajar telah terjadi, seperti petunjuk, model, analogi, dan demonstrasi. Belajar akan benarbenar terjadi jika berbagai bantuan itu berada pada zone of proximal development (ZPD). ZPD adalah jarak antara apa yang seseorang dapat kerjakan dengan dan tanpa bantuan. Istilah proximal menunjukkan bahwa bantuan yang diberikan sedikit di atas kompetensi pebelajar saat ini melengkapi dan membangun kemampuan mereka yang ada (Cole dan Cole, 2001). Scaffolding merupakan upaya menempatkan dan menyediakan bantuan secara dinamis dalam pergeseran ZPD yang memungkinkan pebelajar mampu menunjukkan aktivitas yang tidak dapat ditunjukkan tanpa bantuan ini. Interpretasi dan operasionalisasi scaffolding dalam penelitian pendidikan begitu beragam dan kadang digunakan secara longgar (Hammond, 2002). Scaffolding telah diinterpretasikan dalam pengertian yang luas sebagai suatu bentuk bantuan untuk perkembangan dan belajar anak dan remaja (Rasmussen, 2001). Istilah tersebut dapat digunakan sebagai payung untuk memerikan cara yang digunakan guru atau teman sebaya dalam membantu siswa dengan alat yang dibutuhkan agar mereka belajar (Jacobs, 2001). Kerangka teori sistematik, terkait dengan sejumlah teori pendidikan lainnya (Jacobs, 2001; Rasmussen, 2001) memperkaya konteks pelaksanaan dari scaffolding tetapi membuatnya lebih generik. Hammond (2002) berargumentasi bahwa perluasan pemahaman scaffolding dalam bahasa dan pendidikan literasi diperlukan. Hal itu menunjukkan peran penting bahasa dalam scaffolding.

SESI PARALEL FISIKA

261


Secara emosional, scaffolding membantu pebelajar untuk menjaga dari rasa gagal melalui berbagai bantuan yang difokuskan pada kesuksesan pebelajar (Bean dan Stevens, 2002). Scaffolding akan menjembatani pengetahuan awal mahasiswa dengan hasil belajar yang hendak dicapai, mengurai kesulitan tugas-tugas melalui penerapan keterampilan secara bertahap. Menurut Girodano (1996), ada empat jenis utama scaffold yang dapat digunakan sendirisendiri atau kombinasi, yakni: scaffold tertulis, scaffold visual, scaffold oral, dan scaffold pengambilan keputusan. Scaffold tertulis dapat berupa lembar kerja yang berisi kalimat tidak lengkap yang harus dilengkapi oleh pebelajar. Selain itu, pebelajar dapat disodori daftar kata kunci dan diminta untuk mengajukan gagasannya berdasarkan daftar tersebut. Scaffold tertulis dapat berupa latihan dimana pebelajar mengisi bagian kosong dari latihan tersebut. Secara teoretik, scaffolding akan meningkatkan kualitas proses pembelajaran matakuliah Fisika Dasar yang pada saatnya akan meningkatkan hasil belajar fisika. Sebab hasil penelitian Kalu dan Ali (2004) menemukan bahwa kualitas proses pembelajaran berpengaruh secara signifikan terhadap hasil belajar fisika siswa. Dengan demikian, perlu dikaji secara empirik apakah strategi pembelajaran scaffolding yang diterapkan di matakuliah Fisika Dasar benar-benar mampu meningkatkan hasil belajar fisika para mahasiswa. Selain itu, perlu dikaji pula cara penerapan strategi scaffolding dalam pembelajaran Fisika Dasar, apakah dilakukan secara klasikal atau kelompok. Secara tradisional, scaffolding telah dilaksanakan dalam bentuk interaksi satu-satu. Hanya sedikit penelitian tentang scaffolding gurusiswa dalam latar kelas secara keseluruhan (Hogan dan Pressley, 1997). Hogan dan Pressley berpendapat bahwa salah satu alasan mengapa hanya sedikit penelitian pada wilayah ini adalah karena dalam kelas yang besar guru tidak mungkin berinteraksi dengan setiap siswa secara individual. Idealnya, guru akan bereaksi terhadap situasi terkini dan memodifikasi scaffold berdasarkan pada semua kebutuhan siswa. Ketika seorang guru mengalamatkan scaffold ke seluruh kelas ia dikonfrontasikan dengan ZPD majemuk. Ada pendapat bahwa scaffolding guru-siswa tidak dapat dilaksanakan secara efektif dalam latar kelas secara keseluruhan semacam ini. Satu penyelesaian yang mungkin terhadap masalah di atas adalah memberi kesempatan siswa bekerja dalam kelompok dan kemudian men-scaffolding terhadap kelompok tersebut. Tetapi hal ini masih dapat menjadi masalah karena jumlah kelompok di dalam kelas. Kemungkinan lainnya adalah memberi siswa dengan alat bantu, seperti komputer atau materi tertulis, yang menyediakan scaffold pada siswa. Disini interaksi terjadi antara siswa dengan komputer atau materi tertulis. Karena alat-alat bantu eksternal (seperti komputer atau materi tertulis) tidak dapat mencakup dinamika orang dewasa-anak atau bahkan interaksi teman sebaya, alat bantu tersebut dapat dipandang sebagai keterbatasan penggunaan metafora scaffolding (Stone, 1998). Palincsar berpendapat bahwa peneliti telah terjerat pada cara penggunaan scaffolding, yakni dengan memaknai scaffolding hanya terhadap interaksi yang terjadi antara individu-individu, dan secara tipikal antara individu-individu dengan keahlian berbeda. Sangat berguna untuk memahami bahwa ZPD termasuk tidak hanya orang tetapi juga artefak, dan ZPD itu melekat dalam aktivitas dan konteks (Palincsar, 1998). Walaupun penelitian terdahulu menyarankan pengurangan bantuan (fading) mendorong ketakbergantungan siswa lebih besar, sebagian besar penelitian tersebut terfokus pada interaksi orang dewasa-anak dimana orang dewasa dapat mengindividualkan scaffold untuk kebutuhan khusus siswa. Meskipun bantuan tertulis jelas tidak memiliki keuntungan tersebut, panduan (prompt) tertulis kontinyu, yang disediakan untuk keseluruhan unit pelajaran, telah terbukti meningkatkan belajar siswa. Satu contoh keuntungan dari panduan tertulis kontinyu terdapat dalam the ThinkerTools curriculum yang diciptakan oleh White dan Frederiksen (1998; 2000). Mereka merancang kurikulum untuk membantu perkembangan siswa dalam proses inkuiri ilmiah, permodelan, dan keterampilan dan pengetahuan metakognitif. Dalam rangka mengembangkan keterampilan metakognitif, mereka mengembangkan seperangkat panduan refleksi yang memandu evaluasi siswa terhadap kerja mereka di akhir setiap fase dari siklus inkuiri. Untuk menentukan keefektivan panduan metakognitif, White dan Frederiksen membandingkan dua versi kurikulum,

SESI PARALEL FISIKA

262


satu dengan panduan refleksi dan satu lagi tanpa panduan refleksi. Mereka menemukan bahwa siswa yang menerima panduan refleksi berhasil memperoleh pemahaman yang lebih tinggi dalam praktik inkuiri. Agar scaffolding berfungsi dengan baik maka scaffold tertulis yang digunakan harus berada pada ZPD mahasiswa. Dengan kata lain, scaffold tertulis harus dikembangkan berdasarkan pengetahuan awal rata-rata mahasiswa. Dalam rangka mengembangkan scaffold tertulis tersebut, profil kompetensi fisika mahasiswa perlu diketahui. Selain itu, pola pelaksanaan perkuliahan perlu diketahui sehingga pengintegrasian scaffolding dapat dilaksanakan secara baik dalam perkuliahan. METODE Penelitian ini menggunakan rancangan penelitian deskriptif (Salkind, 2006). Terkait dengan rancangan tersebut, ditempuh tiga cara, yaitu survei, pengamatan, dan wawancara. Survei digunakan untuk mengetahui profil kompetensi Fisika calon guru SMA di LPTK Jawa Timur. Adapun pengamatan perkuliahan dan wawancara dengan mahasiswa dilakukan untuk mendapatkan data lebih rinci dan mendalam tentang karakteristik pelaksanaan perkuliahan Fisika Dasar di LPTK Jawa Timur. Hasil survei, pengamatan, dan wawancara akan dijadikan masukan dalam menyusun prototipe paket Scaffolding Berbasis Kooperatif untuk meningkatkan kompetensi Fisika calon guru SMA dan panduan pelaksanaannya di LPTK Jawa Timur. Populasi penelitian ini adalah dosen Fisika Dasar dan mahasiswa di LPTK Jawa Timur. Jumlah dosen dan mahasiswa di LPTK Jawa Timur sangat besar. Oleh sebab itu, dilakukan pencuplikan baik dosen maupun mahasiswa fisika LPTK. Jumlah sampel dosen untuk pengamatan perkuliahan adalah 5 orang, untuk wawancara 10 orang yang terdiri atas 4 orang dosen UM, 4 orang dosen UNESA, dan 2 orang dosen UNEJ. Sedangkan sampel mahasiswa fisika adalah 326 orang yang terdiri atas 158 mahasiswa UM, 51 mahasiswa UNESA, dan 117 mahasiswa UNEJ. Instrumen yang digunakan dalam penelitian ini adalah tes, inventori, lembar observasi, dan pedoman wawancara. Tes digunakan untuk mengukur prestasi belajar fisika dan kerja ilmiah mahasiswa, skala sikap digunakan untuk mengukur sikap ilmiah mahasiswa, lembar observasi digunakan untuk mengetahui pelaksanaan perkuliahan Fisika Dasar, dan pedoman wawancara digunakan untuk mendapatkan informasi secara lebih mendalam terhadap kompetensi fisika mahasiswa. Hasil ujicoba instrumen menunjukkan bahwa reliabilitas tes prestasi belajar, tes kerja ilmiah dan skala sikap ilmiah masing-masing adalah 0,73; 0,83; dan 0,83. Ada empat metode pengumpulan data yang akan digunakan, yaitu inventori, tes, pengamatan, dan wawancara. Pada saat pengisian inventori dan tes ini para mahasiswa didampingi oleh peneliti. Dengan cara ini diharapkan tingkat kesalahan pengisian dapat ditekan sekecil mungkin dan kelengkapan jawaban dapat dioptimalkan. Selain itu, persentase pengembalian inventori dapat ditingkatkan. Pengamatan pelaksanaan pembelajaran Fisika Dasar dilakukan pada jam-jam reguler perkuliahan Fisika Dasar di Perguruan Tinggi sampel. Dengan demikian, setting alamiah pelaksanaan pembelajaran Fisika Dasar di Perguruan Tinggi tersebut dapat dipotret seperti apa adanya dan tanpa rekayasa. Agar data hasil pengamatan lebih akurat maka setiap pengamatan pelaksanaan pembelajaran Fisika Dasar dilakukan oleh dua orang peneliti. Wawancara dilakukan kepada 10 orang dosen dan 50 orang mahasiswa Fisika Dasar di LPTK Jawa Timur. Dengan cara ini diharapkan informasi yang diperoleh menjadi lebih kaya dan mendalam. Berdasarkan data yang dikumpulkan maka ada dua teknik analisis data yang akan digunakan, yaitu analisis kuantitatif dan analisis kualitatif. Teknik analisis kuantitatif yang digunakan adalah analisis deskriptif seperti persentase, rerata, dan simpangan baku.

SESI PARALEL FISIKA

263


HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Pelaksanaan Perkuliahan Fisika Dasar Hasil pengamatan terhadap 5 dosen (1 UNESA, 2 UM, dan 2 UNEJ) yang sedang melaksanakan pembelajaran Fisika Dasar di wilayah Jawa Timur menunjukkan kecenderungan yang menarik, baik ditinjau dari materi pembelajaran, strategi pembelajaran, maupun penilaiannya. Hampir semua dosen (80%) menunjukkan penguasaan materi pembelajaran Fisika Dasar. Hampir semua dosen (80%) dosen yang sering mengkaitkan materi Fisika Dasar yang dibahas dengan realitas kehidupan. Semua dosen (100%) sering mengintegrasikan prinsip-prinsip kerja ilmiah dalam pembelajaran Fisika Dasar. Berkenaan dengan strategi pembelajaran yang diterapkan dosen dalam pembelajaran Fisika Dasar, semua dosen (100%) mampu melaksanakan pembelajaran sesuai dengan kompetensi yang akan dicapai. Hampir semua (80%) dosen mampu melaksanakan pembelajaran yang mendorong siswa untuk memecahkan masalah Fisika Dasar. Hampir semua (80%) dosen yang mampu melaksanakan pembelajaran yang bersifat kontekstual. Kurang dari separoh (40%) dosen melaksanakan perkuliahan dengan selalu menumbuhkan kebiasaan berpikir kreatif mahasiswa. Berkenaan dengan penilaian proses dan hasil belajar, lebih separoh (60%) dosen selalu memantau kemajuan belajar siswanya. Selain itu, hampir semua dosen (80%) selalu membantu terjadinya kemajuan belajar mahasiswa. 2. Profil Kompetensi Fisika Dalam penelitian ini kompetensi fisika mahasiswa diterjemahkan sebagai prestasi belajar, kerja ilmiah, dan sikap ilmiah mahasiswa. Hasil pengukuran prestasi belajar mahasiswa di wilayah Jawa Timur menunjukkan gambaran nyata pemahaman mahasiswa terhadap materi Fisika Dasar. Dengan instrumen yang berupa tes prestasi belajar dan memberi peluang skor maksimum 20, rerata total prestasi belajar mahasiswa LPTK di Wilayah Jawa Timur sebesar 10,8 dan simpangan baku sebesar 3,30. Jika dibandingkan dengan skor maksimum, rerata prestasi belajar tersebut hanya sebesar 54%, suatu prestasi belajar yang belum dapat dikatakan baik. Hasil pengukuran kerja ilmiah mahasiswa LPTK di wilayah Jawa Timur menunjukkan gambaran nyata penguasaan beberapa komponen kerja ilmiah mahasiswa. Dengan instrumen yang berupa tes kerja ilmiah dan memberi peluang skor maksimum 32, rerata total kerja ilmiah mahasiswa LPTK di Wilayah Jawa Timur sebesar 16,2 dan simpangan baku sebesar 6,12. Jika dibandingkan dengan skor maksimum, rerata kerja ilmiah tersebut hanya sebesar 51%, suatu skor kerja ilmiah yang belum dapat dikatakan baik. Hasil pengukuran sikap ilmiah mahasiswa LPTK di wilayah Jawa Timur menunjukkan kecenderungan bersikap ilmiah mahasiswa. Dengan instrumen yang berupa inventori sikap ilmiah dan memberi peluang skor maksimum 100, rerata total sikap ilmiah mahasiswa LPTK di Jawa Timur sebesar 77,8 dan simpangan baku sebesar 10,11. Jika dibandingkan dengan skor maksimum, rerata sikap ilmiah tersebut sebesar 77,8%, suatu skor sikap ilmiah yang dapat dikatakan baik. Untuk mengembangkan paket Scaffolding, prestasi belajar fisika mahasiswa perlu dikenali. Prestasi belajar mahasiswa untuk setiap materi Fisika Dasar menjadi acuan penting dalam pemberian bantuan. Dengan kata lain, prestasi belajar mahasiswa untuk setiap materi Fisika Dasar yang merupakan salah satu unsur penting dalam kompetensi mahasiswa menjadi dasar dalam pengembangan pakat Scaffolding. Prestasi belajar mahasiswa untuk setiap materi Fisika Dasar mencerminkan tingkat penguasaan materi Fisika Dasar. Tingkat penguasaan ini memiliki makna penting dalam rangka pemberian bantuan melalui Scaffolding. Tingkat penguasaan setiap materi kuliah Fisika Dasar disajikan pada Tabel 1.

SESI PARALEL FISIKA

264

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 Tabel 1. Tingkat Penguasaan Materi Kuliah Fisika Dasar Materi Kuliah Topik Gelombang Kelistrikan Kemagnetan

Subtopik Persamaan Gelombang Optika Fisik Optika Geometri Listrik Statik Listrik Dinamik Medan Magnet Induksi Magnet

Persentase Pencapaian untuk PT UM 45,6% 47,5% 47,5% 47,5% 70,3% 63,7% 50,4%

UNESA 39,2% 45,1% 48,4% 50,3% 80,9% 64,1% 47,7%

UNEJ 47,4% 35,9% 38,7% 44,2% 77,1% 59,8% 46,2%

Hasil di atas menunjukkan bahwa persentase pencapaian prestasi belajar tertinggi diperoleh mahasiswa pada subtopik listrik dinamis. Sedangkan persentase pencapaian prestasi belajar terendah diperoleh mahasiswa pada subtopik optika fisik. Jika tingkat penguasaan materi Fisika Dasar untuk setiap subtopik ditetapkan pada persentase sebesar 75% maka hampir di semua subtopik mahasiswa belum mencapai tingkat penguasaan minimal materi Fisika Dasar. Dengan kata lain, sebagian besar mahasiswa mengalami kesulitan dalam mempelajari Fisika Dasar. Data di atas sejalan dengan hasil wawancara dengan 10 dosen Fisika Dasar (4 orang UM, 4 orang UNESA, dan 2 orang UNEJ). Semua dosen menyatakan bahwa mahasiswa mereka mengalami kesulitan dalam mempelajari Fisika Dasar. Persentase mahasiswa yang mengalami kesulitan dalam memahami Fisika Dasar berkisar antara (10 – 75)% dari seluruh mahasiswa yang menempuh matakuliah tersebut. Kesulitan mereka bervariasi dan tersebar di semua subtopik materi Fisika Dasar. Hasil wawancara terhadap 50 mahasiswa (30 orang UM, 10 orang UNESA, 10 orang UNEJ) menunjukkan bahwa semua mahasiswa menyatakan bahwa mereka mengalami kesulitan dalam memahami materi Fisika Dasar. Semua mahasiswa menyatakan bahwa mereka mendapat bantuan untuk mengatasi kesulitan mereka. Bantuan tersebut sebagian besar diberikan dosen atau asisten di luar jam perkuliahan yang sedang berlangsung. Bantuan yang sangat membantu mereka untuk mengatasi kesulitannya adalah saat berdiskusi dengan teman yang lebih pandai. Untuk menanggulangi kesulitan mahasiswa dalam memahami materi Fisika Dasar tersebut, berbagai cara telah ditempuh oleh para dosen. Sebagian dosen menugasi asisten untuk memberi responsi kepada mahasiswa yang mengalami kesulitan. Sebagian dosen menugasi mahasiswa yang mengalami kesulitan untuk membaca kembali buku rujukan, mengerjakan soal-soal latihan, atau melakukan praktikum. Sebagian dosen lainnya mendemonstrasikan gejala-gejala Fisika Dasar yang sulit dipahami oleh mahasiswa. Hasil wawancara terhadap dosen Fisika Dasar juga menunjukkan bahwa 10 dosen tersebut memberi bantuan-bantuan khusus dalam rangka mengatasi kesulitan mahasiswa. Sebagian dosen memberi contoh-contoh cara memecahkan masalah. Sebagian dosen mengajak mahasiswa yang mengalami kesulitan untuk melakukan praktikum materi terkait. Seorang dosen memberi bantuan untuk mengatasi kesulitan mahasiswa dengan mengajak mereka berdiskusi dengan lembar kerja yang telah dibuat. 3. Pembahasan Berdasarkan pengamatan pelaksanaan pembelajaran Fisika Dasar di LPTK Wilayah Jawa Timur, tampak jelas bahwa hampir semua dosen (80%) menunjukkan penguasaan materi pembelajaran Fisika Dasar, terutama materi seputar kompetensi dasar yang dibelajarkannya. Hampir semua dosen (80%) sering mengkaitkan materi yang dibahas dengan realitas kehidupan. Semua dosen (100%) mengintegrasikan prinsip-prinsip kerja ilmiah dalam pembelajaran Fisika Dasar secara baik. Hal ini menunjukkan bahwa proses perkuliahan Fisika Dasar sudah berada pada jalur yang tepat.

SESI PARALEL FISIKA

265


Perkuliahan Fisika Dasar yang telah dilaksanakan dengan tepat ini masih belum berdampak secara positif terhadap prestasi belajar mahasiswa. Prestasi belajar mahasiswa masih belum memadai jika yang bersangkutan dipersiapkan untuk menjadi guru fisika SMA. Di hampir semua subtopik materi Fisika Dasar mereka mengalami kesulitan dan belum mencapai ketuntasan belajar. Hal ini menunjukkan bahwa terdapat kesenjangan antara pelaksanaan perkuliahan dengan pengetahuan awal mahasiswa. Fakta bahwa mahasiswa mengalami kesulitan saat belajar materi Fisik Dasar didukung oleh hasil wawancara dengan dosen dan mahasiswa itu sendiri. Semua mahasiswa yang diwawancarai menyatakan bahwa mereka mengalami kesulitan saat mempelajari materi Fisika Dasar. Semua dosen yang diwawancarai juga menyatakan hal yang sama walaupun dengan persentase jumlah mahasiswa yang bervariasi. Untuk mengatasi kesulitan mahasiswa dalam memahami materi Fisika Dasar, semua dosen menyatakan bahwa mereka telah memberi bantuan dengan berbagai cara. Pernyataan tersebut juga dibenarkan oleh mahasiswa. Sebagian besar mahasiswa menyatakan bahwa bantuan tersebut masih belum mencukupi untuk mengurangi kesulitan mereka. Beberapa mahasiswa menyatakan bahwa bantuan dari teman yang lebih pintar sangat membantu mereka dalam mengatasi kesulitannya. Bantuan dosen untuk mengatasi kesulitan mahasiswa dilakukan dengan berbagai cara dan pada umumnya dilakukan setelah perkuliahan berlangsung. Cara semacam ini disamping memerlukan jam tambahan juga sulit menjangkau seluruh mahasiswa yang mengalami kesulitan. Oleh sebab itu, bantuan tersebut harus diintegrasikan ke dalam pelaksanaan perkuliahan sehingga akan membantu mengurangi kesulitan mahasiswa seketika dan dengan memanfaatkan mahasiswamahasiswa yang berkemampuan lebih. Ini berarti bahwa perkuliahan Fisika Dasar harus menggunakan alat bantu (scaffold) yang difungsikan melalui pembelajaran kooperatif. Bantuan untuk mengatasi kesulitan mahasiswa dalam mempelajari Fisika Dasar perlu dilakukan seketika, saat perkuliahan berlangsung dan dibantu oleh mahasiswa-mahasiswa yang berkemampuan lebih. Bantuan untuk mengatasi kesulitan mahasiswa tidak perlu ditunda setelah perkuliahan berlangsung. Hal ini di samping memerlukan jadwal khusus, juga cenderung tidak mampu menjangkau semua mahasiswa yang mengalami kesulitan. Oleh sebab itu, bantuan dapat dilakukan dengan bantuan scaffold yang diterapkan dengan pola pembelajaran kooperatif. Jadi, paket Scaffolding yang berbasis pembelajaran kooperatif merupakan bantuan seketika dalam proses perkuliahan Fisika Dasar untuk mencapai tingkat penguasaan minimal materi Fisika Dasar, dan perlu dikembangkan di semua subtopik. Uraian berdasarkan temuan di atas mengarah pada realitas bahwa paket Scaffolding berbasis pembelajaran kooperatif benar-benar dibutuhkan dalam pelaksanaan perkuliahan Fisika Dasar. Dengan menggunakan paket dalam pola pembelajaran kooperatif, perkuliahan Fisika Dasar diharapkan dapat mengurangi kesulitan mahasiswa memahami materi dan mencapai tingkat penguasaan minimal materi Fisika Dasar. KESIMPULAN Beberapa kesimpulan dapat ditarik dari penelitian ini. Pertama, pola pelaksanaan perkuliahan Fisika Dasar di LPTK Jawa Timur sudah baik tetapi masih terdapat kesenjangan antara pengetahuan awal mahasiswa dengan materinya sehingga belum optimal meningkatkan kompetensi fisika calon guru SMA. Kedua, secara keseluruhan, kompetensi fisika mahasiswa di LPTK Jawa Timur cenderung rendah, terutama prestasi belajar dan kerja ilmiah. Ketiga, perkuliahan Fisika Dasar di LPTK Jawa Timur sangat membutuhkan paket Scaffolding Berbasis Pembelajaran Kooperatif untuk menumbuhkan kompetensi fisika calon guru SMA. Berdasarkan kesimpulan di atas, beberapa saran diajukan. Pertama, pelaksanaan perkuliahan Fisika Dasar di LPTK Jawa Timur segera diperbaiki agar menghasilkan kompetensi yang diharapkan. Perbaikan ini dapat dilakukan dengan cara menerapkan strategi scaffolding-kooperatif. Kedua, kompetensi fisika mahasiswa di LPTK Jawa Timur segera ditingkatkan dengan cara memperbaiki pemberian bantuan dalam perkulianan Fisika Dasar. Pemberian bantuan dalam

SESI PARALEL FISIKA

266


perkuliahan Fisika Dasar dapat dilakukan salah satunya dengan menerapkan Paket Scaffolding Berbasis Pembelajaran Kooperatif. Ketiga, paket Scaffolding Berbasis Pembelajaran Kooperatif beserta panduan pelaksanaannya segera dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan perkuliahan Fisika Dasar di LPTK Jawa Timur dalam rangka membantu mahasiswa menumbuhkan kompetensi fisika. Ucapan Terima Kasih Ucapan terima kasih kepada Purbo Suwasono dan Eddy Supramono yang mendukung penelitian sehingga makalah dapat ditulis disini. DAFTAR PUSTAKA Ausubel, D.P. 1968. Educational Psychology: A Cognitive View. New York: Holt, Rinehart & Winston. Bao, L dan Redish, E. 2001. Model Analysis: Assessing the Dynamics of Student Learning. Dapat diperoleh online pada http://www.physics umd.edu/perg/papers/bao/index.html Bean, T. W. dan Stevens, L. P. 2002. Scaffolding Reflection for Preservice and Inservice Teachers. Reflective Practice, 3(2), 205 – 218. Cole, M. dan Cole, S. 2001. The Development of Children 4th Ed. New York: Scientific American Books. Davis, E. A. 2003. Prompting Middle School Science Students for Productive Reflection: Generic and Directed Prompts. The Journal of the Learning Sciences. 12(1), 91-142. Dennen, V. P. 2004. Cognitive Apprenticeship in Educational Practice: Research on Scaffolding, Modeling, Mentoring, and Coaching as Instructional Strategies. Dalam D. H. Jonassen (Ed.). Handbook of Research on Educational Communications and Technology. Mahwah, New Jersey: Lawrence Erlbaum Associates. Girodano, G. 1996. Literacy Programs for Adults with Developmental Disabilities. San Diego, CA: Singular Publishing Group, Inc. Hammer, D. 1994. Epistemological Beliefs in Introductory Physics. Cognitive and Instruction, 12(2), 151-183. Hammond, J. (Ed.). 2002. Scaffolding Teaching and Learning in Language and Literacy Education. Newtown, Australia: PETA. Hogan, K. dan Pressley, M. 1997. Scaffolding Student Learning: Instructional Approaches and Issues. Cambridge, MA: Brookline Books. Jacobs, G. 2001. Providing the Scaffold: A Model for Early Childhood/Primary Teacher Preparation. Early Childhood Education Journal, 29(2), 125-130. Kalu, I. dan Ali, A. N. 2004. Classroom Interaction Patterns, Teacher and Student Characteristics and Students’ Learning Outcomes in Physics. Journal of Classroom Interaction, 39(2), 24 – 31. Palincsar, A. S. 1998. Keeping the Metaphor of Scaffolding Fresh – A Response to C. Addison Stone’s “The Metaphor of Scaffolding: Its Utility for the Field of Learning Disabilities.” Journal of Learning Disabilities, 31(4), 370-373. Rasmussen, J. 2001. The Importance of Communication in Teaching: A Systems-Theory Approach to the Scaffolding Metaphor. Curriculum Studies, 33(5), 569-582.

SESI PARALEL FISIKA

267


Salkind, N. J., 2006. Exploring Research 6th Edition. Upper Saddle River, New Jersey: Pearson Education Inc. Saul, J.M., Abbott, D.S., Parker, G.W., & Beichner, R.J. 2000. Can One Lab Make a Difference? Physics Education Research: A Supplement to the American Journal of Physics, 68 (7S1), S60-61. Stone, C. A. 1998. The Metaphor of Scaffolding: Its Utility for the Field of Learning Disabilities. Journal of Learning Disabilities, 31(4), 344-364. Tobias, S. 1990. They’re not Dumb. They’re Different: Stalking the Second Tier. Tucson, AZ: Research Corporation. Wang, J., Goodwin, A., dan Zhong, Q. 2007. Looking for Causes of Learning Difficulties in Physics: a Chinese Study. Journal of Science Education, 8(2), 70 – 74. White, B. dan Frederiksen, J. 1998. Inquiry, Modeling, and Metacognition: Making Science Accessible to All Students. Cognition and Instruction, 16(1), 3 – 118. White, B. dan Frederiksen, J. 2000. Metacognitive Facilitation: An Approach to Making Scientific Inquiry Accessible to All. Dalam J. Minstrell & E. v. Zee (Eds.), Inquiring into Inquiry Learning and Teaching in Science, 283-315. Washington D.C.: AAAS. Williams, H. T. 1999. Semantics in Teaching Introductory Physics. American Journal of Physics, 67(8), 670-680.

SESI PARALEL FISIKA

268


SESI PARALEL KIMIA

SESI PARALEL KIMIA

269


SINTESIS BIODIESEL DARI MINYAK JARAK PAGAR (JATROPHA CURCAS L.) DENGAN KATALIS HETEROGEN CAO DAN MGO DENGAN GELOMBANG MIKRO Aman Santoso Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Malang, Jl. Semarang 5 Malang 65145 Email: [email protected] Abstrak: Sintesis biodiesel dari minyak nabati umumnya menggunakan katalis homogen dengan pengaduk mekanis. Kelemahan cara tersebut limbah katalis dapat mencemari lingkungan, secara konvensional memerlukan waktu relatif lama. Pemanfaatan gelombang mikro dapat mempercepat waktu reaksi transesterifikasi pada sintesis biodiesel. Tujuan dari penelitian adalah (1) mengetahui kondisi optimum sintesis biodiesel menggunakan gelombang mikro dengan katalis heterogen, serta mengetahui kandungan senyawa dan karakter biodiesel hasil sintesis. Sampel minyak jarak pagar diperoleh dari balai penelitian tanaman serat di Karang Ploso Malang. Tahapan dalam penelitian ini meliputi (1) penentuan angka asam minyak jarak pagar, (2) proses esterifikasi, (3) preparasi katalis CaO dan MgO, (4) optimasi sintesis biodiesel melalui reaksi transesterifikasi pada beberapa variasi konsentrasi katalis 7,5% w/w minyak, waktu (5; 7,5; 10; 12,5; 15) menit, (5) identifikasi dan karakterisasi biodiesel hasil sintesis. Hasil penelitian menunjukkan bahwa (1) kondisi optimum sintesis biodiesel dari minyak jarak pagar melalui reaksi transesterifikasi menggunakan gelombang mikro di capai dengan konsentrasi katalis CaO dan MgO 7,5% dalam waktu 10 menit menghasilkan rendemen 92,39% ± 0,04, (2) senyawa metil ester yang dihasilkan dari transesterifikasi minyak jarak pagar adalah metil palmitoleat. (2,40%), metil palmitat (21,20%), metil oleat (62,40%), dan metil stearat (14,00%), Nilai indeks bias biodiesel yaitu 1,46445, massa jenis 0,888 g/mL, viskositas 4,23 cSt dan angka asam 0,58 mg KOH/g biodiesel dan berpotensi sebagai biodiesel. Kata kunci: biodiesel, minyak jarak pagar, katalis heterogen, gelombang mikro

PENDAHULUAN Biodiesel dari minyak nabati dapat dibuat dengan mengkonversi trigliserida menjadi alkil ester asam lemak dengan memanfaatkan katalis melalui reaksi transesterifikasi dengan alkohol. Transesterifikasi minyak umumnya dilakukan secara konvensional selama 2-8 jam (Hidayat, 2011: 6). Sintesis biodiesel dari minyak jarak pagar yang dilakukan Abdel et al (2011) dengan waktu 2 jam, menggunakan katalis heterogen CaO sebanyak 1,5%. Sintesis biodiesel dari minyak lobak juga dilakukan Liang et al (2008) membutuhkan waktu 3,5 jam pada suhu 64,50C, dan rasio perbandingan mol minyak dan metanol yaitu 1:18 dengan katalis CaO dan MgO sebanyak 10%. Golongan alkali tanah, seperti magnesium oksida (Cantrell et al, 2005) dan kalsium oksida (Kouzu et al, 2008) dapat digunakan sebagai katalis heterogen dalam pembuatan biodiesel. Kalsium Oksida umumnya dikenal sebagai kapur tohor yang dihasilkan dari pembakaran batu alam atau gamping yang komposisinya berupa kalsium karbonat, reaksi pembentukan kalsium oksida. Penggunaan CaO sebagai katalis basa mempunyai banyak keuntungan, karena aktivitasnya yang tinggi, kondisi reaksi yang rendah, masa katalis yang lama, serta biaya katalis yang rendah (Azmi, 2009: 17). Radiasi gelombang mikro telah digunakan untuk berbagai aplikasi termasuk sintesis organik dimana reaksi kimia dapat dipercepat karena penyerapan selektif energi gelombang mikro oleh

SESI PARALEL KIMIA

270


suatu molekul (Varma, 2001). Pemanasan dengan gelombang mikro mempunyai kelebihan yaitu pemanasan lebih merata karena bukan mentransfer panas dari luar tetapi membangkitkan panas dari dalam bahan tersebut. Pada penelitian ini digunakan minyak jarak pagar sebagai bahan baku pembuatan biodiesel karena minyak jarak pagar tidak bersaing dengan kebutuhan pangan masyarakat. Reaksi transesterifikasi minyak jarak pagar dan metanol dibantu katalis heterogen CaO dan MgO serta gelombang mikro. Tujuan dari penelitian ini adalah mencari kondisi optimum sintesis biodiesel dari minyak jarak pagar menggunakan gelombang mikro melalui reaksi transesterifikasi dengan variasi waktu serta konsentrasi katalis CaO dan MgO. Biodiesel hasil sintesis diidentifikasi dan dikarakterisasi seperti, uji KLT, analisis GC-MS, uji indeks bias, uji massa jenis, uji viskositas dan uji angka asam. METODE Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental laboratoris yang bertujuan untuk mendapatkan kondisi optimum sintesis biodiesel yang memanfaatkan gelombang mikro. Alkohol yang digunakan untuk reaksi transesterifikasi adalah metanol, katalis yang digunakan adalah katalis heterogen CaO dan MgO. Penelitian ini terdiri dari 5 tahap yang meliputi: penentuan angka asam minyak jarak pagar, proses esterifikasi, preparasi katalis CaO dan MgO, optimasi sintesis biodiesel melalui reaksi transesterifikasi minyak jarak pagar hasil esterifikasi menggunakan gelombang mikro dengan variasi waktu dan konsentrasi CaO dan MgO, identifikasi dan karakterisasi biodiesel hasil sintesis meliputi, uji KLT, analisis GC-MS, uji indeks bias, uji massa jenis, uji viskositas dan uji angka asam. Sintesis Biodiesel Melalui Reaksi Transesterifikasi Menggunakan Gelombang Mikro Sebanyak 25 g minyak hasil esterifikasi dimasukkan ke dalam gelas kimia, selanjutnya dengan hati-hati ditambahkan katalis CaO dan MgO dengan konsentrasi 7,5% dan perbandingan mol minyak: metanol 1:18 kemudian diaduk dengan mechanical stirrer dengan kecepatan 200 rpm. Campuran dimasukkan ke dalam microwave dengan variasi waktu (5; 7,5; 10; 12,5; 15) menit, kemudian disentrifugasi selama 20 menit pada kecepatan 3000 rpm. Ester yang berada pada lapisan atas dipisahkan dari dengan corong pisah.. Metode Pengumpulan Data Data penelitian ini diperoleh mulai dari tahap penentuan angka asam minyak jarak pagar, esterifikasi minyak jarak pagar, sintesis biodiesel dari minyak jarak pagar menggunakan gelombang mikro, identifikasi dan karakterisasi senyawa biodiesel (metil ester) hasil sintesis. Dari hasil identifikasi senyawa dengan GC-MS menghasilkan data tentang komponen-komponen yang terdapat dalam biodiesel (metil ester) hasil sintesis. Hasil karakterisasi diperoleh karakter biodiesel yang selanjutnya dibandingkan dengan standar SNI biodiesel. HASIL DAN PEMBAHASAN Esterifikasi merupakan reaksi yang mengubah asam karboksilat menjadi ester dengan penambahan alkohol dan katalis asam. Angka asam dalam minyak jarak pagar sangat tinggi adalah sebesar 14,39% ± 0,07. Minyak jarak pagar harus diesterifikasi terlebih dahulu agar reaksi transesterifikasi dapat berlangsung dengan baik. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut.

Esterifikasi yang telah dilakukan dapat menurunkan angka asam minyak jarak pagar dari 14,39% ± 0,07 menjadi 7,73% ± 0. Proses esterifikasi berlangsung dua kali karena pada esterifikasi SESI PARALEL KIMIA

271


pertama, angka asam masih diatas 2,5% sehingga dilakukan esterifikasi lagi untuk menurunkan angka asam menjadi < 2,5%. Esterifikasi kedua menghasilkan angka asam 2,26 % ± 0. Angka asam minyak menurun karena semakin banyak asam karboksilat yang diubah menjadi ester seiring dengan lamanya waktu esterifikasi. 2. Sintesis Metil Ester (Biodiesel) dari Minyak Jarak Pagar Melalui Reaksi Transesterifikasi Menggunakan Gelombang Mikro Transesterifikasi adalah tahap konversi trigliserida menjadi alkil ester, melalui reaksi dengan alkohol dan menghasilkan produk samping yaitu gliserol. Transesterifikasi merupakan reaksi yang bersifat reversible, sehingga untuk mendorong reaksi ke arah kanan atau produk, dapat dilakukan dengan penambahan metanol berlebih. Mekanisme reaksi transesterifikasi minyak jarak pagar dengan metanol menggunakan katalis CaO dan MgO ditunjukkan pada reaksi berikut:

Mekanisme transesterifikasi trigliserida menjadi biodiesel diawali dengan penambahan katalis basa CaO dan MgO yang merupakan tempat dimana O2- pada MgO menyerang atom H dari metanol, sehingga terbentuk ion metoksi yang bermuatan negatif. Ion metoksi menyerang atom karbon pada gugus karbonil dari molekul trigliserida untuk membentuk intermediet tetrahedral. Selanjutnya intermediet tetrahedral yang memiliki atom O bermuatan negatif menyerang atom H, sehingga terbentuk CaO dan MgO. Pada langkah terakhir, penataan ulang dari intermediet tetrahedral menghasilkan biodiesel dan gliserol. Pada sintesis metil ester dari minyak jarak pagar melalui reaksi transesterifikasi menggunakan gelombang mikro, yang divariasi adalah konsentrasi katalis CaO dan MgO dan waktu optimum berdasarkan rendemen hasil sintesis yang diperoleh. Konsentrasi katalis CaO dan MgO yang digunakan adalah 7,5% dengan variasi waktu yang digunakan untuk reaksi transesterifikasi adalah 5; 7,5; 10;12,5 dan 15 menit. Pengaruh waktu terhadap rendemen biodiesel pada konsentrasi katalis CaO dan MgO 7,5% w/w disajikan pada Gambar 1. Seperti pada Gambar 1 tersebut menunjukkan bahwa semakin lama waktu reaksi, maka rendemen biodiesel juga semakin besar. Dari waktu 5 menit ke 7,5 menit dan 10 menit mengalami kenaikan rendemen yaitu dari 86,02% ± 0,2 menjadi 87,17% ± 0,08 dan 92,39% ± 0,04, yang merupakan rendemen tertinggi. Sedangkan dari waktu 10 menit ke 12,5 menit dan 15 menit, rendemen biodiesel mengalami penurunan menjadi 89,54% ± 0,5 dan 88,19% ± 0,18. Hal ini terjadi karena lama reaksi sintesis biodiesel menyebabkan produk biodiesel bereaksi dengan sabun yang dihasilkan dari reaksi transesterifikasi, sehingga produk menjadi berkurang yang mengakibatkan rendemen biodiesel juga berkurang. Rendemen tertinggi (92,39% ± 0,04) yang diperoleh dari hasil sintesis minyak jarak pagar dengan katalis CaO dan MgO menggunakan gelombang mikro memiliki nilai rendemen yang tidak jauh berbeda dengan penelitian yang telah dilakukan Liang et al (2008) yaitu sebesar 92%.

SESI PARALEL KIMIA

272

Rendemen (%)


100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 5

7.5

10

12.5

15

waktu (menit)

Gambar 1 Pengaruh Waktu Terhadap Rendemen Biodiesel pada Konsentrasi Katalis CaO dan MgO 7,5% w/w Identifikasi Komponen Senyawa Hasil Sintesis dengan GC-MS Biodiesel hasil transesterifikasi dari minyak jarak pagar merupakan campuran metil ester yang dapat dianalisis menggunakan GC-MS. Analisa kromatogram GC-MS dengan analisis Library yang ada secara sederhana dapat digunakan untuk memprediksikan massa molekul dari metil ester yang dihasilkan. Hasil kromatogram kromatografi gas dari senyawa hasil sintesis adalah seperti pada Gambar 2.

Gambar 2 Kromatogram Biodiesel Hasil GC-MS Gambar 2 tersebut menunjukkan bahwa metil ester atau biodiesel dari minyak jarak pagar terdapat empat komponen penyusun utama. Waktu retensi dan luas puncak kromatogram empat komponen utama penyusun biodiesel dari minyak jarak pagar ditunjukkan pada Tabel .1. Tabel .1 Waktu Retensi dan Luas Puncak Kromatogram Empat Komponen Utama Penyusun Biodiesel dari Minyak Jarak Pagar Puncak Waktu Retensi Area Area % (kadar) 4 5 9 10 Total

SESI PARALEL KIMIA

18,502 18,759 20,908 21,058

7798897 68252263 201368020 45192916

2,40 21,20 62,40 14,00

322612096

100

273


Spektrum massa puncak kromatogram biodiesel dengan waktu retensi (t r) 18,502 menit ditunjukkan dalam Gambar 3.

Gambar 3. Spektrum Massa Puncak Kromatogram Biodiesel dengan Waktu Retensi (tr)18,759 Menit Spektrum massa yang diperoleh selanjutnya dibandingkan dengan spektrum massa yang ada dalam library WILEY7.LIB dan dicari puncak-puncak yang memiliki posisi yang relatif sama. Berdasarkan pengamatan, diperoleh puncak-puncak yang posisinya relatif sama dengan yang terdapat dalam library WILEY7.LIB nomor entry 178119, diduga bahwa senyawa tersebut adalah metil palmitoleat. Kemungkinan senyawa metil ester adalah metil palmitoleat, diperkuat dari pola fragmentasi yang mungkin, terutama adanya puncak-puncak utama dengan m/z 41, 55, 97, 123, 152, dan 236. Puncak dengan m/z 236 diduga akibat lepasnya radikal metoksi (·OCH3) dan radikal hidrogen (·H) dari ion molekul sebagai berikut:

Puncak dengan m/z 152 dan m/z 97 diduga diperoleh dari puncak dengan m/z 237 melalui pemutusan ikatan sebagai berikut:

SESI PARALEL KIMIA

274


Puncak dengan m/z 55 diduga diperoleh dari puncak dengan m/z 268 dengan pemutusan ikatan karbon-karbon dan radikal hidrogen (·H) sebagai berikut:

Puncak dengan m/z 41 diduga diperoleh dari puncak dengan m/z 268 dengan pemutusan ikatan sebagai berikut:

Berdasarkan hasil analisis pola fragmentasi puncak kromatogram biodiesel dengan waktu retensi tr 18,502 menit dengan m/z 41, 55, 97, 123, 152, dan 236, dapat disimpulkan bahwa senyawa tersebut adalah metil palmitoleat dengan rumus molekul C17H32O2 dan rumus struktur sebagai berikut:

Struktur Metil Palmitoleat SESI PARALEL KIMIA

275


Spektrum massa puncak kromatogram biodiesel dengan waktu retensi (t r) 18,759 menit seperti pada Gambar 4.

Gambar 4. Spektrum Massa Puncak Kromatogram Biodiesel dengan Waktu Retensi (tr) 18,759 Menit Berdasarkan pengamatan, diperoleh puncak-puncak yang posisinya relatif sama dengan yang terdapat dalam library WILEY7.LIB nomor entry 180435, dan berdasarkan pola fragmentasinya diduga bahwa senyawa tersebut adalah metil palmitat. Spektrum massa puncak kromatogram biodiesel dengan waktu retensi (tr) 20,908 menit ditunjukkan dalam Gambar 5.

Gambar 5. Spektrum Massa Puncak Kromatogram Biodiesel dengan Waktu Retensi (tr) 20,908 Menit Berdasarkan puncak-puncak yang diperoleh posisinya relatif sama dengan yang terdapat dalam library WILEY7.LIB nomor entry 207862, dan diperkuat dengan analisis pola frgamentasinya diduga bahwa senyawa tersebut adalah metil oleat. Spektrum massa puncak kromatogram biodiesel dengan waktu retensi (tr) 21,058 menit ditunjukkan dalam Gambar 6.

Gambar 6. Spektrum Massa Puncak Kromatogram Biodiesel dengan Waktu Retensi (tr) 21,058 Menit Berdasarkan pengamatan, diperoleh puncak-puncak yang posisinya relatif sama dengan yang terdapat dalam library WILEY7.LIB nomor entry 209840, dan analisis pola frgamentasi hasil spektroskopi masanya diduga bahwa senyawa tersebut adalah metil stearat. Sehingga dapat disimpulkan dari hasil analisis pola fragmentasi secara keseluruhan dapat diketahui bahwa empat

SESI PARALEL KIMIA

276


komponen penyusun utama metal ester hasil sintesis dari minyak jarak pagar adalah metil palmitoleat (2,40 %), metil palmitat (21,20 %), metil oleat (62,40 %), dan metil stearat (14,00 %). Karakterisasi Biodiesel Hasil Sintesis Indeks bias didefinisikan sebagai perbandingan antara kecepatan cahaya di udara dengan kecepatan cahaya dalam medium tertentu. Hasil analisis indeks bias biodiesel dari minyak jarak pagar hasil penelitian ini adalah 1,46445 ± 0. Indeks bias maksimal menurut SNI adalah 1,45. Nilai indeks bias hasil penelitian memenuhi standar mutu biodiesel menurut SNI. Massa jenis adalah jumlah suatu zat pada suatu unit volum. Massa jenis biodiesel bergantung pada komposisi asam lemak dan kemurniannya. Massa jenis biodiesel menurut SNI adalah antara 0,850-0,890 g/mL. Massa jenis biodiesel dari hasil penelitian 0,888 g/mL. Viskositas merupakan ukuran kekentalan suatu zat. Viskositas menjadi parameter utama dalam penentuan mutu biodesel, karena memiliki pengaruh besar terhadap efektivitas biodiesel sebagai bahan bakar. Viskositas biodiesel hasil penelitian adalah 4,23 cSt . Standar mutu biodiesel menurut SNI menetapkan viskositas biodiesel yaitu berkisar antara 2,30-6,00 cSt. Nilai viskositas hasil penelitian memenuhi standar mutu biodiesel menurut SNI. Berdasarkan hasil analisis keseluruhan karakter biodiesel hasil sintesis dari minyak jarak pagar, dapat disimpulkan bahwa biodiesel hasil sintesis memiliki potensi sebagai bahan bakar karena karakternya memenuhi rentang standar mutu biodiesel menurut SNI. Karakter biodiesel hasil sintesis dari minyak jarak pagar dan biodiesel SNI tertera pada Tabel 2. Tabel 2 Karakter Biodiesel Hasil Sintesis dari Minyak Jarak Pagar dan Biodiesel (SNI) Parameter Biodisel Hasil Penelitian Biodiesel (SNI) Indeks Bias Massa jenis (g/mL) Viskositas (cSt) Angka Asam (mg KOH/g biodiesel)

1,46445 0,888 4,23 0,58

Max 1,45 0,850 – 0,890 2,30 – 6,00 Max 0,80

Biodiesel hasil sintesis dari minyak jarak pagar memiliki karakter yang tidak jauh beda dengan karakter biodiesel dari minyak jarak pagar hasil penelitian yang telah dilakukan oleh Hidayat dan Sumangat (2008). Nilai massa jenis, viskositas dan angka asam hasil penelitian sebelumnya berturut-turut adalah 0,88 g/mL, 3,89 cSt dan 0,48 mg KOH/g KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan 1. Kondisi optimum sintesis biodiesel dari minyak jarak pagar menggunakan gelombang mikro adalah dengan katalis CaO dan MgO pada konsentrasi 7,5 % dengan waktu 10 menit, dengan rendemen 92,39% ± 0,04. 2. Biodiesel dari minyak jarak pagar hasil sintesis dengan katalis CaO dan MgO menggunakan gelombang mikro tersusun dari senyawa metil palmitoleat (2,40 %), metil palmitat (21,20 %), metil oleat (62,40 %), dan metil stearat (14,00 %). Karakter metil ester hasil sintesis dengan indeks bias 1,46445 ± 0, massa jenis 0,888 g/mL ± 0, viskositas 4,23 cSt ± 0 dan angka asam 0,58 mg KOH/g biodiesel ± 0, yang mendekati SNI biodiesel sehingga mempunyai potensi sebagai biodiesel. Saran 1. Perlu dilakukan beberapa jenis katalis heterogen yang lain dan variasi konsentrasi katalis heterogen yang lebih banyak. 2. Perlu dilakukan uji kualitas biodiesel yang lainnya (angka setana, titik nyala, titik kabut, dan kandungan air) untuk meyakinkan bahwa biodiesel hasil sintesis dari minyak jarak pagar dapat digunakan sebagai bahan bakar diesel.

SESI PARALEL KIMIA

277


DAFTAR RUJUKAN Badan Standarisasi Nasional. 2006. Biodiesel, (Online), (http://www.ebtke.esdm.go.id/download/doc_download/494-sni-04-7182-2006-biodieselics-75160.html), diakses 25 November 2011. Cantrell, D.G., Gillie, L.J., Lee, A.F. & Wilson, K. 2005. Structure Reactivity Correlation in MgAl Hydrotalcite Catalysts for Biodiesel Synthesis. Applied Catalysis A General, (Online), 287: 183-190, (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926860X05002140), diakses 20 November 2011. Gerpen, J.V., Shanks, B. & Pruszko, R. 2004. Biodiesel Analytical Methods. Colorado: National Renewable Energy Laboratory. Hidayat, R. 2011. Optimasi Sintesis Metil Ester Melalui Reaksi Transesterifikasi Minyak Biji Kapuk Randu (Ceiba Pentandra) dengan Metanol Berkatalis KOH Menggunakan Gelombang Mikro dan Uji Potensinya sebagai Biodiesel. Skripsi tidak diterbitkan. Malang: FMIPA Universitas Negeri Malang. Hidayat, T. & Sumangat, D. 2008. Karakteristik Metil Ester Minyak Jarak Pagar Hasil Proses Transesterifikasi Satu dan Dua Tahap. Jurnal Pascapanen, (Online), 5 (2): 18- 26, (http://pascapanen.litbang.deptan.go.id/assets/media/publikasi/jurnal/j.Pascapanen.2008_2_ 3.pdf), diakses 3 Maret 2012. Kouzu, M., Kasuno, T., Tajika, M., Sugimoto, Y., Yamanaka, S. & Hidaka, J. 2008. Calcium Oxide as a Solid Base Catalyst for Transesterification of Soybean Oil and its Application to Biodiesel Production. Fuel, (Online), 87: 2798-2806, (http://www.sciencedirect.com/scien ce/article/pii/S0016236107004589), diakses 21 November 2011. Liang, B., Lu, H. & Yan, S. 2008. Supported CaO Catalyst Used in the Transesterification of Rapeseed Oil for the Purpose of Biodiesel Production. Energy Fuels, (Online), 22(1): 646– 651, (http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ef070105o), diakses 9 November 2011. Liu, X., He, H.,Wang, Y. & Zhu, S. 2007. Transesterification of Soybean Oil to Biodiesel Using SrO as a Solid Base Catalyst. Catalyis Communications, (Online), 8: 1107-1111, (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1566736706003931), diakses 11 November 2011. Valya, A. 2007. Rahasia Jarak Pagar (Biodiesel). Bandung: PT Sinar Wadja Lestari. Varma, R.S. 2001. Solvent-Free Accelerated Organic Syntheses Using Microwaves. Pure Appl. Chem, (Online), 73(1): 193-198, (http://www.iupac.org/publications/pac/2001/pdf/7301x0193.pdf), diakses 17 November 2011. Widyastuti, L. 2007. Reaksi Metanolisis Minyak Biji Jarak Pagar menjadi Metil Ester Sebagai Bahan Bakar Pengganti Minyak Diesel dengan Menggunakan Katalis KOH. Skripsi tidak diterbitkan. Semarang: FMIPA Universitas Negeri Semarang.

SESI PARALEL KIMIA

278


KONSEP MOL: KESULITAN SISWA DAN TANTANGANNYA MOLE CONCEPT: STUDENTS’ DIFFICULTIES AND THE CHALLENGE Indriyanti, N.Y1,2 dan Barke, H-D1 1

2

Institute of Chemical Education, Muenster University, Germany Chemical Education Department, Sebelas Maret University, Surakarta Indonesia e-mail: [email protected]

Abstract: The first steps in chemical education should be a qualitative way, students in high schools or universities can learn much about substances and chemical reaction. However, for the real understanding of chemistry, the teachers also have to include the quantitative way of chemistry. They have to introduce the mole concept and first calculations. The introduction doesn’t seem to be easy to teach: one can find a lot of “school-made misconceptions”.This paper describes the mole concept and the difficulties arising in students at the first-year undergraduate in universities of Germany and Indonesia in 2011. During several years of learning chemistry in high schools, they have applied the mole concept more or less. This empirical studies want to explore the students’ understanding of the mole concept and their application in chemistry. Some hundred fresh undergraduate students in Germany and Indonesia completed the questionnaires. We used questionnaire with open-ended questions continued by interviews. Regarding the definition of the mole, both German and Indonesian students had a low percentage of proper knowledge: about less than twenty percent understand the mole idea. Mostly they didn’t use the number of particles in chemical reactions (Avogadro number) and were unable to connect it to masses. Especially in Indonesia, they tried to answer every question in algorithm strategy but they didn’t understand the concept. In questions related to application of the mole concept, more than fifty percent of the students applied unsuitable strategies to answer the problems and gave incorrect solutions. The details of the difficulties in gaining their knowledge will be presented. After knowing the difficulties we will propose a way of instruction and evaluation which prevents from “school-made misconceptions”. Keywords : mole, School-made misconceptions, Challenge

PENDAHULUAN Pembelajaran tentang konsep mol adalah salah satu bagian yang menatang untuk guru maupun untuk siswa. Saya mengutip percakapan antara siswa dan guru (Kolb, 1978) sebagai berikut: Siswa: bagaimana anda mengetahui berapa banyak bahan yang digunakan dalam reaksi kimia? Guru: biasanya kita menggunakan jumlah yang secara kimia adalah ekivalen. Anggap kita ingin mereaksikan 10 gram sampel aluminium dengan iodium. Berapa banyak iodine yang kamu butuhkan? Siswa: Kurang lebih 10 gram, bukankah begitu? Guru: Kamu membuat reaktan mempunyai massa yang sama, namun coba sekarang asumsikan dalam ranah atom. Atom Iodium tiga kali lebih besar daripada satu atom aluminium, dan beratnya hampir lima kalinya. Siswa: Saya menebak berarti butuh lima kali massa aluminium, 50 gram, betulkah? Guru: Jawaban kamu benar jika masing-masing alumunium bereaksi hanya dengan satu atom

SESI PARALEL KIMIA

279


Siswa:

iodium, jangan lupa bahwa atom aluminium dapat berkombinasi dengan tiga atom iodium. Oh kalo begitu, saya menebak kita membutuhkan tiga kali 50 gram iodium, sehingga menjadi 150 gram. Waw, terlalu banyak iodium yang dibutuhkan untuk hanya bereaksi dengan 10 gram aluminium.

Walaupun kata mol tidak digunakan dalam dialog tersebut namun konsep mol jelas ada di sana. Diskusi tersebut tidak akan bisa berhasil tanpa mol. Atau bisa dikatakan tidak ada konsep yang lebih sulit bagi siswa dari konsep mol saat pertama kali belajar kimia. Ada beberapa hal yang membuat sedikit masalah bagi siswa. Dierks (1981) menulis mengenai konsep mol dan kesulitan siswa. Dalam hasil penelitianya, dia menggaris bawahi salah satu penyebab kesulitan siswa adalah mol diartikan dalam beberapa hal, misalnya massa, bilangan avogadro, jumlah partikel. Dengan ini guru perlu mempertegas makna dari jumlah partikel dan mol sebagai satuannya. Cervellati, dkk (1982) juga menemukan bahwa siswa menganggap mol sama dengan massa. Mereka mengabaikan jumlah partikel (jumlah mol) yang berakibat kesulitan dalam stoikiometri. Sejumlah penelitian menulis kesulitan siswa dalam menggunakan konsep mol dalam perhitungan kimia. Salah satu dari penelitian tersebut adalah yang dilakukan oleh Duncan dan Johnstone (1973). Salah satu penyebab siswa mengalami kesulitan adalah hampir sebagian besar siswa dengan usia 14 atau 15 tahun belum mencapai tingkat perkembangan kognitif yang dibutuhkan untuk memahami konsep mol yaitu “formal operational thinking” sesuai teori Piaget. Siswa mengalami kesulitan mengaplikasikan konsep dalam perhitungan adalah jika proporsi jumlah partikel dari reaktan bukan 1:1. Dalam reaksi penetralan siswa juga mengalami kesulitan dalam memahami konsep mol. Saat mengencerkan larutan siswa tidak mepertimbangkan bahwa volume berubah. Schmidt (1990) meneliti 6000 siswa menengah dalam menerapkan konsep mol dalam perhitungan kimia. Dari hasil studi diperoleh bahwa siswa berfikir bahwa perbandingan jumlah molekul yang bereaksi sama dengan perbandingan massa pereaksi. Schmidt melanjutkan studi berikutnya di tahun 1994 untuk mengetahui strategi yang siswa gunakan untuk menjawab pertanyaan terkait perhitungan kimia. Dari studi ini, schmidt menyimpulkan bahwa siswa menghindari perhitungan jumlah mol. Sedangkan penelitian lainnya (Staver and Lumpe, 1995) lebih menekankan penyebab kesulitan siswa dalam mempelajari konsep mol. Konsep mol merupakan materi yang abstrak yang ada di level sub mikroskopis berdasarkan Johnstone’s Triangle. Dalam studinya, ada dua defisiensi siswa dalam mempelajari konsep mol; (1) ketidakmampuan untuk mentransfer dari level konkrete, misalnya 12 gram karbon ke level molekular/atom, misalnya 1 mol atom C; (2) pemahaman konsep yang kurang dan selalu menjawab berdasarkan rumus atau algoritma. SuChi (2011) meneliti pembelajaran konsep mol di beberapa sekolah menengah di Taiwan dan Australia. Sebagian besar dari siswa sekolah menengah baik senior maupu junior di Taiwan dan Australia mendefinisikan mol hanya dalam aspek jumlah, dalam hal ini adalah bilangan avogadro. Hanya sedikit siswa yang dapat menghubungkan massa molar dan massa atom relatif. Walaupun guru-guru kimia di kedua negara menggunakan strategi mengajar yang berbeda, namu dari hasil penelitian ini diperoleh bahwa cara siswa memahami konsep mol tersebut adalah sama. SuChi menyimpulkan bahwa kesamaan kesulitan pemahaman konsep tidak bergantung kepada budaya dan kematangan intektual siswa. Dengan mengacu kepada penelitian terdahulu, dalam studi ini akan dipaparkan kesulitan yang dihadapi siswa saat menemukan masalah yang terkait konsep mol. METODE Subyek penelitian ini adalah 135 mahasiswa semester satu di program studi pendidikan kimia di Indonesia dan 150 mahasiswa pendidikan kimia di jerman. Instrumen penelitian

SESI PARALEL KIMIA

280


menggunakan open-ended questions terkait materi konsep mol, yang terdiri dari pertanyaan konseptual sampai aplikasi konsep mol dalam perhitungan kimia. Instrument yang digunakan disusun antara peneliti 1 dan 2 dan analisis data terkait skor responden dilakukan oleh peneliti 1 dengan kriteria yang dibuat oleh peneliti 2. Studi dilanjutkan dengan melakukan wawancara namun hanya kepada 11 mahasiswa di program studi pendidikan kimia Uni Muenster di akhir semester untuk mengetahui pemahaman yang diperoleh. Analisis jawaban dilakukan dengan deskriptif persentase dengan penjelasan kualitatif terkait kesulitan siswa dalam pemahaman konsep mol. HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Definisi mol Pertanyaan mengenai definisi mol bertujuan bagaimana siswa mengetahui mol dan penggunaannya dalam kimia. Mol adalah satuan untuk jumlah partikel yang jumlahnya sama dengan jumlah atom dari atom karbon (C-12). Definisi tersebut berdasarkan IUPAC yang digunakan secara luas. Namun dalam studi ini, siswa tidak harus menjawab persis seperti definisi di atas. Hasil secara prosentase jawaban siswa dapat dilihat sebagai berikut:

Indonesia

22.22% Correct

47.78% 30.00%

partly correct incorrect

Germany 13.33%

19.26% Correct

67.41%

partly correct incorrect

Gambar 1. Jawaban responden mengenai definisi mol Jumlah mahasiswa yang menjawab dengan benar dengan mendefinisikan mol sebagai satuan (counting unit) dan menghubungkan dengan jumlah partikel (bilangan avogadro). Menjawab Benar sebagian diberikan oleh sebanyak 30 persen responden indonesia dan 19,9 persen responden di jerman yang hanya menjawab dengan memberikan rumus mol yaitu massa dibagi massa

SESI PARALEL KIMIA

281


atom/molekul relatif. Tiga puluh persen menunjukkan jawaban yang eror, contoh jawaban responden mengenai pertanyaan definisi mol: DE1. Mol = 6,02.1023 partikel IDN1. Mol = m/Mr IDN2, mol : jumlah molekul IDN3, mol adalah satuan kimia yang menyatakan jumlah molekul dari suatu senyawa atau unsur. Hubungan jumlah mol dan massa Sebagian besar responden (lebih dari 50%) dapat membuat hubungan antara jumlah mol dan massa. Beberapa kesalahan yang diberikan yaitu responden tidak bisa membedakan partikel baik itu atom, molekul atau yang lain. Kemampuan mentransfer pengetahuan dari konkrete ke abstrak masih menjadi hambatan bagi siswa. contoh jawaban sebagai berikut: Pertanyaan : berikan 3 contoh senyawa dengan jumlah mol dan massanya Jawaban :

Keterangan: wasser artinya air, wasserstof adalah hidrogen, sauerstoff adalah oksigen. Entitas atom, molekul atau partikel lainnya harus sudah mulai diperkenalkan sejak awal dalam pembelajaran serta penggunaan buku teks yang tepat. Dalam studi 2 yaitu wawancara, pada saat responden diberikan pertanyaan sebagai berikut. What mass of carbon dioxide gas will get from the reaction 12 gram of carbon and excess of oxygen? Semua responden wawancara langsung menulis persamaan reaksi C + O2  CO2. 5 dari 11 responden tidak mengalami kesulitan dalam menjawab pertanyaan tersebut. Mereka menjawab dengan menkonversikan massa menjadi mol. Empat responden menjawab benar namun tidak menkonversikan ke mol hanya menghitung massa molekul karbon dioksida. Namun saat pertanyaan dimodifikasi menjadi hanya 3 gram karbon yang direaksikan responden mengalami kesulitan karena mereka mengabaikan konsep mol untuk menyelesaian permasalahan tersebut. Massa molar Massa molar merupakan massa dari senyawa per mol. Dalam indentifikasi kesulitan siswa ini, diberikan masalah untuk membedakan massa molar oksigen yaitu 16 gram/mol dan 32 gram/mol. Hampir lebih dari 70 % responden di kedua negara mampu membedakan . Namun kesulitan yang dihadapi adalah belum tepat dalam memberikan alasan dalam penjelasan. Dari definisi mol yang diberikan IUPAC sebenarnya memberikan keuntungan dengan memudahkan siswa untuk mentransfer dari level konkrete dalam hal ini massa ke level partikel yaitu atom O dan molekul O2. Hubungan mol dan jumlah partikel Dalam menghubungan antara mol dan jumlah partikel, diberikan pertanyaan sebagai berikut. “1 mol molekul etanol (C2H5OH) mempunyai massa 46 gram, berapa banyak molekul etanol

SESI PARALEL KIMIA

282


dalam sampel tersebut, dan hitunglah berapa banyak atom C,H dan O?”. Hanya kurang dari 30% responden yang dapat menjawab dengan benar. kesulitan ada dalam mengkonversi jumlah mol ke partikel. Pemahaman konsep mol yang dihubungkan dengan bilangan avogadro. Sebagian besar dapat menjawab jumlah molekul, namun mereka tidak bisa menjawab jumlah masing-masing atom. Ketidakmampuan ini akibat kurangnya pemahaman terhadap konsep. Penerapan konsep mol dalam perhitungan kimia Penerapan konsep mol diberikan contoh dalam larutan dan reaksi netralisasi asam basa. Pertanyaan terkait larutan adalah sebagai berikut. “larutan asam sulfat mempunyai konsentrasi 0,1 mol/L. Berapa jumlah mol ion H+ dan ion SO42- dalam 1 liter larutanya?”. Sebagian besar siswa dapat menjawab pertanyaan dengan benar dengan menjawab dalam mol. Sebanyak kurang lebih 30% siswa menjawab jumlah ion sama dengan koefisien ion tersebut. Dalam hal ini mereka tidak memahami peranan mol dalam menghitung jumlah partikel. Pertanyaan selanjutnya terkait reaksi netralisasi asam basa. “berapa volume dari 1 molar NaOH yang dibutuhkan untuk menetralkan 100mL 0,1 molar larutan sama sulfat?” Lebih dari 60% responden memberikan jawaban yang salah. Salah satu penyebab kesulitan adalah langsung menggunakan rumus penetralan tanpa memahami konsep mol (jumlah ion yang terlibat), seperti contoh jawaban berikut ini.

Contoh yang kedua :

Dari hasil yang sama dari tahun ke tahun terkait kesulitan pemahaman konsep yang bisa dilihat dari penelitian sebelumnya dan studi ini maka materi ini masih dikatakan cukup menantang bagi guru. Berdasarkan kesulitan-kesulitan yang dihadapi siswa dalam memahami konsep mol maka diperlukan strategi mengajar yang tepat saat pengenalan konsep mol. KESIMPULAN Dari hasil studi dan mengacu kepada penelitian terdahulu dapat disimpulkan beberapa kesulitan dalam konsep mol: 1. Siswa kurang memahami konsep mol yang merupakan konsep teoritis. 2. Sebagian besar siswa mengidentifikasi mol dengan massa, volume dan juga jumlah partikel (bilangan avogadro). 3. Kurang pemahaman terhadap makna jumlah partikel (dalam mol), sehingga mengabaikan bahwa mol adalah satuan (counting unit). 4. Siswa sering melakukan kesalahan mengenai level konkrete dalam hal ini massa molar dan level abstrak dalam hal ini pemahaman atom/molekul (massa atom dan massa molekul). 5. Siswa mengidentifikasi perbandingan jumlah molekul sama dengan perbandingan massa. Dengan melihat mol adalah konsep teoritis maka pada saat awal pembelajaran, guru sudah harus bisa mengajarkan dengan membedakan satu sama lain pengertian jumlah mol, jumlah

SESI PARALEL KIMIA

283


partikel, massa dan volume kemudian baru menghubungkan masing-masing konsep satu sama lain. Berdasarkan penelitian terdahulu dan hasil studi ini bahwa pemahaman konsep mol membutuhkan pemahaman level makro yang langsung berhubungan dengan level sub mikro. Oleh karena itu siswa harus bisa menghubungkan keduanya dengan cara paham dan dengan konsep atom yang digunakan untuk menjelaskan interaksi partikel. DAFTAR RUJUKAN Barke, H.-D., Harsch, G, Schmidt, S., 2011, Essentials of Chemical Education, Heidelberg, Springer. Barke, H.-D.,Hazari, A., Sileshi, Y., 2008, Misconceptions in Chemistry. Addressing Perceptions in Chemical Education. Heidelberg (Springer). Cervellati, R., Montuschi, A., Perugini, D., Grimellini-Tomasini, N. & Pecorini Balandi, B. (1982). Investigation of secondary school students’ understanding of the mole concept in Italy. Journal of Chemical Education, 59, 852-856. Dierks, W. (1981). Teaching the mole. European Journal of Science Education, 3, 145-148. Duncan, I.M. & Johnstone, A.H. (1973). The mole concept. Education in Chemistry, 10, 213-214. Fang, S. (2011). Teaching and learning the mole concept: an investigation of science secondary classrooms in Australia and Taiwan. Unpublished PhD thesis, Melbourne Graduate School of Education, The University of Melbourne. Kolb, D., 1978, The Mole, Journal of Chemical Education 55(11): 728-732. Staver, J.R. & Lumpe, A.T., 1995. Two Investigations of students’ understanding of the mole concept and its use in problem solving. Journal of Research in Science Teaching, 32, 177193

SESI PARALEL KIMIA

284


PERBEDAAN ANTARA PEMBELAJARAN BERBASIS INKUIRI DENGAN PEMBELAJARAN BERBASIS MASALAH DALAM PEMBELAJARAN KIMIA Muntholib, Muhammad Su’aidy, Ida Bagus Suryadharma, dan Tri Maryami Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Malang, Jl. Semarang No. 5 Malang 65145 Email: [email protected] Abstrak: Inquiry-Based Learning (IBL, Pembelajaran Berbasis Inkuiri) dan Problem-Based Learning (PBL, Pembelajaran Berbasis Masalah) lahir sebagai alternatif dari model pembelajaran Direct Instruction (DI, Pengajaran Langsung) yang sudah ada ratusan tahun sebelumnya. Kedua pembelajaran ini lahir dari filsafat pendidikan yang sama, tetapi berbeda dalam memandang pembelajaran, masalah pembelajaran, proses pembelajaran, hasil belajar, asal-usul, dan bidang aplikasinya di bidang pendidikan. Tujuan penelitian ini adalah mendeskripsikan, membandingkan dan mempertentangkan IBL dan PBL dalam pembelajaran sains. Para penulis berusaha menyajikan data yang berguna bagi para pembelajar. Telaah dilakukan pada aspek-aspek basis filosofis, pelopor, unsur kunci, prinsip, masalah, kelompok, peran pembelajara, peran pebelajar, peran pengetahuan dan keterampilan awal siswa, bidang aplikasi, level penerapan, dan hasil belajar. Kata kunci: pembelajaran berbasis inkuiri, pembelajaran berbasis masalah, pembelajaran sains.

PENDAHULUAN Sejak bergulirnya sertifikasi guru dan dosen, istilah pendekatan, model dan strategi pembelajaran sudah tidak asing lagi bagi dunia pendidikan. Istilah-istilah pembelajaran seperti expository, direct instruction, cooperative learning, discovery learning, inquiry-based learning, learning cycle, dan problem-based learning dengan fasih meluncur dari lisan para pembelajar. Sayangnya suasana belajar di kelas tidak sefasih lafal yang keluar dari lidah kebanyakan pembelajar dalam melafalkan istilah-istilah pembelajaran. Oleh karena itu, setiap model pembelajaran yang efektif yang sesuai dengan falsafah pendidikan Indonesia perlu dideskripsikan secara sederhana sehingga dapat dilaksanakan. Tulisan ini mendeskripsikan, membandingkan dan mempertentangkan dua model pembelajaran yang dikembangkan dari filosofi yang sama, yaitu inquiry-based learning (IBL, pembelajaran berbasis inkuiri) dan problem-based learning (PBL, pembelajaran berbasis masalah) dalam pembelajaran sains, khususnya sains kimia. Pembelajaran berbasis inkuiri (IBL) dan pembelajaran berbasis masalah (PBL) adalah dua model pembelajaran yang telah digunakan dengan sukses lebih dari 40 tahun dan terus mendapatkan penerimaan dari berbagai disiplin ilmu dan tingkat pendidikan. Terdapat ribuan publikasi tentang IBL dan PBL yang sebagiannya berupa studi review. Ini menunjukkan bahwa IBL dan PBL sangat menarik perhatian peneliti, terutama mahasiswa dan dosen. Di Indonesia, dorongan untuk mempelajari dan menerapkan kedua model pembelajaran ini juga dipicu oleh penerapan kurikulum berbasis kompetensi yang mulai diterapkan di sekolah dan dirintis di perguruan tinggi sejak tahun 2004. Konsekuensinya pendidik Indonesia harus memahami dan dapat menerapkan kedua model pembelajaran yang menjadi jantung student center approach (pembelajaran berpusat pada siswa) ini.

SESI PARALEL KIMIA

285


METODE Penelitian ini dilakukan dalam dua tahap. Pertama, mereview publikasi tentang IBL dan PBL serta mendeskripsikan keduanya secara singkat. Kedua, membandingkan kedua model pembelaaran tersebut dari sisi: asal-usul, prinsip, peran pengetahuan awal, langkah pembelajaran, sumber penjelasan, karakteristik masalah, belajar kelompok, peran guru, peran siswa, luaran, tingkat kelas yang sesuai dan bidang aplikasi. TEMUAN HASIL Pembelajaran Berbasis Inkuiri (IBL) Sebagai kegiatan belajar, IBL mengacu pada kegiatan siswa di mana mereka mengembangkan pengetahuan dan pemahaman sebagaimana ilmuwan mempelajari alam (Anderson, 2002). Asal Usul IBL Ide awalnya pembelajaran sains dibangun dalam bentuk percobaan di laboratorium. Ide-ide ini mencakup pengamatan langsung, manipulasi dan transfer pengetahuan (Oguz-Unver dan Arabacioglu, 2011). Namun, ide-ide ini kemudian mengalami variasi dari transfer pengetahuan menuju proses atau metode belajar. Dengan perspektif baru, pada tahun 1960 Robert Karplus (Karplus and Their, 1967) dari University of California-Berkeley mengusulkan dan pertama kali menggunakan IBL sebagai model pembelajaran sains yang diberi nama learning cycle (siklus belajar). Strategi pembelajaran ini menyarankan para guru untuk menyajikan sains sebagai inquiry (inkuiri, penelitian) dan mempraktikumkan siswa di laboratorium sebelum mereka mendapatkan penjelasan tentang konsep-konsep dan prinsip-prinsip ilmiah yang terkait dengan materi pelajaran. Saat ini, skenario pembelajaran siklus belajar yang paling populer adalah yang dikembangkan oleh Bybee (1989) yang dikenal dengan nama Learning Cycle 5Es (LC-5E) yang terdiri atas 5 langkah atau 5E yaitu Engagement, Exploration, Explanation, Elaboration, dan Evaluation. Prinsip IBL Prinsip utama inkuiri adalah bahwa sains diperoleh dari pengamatan langsung menggunakan pertanyaan deduktif. Oleh karena itu, IBL adalah seni bertanya (art of questioning) atau seni memunculkan pertanyaan (art of raising questions) (Oguz-Unver dan Arabacioglu, 2011). Prosedur Pembelajaran IBL IBL merupakan model pembelajaran yang paling sesuai dengan fitrah manusia. Segala macam fenomena secara naluriah memerlukan pertanyaan inkuiri. Oleh karena itu, model pembelajaran IBL diawali dengan pertanyaan yang didasarkan atas fenomena nyata. Karakteristik pertanyaan IBL memungkinkan untuk mengambil kesimpulan melalui diskusi dan eksplanasi berdasarkan fakta. Pertanyaan-pertanyaan ini memiliki jawaban satu-langkah, dan memungkinkan munculnya pertanyaan terbuka baru dan proses ini didorong oleh pertanyaan yang dikemukakan oleh siswa (Blumenfeld et. al., 1991). Untuk alasan ini, sebagian besar pertanyaan (pertanyaan pendorong) dibuat oleh guru untuk mengatur dan mengarahkan inkuiri. Karakteristik pertanyaanpertanyaan ini tampaknya sangat kompleks. Namun, proses IBL hanya memerlukan pengetahuan dan keterampilan awal yang sangat sederhana karena pengetahuan dibangun pada saat siswa melakukan pengamatan dan percobaan. Proses ini dan penggunaan pengetahuan dan keterampilan awal siswa membebani guru dengan berbagai peran. Peran-peran ini bervariasi dari pemimpin sampai fasilitator dan pelatih. Sebagai seorang pemimpin, mereka merangsang interaksi, membangun inkuiri, dan panduan eksplorasi membentuk definisi operasional. Sebagai pelatih, mereka melatih siswa untuk bekerja, sebagai fasilitator, mereka memfasilitasi pembelajaran dan menyediakan pengetahuan. Sedangkan peran siswa adalah meramalkan, menjelaskan, menyusun hipotesis, merancang dan mengarahkan kegitan belajar mereka sendiri. Para siswa juga harus didorong untuk bertanya dan menggali pertanyaan, merancang kegiatan untuk menguji ide-ide

SESI PARALEL KIMIA

286


mereka, berbagi ide, merancang dan melakukan eksperimen serta cara mengolah data. Model pembelajaran IBL yang terkenal adalah LC 3 Fase (Karplus, 1960) dan LC 5E (Bybee, 1989). Fasefase LC 3 Fase adalah Exploration, Concepts Attainment (Invention), dan Application. Sedangkan fase-fase LC 5E adalah Engagement, Exploration, Explanation, Elaboration (atau Extention), dan Evaluation. Luaran IBL IBL menghasilkan beberapa hasil belajar. IBL meningkatkan kecerdasan dan kreativitas melalui olah pikiran (Lawson, 2010), meningkatkan literasi ilmiah, kosakata, pemahaman konsep, dan sikap ilmiah (Anderson, 2002; Minner et al, 2010.), berpikir kritis (Anderson, 2002; Panasan & Nuangchalerm, 2010), keterampilan proses sains, dan prestasi belajar (Anderson, 2002; Panasan dan Nuangchalerm, 2010; Lawson, 2010). Inkuiri membantu siswa untuk memahami bagaimana pengetahuan dihasilkan dari berbagai disiplin ilmu dan mendorong pengembangan, transformasi dan representasi ide-ide (Krajcik, et. al., 1998). Pembelajaran Berbasis Masalah (PBL) Pembelajaran berbasis masalah (PBL) adalah strategi pembelajaran yang dilakukan dengan memberikan masalah yang bermakna, kontekstual, dan nyata kepada pebelajar serta menyediakan sumber dan bimbingan belajar dalam memecahkan masalah tersebut sehingga pengetahuan dan keterampilan memecahkan masalah pebelajar dapat berkembang (Mayo, et. al., 1993). Dengan belajar kelompok model PBL siswa tidak hanya memperoleh pengetahuan tetapi juga beberapa karakter yang baik seperti keterampilan komunikasi, keterampilan kerjasama, keterampilan memecahkan masalah, keterampilan dalam berbagi informasi, rasa tanggung jawab, rasa hormat kepada orang lain (Wood, 2003), sifat kritis, analitis dan kreatif. Asal Usul PBL Asal usul PBL dapat dirunut kembali dari strategi pembelajaran IBL. Terdorong oleh kebutuhan akan variasi pembelajaran, beberapa peneliti (misalnya, Anderson et al, 1970; Van Deventer, 1958, Washton, 1967) merancang varian IBL yang disebut pembelajaran berbasis masalah (Lawson, 2010). Aplikasi pertama metode ini dilakukan pada mahasiswa kedokteran Universitas McMaster guna mengatasi kesenjangan pembelajaran konvensional. Oleh karena itu, sebagian besar ide-ide PBL berkembang dari program pengajaran klinis yang inovatif ini (Savery dan Duffy, 2001; Savery, 2006). Keberhasilan penerapan PBL di sekolah-sekolah kedokteran ini telah meluas secara global ke segala bentuk lembaga pendidikan sarjana, pendidikan dasar dan pendidikan menengah. Prinsip Utama PBL Prinsip utama PBL adalah pemaksimalan pembelajaran dengan investigasi (penelitian), eksplanasi, dan penyelesaian masalah yang diawali dari masalah nyata dan bermakna. Oleh karena itu, PBL adalah art of problem solving (seni pemecahan masalah) (Oguz-Unver dan Arabacioglu, 2011). Prosedur Pembelajaran PBL Pengajaran PBL dirancang dari masalah nyata yang tidak terstruktur (ill-structured problems). Berbeda dengan well-structured problems yang penyelesaiannya jelas, ill-structured problems tidak memiliki satu jawaban yang jelas sehingga memungkinkan pebelajar melakukan inkuiri bebas (Savery, 2006). Dari titik ini, sekilas PBL serupa dengan IBL, tetapi kalau dicermati secara mendalam dari masalahnyapun sudah berbeda. Proses PBL terutama didasarkan pada pemecahan ill-structured problems. Proses ini lebih dari pertanyaan seperti yang ada pada IBL. Pada proses pemecahan masalah dalam PBL juga terdapat proses identifikasi masalah, brainstorming pengerahuan awal, identifikasi dan transfer pengetahuan yang diperolukan untuk

SESI PARALEL KIMIA

287


memecahkan masalah, dan proses menghasilkan dan merumuskan solusi nyata. Satu hal penting dalam PBL adalah bahwa pertanyaan pendorong dan eksplanasi yang digunakan untuk menguji hipotesis disusun oleh siswa, bukan oleh guru. Oleh karena itu, siswa memerlukan keterampilan dan pengetahuan prasyarat. Pada awal penerapan PBL, kemampuan untuk mengidentifikasi masalah dan keterampilan dalam melakukan pengamatan perlu mendapatkan prioritas yang tinggi (Mills dan Treagust, 2003). Oleh karena itu, penyelesaian tugas-tugas PBL memerlukan pengetahuan dan keterampilan tingkat tinggi. Selain itu, keterampilan literasi ilmiah, eksplorasi yang mendalam, pengujian ide dan proses ilmiah, kerja kelompok dan pengetahuan pendukung juga penting untuk memecahkan masalah. Dari titik pandang ini, PBL memperluas peran guru sebagai fasilitator atau peran pelatih dari pada sebagai pemimpin. Sebagian besar tugas dilakukan oleh siswa, seperti menentukan apakah masalahnya ada atau tidak, merumuskan pernyataan yang tepat dan menyusun rencana kerja, mengidentifikasi informasi, data, dan tujuan pembelajaran, dan menyusun solusi nyata. Dengan deskripsi ini, PBL tampaknya cukup konvensional di bidang kedokteran, hukum dan bidang lainnya yang memperoleh suplai kasus dan masalah yang bervariasi, dan cocok untuk kelas tinggi karena membutuhkan pengetahuan dan keterampilan awal sehingga bisa menjadi arena praktek pertama. Model-model pembelajaran PBL yang terkenal adalah Ten-step Approach (Barrows, 1986), Seven Jump (Wood, 2003), dan Five Stage Process (Mills, 2008; dalam Pouyioutas et. al. tt.). Luaran PBL Tidak ada penelitian yang melaporkan temuan negatif yang signifikan mengenai penerapan PBL pada pembelajaran, baik dari aspek pengetahuan maupun aspek keterampilan. PBL adalah menantang, memotivasi dan menyenangkan (Norman dan Schmidt, 2000). Proses PBL dapat membangun pengetahuan yang luas dan fleksibel berbasis multidisiplin. Proses PBL memungkinkan siswa untuk mengembangkan pemecahan masalah yang efektif, mandiri, dan keterampilan belajar seumur hidup. Meskipun banyak mendatangkan manfaat, penerapan PBL ternyata juga memiliki keterbatasan. Keterbatasan tersebut terkait dengan biaya, prestasi belajar siswa, waktu yang diperlukan untuk pembelajaran, volume pekerjaan institusi, kualitas tutor, peran pebelajar, peran pembelajar, kelayakan masalah, penilaian yang layak terhadap unjuk kerja siswa. PEMBAHASAN Bagi sebagian orang yang pernah mencoba atau biasa melakukan IBL dan PBL, barangkali tidak banyak memperoleh sesuatu yang baru dari artikel ini. Tetapi kebanyakan pembelajar akan merasa kaget karena IBL dan PBL yang namanya biasa mereka tulis dalam Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) atau Rencana Perkuliahan memiliki sintaks dan deskripsi yang jelas, bukan hanya filosofi. Deskripsi temuan penelitian ini menunjukkan bahwa format dua pembejaran ini memiliki banyak persamaan, tetapi perbedaannya jauh lebih banyak. Ringkasan persamaan dan perbedaan kedua pembelajaran ini disajikan pada Tabel 1. Sedangkan perbandingan langkahlangkah pembelajaran antara Learning Cycle 5E (model IBL yang paling populer) dengan Five Stage Process (model PBL yang paling mirip dengan LC 5Es) disajikan pada Tabel 2.

Sejarah

Tabel 1. Persamaan dan Perbedaan antara IBL dengan PBL Aspek IBL PBL Filosofi Didorong oleh pertanyaan yang Difokuskan pada pemecahan muncul dari pengamatan nyata masalah nyata yang tidak terstruktur (ill-structured problems) Pelopor Science and Laboratory Medical Schools Instruction John Dewey, Barrows, Savery, John Dewey, Robert Karplus, Duffy, D.F. Wood, D. Mills Joseph Schwab, Marshal Herron,

SESI PARALEL KIMIA

288

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 Aspek Kerangka Kerja

Prinsip

Kerangka Kerja Pokok Teori Pendukung Prinsip

Sifat

Pembelajaran

Pendekatan Pembelajaran Format dan durasi

IBL Roger Bybee Inkuiri

PBL

Konstruktivisme dan ‘‘learning cycle’’ Mendapatkan pengetahuan dari pengamatan langsung menggunakan pertanyaan deduktif

Ide-ide konstruktivisme Dewey dan Piaget Memaksimalkan belajar dengan investigasi, eksplanasi dan pemecahan masalah yang bermula dari masalah nyata dan bermakna Pembelajaran terbaik dalam menyelesaikan masalah

Pendekatan pembelajaran yang paling sesuai dengan fitrah manusia Berpusat pada siswa Berupa siklus yang terdiri atas 3 langkah (Karplus, 1960) atau 5 langkah (Bybee, 1989). Satu siklus umumnya selesai dalam satu kali pertemuan, bagian yang tidak selesai diselesaikan di luar kelas.

Unsur-unsur penting

Eksploirasi, eksplanasi, elaborasi

Peran pengetahuan dan keterampilan awal siswa Peran Buku Pelajaran

Tidak terlalu penting, siswa dapat memperoleh pengetahuan dari observasi Di kelas tidak memanfaatkan buku pelajaran; membaca dilakukan setelah kelompok bekerja di laboratorium Konsep berkembang melalui kerja kelompok dan dikuatkan dengan aplikasi konsep Pimpinan, pelatih, model, fasilitator, sumber pertanyaan pendorong Menginterpretasi, menjelaskan, merumuskan hipotesis, merancang dan melaksanakan tugas (observasi) secara mandiri, dan menjawab pertanyaan secara bersama-sama

Cara Memperoleh Konsep Peran guru

Peran siswa

Bidang terapan

SESI PARALEL KIMIA

Untuk semua bidang, khususnya untuk sekolah dasar

Inkuiri

Berpusat pada siswa Tidak membentuk siklus. Formatformat yang terkenal adalah Tensteps Approach (Barrows, 1986), Seven Jump (Wood, 2003), dan Five Stage Process (Mills, 2008). Durasi pembelaran bervariasi; bisa merentang dari satu kali pertemuan sampai sampai satu semester per kegiatan. Identifikasi masalah, mengaktifkan pengetahuan awal, merumuskan masalah sesuai prioritas, melakukan penelitian, merumuskan solusi dan rekomendasi Sangat penting

Buku pelajaran, jika ada, digunakan sebagai salah satu dari sumber belajar Masalah mendorong penemuan konsep dengan dasar keingintahuan Lebih dominan sebagai fasilitator dan pelatih dari pada pimpinan Menentukan ada atau tidaknya suatu masalah, merumuskan masalah dengan jelas, mengidentifikasi informasi, data dan tujuan pembelajaran, merancang rencana kerja, Sumber pertanyaan pendorong Untuk semua bidang, khususnya untuk kedokteran, hukum dan bidang lain yang melibatkan studi kasus

289

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 Aspek Level Masalah

Bentuk Masalah

Sumber Masalah

Kelompok Siswa

Sifat Anggota kelompok Jumlah siswa dalam kelompok Tanggung jawab individu siswa

Jumlah Guru

Pembelajaran di Luar Kelas

Peran Guru

Peran Siswa

Peran Buku Pelajaran

Luaran

Luaran khusus

IBL Untuk semua tingkat, khususnya untuk pendidiran dasar Tidak terstruktur (ill-structured), kompleks, terbuka, masalah nyata, kadang-kadang samar / tidak jelas Buku; disusun sendiri oleh guru, baik berbasis buku atau kreasinya sendiri; websites Permanen

PBL Untuk semua bidang, khususnya untuk pendidikan tingkat tinggi Terstruktur (well-structured) dan dipecahkan melalui siklus exploration, concepts attainment (invention), dan application Literatur primer (laporan); mengolah kembali isu-isu berbasis kasus Tidak Permanen

3-4 siswa

4-6, terkadang 8-10, siswa

Masing-masing pebelajar memerankan peran yang ditugaskan kepadanya untuk mendukung efektifitas kelompok Satu kelas satu guru Guru berkeliling dari satu kelompok ke kelompok yang lain dan melakukan intervensi kerja kelompok bila diperlukan Menyiapkan aktifitas dan kuis untuk kelompok; menyiapkan masalah Menyelesaikan pekerjaan sebelumnya; menyiapkan diri untuk menghadapi kuis atau menyelaikan tugas bagian selanjutnya Menyelesaikan soal-soal terkait dengan tugas kelompok dan soalsoal dari buku Pada awal-awal pembelajaran, buku pelajaran digunakan setelah kelompok menemukan konsepkonsep penting materi yang dipelajari guna memperkaya pemahaman. Pada akhir-akhir pembelajaran, penggunaan buku pelajaran sangat variatif. Pemahaman konsep sains, pemahaman hakekat metode ilmiah, penerapan sains untuk masalah sosial dan personal, kreatifitas, dan kecerdasan

Setiap pebelajar melakukan riset secara individu dan membawa hasilnya ke kelompok Satu kelompok fasilitator Fasilitator berkeliling mendorong interaksi antar anggota kelompok

Menyiapkan masalah yang sesuai; menyiapkan tutor untuk memfasilitasi kelompok Secara individu mengumpulkan informasi mengenai masalah pembelajaran dan menyiapkan temuannya untuk disampikan kepada kelompoknya Melakukan kajian mengenai masalah pembelajaran Memerlukan banyak sumber belajar, termasuk naskah, internet, literatur primer, artikel review, dan pakar selain fasilitator

Keterampilan pemecahan masalah yang efektif, kemandirian (selfdirected), keterampilan belajar sepanjang hayat, kolaborasi yang efektif

Tabel 2. Perbandingan Langkah-langkah Pembelajaran antara Model Learning Cycle 5Es (Bybee, 1989) dengan Model Mills PBL Approach (Mills, 2008) Learning Cycle 5Es (Bybee, 1989) Mills PBL Approach (Mills, 2008; dalam Pouyioutas et. al. tt.) Phase 1: Engagement: Stage 1: Definition (Sesi I: 10 mins) 1. Mengajukan pertanyaan, menciptakan 1. Melakukan kesepakatan antara ketua kelompok,

SESI PARALEL KIMIA

290

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 Learning Cycle 5Es (Bybee, 1989) ketertarikan dan membangkitkan rasa ingin tahu siswa 2. Menunjukkan kesenjangan (masalah) yang perlu dijawab melalui pembelajaran 3. Memunculkan tanda tanya pada pikiran siswa (mengapa ? apakah ? bagaimana ?) 4. Memancing respon siswa dalam rangka mengetahui pemahaman awal siswa terhadap konsep yang diajarkan Phase 2: Exploration: 1. mengkondisikan siswa untuk mengeksplorasi gagasan melalui aktifitas hands-on 2. Mendorong siswa untuk bekerja secara open investigation 3. membimbing siswa untuk mengklarifikasi pemahamannya terhadap konsep-konsep dan kecakapan utama 4. bila diperlukan mengajukan pertanyaan pelacak untuk membimbing investigasi siswa 5. Menyediakan waktu bagi siswa untuk memecahkan masalah 6. Bertindak sebagai konsultan bagi siswa 7. Mengobservasi dan mendengarkan siswa Phase 3: Explanation: 1. Meminta siswa menjelaskan pemahamnnya terhadap proses dan konsep yang mereka pelajari 2. Memberikan umpan balik, mengklarifikasi pemahaman siswa dan memasukkan konsep dan kecakapan baru 3. Mengajukan pertanyaan, melemparkan masalah baru sebagai pendalaman materi 4. Memanfaatkan pengalaman belajar siswa sebelumnya sebagai dasar penjelasan konsep yang dipelajari 5. Mengevaluasi penjelasan siswa 6. Menawarkan penjelasan alternatif kepada siswa Phase 4: Elaboration: 1. Mendorong siswa untuk menerapkan atau memperluas pengetahuan dan kecakapannya pada situasi baru 2. Menunjuk siswa untuk memaparkan data dan fakta dan bertanya: “Apa pendapat Anda tentang data ini ?”, “Apa yang Anda ketahui tentang fakta ini ?” 3. Meminta siswa untuk memanfaatkan konsep dan penjelasan sebelumnya 4. Mengingatkan siswa akan penjelasan alternatif, bila ada, dan mempertimbangkan penjelasan mana yang didukung oleh fakta Phase 5: Evaluation: 1. Dilakukan sepanjang proses pembelajaran 2. Mendorong siswa untuk menilai pengetahuan,

SESI PARALEL KIMIA

Mills PBL Approach (Mills, 2008; dalam Pouyioutas et. al. tt.) sekretaris dan anggota. Mendiskusikan reaksi pertama terhadap masalah pemicu yang diberikan oleh fasilitator. 2. Pikiran apa yang muncul sebagai respon dari masalah yang diberikan ? 3. Masalah penelitian apa saja yang dapat muncul dari masalah yang diberikan? Buatlah daftar masalah! Stage 2: Analysis (Sesi I: 30 mins) 1. Lakukan curah pendapat untuk memperolah masalah penelitian yang mungkin muncul 2. Penjelasan atau interpretasi apa yang muncul dari kelompok terhadap masalah tersebut? 3. Penjelasan atau interpretasi manakah yang tampak paling bermanfaat atau sesuai? Mengapa?

Stage 3: Research Aims (Sesi I: 15 mins) 1. Rumuskan rumusan masalah atau hipotesis yang akan diteliti 2. Pengetahuan apa saja yang masih diperlukan oleh kelompok untuk mengeksplorasi masalah ini? 3. Definisikan tiga tugas penelitian yang spesifik yang harus diselesaikan. Berbagi tugaslah! 4. Sepakati tentang bagaimana anggota kelompok akan bekerja bersama selama minggu ini, misalnya via email.

Stage 4: Research (batasi waktu kerja mandiri anggota kelompok, misalnya 3 jam) 1. Mendapatkan pengetahuan terkait dengan masalah penelitian 2. Dalam minggu ini kelompok atau individu melakukan penelitian, dibatasi 3 jam 3. Lengkapi tugas, misalnya dengan catatan mengenai sumber rujukan a)

Stage 5: Synthesis (Sesi II: biasanya 1-2 jam) 1. Review pengetahuan baru yang diperoleh di dalam kelompok.

291

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 Learning Cycle 5Es (Bybee, 1989) kecakapan dan kemampuannya sendiri 3. Menilai pengetahuan dan kecakapan siswa 4. Mengobservasi kecakapan siswa dalam menerapkan konsep dan kecakapan baru 5. Menemukan siswa yang telah mengaplikasikan konsep yang diperolehnya 6. Mengajukan pertanyaan terbuka seperti: “Apa yang Anda ketahui tentang ‘volume molar’?”, “Mengapa ‘volume molar’ dapat ditentukan dengan mereaksikan Mg yang diketahui massanya dengan larutan HCl berlebih ?, “Jelaskan, bagaimana volume gas yang dihasilkan dari rekasi Mg + HCl berlebih dapat digunakan untuk menentukan ‘volume molar’ gas ?”

Mills PBL Approach (Mills, 2008; dalam Pouyioutas et. al. tt.) 2. Kumpulkan temuan; apakah temuan-temuan tersebut dapat membantu memahami atau menjawab masalah penelitian? 3. Jawaban akhir kelompok terhadap masalah pemicu yang diberikan oleh tutor. 4. Refleksi terhadap proses pembelajaran.

KESIMPULAN IBL dan PBL memberikan perspektif baru dan kontribusi nyata dalam pembelajaran sains yang diharapkan dapat mengatasi beberapa keterbatasan pengajarannya. Perspektif baru dan kontribusi nyata tersebut antara lain mengembangkan pengetahuan dan keterampilan pebelajaran melalui masalah; memulai, mengembangkan, dan mengendalikan pembelajaran dengan masalah, pertanyaan pemicu, dan pertanyaan pengendali. IBL dan PBL memiliki banyak persamaan; memiliki landasan filosofis yang sama, sama-sama menggunakan kerangka inkuiri, sama berpendekatan student center approach, dan sama-sama dikembangkan dari masalah. Namun, perbedaannya jauh lebih banyak, khususnya dari sisi peran pengetahuan dan keterampilan awal pebelajar, cara pebelajar memperoleh konsep, bidang terapan, level pebelajar, bentuk dan sumber masalah, tanggung jawab anggota kelompok, dan luaran pembelajaran. IBL dan PBL berasal dari konteks sejarah yang berbeda, menekankan pada kebutuhan sosial dan pendidikan yang berbeda, dan memiliki pertimbangan teoritis yang berbeda. Oleh karena itu, untuk dapat menerapkan kedua pembelajaran ini secara efektif dan efisien pembelajar perlu mempertimbangkan aspek kondisi peserta didik, tingkat kemahiran mereka dalam memperoleh pengetahuan dan keterampilan, dan kondisi di mana mereka akan menggunakan ilmu pengetahuan di masa depan, dan sebagainya. Pada prinsipnya, tidak ada pembelajaran yang cocok untuk semua materi pelajaran, media pembelajaran, dan keadaan pebelajar serta sanggup menjamin keberhasilan pembelajaran. Kesimpulan ini sejalan dengan pendapat Eberlein et. al. (2008) yang mengusulkan hibridisasi model pembelajaran sehingga diperoleh model yang sesuai dengan materi pelajaran, media pembelajaran dan kondisi pebelajar. DAFTAR PUSTAKA Anderson, R.D. 2002. Reforming science teaching: What research says about inquiry?, Journal of Science Teacher Education, 13(1), 1-12. Barrows, H.S. 1986. A taxonomy of problem-based learning methods. Medical Education 20(6), 481-486. Blumenfeld, P.C., Soloway, E., Marx, R.W., Krajcik, J.S., Guzdial, M., & Palincsar, A. 1991. Motivating project-based learning: Sustaining the doing, supporting the learning. Educational Psychologist, 26(3-4), 369-398. Bybee, R.W., 1989. The 5E learning cycle model. Inquiry Approach, 65, 1-2.

SESI PARALEL KIMIA

292


Eberlein, T., Kampmeier, J., Minderhout, V., Moog, R.S., Platt, T., Varma-Nelson, P., and White, H.B. 2008. Pedagogies of engagement in science, a comparison of PBL, POGIL, and PLTL. Biochemistry and Molecular Biology Education, 36(4), 262–273 Greenwald, N. 2000. Learning from problems. The Science Teacher, 67(4): 28-32 Karplus, R. and Their, H. 1967. A New Look at Elementary School Science. Chicago: Rand McNally. Kirschner, P.A., Sweller, J., & Clark, R.E. 2006. Why minimal guidance during instruction does not work: An analysis of the failure of constructivist, discovery, problem-Based, experiential, and inquiry-based teaching. Educational Psychologist, 41(2), 75-86. Krajcik, J., Blumenfeld, P.C., Marx, R.W., Bass, K.M., Fredricks, J., & Soloway, E. 1998. Inquiry in project-based science classrooms: Initial attempts by middle school students. The Journal of The Learning Sciences, 7(3-4), 313-350. Lawson, A.E. 2010. Teaching Inquiry Science in Middle and Secondary Schools. Los Angles: Sage, 2010. Mayo, P., Donnelly, M. B., Nash, P. P. and Schwartz, R. W. 1993. "Student perceptions of tutor effectiveness in problem-based surgery cleckship." Teaching and Learning in Medicine, 5: 227-233 Mills, J.E. & Treagust, D.F. 2003. Engineering education – Is problem-based or project-based learning the answer?. Journal of the Australasian Association of Engineering Education, on-line at http://www.aaee.com.au/journal/2003/mills_treagust03.pdf. Minner, D.D., Levy, A.J., & Century, J. 2010. Inquiry-based science instruction—What is it and does it matter? Results from a research synthesis years 1984 to 2002. Journal of Research in Science Teaching, 47(4), 474–496. Norman, G. R. & Schmidt, H.G. 2000. Effectiveness of problem-based learning curricula: theory, practice and paper darts. Medical Education, 34, 721-728. Oguz-Unver, A. dan Arabacioglu, S. 2011. Overviews on inquiry based and problem based learning. WAJES, Special Issue, 303—310 Pouyioutas, P., Solomou, E., dan Ioannou, C. tt. Problem Based Learning in the Educational System of Cyprus. Accessed 8.10.12 at: http://unic.ac.cy/media/Research/Photos/papereuclides.pdf Savery, J.R. 2006. Overview of problem-based learning: Definitions and distinctions. The Interdisciplinary Journal of Problem-Based Learning, 1(1), on-line at http://docs.lib.purdue.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1002&context=ijpbl. Savery J. R. & Duffy T. M. 2001. Problem Based Learning: An Instructional Model and its Constructivist Framework. CRLT Technical Report No. 16-01. The Center for Research on Learning and Technology, Indiana University, Bloomington, IN 47405. Wood, D. F. 2003. “ABC of Learning and Teaching in Medicine: Problem Based Learning”, BMJ, Volume 326.

SESI PARALEL KIMIA

293


PENGGUNAAN MODEL PEMBELAJARAN STAD DAN PROBLEM POSING SECARA VARIATIF UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PROSES DAN HASIL BELAJAR KIMIA Parlan1 dan Dewi Ambarwati2 1)

Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Malang, Jl. Semarang 5 Malang 65145; 2) SMA Negeri 9 Malang

Abstrak: Salah satu ciri pendekatan konstruktivisme adalah memberikan kesempatan kepada pebelajar (siswa) untuk membangun sendiri pemahamannya dan guru hanya bersifat sebagai fasilitator. Model pembelajaran kooperatif merupakan salah satu model pembelajaran yang termasuk dalam pendekatan konstruktivisme. Dengan demikian proses pembelajaran terpusat pada siswa (students centered) dan bukan terpusat pada guru (teacher centered). Tujuan penelitian ini adalah meningkatkan kualitas proses dan hasil belajar kimia kelas XII SMA Negeri 9 Malang melalui penggunaan model pembelajaran kooperatif tipe STAD dan Problem Posing. Subyek penelitian ini adalah siswa kelas XII IPA SMA Negeri 9 Malang pada semester I tahun ajaran 2009/2010 yang terdiri dari satu kelas yaitu kelas XII-IPA1. Penelitian tindakan kelas ini dirancang dalam dua siklus, yang masing-masing siklus terdiri dari tahap perencanaan, pelaksanaan, observasi, dan refleksi. Rencana tindakan dan instrumen penelitian yang berupa: lembar observasi keterampilan kooperatif, lembar observasi unjuk kerja, ketrampilan berdiskusi, kuesioner terbuka, kuis atau tes prestasi belajar, dan catatan guru/jurnal, serta perangkat pembelajaran yang meliputi silabus, rencana pembelajaran, bahan ajar, lembar observasi, lembar kegiatan kelompok, quis, dan tes hasil belajar dirancang bersama oleh team peneliti (dosen dan guru). Pelaksana tindakan adalah guru kimia SMA 9 Malang sedangkan anggota tim lain (dosen) bertindak sebagai observer. Hasil tindakan dalam suatu siklus yang berupa kualitas proses dan hasil belajar kemudian dievaluasi sebagai bahan pertimbangan dalam merencanakan tindakan di siklus berikutnya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan model pembelajaran kooperatfi tipe STAD dapat meningkatkan kualitas proses dan hasil belajar kimia kelas XII SMA Negeri 9 Malang. Nilai rata-rata pada siklus I = 54,4, dengan tingkat ketuntasan 69%, siklus II = 67,7,dengan tingkat ketuntasan 87,2%. Beberapa saran yang diusulkan terkait dengan temuan-temuan dalam penelitian adalah: 1) perlu dilakukan penelitian tindakan untuk materi yang lain atau menerapkan model pembelajaran yang lain sehingga guru dapat menemukan model pembelajaran yang paling cocok untuk setiap materi yang terkait, 2) perlu melatih siswa untuk belajar mandiri dan tidak selalu tergantung pada penjelasan guru. Kata-kata kunci: proses dan hasil belajar, model pembelajaran, pembelajaran kooperatif.

PENDAHULUAN Ilmu kimia merupakan salah satu cabang IPA yang dianggap sulit oleh siswa SMA. Salah satu faktor penyebabnya adalah bahwa sebagian besar materi kimia merupakan konsep yang abstrak dan berjenjang (Kean dan Midlecamp, 1985). Penyebab lain adalah bahwa ilmu kimia meliputi 3 komponen yaitu, makroskopis, mikroskopis, dan simbolik (Johnstone, 2000). Sifat kimia yang makroskopis menyangkut fenomena yang dapat diamati langsung dengan indera, sifat mikroskopis menggambarkan gejala-gejala pada tingkat molekuler, sedangkan simbolik berkaitan dengan penggunaan lambang-lambang, rumus kimia, dan persamaan reaksi.

SESI PARALEL KIMIA

294


Salah satu indikator yang menunjukkan bahwa kimia merupakan pelajaran yang sulit adalah prestasi belajar yang diperoleh siswa SMA belum memuaskan. Berdasarkan rekaman hasil belajar pelajaran kimia Kelas XII SMA 9 Malang, menunjukkan bahwa prestasi belajar siswa masih rendah (nilai rata-rata pada semester semester gasal 2008/2009 adalah 57 dengan ketuntasan klasikal 61%). Di samping itu menurut catatan guru bidang studi kimia dan pengamatan penulis pada saat membimbing PPL di SMA tersebut menunjukkan bahwa kualitas proses belajar mengajar juga masih rendah. Beberapa indikator yang menunjukkan rendahnya kualitas proses belajar mengajar antara lain adalah: 1) masih rendahnya partisipasi siswa dalam proses belajar mengajar yang ditandai dengan minimnya jumlah pertanyaan yang diajukan atau siswa yang mau menjawab pertanyaan guru, 2) keterlibatan siswa dalam kegiatan diskusi masih kurang, 3) kemampuan siswa dalam menyampaikan ide/gagasan masih minim, 4) motivasi siswa yang masih rendah, ditandai dengan masih banyaknya siswa yang tidak mengerjakan tugas-tugas yang diberikan oleh guru. Rendahnya kualitas proses dan hasil belajar siswa tersebut dipengaruhi oleh banyak faktor. Salah satunya adalah metode atau pendekatan yang digunakan guru dalam proses belajar mengajar. Menurut informasi guru bidang studi kimia, selama ini penyampaian materi pelajaran oleh guru masih didominasi dengan metode ceramah (pendekatan behaviouristm), sehingga proses pembelajaran terpusat pada guru (teacher centered) dan siswa bersifat pasif. Sampai saat ini belum pernah dilakukan penggunaan pendekatan konstruktivisme (learning cycle, science technology and society/sts, cooperative learning, problem posing, dll.) pada mata pelajaran kimia kelas XII SMAN 9 Malang. Menurut Nur (1998) model pembelajaran kooperatif tipe STAD (Student Teams Achievement Divisions) sangat cocok digunakan untuk mengajarkan konsep-konsep seperti yang terdapat dalam matematika dan IPA. Dengan demikian model tersebut juga cocok diterapkan di dalam Kimia. Hasil penelitian yang dilakukan oleh Utiya (1998) menunjukkan bahwa perangkat pembelajaran yang berorientasi pada kooperatif tipe STAD efektif untuk mencapai ketuntasan belajar kimia secara klasikal di SMA. Pendekatan kooperatif tipe STAD juga dapat meningkatkan ketrampilan proses siswa dan ketuntasan belajar klasikal pada pembelajaran konsep kesetimbangan kimia di SMU (Parlan, dkk., 2001), meningkatkan kualitas proses dan hasil belajar Kimia Organik III siswa Kimia UM (Parlan, dkk., 2003). Hasil penelitian Karuru (2005) terhadap penerapan model pembelajaran kooperatif tipe STAD diperoleh beberapa temuan antara lain guru mengelola pembelajaran cukup baik, dapat meningkatkan aktivitas guru dan siswa selama pembelajaran, guru mampu melatihkan keterampilan proses dengan baik, mengubah pembelajaran yang teacher center menjadi student center, dan dapat meningkatkan proporsi jawaban benar siswa. Penelitian oleh Wardan (2005) diperoleh bahwa hasil belajar kelompok siswa yang diajar dengan model pembelajaran kooperatif lebih baik dari pada hasil belajar kelompok siswa yang diajar dengan metode ceramah. Model pembelajaran kooperatif merupakan salah satu jenis strategi pembelajaran yang menerapkan interaksi kelompok teman sebaya (Damon dan Phelps, 1989). Dalam strategi ini siswa dikelompokkan secara heterogen dengan pola anggota seorang siswa dengan pemahaman tinggi, seorang siswa dengan pamahaman rendah dan dua atau tiga siswa dengan pemahaman rata-rata, sehingga akan terjadi interaksi dan komunikasi di antara anggota kelompok. Penelitian yang dilakukan oleh Johnson (1989) dan Slavin (1990) menemukan bahwa pembelajaran kelompok merupakan strategi yang efektif dalam praktek pembelajaran dan banyak dipakai oleh guru-guru IPA di Amerika. Model pembelajaran kooperatif merupakan model pembelajaran yang di dalamnya siswa bekerja bersama-sama untuk mencapai tujuan khusus atau menyelesaikan sebuah tugas. Dalam model pembelajaran ini nampak adanya komponen-komponen utama dari pembelajaran kooperatif merupakan bagian integral dari setiap model pembelajaran kooperatif. Pertama, pembelajaran kooperatif mengajak siswa bekerja bersama-sama untuk menyelesaikan tugas-tugas, memecahkan masalah, mereview kuis, mengerjakan aktivitas laboratorium, melengkapi lembar kerja. Kedua, pengaturan siswa dalam kelompok kecil yang heterogen manantang siswa untuk saling membantu,

SESI PARALEL KIMIA

295


berbagi tugas, dan mendukung belajar teman lainnya dalam kelompok. Ketiga, adanya saling ketergantungan positif di antara anggota kelompok. Keempat, penumbuhan rasa tanggung jawab untuk belajar dan bekerjasama. Kelima, terjadinya pemrosesan kelompok dalam belajar. Tujuan penelitian ini adalah meningkatkan kualitas proses dan hasil belajar kimia siswa kelas XII SMA Negeri 9 Malang melalui penggunaan model pembelajaran kooperatif (cooperatif learning) tipe STAD. METODE PENELITIAN Penelitian ini menggunakan rancangan penelitian tindakan kelas (classroom action research) yang berusaha mengkaji dan merefleksikan secara mendalam beberapa aspek dalam kegiatan belajar mengajar, yaitu interaksi guru-siswa dan interaksi antar siswa untuk dapat menjawab permasalahan penelitian. Penelitian ini dibagi dalam dua siklus yang disesuaikan dengan alokasi waktu dan topik yang dipilih. Masing-masing siklus terdiri dari empat langkah (Kemmis dan Mc Taggart, 1988) berikut: a) perencanaan, yaitu merumuskan masalah, menentukan tujuan dan metode penelitian serta membuat rencana tindakan, b) tindakan, yang dilakukan sebagai upaya perubahan yang dilakukan, c) observasi, dilakukan secara sistematis untuk mengamati hasil atau dampak tindakan terhadap proses belajar mengajar, dan d) refleksi, yaitu mengkaji dan mempertimbangkan hasil atau dampak tindakan yang dilakukan. Secara operasional prosedur penelitian tindakan kelas yang diterapkan dalam penelitian ini diuraikan sebagai berikut: Siklus Pertama Kegiatan yang dilakukan pada siklus pertama meliputi: a. Perencanaan Peneliti merencanakan tindakan berdasarkan tujuan penelitian. Beberapa perangkat yang disiapkan dalam tahap ini adalah: bahan ajar, program tahunan dan program semester, rencana pembelajaran (RP), skenario pembelajaran, tugas-tugas kelompok, quis, dan lembar observasi. b. Pelaksanaan 1. Siswa diberi penjelasan tentang pembelajaran kooperatif tipe STAD dan komponenkomponennya. 2. Siswa dibagi ke dalam kelompok-kelompok berdasarkan pertim-bangan kemampuan akademik dan jenis kelamin. 3. Peneliti memberikan penjelasan tentang tujuan pembelajaran dan garis besar materi yang akan dipelajari. 4. Siswa ditugaskan untuk bergabung ke dalam kelompoknya masing-masing. 5. Peneliti membagi tugas kepada setiap kelompok. 6. Peneliti melakukan observasi dan membimbing kegiatan kelompok. 7. Setelah kegiatan kelompok selesai, dilanjutkan dengan diskusi kelas yang dipandu oleh guru untuk membahas hal-hal yang tidak/belum terselesaikan dalam kegiatan kelompok. 8. Peneliti memberikan quis untuk mengetahui penguasaan konsep yang dipelajari secara individual. c. Pengamatan Selama tahap pelaksanaan peneliti melakukan observasi terhadap aktivitas guru selama proses pembelajaran dengan menggunakan lembar observasi untuk guru (Lampiran 1) dan ketrampilan kooperatif yang dilatihkan kepada siswa dengan menggunakan lembar observasi untuk siswa (Lampiran 2). d. Refleksi

SESI PARALEL KIMIA

296


Analisis hasil observasi mengenai: 1. Ketrampilan kooperatif siswa 2. Hasil kegiatan kelompok 3. Hasil quis dan kaitannya dengan hasil kegiatan kelompok 4. Hasil-hasil yang diperoleh dan permasalahan yang muncul pada pelaksanaan tindakan dipakai sebagai dasar untuk melakukan perencanaan ulang pada siklus berikutnya. Analisis beberapa kekurangan/kelemahan a-c. Siklus Kedua Pada siklus kedua dilakukan tahapan-tahapan seperti pada siklus pertama tetapi didahului dengan perencanaan ulang berdasarkan hasil-hasil yang diperoleh pada siklus pertama, sehingga kelemahan-kelemahan yang terjadi pada siklus pertama tidak terjadi pada siklus kedua. Pada siklus kedua digunakan model pembelajaran kooperatif tipe STAD dan dipadu dengan model pembelajaran problem posing. Subyek penelitian adalah siswa kelas XII IPA.1 SMA Negeri 9 Malang pada semester gasal 2009/2010. Pada tahun akademik 2009/2010 di SMA Negeri 9 mempunyai 3 kelas paralel untuk kelas XII IPA. Dari 3 kelas paralel tersebut dipilih 1 kelas untuk dijadikan subyek penelitian. Dipilihnya 1 kelas sebagai subyek penelitian didasarkan pada beberapa alasan, pertama agar kajian terhadap peningkatan kualitas proses dan hasil belajar kimia melalui penerapan model pembelajaran lebih mendalam sehingga dampaknya dapat diamati dengan jelas; kedua terbatasnya personalia peneliti dan waktu dalam merancang, menerapkan, dan mengevaluasi proses pembelajaran. Instrumen yang digunakan dalam penelitian ini meliputi: lembar observasi untuk guru, lembar observasi keterampilan kooperatif, kuesioner terbuka, kuis atau tes prestasi belajar, dan catatan guru/jurnal. Instrumen observasi untuk siswa disusun berdasarkan 5 komponen dasar pembelajaran kooperatif. Kuesioner terbuka digunakan untuk mengetahui persepsi siswa terhadap pembelajar kooperatif, dan kuis atau tes prestasi belajar digunakan untuk mengetahui kualitas hasil belajar. Pegumpulan data dilakukan dengan teknik observasi, dan tes. Teknik dokumentasi dilakukan pada saat refleksi dan perencanaan awal untuk mengetahui kemampuan masing-masing siswa sebagai dasar pembagian kelompok. Teknik observasi digunakan untuk merekam kualitas proses belajar mengajar berdasarkan instrumen observasi dan digunakan camera video. Sedangkan tes digunakan untuk mengetahui peningkatan kualitas hasil belajar setelah diberikan tindakan. Data hasil observasi, catatan guru, kuesioner terbuka dianalisis secara deskriptif untuk mengetahui kualitas proses belajar mengajar. Untuk mengetahui peningkatan kualitas hasil belajar dilakukan dengan cara membandingkan skor individu dan kelompok dengan tes atau kuis sebelumnya. HASIL PENELITIAN Penelitian ini dilakukan dalam dua siklus, yaitu siklus I dan siklus II. Sebelum dilakukan kegiatan belajar mengajar pada masing-masing siklus ditempuh langkah-langkah sebagai berikut: 1) siswa diberi tahu bahwa kegiatan belajar mengajar yang akan dilakukan adalah menggunakan model pembelajaran kooperatif, 2) menjelaskan kepada siswa tentang model pembelajaran kooperatif dan komponen-komponennya, 3) membagi siswa ke dalam kelompok-kelompok berdasarkan pertimbangan kemampuan akdemik dan jenis kelamin. Siklus I Siklus I dilaksanakan pada tanggal 1 Agustus sampai dengan 5 September 2009 sebanyak lima kali pertemuan. Pada siklus I dilakukan pembelajaran dengan menerapkan model pembelajaran kooperatif tipe STAD. Langkah-langkah yang dilakukan dalam kegiatan pembelajaran untuk setiap pertemuan adalah sebagai berikut:

SESI PARALEL KIMIA

297


Penyajian Materi. Penyajian materi secara klasikal merupakan tahap awal dalam pembelajaran kooperatif. Penyajian materi dilakukan dengan metode ceramah dan tanya jawab yang berlangsung kurang lebih 10 menit dengan urutan penyajian disadasarkan pada skenario pembelajaran yang telah disusun. Pembetukan Kelompok. Dalam pembelajaran kooperatif tipe STAD pembentukan kelompok dilakukan berdasarkan nilai semester sebelumnya (semester Genap kelas XI). Penentuan anggota kelompok dimulai dengan menyusun nama-nama siswa berdasarkan urutan (rangking) semester II kelas XI. Nama-nama siswa diurutkan dari rangking tertinggi sampai dengan terendah. Susunan rangking tersebut selanjutnya dimasukkan dalam format pembentukan kelompok, sehingga dari format tersebut dapat dilihat pada kelompok mana seorang siswa berada. Setelah penyajian materi, siswa diminta bergabung dengan anggota kelompoknya masingmasing. Setelah semua siswa bergabung dalam kelompoknya masing-masing, guru menjelaskan tata cara berdiskusi dalam pembelajaran kooperatif tipe STAD, yaitu beban tugas kelompok merupakan tanggung jawab seluruh anggota kelompok. Anggota kelompok yang sudah memahami materi yang dipelajari bertanggung jawab mengajari anggota kelompok lain yang belum mengerti. Keberhasilan masing-masing anggota kelompok dalam diskusi kelompok menentukan hasil kelompok dan juga keberhasilan siswa mengerjakan kuis sevara individual. Guru memberi tahu bahwa kelompok yang memperoleh nilai tertinggi akan memperoleh penghargaan/ hadiah dari guru. Diskusi kelompok. Pada saat berlangsung diskusi kelompok, guru berkeliling ke seluruh kelompok untuk membantu siswa yang masih mengalami kesulitan sambil mengamati dan melakukan penilaian terhadap berlangsungnya kegiatan pembelajaran kooperatif. Hasil pengamatan ketrampilan kooperatif siswa direkam menggunakan format observasi. Hasil pengamatan disajikan pada Lampiran 4. Pada awal kegiatan diskusi ternyata belum semua anggota kelompok terlibat aktif dalam diskusi, kegiatan penyelesaian tugas lebih didominasi oleh siswa yang pandai. Beberapa siswa terlihat baru berdiskusi apabila guru mendekati mereka. Untuk mengatasi keadan tersebut guru kembali mengingatkan peran masing-masing anggota kelompok dalam diskusi dan menjelaskan kembali bahwa keberhasil kelompok dan individu merupakan tanggung jawab bersama seluruh anggota kelompok. Diskusi Kelas. Setelah diskusi kelompok dilakukan diskusi kelas. Pada diskusi kelas hasil diskusi kelompok ditukarkan dengan hasil kelompok lain untuk dibahas bersama. Dalam diskusi kelas terjadi tukar pendapat antar kelompok, jika ada kelompok menyampaikan hasil diskusinya kelompok lain menanggapi. Pada kegiatan ini guru memantau dan mengarahkan agar diskusi berlangsung lancar dan tidak terjadi salah konsep di antara para siswa. Kuis. Setelah kegiatan diskusi selesai, kegiatan belajar diakhiri dengan memberikan kuis kepada siswa. Soal kuis dikerjakan secara individu dan tidak boleh kerjasama antara anggota kelompok. Nilai kuis dan nilai diskusi kelompok digunakan untuk menetukan kelompok mana yang menunjukkan performansi yang paling baik. Nilai kuis juga digunakan untuk menghitung skor peningkatan individu. Kelompok yang mendapatkan hasil paling tinggi mendapatkan hadiah. Selama berlangsungnya kegiatan belajar mengajar dilakukan observasi terhadap ketrampilan kooperatif siswa oleh guru. Hasil observasi menunjukkan bahwa pada awal penerapan model pembelajaran ini ketrampilan kooperatif siswa masih kurang. Beberapa hal yang menjadi penyebabnya diduga antara lain: 1) siswa belum terbiasa melakukan diskusi, 2) sebagain besar siswa belum memahami fungsi dan perannya dalam kegiatan kelompok, akibatnya tugas kelompok dikerjakan sendiri-sendiri oleh setiap anggota kelompok tanpa adanya interaksi satu dengan yang lain. Jadi adanya saling ketergantungan di antara anggota kelompok belum terjadi. Berdasarkan hasil observasi pada pertemuan pertama tersebut maka sebelum dilakukan pertemuan kedua siswa diingatkan kembali tentang pembelajaran kooperatif terutama bagaimana peranan anggota kelompok pada diskusi kelompok. Dalam kegiatan kelompok masih banyak siswa yang kurang bisa memamahi tugas yang diberikan guru (memahami soal, membaca grafik, dll.), sehingga guru harus memberikan penjelasan yang lebih rinci pada masing-masing kelompok. Meskipun dalam penyelesaian tugas benyak bertanya kepada guru, tetapi sudah menunjukkan adanya kemauan para

SESI PARALEL KIMIA

298


siswa untuk menggali pengetahuan tentang materi yang sedang dipelajari (sifat koligatif larutan, khususnya penurunan tekanan uap). Pada pertemuan kedua masih banyak kelompok yang mengerjakan tugas secara individu, ada dua kelompok yang serius berdiskusi (kelompok D dan H). Penyelesaian tugas kedua kelompok tersebut lebih lama dari kelompok lain. Kelompok C yang menyelesaikan tugasnya secara individu selesai paling cepat, tetapi setelah diperiksa ternyata banyak salah, sehingga hasilnya dikembalikan oleh guru dan akhirnya mereka serius berdiskusi dalam kelompoknya. Pada diskusi kelas salah satu kelompok ditunjuk guru untuk mempresentasikan hasilnya di depan kelas. Dalam diskusi kelas ini terjadi perbedaan pemahaman terhadap materi yang dipelajari, dan adu argumentasi antara kelompok D dan H yang ditengahi oleh kelompok F. Diskusi kelas berlangsung ramai, siswa sangat antusias menanggapi jawaban kelompok yang ditunjuk guru untuk presentasi di depan kelas. Dari hasil diskusi kelompok, diskusi kelas dan kuis menunjukkan bahwa kemampuan siswa untuk memhami buku teks masih kurang, dan masih memerlukan penjelasan dari guru untuk memahaminya. Nilai rata-rata kuis pada pertemuan ini adalah 42,4, yang menunjukkan bahwa sebagian besar siswa melum mencapai standar kompetensi minimal (SKM). Pada pertemuan ketiga, siswa melakukan percobaan (eksperimen) kenaikan titik didih. Dalam kegiatan ini siswa nampak termotivasi dalam kerja kelompok, semua siswa aktif dalam menyelesaikan tugas kelompok. Di sela-sela kegiatan banyak siswa bertanya apakah hasil yang diperoleh subah benar atau belum. Guru meminta siswa untuk membandingkan hasil pengamatan dengan hasil perhitungan secara teoritis. Pada pertemuan keempat kegiatan belajar mengajar sama dengan pertemuan ketiga yaitu eksperimen di laboratorium. Secara umum kegiatan pada pertemuan ketiga dan keempat berlangsung lancar, yang juga ditandai dengan meningkatnya nilai kuis. Beberapa hal yang diamati pada siklus I adalah: 1) siswa masih mengalami kesulitan dalam memahami beberapa konsep penting seperti mendidih, membeku, kenaikan titik didih, penurunan titik beku, elektrolit dan non elektrolit dengan cara menggali dari buku sumber. Hal ini ditunjukkan dengan rendahnya nilai kuis pada untuk soal yang menanyakan tentang konsep-konsep tersebut, sedangkan untuk soal-soal hitungan umumnya siswa bisa mengerjakannya, 2) siswa lebih mudah memahami konsep dari kegiatan eksperimen, 3) kemampuan berkomunikasi antar siswa masih kurang, tetapi dari tugas kelompok yang diberikan tampak siswa ingin/berusaha untuk dapat menyelesaikan tugas kelompok dengan baik, yang ditandai dengan banyaknya pertanyaan yang diajukan kepada guru. Hal seperti ini tidak tampak pada pembelajaran tradisional. Hasil-hasil pengamatan pada siklus I tersebut digunakan sebagai dasar perbaikan pada siklus II. Ada satu hal menarik yang teramati pada pembelajaran kooperatif bahwa pemberian hadiah kepada kelompok yang terbaik sangat memotivasi kelompok-kelompok untuk bekerja secara baik, sehingga tercipta iklim kompetisi yang sangat baik. Jadi ketika kelompok diminta mempresentasikan hasil diskusinya mereka saling berebut untuk ke depan. Demikian juga apabila jawaban yang dituliskan di papan tulis belum benar kelompok lain berebut untuk membetulkannya. Pengelolaan pembelajaran kooperatif yang dilakukan oleh guru diobservasi dengan menggunakan format seperti pada Lampiran 7. Hasil observasi menunjukkan bahwa guru telah cukup baik mengelola pembelajaran kooperatif, meskipun nampaknya guru agak merasa cukup berat untuk membimbing siswa dalam kegiatan kelompok karena pada awal-awal kegiatan banyak kelompok yang belum dapat bekerja sebagaimana yang diharapkan. Ditinjau dari kualitas proses belajar mengajar dapat dikatakan cukup baik, karena siswa tidak lagi hanya mengandalkan penjelasan dari guru tetapi berusaha memahami materi yang dipelajari dalam diskusi kelompok atau diskusi kelas. Ditinjau dari kualias hasil belajar (quis) menunjukkan hasil yang masih beragam. Nilai rata-rata pada siklus I adalah 54,4 dengan tingkat ketuntasan belajar (69%) lebih baik daripada rata-rata tahun sebelumnya, yaitu 47 dengan ketuntasan 16%.

SESI PARALEL KIMIA

299


Siklus II Siklus II dilaksanakan pada tanggal 8 September sampai dengan 2 Oktober 2009 sebanyak empat kali pertemuan. Dengan memperhatikan kelemahan-kelemahan yang dijumpai pada siklus, maka pada siklus II (topik redoks) ditempuh langkah-langkah sebagai berikut: 1. Guru memberikan tugas membaca materi redoks yang telah dipelajari pada kelas X dan memberikan pretes sebelum kegiatan pembelajaran redoks dilakukan. Dengan cara ini diharapkan siswa lebih siap terhadap materi yang akan dipelajari. 2. Guru memberikan waktu yang lebih lama untuk kegiatan awal (presntasi kelas). Pada saat presentasi kelas guru tidak hanya menjelaskan materi secara umum tetapi juga memberikan penekanan terhadap konsep-konsep penting pada materi yang sedang dipelajari. Dengan cara ini diharapkan diskusi kelompok dapat berlangsung lebih baik dan lancar. 3. Pada tahapan kegiatan diskusi digunakan problem posing. Materi pokok yang yang pelajari pada siklus ini tergolong materi yang cukup sulit dan memerlukan pemahaman yang baik terhadap materi yang dipelajari pada kelas X. Ternyata sebagian besar siswa mengalami kesulitan dalam mengerjakan soal, sehingga pertemuan tersebut digunakan untuk membahas materi kelas X tentang bilangan oksidasi. Pada pertemuan kedua dilakukan pembelajaran kooperatif seperti biasa, tetapi presentasi kelas yang dilakukan guru lebih lama dan lebih mendetail. Pada pertemuan ini mempelajari penyetaraan reaksi redoks dengan cara setengah reaksi. Banyak pertanyaan yang diajukan oleh siswa pada saat diskusi kelompok. Kesulitan siswa dalam mempelajari materi ini antara lain membedakan suasana asam dan basa dalam menyamakan jumlah atom H dan atom O. Pertemuan ketiga melanjutkan pertemuan kedua yaitu penyetaraan reaksi redoks dengan cara setengah reaksi. Pada saat diskusi kelompok nampak beberapa siswa merasa putus asa karena mengalami kesulitan dalam menyelesaikan tugas dan memahami penjelasan dari buku sumber. Setelah guru membantu siswa dalam kegiatan kelompoknya mereka mulai antusias mengerjakan tugas dan mulai bisa membedakan penyetaraan reaksi redoks dengan cara setengah reaksi dan cara bilangan oksidasi. Pada pertemuan ini guru menjanjikan hadiah/penghargaan yang lebih tinggi bagi kelompok yang menunjukkan performasi yang paling baik, dan ternyata dapat memacu semangat untuk diskusi dan menyelesaikan tugas kelompok. Hal ini dibuktikan dengan nilai kuis yang lebih baik (80,6) daripada pertemuan sebelumnya. Ditinjau dari kualitas proses belajar mengajar dapat dikatakan cukup baik, karena siswa tidak lagi hanya mengandalkan penjelasan dari guru tetapi berusaha memahami materi yang dipelajari dalam diskusi kelompok atau diskusi kelas. Ditinjau dari kualias hasil belajar (quis) menunjukkan peningkatan daripada siklus I, meskipun materi yang dipelajari lebih sulit. Nilai rata-rata pada siklus II adalah 67,7 dengan tingkat ketuntasan belajar (87,2%). Rata-rata tahun sebelumnya 61 dengan ketuntasan 59%. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Berdasarkan hasil pembahasan yang telah diuraikan pada bab sebelumnya, maka dapat disimpulkan sebagai berikut. 1. Penggunaan model pembelajaran kooperatif tipe STAD dan problem posing dapat meningkatkan kualitas proses belajar mengajar pelajaran kimia siswa kelas XII SMA Negeri 9 Malang. Beberapa indikator terjadinya peningkatan kualiatas proses belajar mengajar tersebut adalah: a) keterlibatan siswa dalam diskusi kelompok dan diskusi kelas, dan b) terjadinya peningkatan partisipasi siswa dalam kegiatan pembelajaran, yang ditandai dengan semakin banyaknya siswa yang mengajukan pertanyaan atau menanggapi pertanyaan siswa lain. Pada penggunaan model ini peran guru tidak lagi sebagai satu-satunya sumber informasi tetapi lebih banyak sebagai fasilitator untuk membimbing siswa dalam diskusi kelompok dan diskusi kelas, sehingga kegiatan pembelajaran terpusat pada siswa (students centered).

SESI PARALEL KIMIA

300


2. Penggunaan model pembelajaran kooperatif tipe STAD dan problem posing meningkatkan kualitas hasil belajar kimia siswa kelas II SMA Negeri 9 Malang (terjadi peningkatan rata-rata kuis dan persentase ketuntasan, yaitu pada siklus I 54,4 dengan ketuntasan 69% dan siklus II 67,7 dengan ketuntasan 87,2%. Saran-saran Beberapa saran yang diajukan terkait dengan hasil pembelajaran ini adalah: 1. Mengubah paradigma dari behaviorisme ke konstruktivisme bukanlah hal yang mudah, oleh karena itu guru harus bersabar dalam menerapkan paradigma tersebut dan memulainya sedikit demi sedikit. 2. Perlu dilakukan penelitian tidakan sejenis untuk materi/konsep kimia yang lain atau menerapkan model pembelajaran lain, sehingga guru dapat menemukan model pembelajaran yang paling cocok untuk materi terkait. 3. Penggunaan model-model pembelajaran konstruktivistik umumnya memerlukan waktu yang lebih lama khususnya bagi pemula, sehingga guru harus mempersiapkan diri lebih baik. 4. Perlu melatih siswa untuk belajar memahami uraian dalam buku teks agar tidak selalu mengandalkan penjelasan dari guru. DAFTAR PUSTAKA Ardhana, W. 2005. Konstruktivisme dan Penerapannya dalam Pembelajaran. Makalah disajikan dalam Seminar dan Lokakarya Pembelajaran Berorientasi Konstruktivistik, Jurusan Kimia UM. Brown, J.S., Collins, A., dan Duguid, P. 1989. Situated Cognition and The Culture of Learning. Educational Researcher, 18,32-42. Brown, A.L., dan Palincsar, A.S.1986. Guided, Cooperative Learning and Individual Knowledge (Report No. 372). Urbana, IL: Center for the Study of Reading. Damon, W., dan Pelps, E. 1989. Critical Distictions Among Three Approaches to Peer Education. International Journal of Educational Research, 13, 9-19. Forman, E.A., Cordle, J., Carr, N., dan Gregorius, T. 1991. Expertise and the Construction on Meaning in Colaborative Problem Solving. Paper presented at the 21st Annual Symposium of the Jean Peagget Society. Johnson, D.W., dan Johnson, R.T., 1989. Cooperative and Competitive: Theory and Research. Edina, MN: Interaction Book Co. Karuru, Perdy. 2005. Penerapan Pendekatan Keterampilan Proses Dalam Seting Pembelajaran Kooperatif Tipe STAD Untuk Meningkatkan Kualitas Belajar IPA Siswa SLTP, (Online), (http : // www. Depdiknas.go.id/jurnal/45/perdy-karuru.htm, diakses 14 Maret 2005). Kemmis, S. & McTaggart, R. 1988. The Action Research Planner. Third Edition. Victoria: Deakin University Press. Lundgren, L., 1994. Cooperative Learning in the Science Classroom. New York: Mc.Millan/Mc Graw-Hill. Mayer, R.E. 1983. Thinking, Problem Solving, and Cognition. New York: Freeman. Nur, M., Wikandari, Prima, R., Sugiarto. 1998. Teori Pembelajaran Kognitif. Surabaya: IKIP Surabaya. Nur, M., Wikandari, Prima, R.,. 1998. Pendekatan-pendekatan Konstruktivis dalam Pembelajaran. Surabaya: IKIP Surabaya.

SESI PARALEL KIMIA

301


Pannen, P., Mustafa, D., Sekarwinahyu, M. 2001. Konstruktivisme dalam Pembelajaran. Pusat Antar Universitas. Dirjen Dikti. Depdiknas. Parlan, Hoetawarman, W., Ponijan. 2001. Penggunaan Model Pembelajaran Kooperatif Tipe STAD untuk Meningkatkan Ketrampilan Proses Siswa pada Pembelajaran Konsep Kesetimbangan Kimia di Kelas II Cawu I SMU Negeri Jombang. Laporan Penelitian Tidakan Kelas. Malang: Lembaga Penelitian UM. Salomon, G., dan Globerson, T. 1989. When Teams Do Not Function the Way They Ought To. International Journal of Educational Research. 13, 89-99. Slavin, R.E. 1990. Cooperative Learning: Theory, Research, and Practice. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall. Slavin, R.E. 1994. Educational Psychology, Theory and Practice. Fourth Edition. Massachusetts: Allyn and Bacon Publisher. Tuckman, Bruce, W. 1978. Conducting Educational Research. Second Edition. New York: Harcourt Brace Jovanovich. Utiya Azizah. 1998. Pengembangan Model Pembelajaran Kooperatif Tipe STAD untuk Meningkatkan Kualitas Pembelajaran Kimia di SMU. Surabaya: Tesis tidak dipublikasikan. Wardan. 2005. Kefektifan Pembelajaran Kooperatif Tipe STAD dengan Menggunakan LKS untuk Meningkatkan Hasil Belajar Kimia Kelas II SMA Negeri Muara Batu Kabupaten Aceh Utara. Tesis tidak diterbitkan. Malang : PPS-UM.

SESI PARALEL KIMIA

302


PENGARUH PENERAPAN STRATEGI PEMBELAJARAN DAUR BELAJAR 6F-PEMBENTUKAN SOAL TERHADAP HASIL BELAJAR PADA MATERI HIDROLISIS GARAM Reny Eka Evi Susanti1, Srini M Iskandar2, dan Siti Marfu’ah2 1

Prodi Kimia Pasca Sarjana Universitas Negeri Malang; 2,3Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Malang, Jl. Semarang No. 5 Malang 65145 E-mail: [email protected]

Abstract: The purposes of the research, which was combination of two learning strategies the Six Phased Learning Cycle-Problem Posing Find out the effect of Six Phased Learning Cycle-Problem Posing toward the achievement grade XI RSBI student during 2 nd semester in Senior High School 8 Malang on the salt hydrolysis in period 2011/2012. The eksperiment class learned using the Six Phased Learning Cycle-Problem Posing and the control class learned using the Six Phased Learning Cycle.The design of the research were Quasy Experimental without pretest (used to compare the students’ achievement between the experiment class and the control class). The findinges of the research showed that students’ achievement were significant differences between the Six Phased Learning Cycle-Problem Posing class and the Six Phased Learning Cycle class

Kata kunci: Learning Cycle-Problem Posing, Hasil belajar

PENDAHULUAN Ilmu kimia dapat didefinisikan sebagai ilmu yang memiliki karakteristik ilmu yang mencari jawaban atas pertanyaan apa, mengapa, dan bagaimana gejala-gejala alam yang berkaitan dengan komposisi, struktur dan sifat, perubahan, dinamika, dan energetika zat (Sulistina, 2010: 82). Dibandingkan dengan ilmu lain, kimia sering terkesan lebih sulit paling tidak pada tingkat dasar. Terdapat beberapa alasan untuk kesan sulit ini. Salah satunya adalah kimia memiliki perbendaharaan kata yang khusus. Pada awalnya mempelajari kimia sama halnya mempelajari bahasa yang baru, selain itu beberapa konsepnya bersifat abstrak (Chang, 2004: 4). Salah satu materi kimia yang bersifat abstrak yaitu materi Hidrolisis Garam. Berdasarkan hasil wawancara guru kimia kelas XI SMA Negeri 8 Malang, kesulitan terbesar pemahaman konsep Hidrolisis Garam terletak pada penentuan sifat larutan garam. Siswa yang sulit untuk menentukan sifat larutan garam biasanya juga sulit untuk menentukan pH larutan garam. Untuk itu, pemahaman tentang cara menentukan sifat larutan garam pada Hidrolisis Garam menjadi sangat penting. Dengan demikian sangat diperlukan strategi pembelajaran yang tepat untuk mengajarkan materi Hidrolisis Garam, agar siswa memahami materi dengan mudah. Untuk mengatasi masalah tersebut maka diperlukan penerapan strategi pembelajaran yang berbasis konstruktivistik. Pembelajaran konstruktivistik merupakan pembelajaran yang menekankan pada pembentukan pengetahuan secara mandiri oleh siswa yang dibantu dengan pertanyaan yang saling terkait dari guru, atau dengan kata lain guru sebagai fasilitator (Suparno, 1997: 73). Salah satu strategi pembelajaran yang tepat selain meningkatkan hasil belajar, tetapi juga motivasi belajar utamanya motivasi instrinsik adalah Daur Belajar 6F-Problem Posing. Penelitian-penelitian sebelumnya menyatakan bahwa baik Daur Belajar 6F (Iskandar, 2004: 4) dan Pembentukan Soal (Iskandar, 2004: 4) memberikan dampak positif terhadap hasil belajar dan motivasi belajar. Untuk itu peneliti mencoba memadukan dua model pembelajaran tersebut yaitu Daur Belajar 6F dan Pembentukan Soal dalam membelajarkan materi Hidrolisis Garam. Pemilihan kedua model ini didasarkan pada beberapa hal, yaitu (1) Hidrolisis Garam memiliki karakteristik materi konseptual. Materi yang bersifat konseptual cocok diajarkan dengan menggunakan model pembelajaran Daur Belajar 6F. Hal ini didukung juga dari hasil penelitian sebelumnya pada materi yang diajarkan dengan menggunakan Daur Belajar 6F yaitu

SESI PARALEL KIMIA

303


Koloid, Reaksi Redoks dan Sel Elektrolisis. (2) Hidrolisis Garam juga mempunyai karakteristik materi matematik yaitu pada perhitungan pH. Materi yang bersifat matematik cocok dibelajarkan dengan menggunakan model pembelajaran Pembentukan Soal (Problem Posing). Hal tersebut didukung juga dari hasil penelitian sebelumnya, materi yang bersifat matematik yang diajarkan dengan menggunakan Problem Posing yaitu Larutan Buffer, Stoikiometri dan pH Larutan Asam Basa. (3) Berdasarkan hasil studi literatur penelitian yang menggabungkan dua model pembelajaran tersebut ternyata belum pernah digunakan untuk membelajarkan materi Hidrolisis Garam. Dengan perpaduan kedua model pembelajaran tersebut diharapkan siswa dapat meningkatkan hasil belajarnya daripada jika model belajar tersebut diterapkan sendiri-sendiri. Proses pembelajaran pada dasarnya menggunakan strategi Daur Belajar 6F untuk memperdalam konsep dan pada fase elaborasi disisipi dengan Problem Posing untuk memperdalam perhitungan pH.

1. 2.

3.

4.

5.

6.

Tabel 1. Paparan Tahap-Tahap Kegiatan Pembelajaran Daur Belajar 6F- Pembentukan Soal Fase Proses Identification Pengajar mengidentifikasi kompetensi dasar. Siswa memahami tujuan dan berperan serta secara aktif pada pembelajaran yang dilaksanakan Engagement Pengajar mengajukan pertanyaan misalnya “Apakah yang anda ketahui tentang Hidrolisis Garam?”. Pertanyaan ini diajukan agar pembelajar tidak datang ke kelas dengan pengetahuan nihil. Selain itu fase ini bertujuan untuk mendapatkan perhatian siswa, mendorong kemampuan berfikirnya, dan membantu mereka mengakses pengetahuan awal yang dimilikinya. Exploration pengajar mengajukan pertanyaan berikut ini “apakah jawaban yang anda berikan itu benar atau salah?”. Pengajar memberi kesempatan kepada pembelajar untuk mengeksplorasi sumber informasi yang ada, kemudian menentapkan sendiri apakah jawaban yang diberikannya benar atau salah. Dalam mengeksplorasi sumber, siswa dapat bekerja secara mandiri maupun secara berkelompok. Explanation Pengajar mengajukan pertanyaan sebagai berikut: “dapatkah anda memberi penjelasan mengapa anda mengatakan bahwa jawaban anda benar atau salah?”. Kegiatan belajar dalam fase ini bertujuan untuk melengkapi, menyempurnakan, dan mengembangkan konsep yang diperoleh siswa Elaboration Pengajar menerapkan strategi pembelajaran Problem Posing a. Memberikan contoh menyelesaikan soal b. Memberikan kesempatan untuk bertanya c. Memberikan kesempatan kepada pembelajar untuk membuat soal dari kondisi yang diberikan dan mempertukarkan serta mendiskusikannya d. Mempersilahkan pembelajar untuk mempresentasikan soal bentukannya e. Memberikan kondisi lain dan memberikan kesempatan pada pembelajar untuk membentuk soal sebanyak–banyaknya f. Mempersilahkan pembelajar untuk mempertukarkan soal bentukannya dengan pembelajar lain dan mendiskusikannya Evaluation Dalam fase ini pengajar memberikan pertanyaan berupa quiz untuk mengetahui apakah kompetensi dasar telah tercapai atau belum

METODE Penelitian ini menggunakan jenis rancangan penelitian eksperimental semu (Quasy Experimental Design) tanpa pretes. Rancangan eksperimental semu digunakan untuk mengetahui perbedaan hasil belajar siswa yang dibelajarkan dengan menggunakan strategi pembelajaran Daur Belajar 6F (Six Phased Learning Cycle)-Pembentukan Soal (Problem Posing) dan siswa yang dibelajarkan menggunakan strategi pembelajaran Daur Belajar 6F (Six Phased Learning Cycle). Sampel diambil dengan menggunakan teknik convenience sampling, dari hasil sampling didapatkan dua kelas sebagai sampel yaitu kelas XI IPA 1 sebagai kelas eksperimen dan XI IPA 5 sebagai kelas eksperimen. Siswa kelas eksperimen dibelajarkan dengan menggunakan strategi pembelajaran Daur Belajar 6F-Problem

SESI PARALEL KIMIA

304


Posing dan siswa kelas kontrol dibelajarkan dengan menggunakan strategi pembelajaran Daur Belajar 6F. Tahapan pembelajaran pada dasarnya sama antara kelas eksperimen dan kontrol yaitu menggunakan tahap-tahap Daur Belajar 6F, namun yang membedakan adalah pada fase elaborasi. Pada fase elaborasi kelas eksperimen disisipi dengan langkah pembelajaran Pembentukan Soal, sedangkan pada kelas kontrol tidak. Untuk lebih jelasnya dijelaskan pada Tabel 1 yaitu paparan tahapan kegiatan pembelajaran Belajar 6F- Pembentukan Soal. Secara singkan tahap-tahap pembelajaran Daur Belajar 6F-Pembentukan Soal disajikan pada Gambar 1. Instrumen penelitian yang digunakan dalam penelitian ini meliputi instrumen perlakuan dan instrumen pengukuran. Instrumen perlakuan berupa RPP (Rencana Pelaksanaan Pembelajaran), worksheet, dan handout. Sesuai dengan alokasi waktu tersebut, RPP yang digunakan sebagai instrumen perlakuan adalah RPP 1 (Daur Belajar 6F-Probblem Posing) dan RPP 2 (Daur Belajar 6F). Instrumen pengukuran yang digunakan mengukur hasil belajar kognitif berupa 30 soal pilihan ganda, sebelum soal tersebut digunakan dilakukan validasi ahli dan validasi empirik. Validasi empirik dilakukan uji coba soal d kelas XI IPA 2 SMA Negeri 8 Malang, hasil uji coba kemudian diuji validitas butir soal dengan menggunakan SPSS 16 for windows, yang digunakan adalah Pearson Correlation maka dari 30 soal 15 soal yang valid dengan harga reliabilitas adalah 0,920 dengan kriteria sangat tinggi, sehingga dapat dipercaya sebagai instrumen penelitian. Instrumen untuk penilaian hasil belajar psikomotorik dan afektif yang dikembangkan berbentuk lembar observasi yang berisi rubrik-rubrik penilaian. HASIL DAN PEMBAHASAN HASIL Hasil uji statistik uji-t 2 tailed menyatakan bahwa kemampuan awal siswa kelas kontrol dan eksperimen adalah sama. Langkah selanjutnya dilakukan pengujian hipotesis dengan menggunakan uji-t 2 tailed. Sebelum dilakukan uji hipotesis dilakukan uji prasyarat analisis yaitu uji normalitas dan homogenitas dengan menggunakan bantuan SPSS 16.0 for Windows. Hasil uji tersebut menyatakan bahwa sampel terdistribuasi normal dan homogen, sehingga untuk uji hipotesis digunakan uji-t 2 tailed. Hasil analisis dapat dilihat pada Tabel 3. fase 1 Identific a-tion fase 2 Engagement

fase 6 Evaluation Problem Posing

Fase 5 Elabora -tion

Fase 3: Eksploration Fase 4 Explanation

Gambar 1. Diagram Tahap-Tahap Pembelajaran Perpaduan Strategi Pembelajaran Daur Belajar 6F-Pembentukan Soal

Kelas Jumlah Siswa Eksperimen 33

SESI PARALEL KIMIA

Tabel 2 Data Hasil Belajar Kognitif Siswa Nilai Tertinggi Nilai Terendah rerata 100 53 84

% Ketuntasan 79

305

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 Kontrol

32

100 33 71 38 Tabel 3 Hasil Uji Hipotesis Hasil Belajar Kognitif Siswa Independent Samples Test t-test for Equality of Means

F

Hasil Belajar

Equal variances assumed

Sig.

t

2.504 .119 3.074

Equal variances not assumed

df

60

3.012 50.536

Sig. (2Mean Std. Error tailed) Difference Difference

95% Confidence Interval of the Difference Lower

Upper

.003

12.42947

4.04381

4.34065

20.51828

.004

12.42947

4.12633

4.14367

20.71526

Dari hasil pengujian Independent-Samples T Test diperoleh nilai signifikasi < 0,05 (yaitu 0,003), sehingga dapat disimpulkan bahwa Ha diterima. Jadi, terdapat perbedaan hasil belajar antara siswa yang dibelajarkan dengan strategi Daur Belajar 6F-Pembentukan Soal dengan siswa yang dibelajarkan dengan Daur Belajar 6F pada materi pokok Hidrolisis Garam. Data hasil belajar afektif siswa ditunjukkan pada Tabel 4, sedangkan hasil belajar psikomotorik siswa ditunjukkan pada Tabel 5. Tabel 4 Perbandingan Persentase Nilai Afektif Siswa Tiap Kriteria Kelas Kriteria afektif (%) sangat baik (A) (%) Baik (B) (%) Cukup (C) Eksperimen 0 64 36 Kontrol 0 61 39 Tabel 5 Perbandingan Persentase Nilai Psikomotor Siswa Tiap Kriteria Rata -rata Kriteria psikomotorik (%) sangat baik (A) (%) Baik (B) (%) Cukup (C) Eksperimen 99 100 Kontrol 97 100 Kelas

PEMBAHASAN Srategi pembelajaran Daur Belajar 6F-Pembentukan Soal lebih efektif dibandingkan Srategi pembelajaran Daur Belajar 6F dalam meningkatkan hasil belajar kognitif siswa yang ditunjukkan dengan rerata hasil belajar kognitif siswa dengan pembelajaran Daur Belajar 6F-Pembentukan Soal (84) lebih tinggi dibandingkan dengan pembelajaran Daur Belajar 6F (71). Selain itu didukung oleh nilai signifikansi Uji hipotesis dengan uji t sebesar 0,003. Hasil belajar afektif siswa yang dibelajarkan dengan strategi pembelajaran Daur Belajar 6FPembentukan Soal lebih tinggi daripada siswa yang dibelajarkan dengan strategi pembelajaran Daur Belajar 6F. Hal ini ditunjukkan siswa yang dibelajarkan dengan strategi pembelajaran Daur Belajar 6FPembentukan Soal 64% siswa mempunyai kriteria afektif baik dan 36% siswa mempunyai kriteria afektif cukup. Sedangkan siswa yang dibelajarkan dengan Daur Belajar 6F 61% siswa mempunyai kriteria afektif baik dan 39% siswa mempunyai afektif cukup. Strategi pembelajaran Daur Belajar 6F-Pembentukan Soal memberikan pengaruh positif terhadap kemampuan psikomotorik siswa. Rata-rata psikomotorik siswa yang dibelajarkan dengan strategi pembelajaran Daur Belajar 6F-Pembentukan Soal (yaitu 99) lebih tinggi dari pada siswa yang dibelajarkan dengan Daur Belajar 6F (yaitu 97). Hal ini dikarenakan pada saat pengujian larutan dengan menggunakan kertas lakmus, siswa kelas kontrol meletakkan kertas lakmus merah dan biru secara bersama-sama dengan alasan agar praktikum lebih cepat selesai.

SESI PARALEL KIMIA

306


Penerapan strategi pembelajaran Daur Belajar 6F-Pembentukan Soal positif terhadap hasil belajar dikarenakan, siswa memperoleh pelajaran dengan suasana berbeda yaitu siswa dapat membuat soal yang bervariasi berdasarkan kondisi yang telah diberikan dan mengerjakan soal yang dibuat temannya. Sedangkan Siswa yang dibelajarkan dengan strategi pembelajaran Daur Belajar 6F soal hanya diperoleh dari guru saja, sehingga siswa cepat merasa bosan. KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian, analisis data dan pembahasan yang telah dilakukan, diperoleh kesimpulan yaitu ada perbedaan hasil belajar yang signifikan antara kelas yang menggunakan strategi pembelajaran Daur Belajar 6F-Pembentukan Soal dengan kelas yang menggunakan strategi pembelajaran Daur Belajar 6F. Rata-rata hasil belajar kognitif siswa kelas eksperimen 84 dan kelas kontrol 71. Hasil belajar afektif siswa kelas eksperimen (64% baik dan 36% cukup) dan kelas kontrol (61% baik dan 39% cukup). Rata-rata hasil belajar psikomotorik siswa kelas eksperimen 99 dan kelas kontrol 97 dengan kriteria 100% sangat baik. DAFTAR RUJUKAN Chang, Raymond. 2004. Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti Edisi Ketiga. Jakarta: Erlangga. Dimyati & Mudjiono. 1994. Belajar dan Pembelajaran. Jakarta: Proyek Pembinaan Peningkatan Mutu Tenaga Kependidikan Dikti. Sulistina, Oktavia. 2010. Penggunaan Metode Pembelajaran Inkuiri Terbuka dan Inkuiri Terbimbing dalam Meningkatkan Hasil Belajar Kimia Siswa Kelas X SMA Laboratorium Malang. Jurnal Pendididkan & Pembelajaran, 17 (1): 82-88. Imron, Ali. 1996. Belajar dan Pembelajaran.Jakarta: Pustaka Jaya. Iskandar, Srini M. 2004. Strategi Pembelajaran Konstruktivistik Dalam Kimia. Malang: UM Press. Suparno, Paul.1997. Filsafat Konstrutivistime Dalam Pendidikan. Yogyakarta: Kanisius.

SESI PARALEL KIMIA

307


PEMANFAATAN MEDIA INTERAKTIF LABORATORIUM VIRTUAL SEBAGAI ALTERNATIF WAHANA PENGEMBANGAN BERFIKIR KRITIS MENUJU GREEN CHEMISTRY Ririn Eva Hidayati MAN Denanyar Jombang Email: [email protected] Abstrak: Penelitian ini bertujuan untuk menerapkan media interaktif laboratorium virtual untuk melatih siswa MAN Denanyar Jombang berfikir kritis pada materi kesetimbangan kimia. Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen dengan subjek penelitian siswa kelas XI IPA MAN Denanyar Jombang. Metode penelitian yang digunakan yaitu pretest-posttest control group dan melibatkan siswa kelas XI IPA MAN Denanyar. Hasil penelitian ini menunjukkan media yang digunakan telah memenuhi kelayakan sebagai media pembelajaran yang dapat meningkatkan kemampuan siswa berfikir kritis. Penggunaan media interaktif laboratorium virtual memiliki keunggulan seperti dapat menghemat beaya praktikum, dapat menunjukkan cara kerja peralatan laboratorium dan tidak menghasilkan limbah yang dapat mencemari lingkungan, namun media ini belum bisa melatih keterampilan (psikomotor) siswa dalam menggunakan alat-alat praktikum. Kata kunci: laboratorium virtual, kesetimbangan kimia, keterampilan berfikir kritis.

PENDAHULUAN Pendidikan sains di sekolah harus bisa memenuhi dua tujuan (Harlen, 1999), yaitu: mempersiapkan calon-calon ilmuwan dan ahli teknologi di masa depan, dan mempersiapkan semua warga negara dengan pengetahuan yang mencukupi agar dapat membuat keputusan bijak mengenai isu-isu yang berkaitan dengan sains yang mempengaruhi kehidupannya. Ilmu kimia merupakan ilmu yang diperoleh dan dikembangkan berdasarkan eksperimen yang mencari jawaban atas apa, mengapa, dan bagaimana gejala-gejala alam; khususnya yang berkaitan dengan komposisi, struktur dan sifat, transformasi, dinamika, dan energitika zat yang melibatkan keterampilan penalaran. Ilmu kimia merupakan produk (pengetahuan kimia yang berupa fakta, teori, prinsip dan hukum) temuan sains dan proses (kerja ilmiah). Oleh sebab itu, dalam penilaian dan pembelajaran kimia harus memperhatikan karakteristik ilmu kimia sebagai produk dan proses (Depdiknas, 2003). Kimia merupakan disiplin sains yang berkembang melalui eksperimen. Hal ini menuntut hakikat sains sebagai proses yang perlu diperkenalkan kepada siswa. Pengenalan ini biasanya dilakukan melalui kegiatan eksperimen kimia. Artinya pembelajaran kimia melibatkan siswa dalam kegiatan praktikum, agar diperoleh keutuhan pengalaman dalam menghayati hakikat kimia sebagai bagian dari sains. Seperti kita ketahui bersama kegiatan praktikum kimia, terutama di sekolah-sekolah menengah, pada umumnya menggunakan banyak zat kimia dan limbahnya biasanya tidak dikelola dengan baik sebelum dibuang ke lingkungan. Makin banyak siswa yang melakukan praktikum, makin banyak pula limbah yang dibuang ke lingkungan. Secara tidak disadari pembuangan limbah ini dapat berdampak pencemaran lingkungan.

SESI PARALEL KIMIA

308


Green Chemistry merupakan bidang kajian kimia yang relatif baru. Kajian ini memfokuskan pada penerapan sejumlah prinsip kimia yaitu dalam merancang, menggunakan atau memproduksi bahan kimia untuk mengurangi pemakaian atau produksi zat berbahaya. Oleh karena itu tujuan green chemistry adalah untuk mencegah atau mengurangi bahaya polusi akibat bahan kimia beracun langsung pada sumbernya. Ada dua belas prinsip yang harus dipertimbangkan dalam menerapkan pendekatan ini, empat diantaranya adalah prinsip pencegahan, ekonomi atom, sintesis bahan kimia yang kurang berbahaya dan merancang bahan kimia yang lebih aman. Dalam rangka menuju green chemistry untuk mengurangi dampak pencemaran lingkungan, telah dicoba penggunaan peralatan semi-mikro atau micro scale laboratory equipment. Diharapkan penggunaan peralatan tersebut dapat mengurangi banyaknya jumlah limbah laboratorium yang dibuang ke lingkungan. Ilmu kimia memiliki 3 aspek, yaitu aspek makroskopik, mikroskopik, dan simbolik. Mempelajari kimia melalui praktikum merupakan wahana mempelajari aspek makroskopik kimia. Demikian pula halnya praktikum yang menggunakan peralatan semimikro hanya dapat digunakan untuk melakukan reaksi-reaksi sederhana yang menunjukkan sifat makroskopik ilmu kimia melalui wet-laboratory. Di pihak lain untuk lebih sukses menuju green chemistry, dapat pula digunakan drylaboratory yang berupa simulasi komputer dari percobaan-percobaan di laboratorium berupa laboratorium virtual. Wahana ini sangat cocok digunakan, karena selain dapat menunjukkan 3 level kimia dalam pembelajaran, keuntungan penggunaan laboratorium virtual adalah dapat menunjukkan cara kerja alat-alat yang canggih dan penggunaan zat-zat yang berbahaya, juga dapat memberikan gambaran aspek sub-mikroskopik dan simbolik kimia, yang menjelaskan berlangsungnya suatu proses kimia. Bagian sub-mikroskopik ini merupakan aspek yang biasanya sulit dipahami siswa, karena mereka pada umumnya berfikir secara common sense dalam belajar kimia. Sebagai contoh dalam mempelajari topik kesetimbangan kimia biasanya siswa sangat sulit memahami makna kesetimbangan dinamis, pergeseran kesetimbangan, dan kesetimbangan dalam industri. Hal ini dapat diatasi dengan menggunakan laboratorium virtual. Penyajian konsep kimia pada laboratorium virtual dengan bantuan komputer dapat dibuat semenarik mungkin sehingga diharapkan siswa menjadi tertarik dan senang untuk belajar dan kemudian menjadi jelas. Hal ini juga didukung oleh fakta bahwa 92% responden yakni siswa-siswi MAN Denanyar Jombang menginginkan belajar materi kimia dengan menggunakan media pembelajaran komputer. Belajar hakikat kimia sebagai proses pada esensinya adalah mengembangkan keterampilan berfikir sains atau keterampilan sains. Belajar kimia menggunakan laboratorium virtual ternyata dapat pula mengembangkan keterampilan berfikir tingkat tinggi di antaranya keterampilan berfikir kritis. Jadi penggunaan laboratorium virtual dalam pembelajaran selain mendukung mengatasi dampak limbah eksperimen kimia untuk mendukung green chemistry, juga penggunaan komputer dapat meningkatkan technological literacy pada era informasi ini (Heinich, 1966). Serta mengembangkan tiga macam kemampuan lain sekaligus yaitu, penguasaan konsep kimia, keterampilan generik sains, dan keterampilan berfikir kritis siswa (Wiratama. 2010). Kemampuan dalam berfikir ilmiah sangat penting untuk mengembangkan ilmu dan pengetahuan dan menjadikan siswa menjadi manusia yang cerdas, kritis dan kreatif. Kemampuan berfikir yang logis dan sistematis ini akan berdampak pada kemampuan siswa dalam memecahkan segala masalah yang ada sehingga akan siswa akan mencapai ketuntasan belajar. Oleh karena itu diperlukan suatu upaya dalam pembelajaran kimia yang merangsang peningkatan kemampuan berfikir kritis bagi siswa. Kemampuan menyelesaikan masalah yang terkait degan materi kimia yang diajarkan diharapkan akan berkorelasi positif terhadap ketuntasan belajar siswa.

SESI PARALEL KIMIA

309


METODE Penelitian ini terdiri dari dua tahap yaitu Pengembangan Perangkat dan Implementasi Perangkat. Tahap Pengembangan Perangkat Pembelajaran Dalam pengembangan perangkat pembelajaran yang berorientasi pembelajaran kimia melalui simulasi komputer laboratorium virtual pokok bahasan kesetimbangan kimia, yang secara keseluruhan mulai dari langkah awal sampai pada mengujicobakan perangkat yang dikembangkan menggunakan rancangan pengembangan perangkat oleh Thiagarajan, Semmel, dan Semmel (1974) (dalam Ibrahim, 2001): Model 4-D (four D models) yang terdiri atas 4 tahap, yaitu: (1) Define, (2) Design, (3) Develop, dan (4) Disseminate dengan disertai penyesuaian-penyesuaian seperlunya. Namun untuk keperluan guru/peneliti sendiri dimana hasil pengembangannya hanya diterapkan di satu sekolah, maka tahap keempat yaitu Disseminate (Penyebaran) tidak dilakukan. Implementasi Perangkat Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen dengan subjek penelitian siswa kelas XI IPA MAN Denanyar Jombang. Metode penelitian yang digunakan yaitu pretest-posttest control group dan melibatkan siswa kelas XI IPA MAN Denanyar. Adapun objek penelitian meliputi; penguasaan konsep, ketuntasan belajar dan kemampuan berfikir kritis siswa. Perlakuan terhadap kelas eksperimen adalah dengan pemberian tes interpretative, yaitu tes yang tidak hanya menuntut jawaban siswa, tetapi juga menuntut alasan dan analisis dari siswa sehingga dapat digunakan untuk mengukur kemampuan berfikir kritis siswa yang merupakan kegiatan berfikir tingkat tinggi (Gronlund dalam Asih, 2005). Hasil rancangan siswa dan jawaban tes interpretative dikaji untuk mengungkap kemampuan berfikir kritis siswa. Instrumen penelitian yang digunakan untuk mengumpulkan data kelayakan meliputi lembar telaah, angket validasi guru, sedangkan pada implementasi instrumen yang digunakan adalah lembar respon siswa, tes hasil belajar dan lembar observasi. Pada implementasi laboratorium virtual, hasil pretes dan postes digunakan untuk mengetahui sejauh mana laboratorium virtual dapat membantu siswa dalam memahami konsep dan aplikasi dari topik kesetimbangan kimia sebagaimana terdapat pada angket respon siswa. Soal pada pretes dan postes terdiri dari soal dengan katagori konsep, kritis dan kreatif. Pelaksanan implementasi terbatas dilakukan selama 135 menit. Dalam implementasi terbatas dikondisikan satu komputer digunakan untuk satu siswa dan setiap 5 siswa diamati oleh seorang pengamat. Media dikatakan efektif jika persentase respon siswa ≥ 61% dari skor kriterium, ketuntasan skor hasil belajar mencapai SKM secara klasikal dan ada perbedaan secara statistika, serta mendapat dukungan dari hasil observasi. HASIL DAN PEMBAHASAN Berdasarkan latar belakang di atas maka dirancanglah media pembelajaran laboratorium virtual kesetimbangan kimia yang berorientasi keterampilan berfikir kritis pada materi kesetimbangan kimia sesuai dengan tahapan pada rancangan penelitian. Pada tahap pendefinisian (define) diperoleh data mengenai kurikulum, tantangan masa depan dan GBRP sekolah. Diperoleh juga data mengenai karakteristik siswa dan rancangan tugas yang harus diselesaikan siswa agar mencapai tujuan pembelajaran. Tahap berikutnya yaitu perancangan (Design). Pada tahap ini dilakukan penjabaran konsep materi pokok dan soal-soal latihan berdasarkan standar kompetensi, kompetensi dasar, indikator dan tujuan pembelajaran. Materi dirancang dengan memperhatikan komponen-komponen dasar yang dapat menstimulus siswa untuk berfikir kritis diantaranya adalah mengarahkan siswa agar memiliki karakteristik seorang pemikir kritis yaitu jujur, melawan manipulasi, berfikir sistematis, mendasarkan penilaian pada bukti, memiliki pemikiran yang luas serta memiliki ide-ide baru.

SESI PARALEL KIMIA

310


Penanaman nilai-nilai tersebut menjadi penting untuk diorientasikan pada media yang dikembangkan mengingat tujuan pembelajaran kimia SMA/MA dalam kurikulum KTSP yang dikembangkan sekolah menuntut penerapan sikap ilmiah seperti berfikir kritis yang mencakup disiplin, sifat jujur, objektif, terbuka, dan betanggung jawab. Nilai-nilai tersebut juga menjadi acuan dalam pencanangan pendidikan karakter yang tercantum dalam Restra (2010-2014) “yaitu menanamkan pendidikan karakter yang mengintegrasikan muatan agama, budi pekerti, peduli lingkungan (Kemendiknas, 2010). Perancangan konsep materi pokok kesetimbangan kimia. Perancangan konsep materi pokok kesetimbangan kimia pada menu equilibrium chemistry dilakukan dengan mengambil beberapa konsep pokok yang bersumber pada teksbook Raymond Chang, John T. Moor dan Richard Langley dalam Chemistry Edu AP yang disesuaikan dengan Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar yang tercantum dalam kurikulum KTSP. Pada tahap ini dilakukan penelaahan media oleh para ahli diantaranya ahli materi, bahasa dan media melalui angket terbuka. Pada tahap berikutnya saran dari para ahli akan ditindaklanjuti dengan melakukan revisi seperti yang disarankan oleh para ahli. Selanjutnya adalah tahap pengembangan (develop). Media laboratorium virtual berorientasi keterampilan berfikir kritis pada materi kesetimbangan kimia yang dikembangkan divalidasi oleh 3 orang guru kimia. Hasilnya menunjukkan bahwa media pembelajaran yang dikembangkan sesuai dengan indikator kelayakan media yang meliputi ketepatan format dan kualitas media (Rivai dalam Harsiwi, 2009). Setelah diperoleh kelayakan media oleh guru kimia, selanjutnya dilakukan implementasi terbatas terhadap siswa MAN Denanyar Jombang. Dari hasil implementasi terbatas diketahui bahwa terdapat peningkatan ketuntasan belajar siswa, dari hasil sebelum menggunakan media (pretes), ketuntasannya mencapai 53% kemudian menjadi 78% pada saat postes. Secara lebih terperinci terlihat pada tabel hasil pretes dan postes (tabel 1) tiap aspek yang menunjukkan bahwa melalui laboratorium virtual siswa mengalami peningkatan dalam menyelesaikan soal-soal baik pada aspek konsep dan aspek berfikir kritis. Dari angket respon siswa diperoleh persentase keseluruhan sebesar 85,32%. Jika diinterpretasikan terhadap Skala Likert, persentase tersebut termasuk dalam kriteria sangat kuat yang menunjukkan bahwa media laboratorium virtual yang dikembangkan sangat efektif digunakan sebagai media pembelajaran. Penguasaan Konsep Kesetimbangan Kimia Sebagai hasil analisis konsep ditemukan bahwa topik kesetimbangan kimia terdiri atas 17 konsep yang tersusun oleh 35% konsep berdasarkan prinsip, 59% merupakan konsep yang menyatakan proses, dan 6% konsep abstrak dengan contoh konkret. Selanjutnya penguasaan konsep siswa diukur dengan tes pilihan berganda yang terdiri atas 20 butir soal yang bermuatan keterampilan generik sains dan berfikir kritis. Hasil tes dianalisis menggunakan perhitungan gain yang dinormalisasi untuk menunjukkan perolehan siswa melalui pembelajaran dengan laboratorium virtual. Penguasaan konsep siswa dapat dilihat pada tabel 1 dan selanjutnya grafiknya dapat dilihat pada Gambar 1. Berdasarkan uji statistik parametrik dengan program SPSS 17.0 terhadap N-gain diperoleh bahwa baik kelompok kontrol (p 0.436) maupun eksperimen (p 0.985) berdistribusi normal. Perbedaan N-gain kedua kelompok diperoleh t = 2.766 dengan p = 0.008. Hal ini menunjukkan bahwa N-gain kedua kelompok berbeda signifikan. Artinya penguasaan konsep kelompok eksperimen lebih tinggi dari kelompok kontrol. Tabel 1. Rekapitulasi nilai pretes, postes, dan N-gain penguasaan konsep pada kelas kontrol dan eksperimen Kelas Kontrol Kelas Eksperimen Pretes Postes N-gain Pretes Postes N-gain Rata-rata (%) 20,00 50,82 38,94 52,68 77,75 49,63 Standar Deviasi 6,50 10,95 14,55 16,84 7,73 15,97

SESI PARALEL KIMIA

311

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 N

28

28

80 70 60 50 40 30 20 10 0

Eksperimen Kontrol

Pretes Postes N-gain Gambar 1. Perbandingan persentase skor rata-rata pretes, postes dan N-gain kelompok eksperimen dan kelompok kontrol

Penguasaan tertinggi pada konsep konstanta kesetimbangan, sedangkan capaian terendah pada konsep kesetimbangan dalam industri. Pengembangan Keterampilan Generik Sains Siswa Pengembangan pola berfikir siswa melalui pembelajaran sains membentuk keterampilan dasar berfikir sains yang disebut keterampilan generik sains. Keterampilan ini meliputi pengamatan langsung dan tak langsung, kesadaran akan skala besaran, bahasa simbolik, kerangka taat azas, inferensi logika, hukum sebab-akibat, pemodelan matematis, membangun konsep, abstraksi (Brotosiswoyo, 2000; Suyanti, 2006; Sudarmin, 2007). Dalam pengembangan keterampilan generik sains siswa, laboratorium virtual ternyata berhasil meningkatkannya. Peningkatan keterampilan generik sains siswa dapat dilihat pada tabel 2 dan selanjutnya grafiknya dapat dilihat pada gambar 2. Pencapaiannya kemampuan generik sains ini menunjukkan kategori tinggi pada indikator pengamatan tak langsung dan kerangka taat azas dengan N-gain 0.93 dan rendah pada indikator atau langsung dengan N-gain 0.07. Hasil terendah ini disebabkan oleh pembelajaran yang dilakukan secara virtual, jadi tanpa pengamatan langsung. Gejala ini merupakan kelemahan penggunaan laboratorium virtual yang juga tidak memungkinkan pengembangan domain psikomotor siswa. Tabel 2. Pencapaian Keterampilan Generik Sains Kelompok kontrol dan eksperimen, pada topik Kesetimbangan Kimia

No

1. 2. 3.

Indikator Keterampilan Generik Sains Pengamatan tak langsung, Pengamatan langsung, Membangun konsep

Simbol KGS

No Soal

KGS1 KGS2 KGS3

4. 5. 6. 7.

Pemodelan matematis Bahasa simbolik Hukum sebab akibat, Inferensi logis,

SESI PARALEL KIMIA

KGS4 KGS5 KGS6 KGS7

Rata-rata K. Kontrol

Rata-rata K. Eksperimen

Pretes (%)

Poste s (%)

NGain (%)

Pretes (%)

Postes (%)

NGain (%)

17

15,71

54,29

52,00

35,71

91,43

93,00

12 1,9 14 dan 18 7, 19 6, 8 5, 16 2, 15,

27,86

34,29

4,00

25,71

30,71

7,00

48,04

69,64

28,00

25,18

51,96

34,00

11,79 22,86 24,29 13,10

31,79 67,86 75,00 48,57

21,00 61,00 63,00 39,00

42,50 46,07 73,57 58,57

87,50 81,43 91,79 72,14

79,00 61,00 69,00 0,13

312

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 20 8. 9. 10.

1

Kerangka logis taat azas Kesadaran tentang skala besaran Abstraksi

KGS8

3, 11

19,64

72,86

65,00

73,57

93,21

93,00

KGS9

10, 13

2,86

7,41

4,00

23,57

48,21

27,00

KGS10

4

30,00

61,43

47,00

65,71

62,86

53,00

0.93

0.93

0.9

0.79

0.8

0.69 0.63

0.7 0.6

0.65 0.53 0.47

0.52

0.5 0.3

0.13

0.07 0.04

0.1

Kontrol

0.27

0.21

0.2

Eksperimen

0.39

0.34 0.28

0.4

0.04

0 KGS1

KGS2

KGS3

KGS4

KGS5

KGS7

KGS8

KGS9

KGS10

Gambar 2. Pencapaian N-gain kemampuan generik sains untuk setiap indikator antara kelompok eksperimen dan kelompok kontrol Keterangan : KGS1= Pengamatan tak langsung, KGS2= Pengamatan langsung, KGS3= membangun konsep, KGS4= pemodelan matematis, KGS5= bahasa simbolik, KGS6= hukum sebab akibat, KGS7= inferensi logis, KGS8= kerangka logis taat azaz, KGS9= kesadaran tentang skala besaran, KGS10= abstraksi

Pengembangan Keterampilan Berfikir Kritis Siswa Secara umum berfikir dianggap sebagai suatu proses kognitif, suatu aktivitas mental untuk memperoleh pengetahuan. Proses berfikir dihubungkan dengan pola perilaku yang lain dan memerlukan keterlibatan aktif pemikir. Suatu hubungan yang kompleks berkembang melalui aktivitas berfikir. Hubungan ini dapat saling terkait dengan struktur yang mapan dan dapat diekspresikan oleh pemikir dengan bermacam-macam cara. Jadi berfikir merupakan upaya yang kompleks dan reflektif, bahkan suatu pengalaman yang kreatif (Presseisen dalam Costa, 1985). Proses berfikir kompleks dikenal sebagai proses berfikir tingkat tinggi. Proses ini dapat dikategorikan dalam 4 kelompok, yang meliputi pemecahan masalah, pembuatan keputusan, berfikir kreatif dan berfikir kritis. Berfikir kritis menggunakan dasar proses itu untuk menganalisis argumen dan memunculkan wawasan dap tiap-tiap makna dan interpretasi, untuk mengembangkan pola penalaran yang kohesif dan logis, memberikan model presentasi yang dapat dipercaya, ringkas dan meyakinkan (Costa,1985). Tabel 3. Hubungan Keterampilan Berfikir Kritis dengan Rata-rata Pretes, Postes dan N-Gain pada kelompok kontrol dan eksperimen

No 1. 2.

Indikator Keterampilan Berfikir Kritis Memfokuskan pada sebuah pertanyaan, Menganalisis argumen,

SESI PARALEL KIMIA

No Soal

Rata-rata K. Kontrol Pretes Postes N-Gain (%) (%) (%)

Rata-rata K. Eksperimen Pretes Postes N-Gain (%) (%) (%)

8,14

35,71

73,93

58,00

58,57

66,43

10,00

1

29,29

56,43

34,00

45,71

84,29

79,00

313


4.

5.

6.

7.

8.

9. 10.

Mempertimbangkan kredibilitas sebuah sumber; kriteria (yang sering bukan kondisi yang diperlukan), Mengobservasi dan mempertimbangkan hasil observasi; kriteria (sering kondisi tidak diperlukan) Membuat deduksi dan mempertimbangkan hasil deduksi Membuat induksi dan mempertimbangkan induksi Membuat dan mempertimbangkan nilai keputusan Mendefinisikan istilah dan dan mempertimbangkan definisi Mengidentifikasi asumsi Memutuskan sebuah tindakan

13

6,43

45,71

40,00

41,07

45,71

52,00

15,17

16,79

39,64

23,00

37,14

65,00

35,00

2,16 20

15,71

49,05

38,00

37,14

69,00

34,00

4,5,9

26,67

56,19

35,00

53,33

73,10

32,00

3,11

19,64

72,86

65,00

60,48

93,21

94,00

12,18

23,21

38,21

11,00

73,57

49,64

21,00

6 7, 10, 19

21,79

46,43

27,00

35,00

35,00

30,00

9,76

26,19

17,00

44,05

90,48

84,00

1 0.8 0.6 kontrol 0.4

eksperimen

0.2 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Gambar 3. Pencapaian N-gain keterampilan berfikir kritis untuk setiap indikator pada kelompok eksperimen dan kelompok kontrol Keterangan : 1 = memfokuskan pada pertanyaan, 2 = menganalisis argumen, 3 = mempertimbangkannya kredibiltas sumber; kriteria (yang sering bukan kondisi yang diperlukan), 4 = mengobservasi dan mempertimbangkan hasil observasi kriteria (kondisi tidak diperlukan), 5 = membuat deduksi dan mempertimbangkan induksi, 7 = membuat dan mempertimbangkan keputusan, 8 = mendefinisikan istilah dan mempertimbangkan definisi, 9 = mengidentifikasi asumsi, 10 = memutuskan tindakan.

Dalam proses berfikir kritis dikenal 5 tahap berfikir, yaitu memberikan penjelasan sederhana (elementary clarification) membangun keterampilan dasar (basic support), membuat kesimpulan (inference), memberikan penjelasan lanjut (advanced clarification), dan mengatur strategi dan taktik (strategy and tactic). Selanjutnya pada setiap tahap berfikir kritis dikemukakan sejumlah indikator berfikir. Dari ke lima tahap berfikir kritis ditemukan 12 indikator berfikir yang dapat dikembangkan (Ennis, 1985).

SESI PARALEL KIMIA

314


Laboratorium virtual telah berhasil mengembangkan keterampilan berfikir kritis siswa. Skor keterampilan berfikir kritis pebelaiar pada setiap indikator keterampilan berfikir kritis dapat dilihat pada tabel 3. Selanjutnya hasil tersebut dipaparkan dalam bentuk grafik yang dapat dilihat pada Gambar 3. Pencapaian berfikir kritis berkisar dari kategori tinggi dengan N-gain 0.94 pada indikator membuat dan mempertimbangkan keputusan, menuju kategori rendah dengan N-gain 0.10 pada indikator memfokuskan pada pertanyaan. Hal ini ternyata dapat dicapai lebih baik oleh kelompok kontrol, yang diakomodasikan oleh kegiatan diskusi yang dilakukan dalam kelas. Dalam pembelajaran virtual kegiatan diskusi ini tidak dirancang sebelumnya, jadi hal ini merupakan kelemahan dari software laboratorium virtual yang dirancang. Disamping itu pembelajaran dilakukan secara a-synchronous melalui CD pembelajaran, yang salah satu kelernahannya adalah kurang fleksibel adaptasinya dengan situasi pembelajaran (Liliasari, et al, 2010). Oleh karena itu perlu dilakukan perbaikan pada arsitektur pembelajarannya. KESIMPULAN Berdasarkan data yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa: 1. Laboratorium virtual yang dikembangkan sangat efektif digunakan sebagai media pembelajaran berbasis komputer. 2. Laboratorium virtual dapat menjamin ketercapaian green chemistry, karena tidak menghasilkan limbah yang dapat mencemari lingkungan. 3. Laboratorium virtual dapat mengakomodasi 3 level pembelajaran kimia yang abstrak, yaitu aspek makroskopik, mikroskopik dan simbolik 4. Laboratorium virtual dapat meningkatkan penguasaan konsep, keterampilan generik sains, dan berfikir kritis siswa Kelemahan laboratorium virtual yaitu tidak mengembangkan aspek makroskopik kimia dan domain psikomotor siswa, serta kurang fleksibel untuk diadaptasikan situasi selama pembelajaran berlangsung, akibat tidak adanya fasilitas forum diskusi. Dengan demikian disarankan agar implementasi laboratorium virtual dapat dilakukan secara synchronous melalui LMS. Aspek makroskopik dari eksperimen kimia juga dapat dimunculkan dengan menyisipkan video eksperimen dalam laboratorium virtual. DAFTAR RUJUKAN Asih, P. 2005. Pembelajaran Kimia Berpendekatan SETS untuk Meningkatkan Kemampuan Berfikir Kritis dan Kreatif Siswa Kelas X SMA Muhammadiyah 1 Semarang tahun Pelajaran 2004/2005. Skripsi tidak diterbitkan. FMIPA Universitas Negeri Semarang Brotosiswoyo, B. S. 2000. Kiat Pembelajaran MIPA dan Kiat Pembelajaran Fisika di Perguruan Tinggi, Jakarta: Depdiknas Costa, A. L. (ed). 1985. Developing Minds: A Resource Book for Teaching Thinking, Alexandria: ASCD Depdiknas. 2003. Kurikulum 2004 SMA, Pedoman Khusus Pengembangan Silabus dan Penilaian Mata Pelajaran Kimia. Jakarta: Direktorat Pendidikan Menengah Umum. Harlen, W. 1999. Effective Teaching of Science. Skotlandia: The Scottish Council for Research in Education. Heinich, R. et al. 1996. Instructional Media and Technology for Learning, New Jersey: Prentice Hall Inc. Hidayati, R. E. 2009. Penerapan Pembelajaran Bermakna pada Materi Pokok Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan di Kelas XI IPA 2 MAN Denanyar Jombang. Laporan Penelitian. MAN Denanyar Jombang.

SESI PARALEL KIMIA

315


Ibrahim, Muslimin. 2001. Model Pengembangan Perangkat Pembelajaran Menurut Jerold E. Kemp & Thiagarajan. Surabaya: Universitas Negeri Surabaya. Kemendiknas. 2010. Grand Design Pendidikan Karakter Rencana Tindak Lanjut. (online) http://www.scribd.com/doc/47711510/1-Grand-Desain-Pendidikan-Karakter.(diakses pada Rabu 24 November 2010) Liliasari, et al. 2010. Model-model Pembelajaran berbasis TI untuk mengembangkan keterampilan generic sains dan berfikir tingkat tinggi peserta didik, Laporan Penelitian HPTP, tidak diterbitkan, UPI. Sudarmin. 2007. Pembekalan keterampilan generik melalui model pembelajaran kimia organik bagi mahasiswa calon guru, Disertasi, tidak diterbitkan, SPs UPI Suyanti, R. D. 2006. Pembekalan kemampuan generik bagi calon guru melalui pembelajaran kimia anorganik berbasis multimedia computer, Disertasi, tidak diterbitkan, SPs UPI Wiratama, B. S. (2010) Pemanfaatan simulasi laboratorium interaktif untuk meningkatkan kemampuan generik sains dan berfikir kritis siswa SMA pada pembelajaran kesetimbangan kimia, Tesis, tidak diterbitkan, SPs UPI.

SESI PARALEL KIMIA

316


PENERAPAN PEMBELAJARAN KOOPERATIF TIPE TAI (TEAM ASSISTED INDIVIDUALIZATION) UNTUK MENINGKATKAN KETERAMPILAN KOMUNIKASI SISWA Sri Mulyani Program Studi Pendidikan Kimia Jurusan PMIPA FKIP Universitas Tadulako Abstrak: Telah dilakukan penelitian yang bertujuan untuk meningkatkan keterampilan komunikasi siswa dan mendapatkan tipe pembelajaran kooperatif yang sesuai untuk pembelajaran kimia. Siswa yang terlibat dalam penelitian ini sejumlah 125 orang yang terdiri dari dua sekolah dengan dua pokok bahasan yaitu SMAN 2 Palu sebanyak dua kelas yaitu kelas XI IPA dengan pokok bahasan koloid dan SMAN 7 Palu sebanyak dua kelas yaitu kelas X dengan pokok bahasan reaksi reduksi oksidasi . Penelitian ini menggunakan metode eksperimen sederhana dengan membandingkan pembelajaran kooperatif tipe TAI dengan pembelajaran langsung. Pembelajaran kooperatif tipe TAI ini mengkombinasikan keunggulan kooperatif dan program pembelajaran individual.Temuan dalam penelitian adalah pembelajaran kooperatif tipe TAI dapat meningkatkan keterampilan komunikasi siswa dalam proses pembelajaran yang berindikasi pada peningkatan aktifitas dan hasil belajar siswa. Kata kunci: Pembelajaran kooperatif, keterampilan komunikasi, aktifitas dan hasil belajar.

PENDAHULUAN Membangkitkan motivasi belajar siswa untuk ikut berperan aktif dalam proses pembelajaran dengan baik bukanlah hal yang mudah dilakukan oleh guru. Banyak model dan pendekatan yang telah diterapkan oleh guru untuk memotivasi siswa agar aktif dalam proses pembelajaran, namun belum memberikan hasil yang maksimal. Salah satu model pembelajaran yang banyak digunakan oleh guru SMA sekarang ini adalah pembelajaran kooperatif dengan berbagai macam tipe dengan harapan bahwa pembelajaran kooperatif dapat mengoptimalkan interaksi antar siswa.Untuk meningkatkan interaksi antar siswa diperlukan keterampilan komunikasi dan rasa percaya diri. Oleh karena itu dilakukan suatu penelitian yang bertujuan untuk meningkatkan keterampilan komunikasi siswa dan mendapatkan tipe pembelajaran kooperatif yang sesuai untuk pembelajaran kimia di SMA. Keterampilan komunikasi dan rasa percaya diri siswa dalam pembelajaran sangat diperlukan untuk meningkatkan aktifitas belajar siswa di dalam kelas. Mengingat pentingnya interaksi tersebut maka penerapan model pembelajaran kooperatif dalam proses pembelajaran menjadi sangat penting. Menurut pandangan teori motivasi, struktur dan tujuan kooperatif adalah menciptakan suatu situasi sedemikian rupa untuk mengoptimalkan interaksi antara siswa di dalam kelompok tersebut, sehingga keberhasilan semua anggota kelompok secara individual diakibatkan oleh keberhasilan kelompok itu sendiri. Sejalan dengan pendapat Slavin, bahwa untuk menciptakan tujuan dari suatu kelompok, maka salah seorang anggota harus membantu anggota lainnya dalam kelompoknya dengan melakukan apa saja yang dapat membantu keberhasilan kelompok itu. Disinilah pentingnya seorang siswa harus memiliki keterampilan berkomunikasi. Pembelajaran kooperatif adalah suatu teknik kelas praktis yang dapat digunakan untuk keseharian pembelajaran oleh guru dengan memberikan pengalaman belajar mulai dari keterampilan dasar yang sederhana sampai pemecahan masalah yang kompleks. Dalam model pembelajaran kooperatif, siswa bekerja dalam kelompok kecil saling membantu dan bekerjasama

SESI PARALEL KIMIA

317


satu sama lain. Kelompok yang dibentuk hendaknya heterogen yang berangotakan siswa dengan hasil belajat tinggi, sedang, dan rendah. Model pembelajaran ini menciptakan suatu revolusi pembelajaran di dalam kelas. Kelas akan menjadi aktif dan tidak ada lagi kelas yang sunyi selama pembelajaran berlangsung. (Slavin, 1994). Menurut Holubec (Hartono 2011) pengajaran kooperatif memerlukan pendekatan pengajaran melalui penggunaan kelompok kecil siswa untuk bekerjasama dalam memaksimalkan kondisi belajar dalam mencapai tujuan belajar. Pembelajaran kooperatif merupakan pembelajaran yang secara sadar dan sengaja menciptakan inetraksi yang saling mencerdaskan sehingga sumber belajar bagi siswa bukan hanya guru dan buku ajar saja tetapi juga sesama siswa. Hartono (2011) mengatakan secara ringkas, pembelajaran kooperatif adalah pembelajaran yang secara sadar dan sistematis mengembangkan interaksi yang silih asah (saling mencerdaskan), silih asih (saling menyayangi), dan silih asuh (saling tenggang rasa) antara sesama siswa sebagai latihan hidup dari dalam masyarakat nyata. Salah satu unsur yang dianggap sangat penting dalam pembelajaran kooperatif adalah keterampilan berkomunikasi dan menjalin hubungan antar pribadi. Keterampilan berkomunikasi dan keterampilan sosial seperti tenggang rasa, sikap sopan terhadap teman, berani mengungkapkan dan mempertahankan pikiran logis, mengkritik ide dan bukan mengkritik teman , tidak mendominasi orang lain, mandiri, dan berbagai sifat lain yang bermanfaat dalam menjalin hubungan antar pribadi tidak hanya diasumsikan tetapi secara sengaja diajarkan. Pembelajaran kooperatif tipe TAI dipilih karena dianggap tipe TAI dapat mengoptimalkan aktifitas belajar siswa karena mampu meningkatkan keterampilan komunikasi siswa. Slavin membuat model ini dengan beberapa alasan. Pertama, model ini mengkombinasikan keunggulan kooperatif dan program pengajaran individual. Kedua, model ini memberikan tekanan pada efek sosial dari belajar kooperatif. Ketiga, TAI disusun untuk memecahkan masalah dalam program pengajaran, misalnya dalam hal kesulitan belajar siswa secara individual. Pembelajaran kooperatif tipe TAI dapat merevolusi proses pembelajaran siswa. Pada pembelajaran sebelumnya kebanyakan siswa pasif. Mereka malas bertanya dan merespon pertanyaan dari guru dan siswa lainnya secara sukarela. Hal ini dapat terlihat dalam aktivitas siswa dalam proses pembelajaran sebelum diterapkan pembelajaran kooperatif tipe TAI. Jumlah siswa yang merespon pertanyaan guru tidak lebih dari lima orang dan itupun hanya siswa tertentu saja. Pembelajaran disampaikan dengan metode ceramah dan tanya jawab karena guru beranggapan bahwa pada materi kimia perlu ada penanaman konsep. Berdasarkan pengamatan guru kimia dari beberapa sekolah, siswa cenderung belajar berkelompok di dalam kelas maupun di luar kelas. Pola berkelompok antar siswa umumnya adalah homogen. Kehomogenitasan kelompok berdasarkan kesamaan level hasil belajar tinggi, hobi, hubungan keagamaan, dan kedaerahan. Sehingga dipandang kelompok yang ada kurang kondusif. Kenyataan tersebutlah yang menginspirasi penulis untuk melakukan kajian pembelajaran dengan membandingkan pembelajarankooperatif tipe TAI dengan pembelajaran secara konvensional melalui penelitian eksperimen sederhana. METODE PENELITIAN Penelitian dilakukan di dua sekolah yaitu SMAN 2 Palu dan SMAN 7 Palu dengan pertimbangan bahwa SMAN 2 Palu berlokasi di pusat kota Palu dan SMAN 7 Palu berlokasi dipinggiran kota Palu. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen sederhana yang terdiri dari satu kelas eksperimen dan satu kelas kontrol dari masing –masing sekolah. Untuk SMAN 2 Palu penelitian dilaksanakan di kelas XI IPA pada pokok bahasan Koloid dan untuk SMAN 7 Palu penelitian dilaksanakan di kelas X pada pokok bahasan Reaksi Oksidasi Reduksi. Penetapan kelas eksperimen dan kelas kontrol didasarkan pada pertimbangan bahwa kedua kelas tersebut mempunyai prestasi belajar kimia yang hampir sama. Desain penelitian yang digunakan adalah desain eksprimen dengan dua kelompok untuk menunjang penelitian yang akan dilaksanakan agar diharapkan dapat memberikan hasil yang sesuai dengan tujuan penelitian.

SESI PARALEL KIMIA

318


Perlakua n +

Kelompok Eksperimen

Tes Akhir

Hasil Belajar

T1 Y1 : Y2

Kontrol

-

T2

Keterangan: X1 = Kelompok/kelas yang diberi perlakuan dengan cara menggunakan model pembelajaran kooperatif tipe TAI (kelas eksperimen) X2 = Kelompok/kelas yang tidak diberi perlakuan model pembelajaran kooperatif tipe TAI (kelas kontrol) + = Menggunakan model pembelajaran kooperatif tipe TAI - = Tanpa menggunakan model pembelajaran kooperatif tipe TAI T1 = Tes akhir pada kelas yang diberi model pembelajaran TAI T2 = Tes akhir pada kelas yang tidak diberi model pembelajaran TAI Y1 : Y2 = Perbandingan hasil belajar siswa kelas eksperimen dan kelas kontrol Instrumen yang digunakan dalam penelitian ini adalah 1) lembar observasi,2) Wawancara dengan guru kimia dan siswa, dan 3) tes hasil belajar. Hasil data yang diperoleh dari ketiga instrumen tersebut diolah secara deskriftif dan kuantitatif. Data yang diperoleh dari lembar observasi dan hasil wawancara ditranskripsikan sedangkan data dari tes hasil belajar diolah dengan menggunakan statistik sederhana yaitu uji-t untuk melihat apakah ada perbedaan hasil belajar yang signifikan dari kedua perlakuan yang diterapkan.Kriteria keberhasilan penelitian adalah keaktifan siswa berkomunikasi meningkat sampai 85% yang berperan aktif dalam proses pembelajaran. Instrumen lembar observasi berisikan aktivitas siswa dalam proses pembelajaran, yang diamati oleh observer . Fokus observasi adalah keterampilan berkomunikasi di dalam kelompok kecil dan di dalam kelas (presentasi), jumlah siswa yang bertanya dan menjawab pertanyaan temannya. Wawancara dilakukan untuk menunjang hasil observasi di dalam kelas pada saat pembelajaran. Lebih lanjut tes hasil belajar yang dilakukan bertujuan untuk mengetahui daya serap siswa terhadap materi yang telah diajarkan. HASIL DAN PEMBAHASAN Berdasarkan hasil observasi dari kedua sekolah di dapatkan hasil sebagai berikut

Proses Pembelajaran

Tabel 1. Data Hasil Observasi Keaktifan Siswa Berkomunikasi SMAN 2 PALU SMAN 7 PALU Kelas kontrol

Kelas eksperimen

Kelas kontrol

Kelas eksperimen

Pert. I

44%

47%

37%

39%

Pert. II

41%

63%

42%

61%

Pert. III

48%

87%

38%

83%

Adanya perbedaan hasil yang didapatkan dari ke dua sekoalah tersebut disebabkan karena, 1) lokasi SMAN 2 Palu terletak di pusat kota dan komunitas siswa yang ada di sekolah tersebut berasal dari kota Palu. 2) yang dijadikan sampel dalam penelitian ini untuk SMAN 2 Palu adalah kelas XI IPA yang sudah mempunyai banyak pengalaman belajar kimianya, sedangkan yang

SESI PARALEL KIMIA

319


dijadikan sampel untuk SMAN 7 Palu adalah kelas X yang pengalaman belajar kimianya belum cukup memadai. Sekalipun terdapati perbedaan dari ke dua sekolah tersebut, namun dapat disimpulkan bahwa pembelajaran kooperatif tipe TAI sudah mampu meningkatkan keterampilan berkomunikasi siswa hal tersebut terlihat dari adanya peningkatan dari tiap pertemuan. Berdasarkan data hasil belajar dari kedua sekolah tersebut maka didapatkan hasil sebagai berikut: SMAN 2 Palu kelas XI IPA Tabel 2. Rentang dan Frekuensi Skor Tes Hasil Belajar Siswa Kelas Eksperimen dan Kelas Kontrol Kelas Eksperimen Kelas Kontrol Interval Kelas Fi Interval kelas Fi 17 – 18 1 15 – 16 1 19 – 20 3 17 – 18 3 21 – 22 8 19 – 20 11 23 – 24 3 21 – 22 8 25 – 26 6 23 – 24 3 27 – 28 7 25 - 26 3 Jumlah 28 Jumlah 29 Tabel 3. Hasil analisis tes akhir kelas eksperimen dank e;las kontrol Sampel Tes Akhir Nilai Kelas Eksperimen Kelas Kontrol Sampel 28 2 Nilai Minimum 17 15 Nilai Maksimum 28 26 Nilai rata-rata 23,71 20,74 Standar Deviasi 9,285 6,118

Berdasarkan data tes hasil belajar yang diberikan kepada siswa dilakukan pengujian dengan uji F yang menyatakan bahwa sampel yang digunakan dalam penelitian bersifat homogen, maka selanjutnya dilakukan uji hipotesis menggunakan uji t student, yakni uji t dua pihak dan diperoleh harga thitung = 4,085 dan harga ttabel = 1,669 pada taraf signifikan ... = 0,05 dan dk = 55. Karena thitung berada pada daerah penolakan H0 yaitu thitung > ttabel atau 4,085 > 1,669 maka H0 ditolah dan H1 diterima. Hal ini menunjukkan bahwa ada perbedaan yang signifikan antara nilai rata-rata tes akhir kelas eksperimen dengan nilai rata-rata kelas kontrol. Sehingga dapat dikatakan bahwa pembelajaran kooperatif tipe TAI yang diterapkan pada kelas eksperimen untuk materi koloid lebih baik dari pada penerapan l pembelajaran secara konvensional sebagai mana diterapkan pada kelas kontrol. SMAN 7 Palu kelas X Tabel 4. Rentang dan Frekuensi Skor Tes Hasil Belajar Siswa Kelas Eksperimen dan Kelas Kontrol Kelas Eksperimen Kelas Kontrol Interval Kelas Fi Interval kelas Fi 12 – 13 4 9 – 10 6 14 – 15 4 11 – 12 7 16 – 17 7 13 – 14 5 18 – 19 8 15 – 16 5 20 – 21 6 17 – 18 7 22 – 23 5 19 - 20 4 Jumlah 34 Jumlah 34

SESI PARALEL KIMIA

320

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 Tabel 3.1.1.2 Hasil analisis tes akhir kelas eksperimen dank e;las kontrol Sampel Tes Akhir Nilai Kelas Eksperimen Kelas Kontrol Sampel 34 34 Nilai Minimum 12 9 Nilai Maksimum 23 20 Nilai rata-rata 17,823 14,264 Standar Deviasi 3,142 3,435

Berdasarkan data tes hasil belajar yang diberikan kepada siswa dilakukan pengujian dengan uji F yang menyatakan bahwa sampel yang digunakan dalam penelitian bersifat homogen, maka selanjutnya dilakukan uji hipotesis menggunakan uji t student, yakni uji t dua pihak dan diperoleh harga thitung = 8,090 dan harga ttabel = 1,67 pada taraf signifikan ... = 0,05 dan dk = 66. Karena t hitung berada pada daerah penolakan H0 yaitu thitung > ttabel atau 8,09 > 1,67 maka H0 ditolah dan H1 diterima. Hal ini menunjukkan bahwa ada perbedaan yang signifikan antara nilai rata-rata tes akhir kelas eksperimen dengan nilai rata-rata kelas kontrol. Sehingga dapat dikatakan bahwa pembelajaran kooperatif tipe TAI yang diterapkan pada kelas eksperimen untuk materi reaksi oksidasi reduksi lebih baik dari pada penerapan pembelajaran secara konvensiona sebagai mana diterapkan pada kelas kontrol. Adanya hasil lebih baik yang didapatkan pada kelas eksperimen disebabkan karena terjadinya interaksi yang optimal antara siswa dengan siswa serta antara guru dengan siswa. Hal tersebut terjadi karena siswa sudah mampu berkomunikasi dengan baik dan memiliki rasa percaya diri yang tinggi. Siswa berani mengemukakan pendapatnya karena adanya dukungan dari teman kelompoknya. Ketika pada proses pembelajaran ada siswa yang belum mengerti, maka siswa yang lain dalam satu kelompok bisa saling memberikan informasi dalam hal ini akan terjadi diskusi antar siswa dalam satu kelompok yang juga sebagai aplikasi dari tutor sebaya sehingga sesama siswa saling bertukar pengetahuan dan informasi yang lebih. Siswa saling memberikan layanan sebagai tutor sehingga menumbuhkan pemikiran yang lebih mendalam tentang hubungan ide-ide yang terdapat dalam materi koloid maupun materi reaksi oksidasi reduksi sehingga secara langsung dapat menambah pemahaman terhadap konsep yang diberikan. Pembelajaran secara berkelompok juga mengajarkan siswa untuk bekerja sama mendapatkan nilai tertinggi dalam satu kelompok sehingga ide-ide dari sekian siswa dalam kelompok akan tersalurkan dan diharapkan semua siswa akan mendapatkan nilai yang tinggi dan memuaskan, baik siswa yang sebelumnya mempunyai kemampuan tinggi, sedang maupun rendah karena saling bertukar pengetahuan maka pengetahuan mereka akan bertambah. Pada umumnya siswa yang mempunyai kemampuan yang lebih tinggi kadang enggang membagi informasi kepada temantemannya yang lain karena ingin dianggap lebih mampu dan mendapat nilai paling tinggi di dalam kelas sehingga dengan adanya pembelajaran koopeatif hal ini tidak akan terjadi. Apabila siswa mendapat kesulitan dalam memecahkan masalah dalam pembelajaran, maka guru akan memberikan bantuan secara individu sebagai aplikasi dari pembelajaran kooperatif tipe TAI. Pembibingan dilakukan secara individu karena berdasarkan pemikiran bahwa setiap siswa mempunyai daya nalar yang berbeda-beda sehingga dengan cara ini guru akan melihat dengan jelas perkembangan pemahaman siswa dengan mudah secara individual dan akan lebih menciptakan keakraban antara siswa dengan siswa antara siswa dengan guru. Siswa terkadang merasa malu bertanya atau memberikan jawaban karena merasa takut salah pada saat memberi pertanyaan atau jawaban. Selain itu terkadang ada konsep di dalam fikirannya tapi mereka tidak bisa menyampaikan secara lisan karena mereka tidak memiliki keterampilan berkomunikasi dan kurang percaya diri dari seorang siswa juga sangat mempengaruhi. Interaksi dalam proses pembelajaran akan optimal apabila terjadi komunikasi yang lancar antara siswa dengan siswa dan antara siswa dengan guru. Komunikasi akan berjalan lancar jika semua siswa memiliki keterampilan berkomuniaksi yang baik.

SESI PARALEL KIMIA

321


KESIMPULAN DAN SARAN Berdasarkan hasil analisis data dapat disimpulkan bahwa pembelajaran kooperatif tipe TAI dapat meningkatkan keterampilan komunikasi siswa, yang berindikasi pada meningkatnya hasil belajar siswa. DAFTAR RUJUKAN Hartono. 2011. Model Pembelajaran Kooperatif untuk Meningkatkan Keterampilan Komunikasi Mahasiswa, Prosiding Seminar Nasional Lesson Study IV. Universitas Negeri Malang, Malang 12 November 2011. Slavin. R.E. 1994. A. Practical Guide to Cooperatif Learning, California: Allyn and Bacon Slavin, R.E. 1995. Cooperatif Learning: Theory, Research, and Practice. Boston: Asiman and Schuster Co.

SESI PARALEL KIMIA

322


KAJIAN FENOMENOGRAFI: PEMAHAMAN SISWA SMA TENTANG KONSEP IKATAN IONIK dan Ikatan Kovalen Sri Rahayu, Iffatul Muna dan Prayitno Jurusan Kimia, Universitas Negeri Malang, Jl. Semarang No. 5 Malang 65145 Email: [email protected] Abstrak: Ikatan kimia merupakan topik yang sangat penting yang harus dikuasai siswa SMA. Namun, dalam kenyataannya banyak siswa yang merasa kesulitan memahami topik ini. Penelitian ini bertujuan untuk: mengidentifikasi keragaman konsepsi siswa tentang ikatan kimia serta menemukan konsepsi alternatif pada topik tersebut. Metode penelitian adalah kualitatif dengan pendekatan fenomenografi. Sampel dipilih sebanyak 30 siswa kelas X di sebuah SMA di Malang. Data dikumpulkan dengan wawancara mendalam dan dokumentasi. Pengolahan data dilakukan dengan mentraskrip rekaman hasil wawancara, menganalisis konten dan mengkategori respon. Reliabilitas dan validitas hasil diuji dengan cara chek-recheck dan co-judging. Temuan penelitian adalah: (1) Ikatan ionik merupakan (a) ikatan antara atom logam dan nonlogam, (b) proses transfer elektron, (c) proses exchange muatan, dan (d) gaya elektrostatik; (2) Ikatan kovalen merupakan ikatan: (a) antar atom nonlogam, (b) sharing elektron, dan (c) overlapping, dan (3) beberapa konsepsi alternatif ditemukan dalam penelitian ini baik yang termasuk kategori deskripsi maupun yang tidak. Kata Kunci : Konsepsi siswa, ikatan ionik, ikatan kovalen, pendekatan fenomenografi

PENDAHULUAN Beberapa hasil penelitian selama kurun waktu 30 tahun yang didokumentasikan dalam berbagai jenis literatur menunjukkan bahwa siswa memasuki kelas dengan membawa ide-ide awal tentang tingkah laku alam semesta (Duit, 2009; Wandersee, Mintzes, & Novak, 1994). Ide-ide ini seringkali mengarahkan siswa untuk membuat prediksi dan penjelasan yang berbeda dari konsepsi yang diterima oleh masyarakat ilmiah saat ini (Herron & Nurrenbern, 1999). Karena belajar merupakan proses kognitif yang terjadi dengan cara membangun pengetahuan dalam pikiran siswa (Bodner, 1986), maka pada saat siswa mencoba mengasimilasikan informasi baru kedalam struktur pengetahuan yang telah dimilikinya dimungkinkan akan dihasilkan berbagai hasil belajar yang tidak diharapkan yang dapat mengganggu proses belajar selajutnya (Sanger & Greenbowe, 1997; Griffiths & Preston, 1999). Kenyataan ini telah menyebabkan para pendidik makin khawatir, sehingga mereka mulai mengidentifikasi kesulitan-kesulitan siswa dalam mengkonseptualisasi pengetahuan ilmiah yang dilakukan sebelum, selama atau setelah pembelajaran berlangsung serta merekomendasikan pendekatan pembelajaran baru untuk menantang pemahaman siswa yang kurang memadai tersebut. Beberapa istilah telah dikemukakan untuk menjelaskan pemahaman siswa yang kurang memadai tersebut, misalnya istilah miskonsepsi, konsepsi alternatif dan kerangka alternatif (Andersson, 1986; Brown, 1992). Dalam penelitian ini akan digunakan istilah konsepsi alternatif untuk menjelaskan konsepsi yang dimiliki siswa yang tidak sejalan dengan pandangan yang dimiliki oleh komunitas ilmiah pada umumnya. Sebagian besar konsep-konsep dalam ilmu kimia bersifat abstrak. Hal inilah nampaknya juga menjadi salah satu penyebab kesulitan siswa dalam membangun konsep-konsep kimia (Dhindsa & Treagust, 2009:33; Nahum dkk., 2004:302). Jika ditinjau dari tujuan pembelajaran kimia, pembelajaran kimia tidak hanya bertujuan membekali siswa dengan semua pengetahuan/fakta-fakta kimia, tetapi juga membantu siswa dalam memahami dengan baik konsep dasar dan konsep yang

SESI PARALEL KIMIA

323


lebih tinggi serta hubungan-hubungan diantaranya (Unal dkk., 2010:5). Dalam kurikuluam kimia KTSP 2006 (BNSP, 2006:178) disebutkan bahwa satu tujuan pembelajaran kimia adalah siswa harus dapat memahami konsep, prinsip, hukum, dan teori kimia serta saling keterkaitannya dan penerapannya dalam menyelesaikan masalah dalam kehidupan sehari-hari. Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa konsep kimia dan saling keterkaitannya merupakan hal penting yang harus dipahami oleh siswa. Penelitian tentang pemahaman konsep siswa dalam bidang kimia telah banyak dilakukan (Griffiths & Preston, 1992:611; Tan & Treagust, 1999:75; Ebenezer & Fraser, 2001:510). Tan & Treagust, (1999:75) menyebutkan bahwa salah satu topik yang ditenggarai paling banyak menimbulkan konsep alternatif dalam diri siswa adalah ikatan kimia (Tan, dkk., 2000:15; Tan & Treagust, 1999:75). Selain karena konsepnya yang abstrak, konsep ini juga tidak berhubungan langsung dengan kehidupan sehari-hari siswa. Padahal, konsep ikatan kimia merupakan konsep dasar yang penting untuk mempelajari sebagian besar topik kimia seperti konsep-konsep senyawa karbon, asam & basa, energi, termodinamika, protein, karbohidrat, dan polimer (Nahum, dkk., 2004:308). Salah satu konsep dalam ikatan kimia adalah ikatan ionik dan ikatan kovalen. Jika siswa dibiarkan memahami konsep tersebut secara tidak tepat maka hal ini dapat menimbulkan masalah-masalah belajar yang lebih serius di masa yang akan datang (Taber, 2011:7; Dhindsa & Treagust, 2009:34). Oleh karena itu, konsep ikatan ionik dan ikatan kovalen merupakan konsep penting yang harus dikuasai siswa untuk dapat menjelaskan tingkat sub-mikroskopik dalam kimia (Dhindsa & Treagust, 2009:34). Masalah utama yang dikembangkan peneliti berdasarkan latar belakang diatas adalah sebagai berikut: (1) bagaimanakah keragaman konsepsi siswa kelas X di sebuah SMA Malang pada materi ikatan ionik? (2) bagaimanakah keragaman konsepsi siswa kelas X di sebuah SMA Malang pada materi ikatan kovalen? (3) apakah ditemukan konsepsi alternatif pada siswa kelas X di sebuah SMA Malang pada materi ikatan ionik dan ikatan kovalen? Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah diperolehnya pengetahuan tentang keragaman siswa dalam mengkonseptualisasi konsep ikatan ionik dan ikatan kovalen, serta konsep alternatif yang mungkin mucul. Pengetahuan ini selanjutnya, digunakan sebagai acuan untuk merancang pembelajaran ikatan kimia yang lebih efekif untuk memperbaiki, meningkatkan, dan membantu siswa dalam memahami konsep yang benar dalam pengajaran materi tersebut. METODE PENELITIAN Metode penelitian adalah kualitatif dengan pendekatan fenomenografi. Fenomenografi merupakan pendekatan penelitian yang bertujuan untuk menggali berbagai perbedaan/variasi siswa dalam mengalami, memahami dan mengkonseptualisasi fenomena-fenomena sains/kimia yang dijumpai siswa, baik di sekolah maupun di dalam kehidupan sehari-hari (Rahayu, 2000:119). Variasi konsepsi siswa tersebut ditunjukkan dengan kategori deskripsi yang didasarkan pada persamaan dan perbedaan maknanya (Sin 2010:306). Deskripsi mengenai perbedaan kategorikategori ini merupakan temuan penting dari penelitian fenomenografi yang tidak bisa ditemukan dengan pendekatan yang lain (Marton & Pong, 2005:335; Ebenezer & Fraser, 2001:511; Rahayu, 2000:120). Hubungan yang logis antar kategori deskripsi dikembangkan semaksimal mungkin kemudian kategori-kategori tersebut disusun secara hirarkis sehingga bisa menunjukkan tingkat pemahaman (Rahayu, 2000:122). Penelitian dilakukan di sebuah SMA RSBI di kota Malang. Subyek adalah 30 orang siswa kelas X yang dipilih dengan pertimbangan, yaitu sudah menerima pembelajaran topik ikatan kimia, berasal dari berbagai kelas dan bersedia diwawancarai. Siswa- siswa di SMA tersebut pada umumnya juga mengikuti kegiatan belajar tambahan di luar sekolah pada berbagai bimbingan belajar di kota Malang. Hal ini memungkinkan dapat ditemukannya konsepsi siswa yang beragam pada topik ikatan ionik dan ikatan kovalen. Data dikumpulkan oleh peneliti kedua dengan melakukan wawancara mendalam. Sebelum dilakukan wawancara, para peneliti mendiskusikan pedoman wawancara dan teknik melakukan

SESI PARALEL KIMIA

324


wawancara sebelum kegiatan pengumpulan data. Pedoman wawancara yang semi terstruktur tersebut berisi beberapa pertanyaan kunci untuk memberikan arah dan batasan dalam wawancara. Selanjutnya wawancara dikembangkan berdasarkan respon jawaban yang diberikan oleh siswa (Nahum, dkk., 2004:315). Sebelum kegiatan pengumpulan data pedoman wawancara diujicobakan terhadap siswa di sekolah tersebut. Hal ini dilakukan untuk menguji kelayakan dan mengetahui kemungkinan-kemungkinan respon/jawaban yang diberikan oleh siswa. Sehingga diharapkan pedoman wawancara layak untuk digunakan dan dapat menggali secara mendalam pemahaman siswa pada materi ikatan ionik dan ikatan kovalen sesuai dengan data penelitian yang diharapkan oleh peneliti. Wawancara berdurasi 15-30 menit direkam dengan tape recorder dan dibuat transkrip hasil wawancara. Selanjutnya hasil transkrip diidentifikasi berdasarkan kemiripan dan perbedaan makna dari pernyataan-pernyataan yang dibuat siswa. Perbedaan konsepsi ini nantinya akan dinyatakan dalam bentuk kategori deskripsi (Marton & Pong, 2005:335; Ali, 1995:137). Pernyataan-pernyataan yang maknanya mirip/sama dikelompokkan dalam satu kategori atau tema deskripsi. Dengan demikian nantinya akan muncul beberapa kategori deskripsi yang menggambarkan berbagai konsepsi siswa tentang ikatan ionik dan ikatan kovalen. Untuk mengecek keabsahan temuan berupa pengujian reabilitas dan validitas, dilakukan dengan tiga cara yaitu: (1) pemeriksaan terhadap akurasi transkrip dengan rekaman suara dilakukan oleh anggota tim; (2) co-judging (pengujian bersama), yaitu draft kategori deskripsi yang telah dibuat diperiksa oleh anggota tim peneliti sebagai co-judge (penguji) untuk menunjukkan persetujuannya terhadap sistem kategori (Rahayu, 2000:129). Dari hasil proses pengujian bersama diperoleh ketidakkonsistenan kategori sebesar 10% pada topic ikatan ionik dan 6,67% pada topik ikatan kovalen . Ketidakkonsistenan ini selanjutnya didiskusikan bersama untuk mencapai kesepakatan. Menurut Saljo (1988) reabilitas hasil co-judging ini termasuk tinggi karena didapatkan kekonsistenan lebih dari 90%. Dari hasil co-judging dapat dikatakan bahwa cojudge menyetujui kategori yang telah dibuat oleh peneliti; (3) check re-check yang dilakukan oleh peneliti cara mengidentifikasi dan mengklasifikasikan kembali respon siswa ke dalam kategori yang telah ditemukan dalam jeda waktu dua minggu diperoleh ketidakkonsistenan sebesar 10% pada kategori deskripsi tersebut. Dari hasil proses check re-check dan co-judging dibuat kesepakatan oleh para peneliti tentang kategori deskripsi yang dibuat. HASIL DAN PEMBAHASAN PENELITIAN Hasil-hasil penelitian yang berupa kategori deskripsi dan konsep alternatif siswa merupakan penemuan dalam penelitian ini. Berikut ini dijabarkan penemuan penelitian beserta deskripsinya serta jenis-jenis konsep alternatif dalam ikatan inonik dan ikatan kovalen. 1. Keragaman konsepsi siswa SMA kelas X pada topik ikatan ionik Keragaman konsepsi siswa SMA kelas X pada topik ikatan ion dijabarkan dalam Tabel 1 berikut. Kategori (Kode) Ikatan LogamNonlogam (ILN)

Tabel 1. Kategori Deskripsi Konsepsi Siswa pada Topik Ikatan Ionik Respon siswa (30) Deskripsi Σ % Siswa dapat menentukan jenis atom penyusun dari senyawa yang 4 13,3% berikatan ionik yang diberikan, yaitu terdiri dari atom logam dan nonlogam. Namun, mereka belum dapat menentukan senyawa yang berikatan ionik dan menjelaskan proses terjadinya ikatan ionik. Contoh: Peneliti : “...... trus intinya ikatan ionik itu apa? ......” Siswa : “Ini, yang nonlogam sama logam, terus …bisa menghantarkan listrik.

SESI PARALEL KIMIA

325

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 Proses Transfer Elektron (PTE) (sebagian)

Proses Transfer Elektron (PTE) (lengkap)

Proses Exchange Muatan (PEM)

Siswa menjelaskan ikatan ionik terjadi akibat transfer elektron. Namun, siswa belum dapat menentukan atom yang memberi dan menerima elektron. Siswa juga belum dapat menentukan jenis atom penyusun dari senyawa yang berikatan ionik dan belum dapat dalam menentukan senyawa yang berikatan ionik. Intinya dalam kategori ini siswa menjelaskan ikatan ionik dengan konsep transfer elektron, akan tetapi kadang penjelasan yang diberikan belum tepat, misalnya dalam menentukan atom penyusun, menentukan senyawa atau menentukan atom yang mengalami transfer elektron. Contoh 2: Siswa : “Soalnya ikatan ionik itu terbentuk dari logam dan non logam.” Peneliti : “Yang logam mana?” Siswa : “Yang logam NaCl nya.” Peneliti : “Maksudnya di NaCl sama MgCl2, jadi yang logam apa?” Siswa : “Na sama Mg nya.” Peneliti : “Na sama Mg yang?” Siswa : “Logam.” Peneliti : “Terus yang Cl?” Siswa : “Non logam.” Peneliti : “Yang nonlogam. Terus, ada proses apa di dalam pembentukan NaCl itu?” Siswa : “Kalo di ikatan ionik itu ada proses memberi sama menerima.” Peneliti : “Maksudnya memberi sama menerima apa?” Siswa : “ Eee...Jadi, eee... senyawa yang satu, Cl itu memberi (elektron) ke Na.” Peneliti : “Na terus...” Siswa : “Terus Na itu yang menerima.” Siswa menjelaskan ikatan ionik terjadi akibat transfer elektron dan dapat menentukan atom yang memberi dan menerima elektron.Siswa juga sudah dapat menentukan jenis atom penyusun dan senyawa yang berikatan ionik. Contoh: Peneliti : “Ionik, oke kita bahas yang ionik dulu yah. Nah menurutmu kenapa sih yang ini ada NaCl dan ada MgCl2? Dan menurutmu kenapa NaCl sama MgCl2 ini membentuk ikatan ionik?” Siswa : “Karena mereka berikatan itu dengan memberikan elektronnya, jadi bukan membagikan seperti kovalen. Tapi memberikan. Jadi kayak Mg itu kan, Mg2+ kan kehilangan elektron dan memberikan 2 elektronnya kepada Cl.” Siswa : “....... Mg dan Na tergolong atom unsur-unsur logam...” Peneliti: “Oo logam...trus yang Cl?” Siswa : “Trus yang kedua itu bukan logam, tapi nonlogam.” Siswa menjelaskan ikatan ionik melalui proses tukar menukar muatan yang dimiliki oleh atom-atom yang berikatan dan menambahkan bahwa muatan yang dimiliki oleh atom dihasilkan dari proses transfer elektron. Siswa juga dapat menentukan jenis atom penyusun dan senyawa yang berikatan ionik. Contoh: Peneliti : “Menurut kamu kenapa kedua senyawa ini membentuk ikatan ionik?” Siswa : “Karena eee... terdiri dari senyawa logam dan nonlogam.” Peneliti : “Ok.” Siswa : “Trus ada serah terima elektron.” Siswa : “Misalnya NaCl... yang Na+ apa... memberikan elektron ke Cl

SESI PARALEL KIMIA

6

20,0%

13

43,3%

3

10,0%

326


Gaya Elektrostatik (GE)

supaya apa ... masing-masing itu gak ada apa... gak ada muatannya.” Siswa menjelaskan ikatan ionik terjadi melalui proses tarik menarik antara kation dan anion. Kation dan anion dihasilkan dari proses transfer elektron. Muatan pada kation dan anion yang berlawanan ini akan menimbulkan gaya tarik menarik, dengan atau tanpa menyebutkan “gaya” tarik menarik antar muatan (elektrostatik), karena hal ini hanya permasalahan istilah yang pada hakekatnya siswa paham bahwa terjadi gaya tarik menarik antar muatan (elektrostatik) dalam ikatan ionik. Siswa juga dapat menentukan jenis atom penyusun dan senyawa yang berikatan ionik. Contoh: Siswa : “Kalau ionik...” Peneliti: “Antara apa?” Siswa : “Metal sama nonmetal” Peneliti: “Atom logam sama nonlogam. Terus klo sekarang untuk proses pembentukannya seperti apa?” Siswa: “Proses pembentukan ikatan... pertama ini kayak kalau misalnya NaCl kan Na logamnya, Na an di kulit terluarnya kan sisa elektron satu jadi kurang stabil terus Cl kurang terluarnya kurang satu ditransfer elektron dari Na ke Cl. Kalau ini yang Na kelebihan protonnya lebih satu banyak daripada elektronnya, jadi muatannya secara total Na +. Karena Cl menerima elektron, elektronnya lebih satu daripada proton jadi minus, karena satunya muatannya Na +sama Cl- ada ikatan, jadi ada ikatan listrik itu karena ada + sama -, elektrostatik gitu.” Jumlah

4

13,3%

30

100 %

Kategori ILN (Ikatan Logam- Non-logam ) merupakan kategori dengan tingkat pemahaman paling rendah pada materi ikatan ionik. Siswa memiliki konsep bahwa ikatan ionik terjadi antara atom logam dan nonlogam dan siswa memahami ikatan ionik hanya dari sisi atom penyusunnya saja. Dalam menjelaskan ikatan ionik, siswa terkadang melengkapi penjelasannya dengan sifat senyawa yang berikatan ionik. Misalnya senyawa yang berikatan ionik dapat menghantarkan listrik atau siswa juga menambahkan penjelasannya dengan proses yang terjadi pada ikatan ionik. Namun, penjelasan tersebut belum tepat, yaitu ikatan ionik terjadi melalui proses pemakaian bersama elektron. Konsep yang dimiliki siswa yang tergolong pada kategori ini tidak sepenuhnya salah. Sebagian besar senyawa yang berikatan ionik terdiri dari atom logam dan nonlogam. Akan tetapi, siswa dengan pemahaman ini tidak dapat menjelaskan ikatan ionik lebih jauh. Hal ini dimungkinkan siswa belum memahami sepenuhnya tentang sifat-sifat dari atom logam dan nonlogam yang membuat keduanya dapat membentuk ikatan ionik. Temuan penelitian seperti dalam kategori ini juga ditemukan dalam penelitian yang dilakukan oleh Unal, dkk. (2010). Kategori PTE (Proses Transfer Elektron) adalah kategori yang menjelaskan bahwa ikatan ionik terjadi melalui transfer elektron. Perbedaan konsepsi siswa dalam kategori PTE (sebagian) dan PTE (lengkap) adalah kemampuan siswa dalam menentukan jenis atom penyusun pada senyawa yang membentuk ikatan ionik maupun dalam menentukan senyawa yang berikatan ionik. Siswa yang belum mampu menjelaskan hal tersebut dikelompokkan dalam PTE (sebagian), sedangkan siswa yang telah mampu menjelaskan hal tersebut dikelompokkan kedalam PTE(lengkap). Pada dasarnya proses transfer elektron ini memang tidak terlepas dari proses pembentukan ikatan ionik. Transfer elektron ini terjadi karena atom logam yang memiliki energi ionisasi yang rendah memudahkannya untuk melepaskan elektron. Atom nonlogam memiliki keelektronegatifan yang tinggi dan memiliki harga afinitas elektron yang sangat negatif, memudahkan atom ini untuk menarik elektron kearah dirinya. Jika keduanya bereaksi, maka akan mudah terbentuk ikatan ionik (Zumdahl & Zumdahl, 2007: 330). Dengan demikian dapat dikatakan bahwa ikatan ionik terjadi melalui proses pemberian dan penerimaan elektron (transfer elektron). Hasil penelitian yang sama juga ditemukan oleh Unal, dkk. (2010) dan pada penelitian yang

SESI PARALEL KIMIA

327


dilakukan oleh Taber (1998,1997 dalam Taber 2011). Kategori PTE ini memiliki jumlah persentase respon terbesar yaitu sebanyak 63,3% atau sebanyak 19 siswa memiliki pemahaman bahwa ikatan ionik terjadi melalui proses transfer elektron. Hal ini dimungkinkan bersumber dari Lembar Kegiatan Siswa (LKS) dan berbagai buku yang dijadikan sumber yang digunakan untuk pembelajaran di kelas yang menjelaskan ikatan ionik lebih menekankan pada proses transfer elektron. Latihan-latihan soal yang disajikan di dalamnya juga dilengkapi dengan berbagai macam soal tentang transfer electron sehingga siswa lebih cenderung memiliki pemahaman bahwa ikatan ionik merupakan proses transfer elektron. Kategori PEM (Proses Exchange Muatan), siswa menjelaskan bahwa ikatan ionik terjadi melalui proses tukar menukar muatan yang dimiliki oleh ion-ion akibat proses transfer elektron. Siswa sudah dapat menentukan jenis atom penyusun pada senyawa yang membentuk ikatan ionik maupun dalam menentukan senyawa yang berikatan ionik. Pada kategori ini siswa sudah bisa memahami bahwa terjadi proses transfer elektron dalam pembentukan ikatan ionik yang menyebabkan terbentuknya ion yang bermuatan positif (kation) dan ion yang bermuatan negatif (anion). Siswa menganggap bahwa muatan positif dan negatif ini pada akhirnya akan bertukar sehingga tidak terdapat lagi muatan (netral) pada senyawa yang membentuk ikatan ionik. Siswa memiliki pemahaman seperti ini dimungkinkan terpengaruh oleh materi tentang tata nama senyawa ionik yang dalam materi tersebut dijelaskan bahwa senyawa ionik terdiri dari kation dan anion yang dalam reaksinya harus memiliki jumlah muatan yang seimbang sehingga bisa didapatkan senyawa ionik yang netral. Dari berbagai kajian literatur, nampaknya belum ada belum ada penelitian sebelumnya yang menemukan konsep alternatif seperti ini. Sehingga dapat dikatakan bahwa konsep alternatif ikatan ionik terjadi akibat proses tukar menukar muatan antara kation dan anion merupakan temuan baru dari penelitian ini. Kategori GE (Gaya Elektrostatik) ini merupakan kategori pemahaman dengan tingkat kebenaran paling tinggi dari hasil penelitian. Siswa menjelaskan bahwa ikatan ionik terjadi pada atom logam dan nonlogam karena atom logam memiliki kecenderungan untuk dapat melepaskan elektron, sedangkan atom nonlogam memiliki kecenderungan untuk menarik elektron. Sehingga terjadi proses transfer elektron dari atom logam ke atom nonlogam. Akibat dari proses transfer elektron ini terbentuklah kation dan anion yang masing-masing bermuatan positif dan negatif. Terbentuknya kedua muatan yang berlawanan ini menyebabkan adanya gaya tarik menarik listrik (gaya elektrostatik). Pemahaman ini merupakan pemahaman yang sudah lengkap dan benar sesuai dengan pemahaman yang diterima para ahli kimia. Ikatan ionik merupakan ikatan yang terjadi karena tarikan elektrostatik (gaya elektrostatik) antara ion positif dan ion negatif (Effendy, 2008a: 29). Atom logam melepaskan elektron untuk membentuk ion positif, sedangkan atom nonlogam menarik elektron untuk membentuk ion negatif. Menurut Ebbing & Gammon (2009:32) gaya tarik yang kuat antar ion dengan muatan yang berlawanan inilah yang mempertahankan atom-atom dalam senyawa yang berikatan ionik yang dikenal dengan ikatan ionik. Dalam penelitian ini hanya 4 orang siswa (13, 3%) yang memiliki konsep seperti ini. Temuan penelitian bahwa ikatan ionik terbentuk dari gaya tarik elektrostatik antar muatan yang berlawanan ditemukan juga oleh Unal, dkk. (2010), Coll & Treagust (2003), dan Coll & Taylor (2002). 2. Keragaman konsepsi siswa kelas X pada topik ikatan kovalen Keragaman konsepsi siswa SMA kelas X pada topik ikatan kovalen dijabarkan dalam Tabel 2 berikut. Tabel 2. Konsepsi Siswa Pada Materi Ikatan Kovalen Kategori (Kode) Antar Atom Nonlogam

Deskripsi Siswa dapat menentukan jenis atom penyusun dari senyawa yang berikatan kovalen yang diberikan, yaitu terdiri dari atom nonlogam dan nonlogam. Akan tetapi siswa belum dapat menentukan molekul yang

SESI PARALEL KIMIA

Respon siswa (30) Σ % 4 13,3%

328

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 (AAN)

Sharing Elektron (SE) (sebagian)

Sharing Elektron (SE) (lengkap)

Overlap

berikatan kovalen, dan menjelaskan ikatan kovalen lebih lanjut. Contoh: Peneliti: “..... Intinya ikatan kovalen apa berarti? .....” Siswa: “Apa ya? Kovalen.... nonlogam-nonlogam.” Siswa: “Eee... gak tahu ya...soalnya seingatku dulu itu ini (ionik) bisa menghantarkan listrik klo yang kovalen gak baik, gak bisa......” Siswa menjelaskan ikatan kovalen terjadi akibat sharing elektron. Akan tetapi siswa belum dapat menentukan jenis atom penyusun dan molekul yang berikatan kovalen. Intinya dalam kategori ini siswa menjelaskan ikatan kovalen dengan konsep sharing elektron, akan tetapi kadang masih terdapat kesalahan, misalnya dalam menentukan atom penyusun, dan menentukan molekul yang berikatan kovalen. Contoh: Siswa: “......trus ini kovalen (H2, N2, O2)... trus ini itu NaCl ini k ovalen....” Siswa: “Karena dalam ikatan kovalennya ini O2 berarti oksigen dan oksigen termasuk kovalen karena kedua atom nonlogam dengan nonlogam.” Siswa: “Misalnya oksigen, oksigen itu mempunyai elektron valensi 6 (menggambar) yang sama dengan oksigen satunya mempunyai 6, jadi klo ingin stabil itu masing-masing dari O ini membutuhkan 2 elektron. jadi O yang satu memberi dua elektron yang satu lagi juga sebaliknya jadi O2 ini menjadi ini biar oktet. jadi ini...” Siswa menjelaskan ikatan kovalen terjadi akibat sharing elektron Siswa sudah dapat menentukan jenis atom penyusun dan molekul yang berikatan kovalen. Contoh: Siswa: “...... ini yang kovalen (HF, H2, O2, N2, CH4)...” Siswa: “F itu tujuh, H ini punya satu electron.Nah, untuk mencapai kestabilan H butuh satu biar duplet dan F butuh 1 biar oktet. Sama-sama butuh biar mencapai kestabilan dengan dipakai sama-sama.” Siswa menjelaskan ikatan kovalen terjadi akibat overlap. Akan tetapi siswa belum dapat menjelaskan peristiwa ini secara detail. Siswa menjelaskan terbentuk kutub positif dan negatif yang terjadi pada ikatan kovalen antaratom yang perbedaan keelekronegatifan. Contoh 1: Peneliti : “Oke, sekarang kita ke ikatan kovalen. nah, Kamu tadi kan sudah milih apa ini... CH4 sama HF. oke. Pertanyaannya sama. Kenapa kok ini HF sama CH4 membentuk ikatan kovalen?” Siswa : “Soalnya kalau HF itu kan dari H sama F, kalau H itu kan golongan non logam. F itu kan juga golongan nonlogam. Jadi, mereka itu kovalen. Soalnya ada pemakaian bersama elektron.” Siswa : “Suatu ikatan yang dibentuk dari unsur nonlogam dan nonlogam yang terbentuk melalui peristiwa pemakaian bersama elektron dan terbentuk kutub-kutub positif sama negatif yang bisa saling tarik-menarik dalam ikatan kovalen itu.” Jumlah

5

16,7%

18

60,0%

3

10,0%

30

100,0%

Kategori AAN (Antar Atom Nonlogam) merupakan kategori dengan tingkat pemahaman paling rendah pada topik ikatan kovalen. Siswa dalam kategori ini memiliki konsep bahwa ikatan kovalen terjadi antara atom nonlogam dan nonlogam atau dengan kata lain siswa memahami ikatan kovalen dari sisi atom penyusunnya saja. Dalam menjelaskan ikatan kovalen siswa kadang-kadang melengkapi penjelasannya dengan hal-hal pernyataan seperti: a) sifat senyawa yang berikatan kovalen; atau b) senyawa yang berikatan kovalen kurang baik dalam menghantarkan listrik; atau c) ikatan kovalen disertai dengan proses yang terjadi pada ikatan kovalen. Akan tetapi penjelasan

SESI PARALEL KIMIA

329


mereka belum tepat, yaitu ikatan kovalen terjadi melalui proses pemberian dan penerimaan elektron. Pada dasarnya meskipun belum tepat, siswa sudah mempunyai konsep tentang ikatan kovalen. Sebagian besar senyawa yang berikatan kovalen terdiri dari atom nonlogam dan nonlogam. Akan tetapi siswa dengan pemahaman ini belum bisa menjelaskan ikatan kovalen lebih jauh. Hal ini dimungkinkan siswa belum sepenuhnya memahami sifat-sifat dari atom nonlogam yang membuatnya dapat membentuk ikatan kovalen. Temuan penelitian seperti dalam kategori ini juga ditemukan dalam penelitian yang dilakukan oleh Unal, dkk. (2010). Kategori SE (Sharing Elektron) dibedakan menjadi dua yaitu SE (sebagian) dan SE (lengkap). Siswa dengan kategori SE (sebagian) memahami bahwa ikatan kovalen terjadi melalui proses sharing elektron, akan tetapi siswa masih memiliki pemahaman yang bersifat sebagian, yaitu siswa belum dapat menentukan jenis atom penyusun pada senyawa yang membentuk ikatan kovalen maupun dalam menentukan senyawa yang berikatan kovalen. Sedangkan pada kategori SE (lengkap) memiliki pemehaman bahwa ikatan kovalen terjadi melalui proses sharing elektron dan siswa sudah dapat menentukan jenis atom penyusun pada senyawa yang membentuk ikatan kovalen maupun dalam menentukan senyawa yang berikatan kovalen. Penelitian yang dilakukan oleh Unal, dkk. (2010) dan Taber (1998 dalam Taber, 2011:8) juga menemukan pemahaman konsep yang sama seperti pada kategori SE (lengkap) ini. Pada dasarnya proses sharing elektron ini merupakan salah satu dari proses dalam pembentukan ikatan kovalen. Sharing elektron ini terjadi karena kedua atom nonlogam yang terlibat dalam ikatan kovalen memiliki keelektronegatifan yang tinggi. Selain itu, harga afinitas elektron yang sangat negatif yang dimiliki kedua atom memudahkan keduanya untuk saling menarik elektron dari atom lain kearah dirinya. Perbedaan keelektronegatifan yang tidak terlalu besar diantara kedua atom yang berikatan kovalen menyebabkan proses transfer elektron tidak dapat terjadi diantara keduanya. Proses yang memungkinkan untuk terjadi diantara kedua atom tersebut adalah sharing elektron (Silberberg, 2006: 330), sehingga dapat dikatakan bahwa ikatan kovalen terjadi melalui proses pemakaian bersama elektron (sharing elektron). Kategori SE ini merupakan kategori yang memiliki jumlah persentase terbesar yaitu sebanyak 76,7% atau sebanyak 23 siswa dari 30 siswa memiliki pemahaman bahwa ikatan kovalen terjadi melalui proses sharing elektron. Hal ini dimungkinkan disebabkan oleh materi yang disampaikan guru beracuan Lembar Kerja Siswa (LKS) dan berbagai buku yang digunakan dalam pembelajaran lebih menekankan pada proses sharing elektron. Latihan-latihan soal tentang ikatan kovalen juga banyak membahas tentang sharing elektron. Sehingga kebanyakan siswa memiliki konsep bahwa ikatan kovalen hanya terjadi melalui proses sharing elektron. Kategori Overlap ini merupakan kategori pemahaman dengan tingkat kebenaran paling tinggi dari hasil penelitian meskipun masih belum sesuai dengan konsep yang diterima para ahli kimia. Siswa menganggap bahwa dalam ikatan kovalen terjadi peristiwa overlap diantara kedua atom yang berikatan. Akan tetapi siswa belum dapat menjelaskan dengan detail tentang proses tersebut. Selain itu, siswa menjelaskan bahwa ikatan kovalen merupakan ikatan yang terjadi antaratom nonlogam yang keduanya sama-sama memiliki kecenderungan menarik elektron ke arah dirinya, sehingga terjadi proses sharing elektron diantara kedua atom tersebut. Akibat dari proses sharing elektron ini dapat terbentuk dipole positif dan negatif jika kedua atom yang berikatan kovalen memiliki perbedaan keelektronegatifan. Pada dasarnya dalam senyawa yang berikatan kovalen terdapat dua gaya elektrostatik yang terjadi, yaitu gaya tarikan elektrostatik yang terjadi antara inti atom dengan elektron bersama yang digunakan dalam ikatan kovalen dan gaya tolakan elektrostatik yang terjadi antar kedua inti atom dan antar elektron dari kedua atom (Zumdahl & Zumdahl 2007:331; Silberberg, 2006:339). Pada saat kedua atom berada pada jarak tertentu terjadi keseimbangan antara gaya tarikan dan gaya tolakan elektrostatik yang mengakibatkan terbentuknya ikatan kovalen (Silberberg, 2006: 339). Pada saat inilah terjadi pemakaian bersama elektron oleh kedua atom yang berikatan (Effendy, 2008c: 15). Ikatan yang dihasilkan dari gaya tarik antar inti kedua atom dengan elektron yang dipakai bersama inilah yang disebut ikatan kovalen (Zumdahl & Zumdahl, 2007: 12, Silberberg,

SESI PARALEL KIMIA

330


2006:339). Berdasarkan teori ikatan valensi, elektron yang dipakai bersama merupakan elektron yang menempati orbital yang belum terisi penuh (berisi 1 elektron) dari kedua atom. Jarak yang cukup dekat antara kedua atom memungkinkan terjadinya tumpang tindih (overlap) antara orbital yang masih berisi 1 elektron dari atom yang satu dengan atom yang lain (McMurry & Fay, 2004: 271). Data penelitian menunjukkan bahwa hanya ada 3 siswa dari 30 siswa sampel penelitian yang memiliki konsep yang tergolong dalam kategori ini. Nampaknya, dalam menjelaskan ikatan kovalen siswa cenderung menggunakan konsep pemakaian bersama elektron dibandingkan menggunakan konsep gaya tarikan antar inti masing-masing atom dengan pasangan elektron yang dipakai bersama. Hal ini dimungkinkan karena berbagai LKS dan sumber belajar yang digunakan oleh siswa tidak menekankan penjelasan pada konsep tersebut, sehingga siswa cenderung memiliki pemahaman bahwa ikatan kovalen terjadi melalui proses sharing elektron. Berdasarkan berbagai kajian literatur, nampaknya belum ada penelitian sebelumnya yang menemukan konsep alternatif seperti ini. Sehingga dapat dikatakan bahwa konsep alternatif ikatan kovalen terjadi karena peristiwa overlap merupakan temuan baru dari penelitian ini. 3. Konsepsi alternatif yang dimiliki siswa kelas X pada topik ikatan kimia Konsepsi alternatif yang ditemukan dalam penelitian ini ditunjukkan dalam Tabel 3. Tabel 3. Konsepsi Alternatif Siswa Pada Materi Ikatan Ionik dan Ikatan Kovalen Respon Siswa Konsepsi Alternatif Σ % Ikatan Ionik 6 20,0%  Jari-jari ion Cl- dan atom Cl adalah sama karena keduanya memiliki jumlah kulit yang sama Ikatan Kovalen 7 23,3%  Kation dan anion tidak terbentuk dalam ikatan kovalen karena kedua atom yang berikatan sama-sama kekurangan elektron 9 30,0%  Posisi elektron yang dipakai bersama dalam ikatan kovalen terletak ditengahtengah diantara atom yang berikatan Ikatan Kimia Secara Umum 8 26,7%  Atom-atom cenderung berikatan untuk memenuhi aturan oktet 22 73,3%  Ikatan kimia merupakan ikatan antaratom kimia



Jari-jari ion Cl- dan atom Cl adalah sama karena keduanya memiliki jumlah kulit yang sama. Siswa menganggap bahwa jari-jari ion Cl- dan atom Cl adalah sama. Mereka menjelaskan bahwa meskipun ion Cl- merupakan ion yang terbentuk jika atom Cl kelebihan elektron (menerima elektron dari Na dan Mg pada NaCl dan MgCl2), akan tetapi elektron tersebut tetap menempati kulit ketiga dari atom Cl. Sehingga dalam proses ini tidak mengakibatkan berubahnya jumlah kulit. Hal ini membuat siswa menganggap bahwa keduanya memiliki jari-jari yang sama. Siswa yang memiliki konsepsi alternatif seperti ini berjumlah 6 siswa atau 30,0% dari siswa sampel penelitian. Konsepsi alternatif yang dimiliki oleh siswa ini kemungkinan disebabkan oleh siswa kurang memahami terhadap gaya tarikan dan tolakan yang terjadi pada suatu atom atau ion. Siswa hanya melihat ukuran jari-jari dari suatu atom atau ion hanya dari jumlah kulitnya, dan mengabaikan gaya tarikan inti terhadap elektron dan gaya tolakan antarelektron. Pada dasarnya baik dalam pembentukan NaCl dan MgCl2, terbentuknya ion Cl- terjadi akibat proses penerimaan elektron dari Na dan Mg. Ion Cl- ini akan memiliki jari-jari yang lebih besar daripada jari-jari atom Cl (Zumdahl & Zumdahl, 2007:341). Meskipun tidak terjadi perubahan jumlah kulit, jumlah elektron yang lebih banyak dibandingkan jumlah proton pada ion Cl menyebabkan bertambahnya tolakan antar elektron, sehingga jari-jari ion Cl- lebih besar daripada jari-jari atom Cl (Ebbing & Gammon, 2009:340; McMurry & Fay, 2004:204). Diketahui bahwa

SESI PARALEL KIMIA

331


jari-jari ion Cl- adalah 181 pm (Ebbing & Gammon, 2009:339; Effendy, 2008a:6) dan jari-jari atom Cl adalah 100 pm (Effendy, 2008a:3). Berdasarkan kajian literatur, nampaknya belum ada penelitian sebelumnya yang menemukan konsep alternatif ini. Hal ini dapat dikatakan bahwa konsep alternatif ini merupakan temuan baru dari hasil penelitian.  Kation dan anion yang tidak terbentuk pada ikatan kovalen karena kedua atom sama-sama kekurangan elektron. Siswa menganggap bahwa tidak terbentuknya kation dan anion pada ikatan kovalen karena kedua atom yang berikatan sama-sama kekurangan elektron. Oleh karena itu, tidak memungkinkan terjadinya proses transfer elektron diantara kedua atom tersebut untuk membentuk kation dan anion. Siswa yang memiliki pemahaman ini berjumlah 7 siswa atau 23,3% dari sampel penelitian. Siswa memiliki konsepsi alternatif seperti ini dimungkinkan karena siswa belum memahami sifatsifat dari atom logam nonlogam yang membuatnya dapat membentuk ikatan kovalen. Sehingga siswa lebih cenderung memandang dari sisi konfigurasi elektron atom nonlogam yang belum memenuhi aturan oktet (sama-sama kekurangan elektron untuk dapat memenuhi aturan oktet). Ikatan kovalen terbentuk dari ikatan antaratom nonlogam. Atom nonlogam memiliki harga energi ionisasi yang tinggi sehingga tidak mudah untuk dapat melepaskan elektron (McMurry & Fay, 2004:5). Selain itu, atom nonlogam juga memiliki harga afinitas elektron yang bernilai negatif sehingga memiliki kecenderungan yang lebih besar untuk menarik elektron ke arah dirinya (Effendy, 2008a:17). Berdasarkan kedua sifat tersebut dapat dikatakan bahwa atom nonlogam memiliki kecenderungan menarik elektron kearah dirinya. Oleh karena itu, tidak dimungkinkan terjadinya proses transfer elektron diantara kedua atom nonlogam untuk membentuk kation dan anion dalam ikatan kovalen. Berdasarkan kajian literatur, nampaknya belum ada penelitian sebelumnya yang menemukan konsepsi alternatif seperti ini. Hal ini dapat dikatakan bahwa konsepsi alternatif ini merupakan temuan baru dari hasil penelitian.  Posisi pasangan elektron yang dipakai bersama dalam semua senyawa yang berikatan kovalen terletak tepat ditengah-tengah diantara kedua atom yang berikatan. Siswa menganggap bahwa pasangan elektron yang dipakai bersama dalam ikatan kovalen terletak ditengah-tengah diantara kedua atom yang berikatan. Siswa menganggap hal ini terjadi karena pasangan elektron tersebut dipakai bersama oleh kedua atom. Siswa yang memiliki konsepsi alternatif seperti ini berjumlah 30,0% atau 9 dari 30 siswa dalam sampel penelitian. Konsepsi alternatif yang ditemukan ini sesuai dengan konsepsi alternatif yang ditemukan oleh Unal, dkk., (2010) dan Dhindsa & Treagust (2009). Penelitian yang dilakukan oleh Birk & Kurtz (1999) dan Peterson & Treagust (1989) juga menemukan konsep alternatif yang sama. Konsepsi alternatif ini muncul kemungkinan disebabkan oleh siswa kurang memahami sifat keelektronegatifan dari suatu atom dan terpengaruh oleh konsep pemakaian bersama pasangan elektron pada ikatan kovalen. Siswa menganggap bahwa pasangan elektron dalam ikatan kovalen selalu berada ditengah-tengah diantara kedua atom yang berikatan karena dipakai bersama oleh kedua atom. Ikatan kovalen merupakan ikatan antaratom nonlogam. Jika kedua atom nonlogam yang sama membentuk ikatan kovalen, maka posisi pasangan elektron yang dipakai bersama akan tepat berada ditengah-tengah diantara kedua atom yang berikatan. Akan tetapi jika kedua atom nonlogam berbeda, pasangan elektron tersebut tidak akan berada ditengah-tengah diantara kedua atom. Hal ini dapat dijelaskan dengan menggunakan sifat keelektronegatifan (Zumdahl & Zumdahl, 2007:403). Semakin besar harga keelektronegatifan, semakin besar pula kemampuan suatu atom untuk menarik elektron kearah dirinya (Ebbing & Gammon, 2009:345; Zumdahl dkk., 2007:402). Sehingga dapat dikatakan bahwa posisi pasangan elektron yang dipakai bersama dalam ikatan kovalen tergantung dari harga keelektronegatifan dari atom yang berikatan.  Atom-atom Cenderung Berikatan untuk Memenuhi Aturan Oktet Siswa cenderung menganggap bahwa aturan oktet merupakan tujuan utama atom-atom dalam membentuk ikatan, baik ionik maupun kovalen. Siswa yang memiliki konsepsi alternatif ini berjumlah 8 siswa atau 26,7% dari sampel penelitian. Konsep alternatif ini sesuai dengan konsepsi alternatif yang ditemukan oleh Coll & Taylor (2001). Beberapa peneliti lain juga menemukan

SESI PARALEL KIMIA

332


konsep alternatif yang sama (Horton, 2007). Konsepsi alternatif ini muncul kemungkinan disebabkan oleh anggapan bahwa aturan oktet merupakan suatu aturan yang harus dipenuhi jika suatu atom ingin stabil. Atom yang sudah memenuhi aturan oktet, memiliki konfigurasi elektron seperti gas mulia. Konfigurasi ini dapat dipenuhi jika atom melakukan transfer elektron pada ikatan ionik dan memakai bersama pasangan elektron pada ikatan kovalen. Sehingga siswa menganggap bahwa atom-atom membentuk ikatan untuk memenuhi aturan oktet. Menurut Robinson (1998:1075) aturan oktet hanya merupakan suatu aturan yang digunakan untuk mengenali kestabilan dari suatu sistem (konfigurasi elektron. Schmid (2003 dalam Effendy, 2008b:68) menyatakan bahwa “The Noble Gas Configuration-Not the Driving Force but the Rule of the Game in Chemistry”. Sehingga dapat dikatakan bahwa konfigurasi elektron seperti gas mulia (aturan oktet) hanya merupakan aturan bukan merupakan penyebab atom-atom berikatan, akan tetapi atomatom berikatan agar memiliki tingkat energi yang lebih stabil. Tingkat energi yang dimiliki oleh atom setelah berikatan akan lebih rendah daripada tingkat energi atom-atomnya dalam keadaan terpisah (Effendy,2008c:14).  Ikatan Kimia merupakan Ikatan antar atom Kimia Siswa menganggap bahwa ikatan kimia merupakan ikatan yang terjadi antara satu atom dengan atom yang lain. Siswa yang memiliki konsepsi alternatif ini berjumlah 22 siswa atau mencapai 73,3%. Peneliti mengajukan pertanyaan tentang ikatan kimia dikarenakan peneliti melihat sebagian besar siswa menjawab bahwa ikatan ionik terjadi akibat transfer elektron dan ikatan kovalen terjadi akibat sharing elektron. Hal ini dimungkinkan terjadi karena siswa tidak memahami konsep ikatan kimia dari aspek gaya sejak awal konsep ikatan kimia diberikan. Sehingga siswa juga tidak memahami ikatan ionik dan ikatan kovalen dari aspek gaya. Ikatan kimia merupakan gaya yang membuat atom-atom yang sama atau berbeda menjadi satu kesatuan yang menunjukkan perilaku yang sama dalam senyawa kimia (Effendy, 2008c:14; Effendy, 2008a:25, Zumdahl & Zumdahl, 2007: 400). Ebbing & Gammon (2009:329) menyatakan bahwa ikatan kimia merupakan gaya tarikan yang kuat yang terdapat diantara atom-atom tertentu dalam suatu materi. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa ikatan kimia merupakan suatu gaya yang kuat yang dapat membuat atom-atom menjadi satu kesatuan yang menunjukkan perilaku yang sama dalam senyawa kimia. Misalnya saja arah gerak atom C dan atom H dalam keadaan gas tentunya masing-masing berbeda sebelum membentuk ikatan. Akan tetapi setelah membentuk molekul CH4 arah gerak atom C dan H menjadi sama (Effendy, 2008c:14). Berdasarkan kajian literature, nampaknya belum ada penelitian sebelumnya yang menemukan konsepsi alternatif ini. Hal ini dapat dikatakan bahwa konsepsi alternatif ini merupakan temuan baru dari hasil penelitian. Berdasarkan pembahasan yang telah dipaparkan diatas, ditemukan beberapa konsepsi alternatif dalam penelitian ini. Konsepsi alternatif yang ditemukan beberapa diantaranya berupa kategori deskripsi dan konsepsi alternatif lain yang bukan merupakan kategori deskripsi. Tabel 4 berikut ini disajikan keseluruhan konsepsi alternatif yang ditemukan dalam penelitian ini: Tabel 4 Konsepsi Alternatif yang Ditemukan dalam Penelitian Respon Siswa Konsepsi Alternatif Peneliti Lain* Σ % Ikatan Ionik  Ikatan ionik merupakan ikatan antara atom logam dan nonlogam  Ikatan ionik terjadi karena proses transfer elektron  Ikatan ionik merupakan ikatan yang terjadi akibat proses tukar menukar muatan  Jari-jari ion Cl- dan atom Cl adalah sama karena keduanya memiliki jumlah kulit yang sama Ikatan Kovalen  Ikatan kovalen merupakan ikatan antaratom

SESI PARALEL KIMIA

4

13,3%

Unal, dkk. (2010)

19

63,3%

3

10,0%

Unal, dkk. (2010), Taber (1998,1997 dalam Taber 2011). -

6

20,0%

-

4

13,3%

Unal, dkk. (2010)

333

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 nonlogam  Ikatan kovalen terjadi karena proses sharing elektron  ikatan kovalen terjadi karena peristiwa overlap  Posisi pasangan elektron yang dipakai bersama berada ditengah-tengah diantara kedua atom yang berikatan kovalen  Kation dan anion tidak terbentuk pada ikatan kovalen karena kedua atom yang berikatan sama-sama kekurangan elektron Ikatan Kimia Secara Umum  Atom-atom cenderung berikatan untuk memenuhi aturan oktet

23

76,7%

3 9

10,0% 30,0%

7

23,3%

8

26,67%

Unal, dkk. (2010), Taber (1998 dalam Taber 2011) Unal, dkk. (2010), Dhindsa &Treagust (2009), Birk & Kurtz (1999), Peterson & Treagust (1989). -

Taber (1998 dalam Horton 2007), Bodner (1991 dalam Horton 2007) 22 73,33%  Ikatan kimia merupakan ikatan antaratom kimia *) Peneliti lain yang dimaksud adalah peneliti yang menemukan konsep alternatif yang mirip dengan temuan dalam penelitian ini.

PENUTUP Kesimpulan yang diperoleh dalam penelitian ini adalah: 1. Keragaman konsepsi siswa kelas X di sebuah SMA Malang pada materi ikatan ionik ditunjukkan dengan lima kategori deskripsi, yaitu: a) Ikatan Logam- Non-logam (ILN), yaitu ikatan ionik merupakan ikatan antara atom logam dan nonlogam; b)Proses Transfer Elektron (PTE) (sebagian), yaitu ikatan ionik terjadi karena proses transfer elektron; c) Proses Transfer Elektron (PTE) (lengkap), yaitu ikatan ionik terjadi karena proses transfer elektron; d) Proses Exchange Muatan (PEM), yaitu ikatan ionik terjadi karena proses tukar menukar muatan; dan e) Gaya Elektro-statik (GE), yaitu ikatan ionik terjadi karena gaya tarikan elektrostatik yang ditimbulkan oleh kation dan anion. 2. Keragaman konsepsi siswa kelas X di sebuah SMA Malang pada materi ikatan kovalen ditunjukkan dengan empat kategori deskripsi, yaitu: a) Antar Atom Nonlogam (AAN), yaitu ikatan kovalen merupakan ikatan antaratom nonlogam ; b) Sharing Elektron (SE) (sebagian), yaitu ikatan kovalen terjadi karena proses sharing elektron; c) Sharing Elektron (SE) (lengkap), yaitu ikatan kovalen terjadi karena proses sharing elektron; dan d) Overlap, yaitu ikatan kovalen terjadi karena peristiwa overlap. 3. Ditemukan beberapa konsepsi alternatif yang merupakan temuan baru dari penelitian ini, dua diantaranya merupakan kategori deskripsi sebagai berikut: (1) ikatan ionik terjadi karena proses tukar menukar muatan, (2) ikatan kovalen terjadi karena peristiwa overlap. Selain itu, juga ditemukan beberapa konsep alternatif temuan baru yang bukan merupakan kategori deskripsi sebagai berikut: (1) jari-jari ion Cl- dan atom Cl adalah sama karena keduanya memiliki jumlah kulit yang sama, (2) kation dan anion tidak terbentuk pada ikatan kovalen karena kedua atom yang berikatan sama-sama kekurangan electron, (3) ikatan kimia merupakan ikatan antaratom kimia. DAFTAR RUJUKAN Ali, W. Z. W. 1995. Memahami Pemelajaran Menerusi Penyelidikan Fenomenografi. Pertanika Journal Social Science & Humanity, 3(2): 135-146.

SESI PARALEL KIMIA

334


Andersson, B. 1986. Pupils’ explanations of some aspects of chemical reactions, Science Education, 70, 549–563. Birk, J.P., & Kurtz, M.J. 1999. Effect of Experience on Retention and Elimination of Misconception about Molecular Structure and Bonding. Journal of Chemical Education, 76(1). Bodner, G. 1986.Constructivism: a theory of knowledge, Journal of Chemical Education, 63, 873– 878. Brown, D. E. 1992. Using examples and analogies to remediate misconceptions in physics: factors influencing conceptual change, Journal of Research in Science Teaching, 29, 17–34. BSNP. 2006. Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar SMA/MA. Jakarta: BSNP. Coll, R. K., & Taylor, Neil. 2002. Alternative Conceptions of Chemical Bonding Held by Upper Secondary and Tertiary Students. Research in Science & Technological Education, 19 (2): 171-191. Coll, R.K., & Treagust, D.F. 2003. Investigation of Secondary School, Undergraduate, and Graduate Learners’ Mental Models of Ionic Bonding. Journal of Research in Science Teaching, 40(5): 464-486 Dhindsa, H.S. & Treagust, D.F. 2009. Conceptual Understanding of Bruneian Tertiary Students: Chemical Bonding and Structure. Brunei International Journal of Science & Mathematics Education, 1(1): 35-51. Duit., R. 2009. Bibliography – STCSE: Students’ and teachers’ conceptions and science education. Available online at: http://www.ipn.unikiel.de/aktuell/stcse/stcse.html (access 10 June 2010). Ebbing, D.D., & Gammon, S.D. 2009. General Chemistry 9th Ed. New York: Houghton Mifflin Company Ebenezer, J.V., & Fraser, D.M. 2001. First Year Chemical Engineering Students’ Conception of Energy in Solution Processes: Phenomenographic Categories for Common Knowledge Construction, Science Education, 85: 509-535. Effendy. 2008a. A-Level Chemistry for Senior High School Students Volume 1B. Malang: Bayumedia Publishing. Effendy. 2008b. Ikatan Ionik dan Cacat-Cacat pada Kristal Ionik Edisi 2. Malang: Bayumedia Publishing Effendy. 2008c. Teori VSEPR Kepolaran dan Gaya Antarmolekul. Malang: Bayumedia Publishing. Griffiths, A.K., & Preston, K.R. 1992. Grade-12 Students’ Misconception Relating to Fundamental Characteristics of Atoms and Molecules, Journal of Research in Science Teaching, 29(6): 611-628. Herron, J. D., & Nurrenbern, S. C. 1999.Chemical education research: improving chemistry learning, Journal of Chemical Education, 76(10), 1354-1361). Marton F. 1988. Describing and improving learning. In R. R. Schmeck (Ed.) Learning strategies and learning styles. N.Y. Plenum. Marton, F., & Pong, W.Y. 2005. On the Unit of Description in Phenomenography. Higher Education Research & Development, 24(4): 335-348. McMurry, J., & Fay, R.C. 2004. Chemistry, 4th Ed. Upper Saddle River: Prentice Hall.

SESI PARALEL KIMIA

335


Nahum, T.L., Hofstein, A., Mamlok-Naman, R., & Bar-Dov, Z. 2004. Can Final Examinations Amplify Students’ Misconceptions in Chemistry? Chemistry Education: Research and Practice. 5(3): 301-325. Peterson, R.F., & Treagust, D.F. 1989. Grade-12 Students’ Misconceptions of Covalent Bonding and Structure. Journal of Chemical Education, 66(6): 459-460. Rahayu, S. 2000. Menggali Konsepsi Siswa tentang Sains dengan Pendekatan Fenomenografi. Jurnal Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, dan Pengajarannya, 29(1): 115-133. Robinson, W.R. 1998. An Alternative Framework for Chemical Bonding. Journal of Chemical Education, 75(1): 1075. Sanger, M. J., & Greenbowe, T. J. 1997a. Common student misconceptions in electrochemistry: galvanic, electrolytic, and concentration cells, Journal of Research in Science Teaching, 34(4), 377–398 Silberberg, M.S. 2006. Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change, 4th Ed. New York: McGraw-Hill. Sin. S. 2010. Consideration of Quality in Phenomenographic Research. International Journal of Qualitative Methods, 9(4): 305-319. Taber, K.S. 2011. Building the Structural Concepts of Chemistry: Some Considerations from Educational Research. Chemistry Education: Research and Practice in Europe, 2(2): 123158. Taber, K.S. 2011. Models, Molecules and Misconceptions: A Commentary on “ Secondary School Students’ Misconceptions of Covalent Bonding”. Turkish Science Education, 8(1): 3-18. Tan, K.D., & Treagust, D.F. 1999. Evaluating Students’ Understanding of Chemical Bonding. School Science Review, 81(294): 75-84. Ünal, S., Coștu, B., & Ayas, A. 2010. Secondary School Students’ Misconception of Covalent Bonding. Journal of Turkish Science Education, 7 (2): 3-29. Wandersee, J. H., Mintzes, J. J., and Novak, J. D. (1994) Research on alternative conceptions in science, in: D. Gabel (ed.) Handbook of research in science teaching and learning, New York: MacMillan), 177–210. Zumdahl, S.S., & Zumdahl, S.A. 2007. Chemistry 7th Ed. New York: Houghton Mifflin Company. Zumdahl, S.S., Zumdahl, S.L., & DeCoste, D.J. 2007. World of Chemistry. Dallas: McDougal Littell.

SESI PARALEL KIMIA

336


PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI EDIBLE FILM DARI PATI UBI KAYU ADIRA-4 DENGAN PLASTICIZER SORBITOL DAN GLISEROL 1)

1)

Sumari, 2)Erliana Ginting, dan Dayu Senoaji ANP

Jurusan Kimia, FMIPA, Universitas Negeri Malang, Jl. Semarang No. 5 Malang 65145; 2) BALITKABI Malang E-mail: [email protected]

Abstrak: Penggunaan plastik nonbiodegradable sebagai pengemas makanan menimbulkan masalah pencemaran lingkungan. Oleh karena itu penggunaan bahan pengemas yang berasal dari sumber yang dapat diperbaharui dan bersifat biodegradable perlu dikembangkan. Salah satu usaha untuk membuat plastik biodegradable dilakukan melalui penelitian pembuatan edible film dari pati ubi kayu dengan penambahan plasticizer sorbitol dan gliserol. Karakterisasi edible film meliputi penentuan kadar air, kadar amilosa, kadar pati, derajat putih, dan sifat mekanik bahan, serta analisis gugus fungsi menggunakan FTIR. Hasil penelitian menunjukkan, bahwa pati ubi kayu mengandung kadar air 7,79±0,04 kadar pati (65,46±0,36), amilosa (29,80±0,14) dan derajat putih 89,35±0,78. Edible film pati dan gliserol yang dihasilkan memiliki kecerahan warna 81,47±0,50 (tebal 0.02 mm), tensile strength (8,77±0,87), elongasi (1,97±0,14). Edible film pati dan sorbitol yang dihasilkan memiliki kecerahan warna 81,33±0,84 (tebal 0.03 mm), tensile strength (8,60±1,39), elongasi (1,43±0,05). Analisis FTIR menunjukkan penambahan gliserol dan sorbitol pada pati ubi kayu tidak menyebabkan perubahan gugus fungsi pada edible film dibandingkan komponen penyusunnya. Antar komponen edible film hanya terjadi interaksi gaya van der Walls dan ikatan hidrogen Kata kunci: edible film, plasticizer, pati, ubi kayu Adira-4.

PENDAHULUAN Sebagian bahan-bahan makanan baik dalam bentuk segar maupun bahan yang sudah diolah bersifat mudah rusak. Untuk mendapatkan penyimpanan yang optimal baik dari segi daya simpan, nilai gizi, dan ekonomis, maka diterapkan teknologi pengemasan pada bahan pangan (Susanto dan Saneto, 1994). Penggunaan plastik sebagai pengemas selama ini telah berkembang pesat karena memiliki banyak keunggulan yaitu, ringan, praktis, anti karat, dapat diberi warna sehingga kelihatan menarik, penghambat panas dan penghambat listrik yang baik (Billmeyer, 1984). Namun, disisi lain plastik menimbulkan masalah pencemaran lingkungan karena sulit terurai oleh cuaca maupun mikroba tanah (Martaningtyas, 2004). Oleh karena itu, penggunaan bahan pengemas yang berasal dari sumber yang dapat diperbaharui dan mudah diuraikan oleh mikroorganisme (biodegradable) mulai dikembangkan. Salah satunya adalah edible film yang dibuat dengan bahan baku polisakarida yang mampu membentuk matrik film (Krochta et al., 1994). Edible film dapat didefinisikan sebagai lapisan tipis yang melapisi suatu bahan pangan dan layak makan, digunakan pada makanan dengan cara membungkus makanan, pencelupan atau penyemprotan (Robertson, 1992). Edible film digunakan untuk memperbaiki kualitas makanan, memperpanjang masa simpan, menghambat perpindahan uap air, gas (oksigen, karbondioksida), dan sebagai pembawa komposisi-komposisi makanan (misalnya antioksidan, antimikroba, pengawet, flavour (Robertson, 1992). Penggunaan edible film ini diperuntukkan sebagai pembungkus misalnya pada permen, buah, sup kering, dan lain-lain (Susanto dan Sucipta, 1994). SESI PARALEL KIMIA

337


Menurut Fennema (1994), bahan polimer penyusun edible film dibagi menjadi tiga kategori yaitu hidrokoloid, lemak dan komposit. Komponen yang termasuk hidrokoloid antara lain protein, turunan selulosa, alginat, pektin, pati dan polisakarida lainnya. Lemak biasanya tersusun dari wax, asil gliserol, dan asam lemak. Sedangkan komposit merupakan gabungan dari lemak dan hidrokoloid. Film dari komposit dapat membentuk lapisan ganda yang terdiri dari lapisan pertama berupa hidrokoloid dan lapisan kedua berupa lemak yang saling menyebar rata (Krochta, 1994). Hidrokoloid memiliki sifat-sifat pembentuk edible film yang baik. Ketahanan bahan edible film ini terhadap rembesan gas dan flavour cukup baik, demikian pula terhadap lemak dan minyak, tetapi kurang efektif dalam meghambat uap air (Guilbert, 1986). Edible film lemak seperti monogliserida asetil (AMGs) sangat baik digunakan sebagai penghalang terhadap uap air karena bersifat hidrofobik (Yvonne, 1995 dalam Proborini, 2006). Edible film yang lentur dan kuat dapat dibuat dari pati yang mengandung amilosa (Meyer, 1960). Adanya amilopektin dalam jumlah yang tinggi dapat mengurangi ikatan antar molekul dan akan menghambat pembentukan gel yang kuat. Struktur amilosa memungkinkan pembentukan ikatan hidrogen dengan molekul tetangganya dan selama pemanasan mampu membentuk jaringan tiga dimensi yang dapat menangkap air untuk menghasilkan gel yang kuat. Amilopektin dalam granula pati tidak memiliki kemampuan membentuk jaringan tiga dimensi karena cabangnya menyulitkan dalam pembentukan jaringan, oleh karena itu pemilihan pati yang digunakan ditentukan oleh kadar amilosa (Meyer, 1960). Kelebihan penggunaan edible film dibandingkan pengemas polimer sintetik lainnya adalah: 1)Edible film dapat dikonsumsi bersama dengan produk yang dikemas, dan tidak menimbulkan efek beracun. 2) Jika edible film tidak dikonsumsi (dibuang setelah digunakan), tidak berdampak buruk terhadap lingkungan karena tidak menimbulkan polusi dan mudah didegradasi oleh mikroorganisme. 3) Edible film dapat menambah sifat organoleptik bahan yang dikemas, seperti rasa, warna dan bahan-bahan pemanis yang dimasukkan ke dalamnya. 4). Edible film dapat digunakan untuk pengemasan tersendiri dari makanan berukuran kecil seperti ercis, buncis, kacang-kacangan dan strawberry. 5). Edible film dapat digunakan pada permukaan antar lapisan makanan yang berbeda karena dapat mencegah kelembaban antar komponen dan perpindahan larutan dalam makanan seperti pizza, dan permen. 6). Bahan-bahan untuk membuat edible film relatif murah dan teknologi pembuatannya cukup sederhana. Bahan edible film dari polisakarida yang cukup potensial adalah bahan-bahan berbasis pati (Jokay 1967 dan Willet 1994 dalam Marseno, dkk., 2003). Beberapa bahan yang mengandung pati antara lain ubi kayu, ubi jalar, ganyong, ubi kayu, dan talas (Suismono, 2001). Dalam penelitian ini bahan yang digunakan adalah pati ubi kayu Adira-4 yang kadar amilosanya cukup tinggi. Menurut Whisltler and Pascal (1967), pati dengan kadar amilosa tinggi sesuai untuk bahan baku edible film karena struktur amilosa memungkinkan pembentukan ikatan hidrogen dengan molekul tetangganya dan selama pemanasan mampu membentuk jaringan tiga dimensi yang dapat menangkap air untuk menghasilkan gel yang kuat. Namun, edible film yang dihasilkan dari bahan baku pati relatif mudah robek (getas), sehingga perlu penambahan plasticizer agar film menjadi lebih lentur (Gontard et al., 1993). Beberapa bahan yang dapat digunakan sebagai plasticizer antara lain gliserol, sorbitol, propilen glikol dan xylitol. Pada penelitian ini dilakukan penambahan sorbitol dan gliserol pada pati ubi kayu untuk melihat karakteristik edible film yang dihasilkan. METODE Pembuatan Pati Ubi Kayu Ubi kayu dikupas kemudian diparut dengan pemarut mekanis, ditampung dalam air (1:3 b/v). Setelah itu diperas dengan kain saring untuk memisahkan patinya. Pati yang diperoleh kemudian didiamkan/ diendapkan, air dibagian atas dibuang. Selanjutnya pati basah ini dikeringkan dalam oven pada suhu 50 oC selama 8 jam, digiling dengan alat penepung mekanis dan diayak 100 mesh. Pati diuji analisis kadar pati, kadar amilosa, kadar air, derajat putih dan identifikasi gugus fungsi dengan spektroskopi inframerah.

SESI PARALEL KIMIA

338


Pembuatan Edible Film dengan Penambahan Plasticizer Sorbitol dan Gliserol Pati ubi kayu sebanyak 8 gram dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml. Kemudian kedalamnya ditambahkan plasticizer sorbitol dan gliserol pada volume 2% v/bpati (0,16 ml), dilanjutkan dengan penambahan aquades sampai tanda batas. Selanjutnya campuran ini dipindahkan ke beaker glass 250 ml, dipanaskan dalam waterbath sampai pati mengalami gelatinisasi disertai pengadukan. Setelah itu, diangkat dari waterbath dan dituang diatas cetakan, lalu dikeringkan di dalam oven pada suhu 50 0C selama 4 jam dan didinginkan pada suhu kamar selama 15 menit. Karakterisasi edible film, meliputi uji ketebalan, warna, uji tarik yang meliputi perpanjangan (elongasi) dan kekuatan peregangan (tensile strength), dan identifikasi gugus fungsi dengan spektroskopi inframerah. Karakterisasi Edible Film Pengamatan fisik yang dilakukan terhadap pati, meliputi analisa kadar air (Sudarmadji, dkk., 1997), dan analisa derajat putih. Sementara pengamatan kimia, meliputi analisa kadar pati (Sudarmadji, dkk., 1997), analisa kadar amilosa (Apriyantono, 1993), dan analisa gugus fungsi dengan FT-IR. Pengamatan fisik edible film meliputi, warna dan ketebalan (Cuq et al., 1996), analisa elongasi (Cuq et al., 1996), analisa tensile strength (Cuq et al., 1996), dan identifikasi gugus fungsi melalui uji FT-IR. HASIL DAN PEMBAHASAN Penelitian ini mengkaji tentang sifat fisika dan kimia dari pati ubi kayu dan edilble film dengan penambahan plasticizer sorbitol dan gliserol dengan konsentrasi pati 8% b/vtotal (8 gram) dan konsentrasi plasticizer 2% v/bpati (0,16 ml). Pemilihan spesifikasi di atas berdasarkan uji pendahuluan untuk menghasilkan edible film berupa lembaran tipis, transparan, lentur dan menyerupai plastik sintetis. Sifat Fisik dan Kimia Bahan Baku Pati Hasil karakterisasi sifat fisik dan kimia pati ubi kayu disajikan pada Tabel 1. Tabel 1: Hasil Analisis Kadar Air, Pati, Amilosa, dan Derajat Putih dari Pati Ubi kayu * Karakterisasi Hasil pengukuran (%) Derajat Putih (89,35±0,78 Kadar Pati 65,46±0,36 Kadar Amilosa 29,80±0,14 Kadar Air 7,79±0,04

Pati ubi kayu memiliki nilai derajat putih cukup tinggi (89,35±0,78). Pada penelitian ini dilakukan proses perendaman dalam larutan natrium bisulfit yang dapat mencegah terbentuknya warna gelap/ coklat akibat aktivitas enzim polifenolase. Untuk menghambat aktivitas enzim polifenolase, disarankan penambahan garam sulfit atau klorida pada air rendaman saat proses pemarutan berlangsung (Widowati et al.,1997). Warna/ derajat putih pati turut menentukan kualitas produk yang dihasilkan, terutama warna/ tingkat kecerahan karena itu merupakan salah satu kriteria persyaratan mutu, dimana makin tinggi persentase derajat putih pati makin baik Pati ubi kayu memiliki kadar pati 65,46±0,36 dengan kadar amilosa 29,80±0,14. Baik kadar pati dan amilosa tersebut dapat dipengaruhi oleh varietas, umur panen, iklim, dan jenis tanah. Selain itu, kadar pati juga dipengaruhi oleh cara ekstraksi, sehingga adanya ikutan senyawa lain seperti protein, lemak, serat, dan abu akan menentukan tingkat kemurnian pati (Ginting et al., 2005). Pati tersusun atas amilosa dan amilopektin. Pati dengan kadar amilosa rendah jika dibuat pasta akan bersifat lunak dan relatif tidak membentuk gel yang kokoh (Suryani, 2001). Kadar air pati ubi kayu sebesar 7,79±0,04. Kadar air berpengaruh terhadap kualitas dan masa simpan dari pati tersebut. Kadar air pati tersebut cukup rendah (<10%), sehingga aman untuk

SESI PARALEL KIMIA

339


disimpan. Kadar air pati telah memenuhi standar mutu untuk pati ubi kayu (SNI 1991), maksimum 15%. Standar ini digunakan sebagai acuan karena standar mutu untuk pati ubi kayu belum tersedia Sifat Fisik Edible Film Dari penelitian didapatkan bahwa rerata berat edible film perlembar ± 0,47 gram dari pati ubi kayu dengan kandungan sorbitol atau gliserol ± 0,03 ml perlembar. Hasil analisis ketebalan, warna, tensile strength dan elongasi edible film dari pati ubi kayu dengan penambahan sorbitol dan gliserol disajikan pada Tabel 2 Tabel 2 Hasil Analisis Ketebalan, Warna, Tensile Strength, dan Elongasi dari Edible Film)*

Jenis Pati

Plasticizer

Ketebalan (mm)

Warna (L*)

Tensile Strength (MPa)

Elongasi (%)

Ubi kayu

Gliserol

0.02

81,47±0,50

8,77±0,87

1,97±0,14

Sorbitol 0.02 81,33±0,84 *Data merupakan rerata dari 3 ulangan  standar deviasi.

8,60±1,39

1,43±0,05

Ketebalan Pada penelitian ini, pembuatan edible film menggunakan alat dan cetakan yang sama, demikian pula suhu dan waktu pengeringan yang sama, sehingga diperoleh edible film dengan ketebalan yang sama pula. Ketebalan edible film yang diperoleh dari semua perlakuan memiliki nilai yang sama yakni 0.02 mm. Ketebalan edible film dipengaruhi oleh konsentrasi pati dan ukuran plat kaca. Edible film dengan ketebalan 0.03 mm memberikan arti bahwa film cukup tipis sehingga applicable untuk digunakan sebagai pembungkus makanan baik ditinjau dari sisi sensoris maupun penampilan dari makanan yang dibungkus. Warna Parameter warna yang diuji pada edible film diukur dengan menggunakan colour reader dengan parameter yang dibaca L*, a*, dan b*. Nilai L* menyatakan tingkat kecerahan/ lightness dengan kisaran 0-100. Nilai 0 untuk kecenderungan warna hitam (gelap) dan 100 untuk kecenderungan putih (terang). Nilai a* menunjukkan intensitas warna merah (+) sampai hijau (-), dan nilai b* menyatakan intensitas warna kuning (+) sampai biru (-). Pada penelitian ini parameter yang digunakan hanya nilai L* karena bahan yang digunakan berupa pati yang berwarna putih dengan penambahan sorbitol dan gliserol yang tidak berwarna, sehingga warna putih/ kecerahan lebih dominan. Tingkat kecerahan (L*) edible film dari campuran pati ubi kayu dengan gliserol 81,47±0,50 dan dengan sorbitol (81,33±0,84). Hal ini menunjukkan bahwa kedua plasticizer tidak terlalu mempengaruhi warna edible film yang dihasilkan. Berdasarkan data warna tersebut menunjukkan kedua edible film memiliki tingkat kecerahan yang baik. Kekuatan Tarik (Tensile Strength) dan Perpanjangan (Elongasi) Uji kekuatan tarik digunakan untuk mengetahui sifat mekanik bahan, terutama kekuatan tarik dan regangannya. Semakin tinggi rerata nilai tensile strength edible film maka kekuatannya dalam menahan tekanan yang diberikan semakin baik, demikian sebaliknya. Elongasi adalah kemampuan perpanjangan film saat diberikan gaya tarik. Semakin tinggi persen elongasi edible film maka edible film yang dihasilkan memiliki fleksibilitas yang baik karena mampu melakukan perpanjangan secara maksimum, demikian sebaliknya (Gontard et al., 1993) Kekuatan tarik dan perpanjangan edible film yang dihasilkan antara pati ubi kayu dengan penambahan gliserollebih tinggi dibandingkan dengan penambahan sorbitol. Hal ini karena gliserol memiliki rantai molekul yang lebih pendek sehingga memungkinkan pembentukan ikatan hydrogen yang lebih banyak sehingga interaksi antar poliglukosa lebih kuat yang berimbas pada sifat tensile strength dan elongasi yang lebih tinggi.. Semakin besar nilai tensile strength dan elongasi

SESI PARALEL KIMIA

340


menunjukkan ketahanannya terhadap kerusakan akibat tarikan, peregangan, dan tekanan sehingga kualitas fisik yang dihasilkan semakin baik. Hal ini diperkuat dengan pernyataan Gontard (1993) kekuatan peregangan merupakan kemampuan edible film untuk menahan suatu beban gaya dari luar yang diberikan terhadap edible film. Nilai tensile strength tinggi berarti menunjukkan bahwa bahan tersebut mempunyai kecenderungan sulit patah. Analisis Gugus Fungsi Dengan FTIR). Karakterisasi dengan spektrofotometer FTIR digunakan untuk mengetahui interaksi antara komponen penyusun edible fim. Dari data spektra IR dapat diketahui gugus fungsi yang ada pada pati ubi kayu, sorbitol, gliserol, dan edible film. Hasil spektrum IR pati ubi kayu, sorbitol dan gliserol disajikan pada Gambar 3 , 4, dan 5 serta analisis gugus fungsi disajikan pada Tabel 3, 4, dan 5

Gambar 3 Spektrum IR Pati Ubi kayu Tabel 3 Hasil Analisis Gugus Fungsi Spektrum IR Pati Ubi kayu Bilangan Gelombang (cm-1) Gugus Fungsi 3553,60 Ulur O-H 3287,44 O-H ikatan hidrogen 2930,63 C-H alifatik 1646,13 Tekuk O-H 1370,33 C-O-C α-1,4-glikosidik 1159,14 C-O-C α-1,6-glikosidik 1084,88 Ulur C-O 994,24 C-O-C siklik piranosa

Gambar 4 Spektrum IR Sorbitol

SESI PARALEL KIMIA

341

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 Tabel 4 Hasil Analisis Gugus Fungsi Spektrum IR Sorbitol Bilangan Gelombang (cm-1) Gugus Fungsi 3503,45 Ulur O-H 3278,76 O-H ikatan hidrogen 2936,42 C-H alifatik 1642,27 Tekuk O-H 1084,88 Ulur C-O

Gambar 5 Spektrum IR Gliserol Tabel 5 Hasil Analisis Gugus Fungsi Spektrum IR Gliserol Bilangan Gelombang (cm-1) Gugus Fungsi 3736,82 Ulur O-H 3553,60 O-H ikatan hidrogen 2936,42 C-H alifatik 1639,38 Tekuk O-H 1043,42 Ulur C-O

Interaksi yang terjadi antar komponen dalam edible film dapat dilihat dari hasil spektrum IR campuran pati ubi kayu dengan sorbitol kemudian dibandingkan dengan spektrum IR komponenkomponen penyusunannya. Spektrum IR dari pati ubi kayu dengan penambahan sorbitol dan gliserol disajikan pada Gambar 6 dan Gambar 7 dan hasil analsis sektrum IR disajikan pada Tabel 6 dan Tabel 7.

Gambar 6 Spektrum IR Edible Film dari Pati Ubi kayu dengan Penambahan Gliserol Tabel 6 Hasil Analisis Spektrum IR Pati Ubi kayu 8% b/v total + Gliserol 2% v/bpati

SESI PARALEL KIMIA

342

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 Bilangan Gelombang (cm-1) 3502,49 3375,20 2928,71 1648,06 1366,47 1154,32 1081,99 933,48

Gugus Fungsi Ulur O-H O-H ikatan hidrogen C-H alifatik Tekuk O-H C-O-C α-1,4-glikosidik C-O-C α-1,6-glikosidik Ulur C-O C-O-O siklik piranosa

Gambar 7 Spektrum IR Edible Film dari Pati Ubi kayu dengan Penambahan Sorbitol Tabel 7 Hasil Analisis Spektrum IR Pati Ubi kayu 8% b/v total + Sorbitol 2% v/bpati Bilangan Gelombang (cm-1) 3446,56 3378,09 2928,71 1646,13 1414,69 1153,35 1081,99 933,48

Gugus Fungsi Ulur O-H O-H ikatan hidrogen C-H alifatik Tekuk O-H C-O-C α-1,4-glikosidik C-O-C α-1,6-glikosidik Ulur C-O C-O-O siklik piranosa

Berdasarkan analisis spectrum edible film dan spectrum komponen-komponen penyusunannya menunjukkan bahwa pencampuran plasticizer dan pati ubi kayu tidak menyebabkan perubahan gugus fungsi komponen penyusunannya. Tetapi, spectra edible film hanya merupakan penjumlahan spectra komponen penyusunannya. Namun demikian, penambahan plasticizer menyebabkan pelebaran spectrum pada angka gelombang 3300 – 3600 cm-. Hal ini menunjukkan adanya ikatan hydrogen pada penambahan plasticizer sorbitol dan gliserol. Selain itu puncak spektrum dari edible film dengan plasticizer sorbitol lebih lebar dan bergeser ke arah kanan dibandingkan puncak edible film dengan penambahan gliserol. Hal ini data terjadi karena sorbitol mempunyai enam gugus O-H sedangkan gliserol hanya memiliki tiga gugus O-H sehingga memungkinkan sorbitol dapat membentuk ikatan hidrogen dengan pati lebih banyak. Ikatan hidrogen ini dapat mengakibatkan ikatan kovalen O-H menjadi lemah dan angka/bilangan gelombang vibrasinya turun (Sudjadi, 1983) KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa:

SESI PARALEL KIMIA

343


1. Edible Film terbuat dari pati ubi kayu dengan plasticizer bisa dibuat cukup tipis, memiliki tingkat kecerahan yang baik, sehingga applicable untuk digunakan sebagai pembungkus makanan dan obat-obatan 2. Kekuatan tarik dan perpanjangan edible film yang dihasilkan antara pati ubi kayu dengan gliserol lebih tinggi dibandingkan dengan penambahan sorbitol 3. Penambahan gliserol dan sorbitol pada pati ubi kayu tidak menyebabkan perubahan gugus fungsi pada edible film dibandingkan komponen penyusunnya. Antar komponen edible film hanya terjadi interaksi gaya van der Walls dan ikatan hidrogen. DAFTAR PUSTAKA Apriyantono, Fardiaz, D., Puspitasari, N., dan Budianto, S. 1993. Petunjuk Laboratorium, Analisa Pangan. Bogor: Pusat Antar Universitas, IPB. Billmeyer, J. R, R. W. 1962. Texbook of Polymer Science. New York: John Wiley & Sons. Inc. pp.1-18. Cuq, B., Gountard, N., & Guilbert, S. 1996. Funcional Properties of Myofibrillar Protein-based Biopacking as Affected by Film Thickness. Journal of Food Science, 61 (3): 580-583. Fennema, D.R. 1996. Food Chemistry (3rd ed.). New York: Marcell Dekker, Inc. Ginting, E., Widodo, Y., Rahayuningsih, S.A., & Jusuf, M. 2005. Karakteristik Pati Beberapa Varietas Ubi Jalar. Jurnal: Penelitian Pertanian Tanaman Pangan, 24 (1): 8-16. Gontard, N., Guilbert, S., & Cuq, J.L. 1993. Water and Glycerol as Plastiziers Effect Mechanical and Water Vapour Barrier Properties of an Edible Film Wheat Gluten Film. Journal of Food Science, 58 (1). Gountard, N., Guilbert, S., & Jean-Louis, C. 1992. Edible Wheat Gluten Film: Influence of Main Process Variable on Film Properties Using Response Surface and Corn Proteins. Journal of Food Science, 1 (57): 190. Guilbert, S. 1986. Technology and Application of Edible Protective Film. p-371-394. New York: Elsevier Applied Science Publishers. Indarti, E. & Fahrizal. 2007. Kajian Pengaruh Konsentrasi dan Jenis Plasticizer terhadap Kekuatan Fisik Edible Film dari Sagu. UNSYIAH Digital Library. (Online), (http://222.124.186.229/gdl40/go.php?id=gdlnode-gdl-res-2007-iretiindar1113&width=400, Kester, J.J. & Fennema, O. 1996. Edible Film and Coating A Review. Food Technology. 40 (12): 371-394. Krochta, J.M., Balduin, E.A. & M.O, Nisperos-Carriedo. 1994. Edible Coatings and Film to Improve Food Quality. California: Technomic Publishing Company, Inc. Marseno, W., Djagal. & Amrinarsih. 2003. Sifat Fisik dan Mekanik Biodegradable Film Pati Ubi kayu (Maranta arundinaceae L). Seminar Nasional PATPI. p-755-764. Martaningtyas, D. 2004. Potensi Plastik Biodegradable. (http://www.pikiran-rakyat.com) McHugh, T.H. & Krochta, J.M. 1994. Permeability Properties of Edible Films. dalam John, M.K., Elizabeth, A.B. & Myrna, O.N. (Eds.), Edible Coatings and Films to Improve Food Quality p-140-157. Pennsylvania: Technomic Publishing Company, Inc. Meyer, L.H. 1960. Food Chemistry. New Delhi: Affiliated East West Press PVT. Robertson, L.G. 1992. Food Packaging Principles and Practice. New York: Marcel Dekker, Inc.pp.1-67 SESI PARALEL KIMIA

344


SNI. 1991. Standar Nasional Indonesia untuk Tapioka. Jakarta: Dewan Standarisasi Nasional. Sudarmadji, S.B., Haryono., & Suhadi. 1997. Prosedur Analisa untuk Bahan Makanan dan Pertanian. Yogyakarta: PT. Liberty. Sudjadi. 1983. Penentuan Struktur Senyawa Organik. Bandung: Ghalia Indonesia.pp.41-75 Suismono. 2001. Teknologi Pembuatan Tepung dan Pati Ubi-ubian untuk Menunjang Ketahanan Pangan. Pangan 10 (37): 37-49. Suryani, C.L. 2001. Karakteristik Amilografi Pati Ganyong Putih, Ubi Jalar dan Ubi kayu serta Sifat-sifat Fisik Sohun yang Dihasilkan. Dalam B. Widianarko, B. Widiloka, V.P. Bintaro, A.M. Legowo, G. Adjisoetopo, R. Pratiwi, dan Nurwanto (Eds). Himpunan Makalah Seminar Nasional Teknologi Pangan. Semarang: PATPI. Pp. 42-52. Susanto, T. & Sucipta, N. 1994. Teknologi Pengemasan Bahan Makanan. Blitar: CV Family. Pp.135 Widowati, S., Waha, S.G., & Santosa, B.A.S. 1997. Ekstraksi dan Karakteristik Sifat Fisikokimia dan Fungsional pati Beberapa Varietas Talas (colocasia esculenta (L.) Schott). Dalam Budjianto, S., Zakaria, F., Haryadi, R.D. dan Satiawiharja, B. (Eds). Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pangan. Denpasar, 16-17 Juli 1997. Buku I. PATPI-Menpangan RI. Pp.181-195.

SESI PARALEL KIMIA

345


FORMULASI BIOINSEKTISIDA DAN UJI EFIKASI SEMILAPANG DARI EKSTRAK KLOROFORM KULIT BATANG TUMBUHAN BAKAU DAUN BESAR (Bruguiera gymnorrhiza Lamk.) (RHIZHOPORACEAE) Uni Nur Madinah dan Tukiran Jurusan Kimia, FMIPA-Universitas Negeri Surabaya Koresponden: [email protected] Abstrak: Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hasil pengujian bioaktivitas insektisida dari ekstrak kloroform kulit batang tumbuhan Bakau Daun Besar (Bruguiera gymnorrhiza) setelah dilakukan formulasi dengan ekstrak metanol biji mimba (EMBM) dan efektifitas hasil pengujian semilapang formula EKBG terhadap ulat grayak. Pengembangan formula EKBG dilakukan dengan cara menggunakan bahan aktif ekstrak campuran yaitu ekstrak kloroform kulit batang tumbuhan Bruguiera gymnorrhiza dan ekstrak metanol biji mimba dengan perbandingan konsentrasi 2:1. Pengujian bioaktifitas hasil formulasi insektisida terhadap pertumbuhan ulat grayak menggunakan metode semprot agar diyakini terjadinya racun kontak atau racun perut dengan konsentrasi 0, 200, 400, 800, 1600, 3200, dan 6400 mg/L. Bioaktivitas formula EKBG diuji terhadap ulat grayak instar II dan dianalisis probit untuk mendapatkan nilau LC50. Sedangkan untuk nilai EI pada pengujian semilapang efikasi EKBG dihitung menggunakan rumus abbot. Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa hasil pengujian bioaktivitas formula EKBG didapatkan nilai LC50 sebesar 3100,150 mg/L dan nilai EI pada pengujian semilapang menunjukkan formula EKBG 6 EC adalah 53,70% lebih baik jika dibandingkan dengan pembanding OrgaNeem yaitu sebesar 51,85% yang dicapai pada saat pengamatan hari ke-7 setelah aplikasi. Sehingga formula EKBG 6 EC dapat dikatakan efektif. Kata kunci: Bruguiera gymnorrhiza, kloroform, formulasi, bioaktivitas.

PENDAHULUAN Penggunaan insektisida di lingkungan pertanian menjadi masalah pada saat ini, terutama pada tanaman sayuran yang masih menggunakan insektisida sintetik secara intensif. Kebanyakan insektisida sintetik memiliki sifat non spesifik, yaitu tidak hanya membunuh jasad sasaran tetapi juga membunuh organisme lain. Insektisida sintetik dianggap sebagai bahan pengendali hama penyakit yang mudah diperoleh, mudah dikerjakan dan hasilnya cepat terlihat. Namun dalam penggunaan dari insektisida sintetik ini sering menimbulkan berbagai masalah, seperti pencemaran lingkungan, keracunan terhadap manusia dan hewan peliharaan serta mengakibatkan resistensi serta resurgensi bagi hama serangga [1]. Pada catatan Organisasi Kesehatan Dunia (WHO), tercatat bahwa di seluruh dunia setiap tahunnya terjadi keracunan insektisida antara 44.000-2.000.000 orang dan dari angka tersebut yang terbanyak terjadi di negara berkembang [2]. Oleh karena itu, diperlukan suatu cara untuk mengatasi masalah tersebut, yaitu menggantinya dengan insektisida berbahan nabati. Hal ini dikarenakan, beberapa hasil penelitian telah menunjukkan bahwa ekstrak bagian tanaman memiliki sifat toksik terhadap hama. Berbagai jenis tumbuhan telah diketahui mengandung senyawa bioaktif antara lain alkaloid, terpenoid, steroid, fenolik, dan tannin yang dapat berfungsi sebagai insektisida nabati. Salah satu tumbuhan yang berpotensi sebagai insektisida nabati adalah Bruguiera gymnorrhiza. Bruguiera gymnorrhiza (Lamk) merupakan salah satu tanaman Rhizoporaceae yang

SESI PARALEL KIMIA

346


memiliki kandungan kimia yaitu tannin sebesar 41 % [3]. Pada kulit batang Bruguiera gymnorrhiza (Lamk) ditemukan senyawa flavonoid yaitu campuran senyawa 3,3,4,5,7-pentahidroksi flavan dan polimer 3,3,4,5,5,7-heksahidroksi flavan. Selain senyawa tersebut, dilaporkan juga bahwa dalam kulit batang telah berhasil diisolasi senyawa triterpenoid yaitu triterpen oleanan dan β-amirin. Sedangkan pada daun ditemukan senyawa triterpenoid yaitu senyawa tarakseril-sis-p-hidroksisinamat. Berdasarkan hasil penelitian tentang senyawa metabolit sekunder yang terkandung di dalam tumbuhan Bruguiera gymnorrhiza maka dilakukan uji bioaktivitas insektisida dari ekstrak kloroform kulit batang tumbuhan Bakau Daun Besar (Bruguiera gymnorrhiza) setelah dilakukan formulasi dengan ekstrak metanol biji mimba (EMBM) dan efektifitas hasil pengujian semilapang formula EKBG terhadap ulat grayak. METODE PENELITIAN ALAT Peralatan yang digunakan pada penelitian ini adalah gelas kimia, spatula, toples plastik, kain kasa dengan ukuran 20 cm x 20 cm, gelas ukur, labu ukur, cawan petri, pipet, kuas halus, timbangan analitik, kertas tissue, botol, pot berdiameter 15 cm dan tinggi 5 cm, alat semprot, plastik milar, dan lain-lain. BAHAN Pada penelitian ini, bahan-bahan yang digunakan adalah ekstrak kloroform kulit batang tumbuhan Bruguiera gymnorrhiza (EKBG), ekstrak metanol biji mimba (EMBM), tween 80, aquades, ulat grayak instar II, daun jarak kepyar, dan tanaman sawi. PROSEDUR PENELITIAN Uji Bioaktivitas Formula EKBG Bahan bioaktif dari ekstrak kloroform tumbuhan bakau daun besar (Bruguiera gymnorrhiza) sebanyak 1,067 g dituang dalam gelas kimia, kemudian ditambahkan dengan ekstrak metanol biji mimba (EMBM) dengan perbandingan 2:1, yaitu sebanyak 0,533 g. Setelah itu, ditambahkan dengan 10 tetes Tween 80 (sebagai pengemulsi karena ekstrak tidak dapat larut dalam air), diaduk hingga tercampur homogen. Kemudian ditambahkan dengan bahan pembawa berupa air (aquades) sedikit demi sedikit, diaduk hingga tercampur homogen dan larut. Larutan uji formula EKBG tersebut kemudian dimasukkan ke dalam labu ukur 250 mL dan ditambahkan aquades sampai tanda batas, sehingga diperoleh larutan induk 6400 mg/L. Membuat larutan uji formula EKBG dengan konsentrasi 0, 200, 400, 800, 3200, dan 6400 mg/L dengan cara mengambil 0; 3,13; 6,25; 12,5; 25; 50; dan 100 mL dari larutan induk 6400 mg/L kemudian dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL, dan ditambahkan aquades hingga tanda batas. Campuran formula kemudian dikocok hingga menjadi homogen dan didiamkan selama 30120 menit, sehingga dihasilkan formulasi dalam bentuk sediaan Emulsible Concerate (EC). Larutan hasil formulasi tersebut dicelupkan pada ulat grayak (Spodoptera litura Fabr.) menggunakan cawan petri dengan volume 10 mL tiap konsentrasi formula. Sementara itu disiapkan pakan daun jarak kepyar dengan masing-masing larutan uji. Kemudian memasukkan ulat grayak (Spodoptera litura Fabr.) ke dalam tempat uji yang telah berisi bahan pakan daun jarak kepyar yang telah kering dan dipotong-potong. Pengujian ini dilakukan dengan metode residu daun dengan cara penyemprotan pakan (racun perut) dan pencelupan ulat pada larutan uji (racun kontak), yaitu daun jarak kepyar segar disemprot dengan menggunakan sprayer pada berbagai konsentrasi yang di uji, kemudian dikering-keringkan selama ±10 menit dan dimasukkan ke tabung perlakuan (toples plastik) berdiameter 5 cm dan tinggi 10 cm yang berisi 15 ekor larva instar II yang telah dicelupkan pada larutan uji dengan menggunakan pinset. Setiap perlakuan diulang 4 kali. Pengamatan dilakukan setiap hari selama 1-5 hsp kemudian menimbang berat larva pada 8 hsp.

SESI PARALEL KIMIA

347


Uji Efikasi Semilapang EKBG Pada pengujian ini digunakan metode Rancangan Acak Kelompok (RAK) dan dilakukan 4 kali pengulangan. Pengembangan formula EKBG pada uji semilapang ini dikembangkan dalam bentuk Emulsifiable Concentrate (EC) agar lebih mudah diaplikasikan. Prosedur pengujiannya dilakukan dengan penyemprotan secara langsung pada tanaman sawi dan ulat grayak instar II secara rata pada variasi konsentrasi 0; 2; 4; 6; 8 EC dan digunakan insektisida pembanding OrgaNeem. Pengamatan mortalitas serangga uji dilakukan pada 1, 3, 5 dan 7 hsp. Jumlah perlakuan yang diuji ada 7 macam konsentrasi termasuk kontrol sedangkan banyaknya ulangan mengikuti kaidah seperti pada persamaan berikut: (p-1)(u-1) ≥ 12, dengan u ≥ 3 u= Jumlah perlakuan p= jumlah ulangan Berdasarkan kaidah di atas, penggunaan perlakuan uji dengan 5 perlakuan dan pengulangan sebanyak 4 kali bertujuan agar hasil bioaktivitas yang diperoleh mencapai batas kemanjuran (≥ 12). Efikasi formula bahan aktif ekstrak kloroform tumbuhan Bruguiera gymnorrhiza dihitung dengan rumus Abbot Ciba-Geigy [4]: 𝐂𝐚−𝐓𝐚 EI = 𝐂𝐚 X 100 % Keterangan : EI = Efikasi insektisida yang diuji Ta = Populasi ulat grayak pada petak perlakuan formula bahan bioaktif ekstrak kloroform setelah penyemprotan insektisida. Ca = Populasi ulat grayak pada kontrol setelah penyemprotan insektisida Kriteria efikasi didasarkan bahwa suatu formulasi insektisida dikatakan efektif apabila pada sekurang-kurangnya (1/2n+1) kali pengamatan (n=jumlah total pengamatan), tingkat efikasi insektisida (EI) ≥ 50 % dengan syarat : a. Populasi ulat grayak pada perlakuan insektisida yang diuji lebih rendah atau tidak berbeda nyata dengan populasi pada perlakuan insektisida pembanding. Dalam penelitian ini digunakan OrgaNeem (taraf nyata 5%). b. Populasi ulat grayak pada petak perlakuan insektisida yang diuji nyata lebih rendah dibandingkan populasi pada petak kontrol (taraf nyata 5%). Prosedur kerja pengujiannya adalah dengan melakukan penyemprotan formula insektisida pada tanaman sayur menggunakan alat menara potter. HASIL DAN PEMBAHASAN Uji Bioaktivitas Formula EKBG Hasil pengujian bioaktivitas insektisida nabati formula EKBG dengan konsentrasi yang berbeda dapat menyebabkan mortalitas ulat grayak yang bervariasi, seperti yang terlihat pada Tabel 1. Tabel 1. Pengaruh Konsentrasi Formula EKBG Terhadap Jumlah Ulat yang mati Formula EKBG Jumlah Total Jumlah Ulat yang Mati hari ke(mg/L) Ulat (N) 1 2 3 4 5 60 0 1 2 4 6 0 60 1 4 6 7 10 200 60 3 8 11 13 16 400 60 3 7 14 18 23 800 60 6 13 17 22 28 1600 60 9 16 24 33 37 3200 60 12 21 33 39 42 6400

SESI PARALEL KIMIA

348


Pada Tabel 2 terlihat bahwa pengaruh pengaruh konsentrasi formula EKBG terhadap jumlah ulat grayak yang mati pada 1 dan 2 hsp masih sangat rendah yaitu antara 1,67-35,00%. Pengaruh perlakuan formula EKBG mulai terlihat pada 3-5 hsp yang selanjutnya terus mengalami peningkatan dan mencapai mortalitas antara 18,33-70,00%. Tabel 2. Data Persentase Pengaruh Formula EKBG terhadap Mortalitas Ulat Grayak % Mortalitas Konsentrasi Formula EKBG (mg/L) Hari 1 Hari 2 Hari 3 Hari 4 Hari 5 0,00 1,67 3,33 6,67 10,00 0 1,67 6,67 10,00 11,67 16,67 200 5,00 13,33 18,33 21,67 26,67 400 5,00 11,67 23,33 30,00 38,33 800 10,00 21,67 28,33 36,67 46,67 1600 15,00 26,67 40,00 55,00 61,67 3200 20,00 35,00 55,00 65,00 70,00 6400

Gambar 1. Hubungan Antara Konsentrasi Formula EKBG 2:1 dengan % Mortalitas Ulat Grayak pada 5 hsp

Pada Gambar 1 terlihat bahwa pola hubungan antara konsentrasi dan % mortalitas ulat grayak adalah nyata. Hal ini dikarenakan mortalitas ulat grayak mengalami peningkatan seiring dengan perlakuan konsentrasi yang semakin tinggi. Hal ini dapat terlihat dari nilai koefisien determinasi adalah R2 = 0,8043 atau sebesar 80,43%. Pendugaan nilai toksisitas insektisida terhadap serangga uji diukur dengan nilai LC50, yaitu suatu konsentrasi atau dosis yang dapat menyebabkan kematian 50% serangga uji. Data pengamatan pada Tabel 1 dianalisis dengan menggunakan program Minitab 14 for windows untuk dihitung nilai mortalitas median (LC50). Nilai LC50 formula EKBG pada 1-5 hsp berturut-turut, yaitu 10565.50 mg/L, 7888.895 mg/L, 5147.734 mg/L, 3862.189 mg/L, 3100.050 mg/L. Uji Efikasi Semilapang EKBG Pengamatan uji efikasi semilapang ini dilakukan pada 1, 3, 5, dan 7 hsp dengan hasil pengamatan disajikan pada Tabel 3 sebagai berikut. Tabel 3. Pengaruh Konsentrasi EKBG Terhadap Jumlah Populasi Ulat Grayak Jumlah Populasi Pengamatan Hari KeFormula Konsentrasi Insektisida (g/L) air 1 3 5 7 Kontrol

0

59

58

56

54

EKBG 2 EC

2

55

48

41

36

SESI PARALEL KIMIA

349

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 EKBG 4 EC EKBG 6 EC EKBG 8 EC

4 6 8

58 41 42

47 38 36

43 32 29

29 25 23

OrgaNeem

3mL/L

50

38

34

26

Data Tabel 3 kemudian digunakan untuk menghitung nilai Efikasi Insektisida (EI) dengan menggunakan rumus abbot sehingga diperoleh nilai EI formula EKBG seperti pada Tabel 4.

Formula Insektisida

Tabel 4. Nilai Persentase EI FormulaEKBG Nilai EI (%) Hari KeKonsentrasi (g/L) air 1 3 5

7

EKBG 2 EC

2

6,77

17,24

26,78

33,33

EKBG 4 EC EKBG 6 EC EKBG 8 EC

4 6 8

1,69 30,50 28,88

18,96 34,48 37,93

23,21 42,85 48,21

46,29 53,70 57,40

OrgaNeem

3mL/L

15,25

34,48

39,28

51,85

Dari data Tabel 4 terlihat bahwa pada 7 hsp nilai EI formula EKBG 6 EC adalah 53,70% dan EI insektisida nabati pembanding OrgaNeem 1 EC mencapai puncak pada 7 hsp adalah 51,85%. Dari nilai ini terlihat bahwa efektivitas insektisida nabati pembanding OrgaNeem. Formula EKBG 2 dan 4 EC dari empat kali pengamatan tidak pernah mencapai nilai Efikasi Insektida (EI) ≥ 50%, yang berarti tidak memenuhi kriteria efikasi. Pada EKBG 6 EC dari empat kali pengamatan sudah memenuhi nilai EI ≥ 50% yang dicapai pada pengamatan hari ke-7 setelah aplikasi yaitu sebesar 53,70%. Data EI % pada perlakuan insektisida dari empat kali pengamatan memiliki nilai EI ≥ 50% yang lebih besar jika dibandingkan dengan nilai EI % pada insektisida pembanding (OrgaNeem 1 EC) dimana kemampuan dalam menekan populasi ulat grayak instrar II lebih rendah. Kriteria efikasi didasarkan bahwa suatu formula insektisida dikatakan efektif apabila pada sekurang-kurangnya (1/2 n + 1) kali pengamatan (n = jumlah total pengamatan), tingkat Efikasi Insektisida (EI) ≥ 50% dengan syarat: 1. Populasi ulat grayak pada perlakuan insektisida yang diuji lebih rendah atau tidak berbeda nyata dengan populasi pada perlakuan insektisida pembanding (taraf nyata 5%). 2. Populasi ulat grayak pada petak perlakuan insektisida yang diuji nyata lebih rendah dibandingkan dengan populasi pada petak kontrol (taraf nyata 5%). Jadi nilai EI ≥ 50% minimal yang harus dicapai agar memenuhi kriteria insektisida yang efektif dalam penelitian ini adalah empat kali. Dengan mengacu pada ketentuan tersebut, maka formula EKBG minimal pada 6 EC konsentrasi 6 g/L nilai EI ≥ 50% dapat dicapai lebih dari jumlah minimal yang ditentukan, maka formula EKBG 2 EC dan 4 EC, belum memenuhi kriteria sebagai formulasi insektisida yang efektif. Jadi, hasil formulasi insektisida nabati EKBG dapat dikatakan efektif pada konsentrasi 6 g/L air. Adanya pengaruh konsentrasi formula EKBG dengan jumlah populasi ulat grayak yang hidup pada pengujian semilapang ditunjukkan pada Gambar 2 berikut.

SESI PARALEL KIMIA

350


Gambar 2. Hubungan Konsentrasi Formula EKBG vs Populasi Ulat Grayak

Dari Gambar 2 terlihat bahwa jumlah populasi ulat grayak terus menurun dari hari 1-7 hsp untuk tiap konsentrasi. Semakin tinggi konsentrasi maka akan menyebabkan semakin kecil jumlah populasi ulat grayak. Dari hasil analisis data two-way Anava dengan menggunakan minitab 13 pada pengaruh konsentrasi EKBG, pembanding, dan kontrol terhadap populasi ulat grayak diperoleh harga probabilitas pada hari ke-1, 3, 5, dan 7 masing-masing sebesar 0,001; 0,007; 0,001; 0,000 dimana ≤ 0,05 maka menunjukkan adanya pengaruh yang nyata antara konsentrasi formula EKBG terhadap populasi ulat grayak. Jadi, hasil formulasi bioinsektisida EKBG dapat dikatakan efektif. SIMPULAN Dari hasil pengamatan dan analisis data disimpulkan bahwa nilai LC50 tertinggi uji bioaktivitas formula EKBG terhadap ulat grayak dicapai pada 5 hsp dengan nilai LC50 adalah 3100,150 mg/L Nilai EI ≥ 50% pengujian semilapang menunjukkan formula EKBG 6 EC pada 7 hsp adalah 53,70% lebih baik jika dibandingkan dengan pembanding OrgaNeem 7 hsp yaitu sebesar 51,85%. Sehingga formula EKBG 6 EC dapat dikatakan efektif. DAFTAR PUSTAKA Rejesus, B.M. 1986. Botanical Pest Control Research in the Philippines. University of Philippines, Los Banos. 30 pp. Maulana, Awal. 2010. Pertanian Organik (Pestisida Nabati). http://worldplant.multiply.com/journal/ item/24/Pertanian_Organik_Pestis-ida_Nabati. Diakses pada tanggal 1 April 2011. Damaik, S. 1987. Ekologi Ekosistem Sumatra. Gajah Mada University Press. Yogyakarta. Yasin, M dan A. Rugaya. 2007. Insektisida Abuki 350 SC (b.a: Imidakloprid 350 g/l) Efektif terhadap Hama Wereng Hijau (Nephotettix Virescens Distant) pada Tanaman Padi. Prosiding Seminar Ilmiah dan Pertemuan Tahunan PEI dan PFI XVIII Komda. Sulawesi Selatan.

SESI PARALEL KIMIA

351


SINTESIS DAN KARAKTERISASI SENYAWA KOMPLEKS DARI GARAM KOBALT(II) KLORIDA DENGAN LIGAN KUINOLINA (QUIN) DAN 8-HIDROKSIKUINOLINA (OXINE)

I Wayan Dasna dan Eny Dian Puspitasari

Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Malang Email: [email protected] Abstrak: Penelitian bertujuan untuk mensintesis senyawa kompleks dari garam kobalt(II) klorida dengan ligan kuinolina (quin) dan 8-hidroksikuinolina (oxine). Senyawa kompleks yang diperoleh dipelajari rumus molekul dan sifat-sifatnya. Penelitian dilaksanakan dalam dua tahap yaitu: (1) sintesis senyawa kompleks dengan metode reaksi langsung dan penguapan perlahan; (2) karakterisasi dan identifikasi sifat-sifat senyawa kompleks. Hasil penelitian menunjukkan bahwa: senyawa kompleks yang diperoleh dari reaksi antara Co2+dengan ligan quin berwarna biru tua (kompleks 1), sedangkan dengan ligan oxine berwarna coklat tua (kompleks 2). Senyawa kompleks (1) mempunyai titik lebur 250-251°C dan 251-252°C dengan rendemen 21,728%, sedangkan kompleks (2) mempunyai titik lebur >300°C dengan rendemen 10,606%. Dari hasil penentuan λmax diperoleh serapan maksimum pada 605 nm untuk senyawa kompleks (1) dan 401 nm untuk senyawa kompleks (2). Harga momen magnet efektif dari senyawa kompleks (1) adalah sebesar 4,206 BM yang bersifat paramagnetik, sedangkan senyawa kompleks (2) sebesar 0,601 BM yang bersifat diamagnetik. Kata kunci: senyawa kompleks kobalt(II), quinoline, oxine

PENDAHULUAN Dalam sintesis senyawa kompleks, prediksi kestabilan senyawa kompleks yang akan disintesis pada umumnya didasarkan pada deret kestabilan Irving-Williams. Kestabilan senyawa kompleks dengan ion pusat divalen pada deret tersebut akan meningkat dengan berkurangnya ukuran ion ( Irving and Williams dalam Huheey, 1978). Berdasarkan pada teori ini, mensintesis senyawa kompleks dari ion pusat Mn2+ akan lebih sulit dibandingkan dengan Fe2+ atau Co2+ karena pada deret Irving-Williams Mn2+< Fe2+ < Co2+. Namun dalam sintesis kompleks dengan dua ligan (ligan N-heterosiklik dan ligan CN-) diketahui bahwa senyawa kompleks dengan ion pusat yang lebih besar lebih mudah disintesis. Pada ketiga ion di atas, kompleks dengan Mn2+ jauh lebih mudah disintesis dibandingkan dengan Fe2+ atau Co2+ (Dasna et al, 2000; Dasna et al, 2011). Keadaan tersebut menunjukan bahwa ion dengan volume lebih besar akan dapat membentuk kompleks dengan dua jenis ligan yang berbeda dibandingkan dengan ion pusat yang lebih kecil. Hal ini tidak sejalan dengan deret kestabilan Irving-Williams. Penjelasan yang relevan dengan keadaan tersebut adalah pada ion pusat dengan volume lebih besar akan terjadi tolakan antar liganligan yang berikatan lebih rendah karena orbital-orbital yang berikatan mempunyai ruang lebih besar untuk berinteraksi sampai mencapai tolakan minimal. Selain deret Irving-Williams, prediksi kestabilan kompleks sering menggunakan teori Pearson (1963) dimana hard acids prefer to bind to hard bases and soft acids prefer to bind to soft bases (Huheey, 1978). Pada kompleks Mn2+, Fe2+, dan Co2+, ion Mn2+ merupakan asam keras sedangkan dua ion lainnya merupakan borderline acids. Dengan demikian, ion Mn2+ akan lebih suka mengikat ligan N-heterosiklik yang merupakan basa keras. Berdasarkan teori tersebut akan SESI PARALEL KIMIA

352


sangat menarik dikaji kompleks-kompleks yang disintesis dari ion-ion logam dalam kelompok borderline acids dengan ligan-ligan dalam kelompok basa keras dan basa lunak. Pada penelitian ini dipilih ion pusat Co2+ (borderline acid) dengan ligan kuinolina (borderline base) dan ligan 8hidroksi kuinolina/oxine yang merupakan ligan kelompok basa keras. Sintesis kompleks dari ion pusat yang sama (Co2+) dengan ligan dari dua kelompok yang berbeda akan sangat bermanfaat untuk memprediksi kestabilan senyawa-senyawa kompleks dari ion pusat boderline acids. Ion pusat ini ada dalam perbatasan asam keras dan asam lunak sehingga kestabilan kompleks yang terbentuk akan mempunyai karakteristik tersendiri. Senyawa kompleks kobalt(II) dengan ligan-ligan N-heterosiklik telah berhasil disintesis, diantaranya adalah reaksi antara ion kobalt(II) dengan ligan-ligan piridina (py), bipiridin (bipy), fenantrolina (phen), pirazin (pz), atau pirimidin (prd) dengan perbandingan mmol 1:2 untuk ligan bidentat dan 1:4 untuk ligan monodentat menghasilkan senyawa kompleks dengan rumus CoL2X2 (L = bipy, phen; X=Cl, NO3) dan CoR4X2 (R = py, pz, prd). Contoh lain senyawa kompleks kobalt(II) dengan ligan N-heterosiklik adalah senyawa [Co(quin-2-c)2(EtOH)2] dimana quin-2-c = kuinolina-2-karbosilat (Dobrzyska et.all, 2003), dan senyawa dengan kombinasi ion logam Co(II) dengan ligan 1,2-bis(8-quinolyloxymethyl)benzene dan 1,3-bis(8-quinolyloxymethyl)benzene (AlMandhary dan Stell, 2003). Selain itu, telah disintesis pula senyawa [Fe(quin-2-c)2(EtOH)2] dan [Fe(quin-2-c)2(PrOH)2] dimana quin-2-c = kuinolina-2-karbosilat, EtOH = etanol dan PrOH = propanol (Dobrzyska et.all, 2003) dan senyawa [{Ag(pts)} (dap)]n, [Ag(oxine)2+].(pts-) dan [Ag2(dah)32+]n.2n(pts-) dimana pts = p-toluenesulfonate, dap = 2,6-iaminopyridine, oxine = quinolin-8-ol (Al-Mandhary, dan Stell, 2003). Berdasarkan uraian senyawa-senyawa similer yang telah berhasil disintesis maka sintesis senyawa kompleks dari ion pusat Co2+ dengan ligan kuinolina dan oksina akan dapat dilakukan. Senyawa hasil sintesis akan diamati sifat magnetisnya untuk mengetahui tipe hibridiasi yang terjadi pada kedua kompleks. METODE Penelitian dilaksanakan dengan tahap-tahapan: sintesis kompleks, karakterisasi: titik lebur dan sifat magnetik, serta SEM-EDAX. Sintesis senyawa kompleks Pada penelitian ini, sintesis dilakukan dengan metode langsung dimana garam dari ion pusat dilarutkan dalam metanol seminimal mungkin kemudian ditambahkan ke dalam larutan ligan yang telah dilarutkan dalam metanol juga. Perbandingan reaktan garam Kobalt(II) klorida dan ligan 8hidroksikuinolina (oxine) adalah 1: 2. Reaksi berlangsung pada wadah terbuka dan tidak dalam pengaruh tekanan tertentu. Sintesis Senyawa Kompleks dari Kobalt(II) Klorida dan Ligan Kuinolina Sebanyak 0,238 g, (1 mmol) garam CoCl2.6H2O dilarutkan dalam 4 mL metanol dan diaduk dengan pengaduk magnet hingga homogen menghasilkan larutan berwarna ungu tua. Larutan ini kemudian ditambahkan tetes demi tetes ke dalam larutan ligan yang dibuat dari 0,24 mL (2 mmol) kuinolina dalam 4 mL metanol. Campuran kedua larutan ini kemudian diaduk selama dua jam disertai pemanasan sampai dihasilkan larutan yang homogen. Kristalisasi dilakukan dengan cara memindahkan larutan ke dalam tabung reaksi 50 mL, kemudian ditutup dengan alumunium foil yang dilubangi dengan jarum pentul dan diuapkan secara perlahan pada suhu kamar. Setelah kurang lebih tiga hari, kristal berwarna biru gelap berbentuk jarum dipisahkan dan dicuci dengan pelarut metanol. Sintesis Senyawa Kompleks dari Kobalt(II) Klorida dan Ligan 8-hidroksikuinolina Sebanyak 0,238 g (1 mmol) garam CoCl2.6H2O (0,238 g, 1 mmol) dilarutkan dalam 4 mL metanol (4 mL) dan diaduk dengan pengaduk magnet hingga homogen menghasilkan larutan

SESI PARALEL KIMIA

353


berwarna ungu tua. Larutan ini kemudian ditambahkan tetes demi tetes ke dalam larutan ligan yang dibuat dari 0,290g (2 mmol) 8-hidroksikuinolina yang dilarutkan dalam 4 mL methanol. Larutan ligan bersifat asam sehingga ditambahkan tetes demi tetes larutan KOH 0,1M. Campuran kedua larutan ini kemudian diaduk selama dua jam disertai pemanasan sampai dihasilkan larutan yang homogen. Kristalisasi dilakukan dalam tabung reaksi 50 mL, kemudian ditutup dengan alumunium foil yang dilubangi dengan jarum pentul dan diuapkan secara perlahan pada suhu kamar. Setelah kurang lebih dua minggu, kristal warna coklat gelap berbentuk balok dipisahkan dan dimurnikan dengan pelarut metanol. Senyawa-senyawa hasil sintesis selanjutnya dianlisis untuk mengetahui karakteristiknya. Kedua senyawa diukur titik leburnya untuk mengetahui apakah kedua hasil sintesis merupakan senyawa baru ataukah prekursor (zat-zat reaktan). Selain itu dilakukan analisis dengan magnetic supceptibility balance (MSB) pada suhu ruang untuk mengetahui sifat kemagnetannya. Prediksi struktur senyawa yang dihasilkan dilakukan dengan analisis hasil SEM-EDAX. HASIL DAN PEMBAHASAN Data hasil sintesis berdasarkan prosedur yang telah dipaparkan sebelumnya disajikan pada Tabel 1. Tabel 1. Data Senyawa kompleks hasil sintesis Ligan Garam N-Heterosiklik CoCl2.6H2O Quinoline (quin) (Komplek 1) 8-hidroksikuinolina (oxine) (Kompleks 2)

Warna kristal

Titi lebur (oC)

Biru tua

– 252

Coklat tua

> 300

Berdasarkan data tersebut diketahui bahwa senyawa kompleks hasil sintesis merupakan senyawa baru yang berbeda dengan zat-zat reaktan. Garam kobalt(II) klorida mempunyai titik lebur 87oC dan oxine 74-76oC sedangkan quinoline pada suhu kamar berupa cairan sehingga mempunyai titik lebur yang rendah. Titik lebur senyawa-senyawa reaktan jauh lebih rendah dibandingkan dengan senyawa hasil sintesis. Data titik lebur juga menunjukkan bahwa kompleks dengan ligan oxine tidak mempunyai titik lebur yang tajam menunjukkan bahwa senyawa tersebut mempunyai molekul yang besar sehingga mengalami dekomposisi pata temperatur di atas 300oC. Morfologi kedua kristal yang diperoleh disajikan pada Gambar 1.

(a) (b) Gambar 1: (a) senyawa kompleks 1 dan (b) senyawa kompleks 2 Berdasarkan hasil analisis dengan SEM-EDAX (Gambar 2), menunjukkan bahwa senyawa kompleks 2 tidak mengandung Cl- dan perbandingan jumlah atom Co : N pada senyawa tersebut sebasar 4,21% : 8,03% atau mendekati 1 : 2. Data tersebut menunjukkan bahwa pada senyawa SESI PARALEL KIMIA

354


komples 2, ion pusat Co mengikat 2 molekul oksina. Untuk mencapai kompleks stabil dengan bilangan koordinasi 6 maka sangat mungkin molekul tersebut mengikat 2 molekul pelarut lainnya. Berdasarkan data spektra infra merah diketahui bahwa senyawa tersebut mengikat molekul air dimana pada panjang gelombang 3394.10 cm-1 terdapat puncak melebar (Gambar 3).

Element CK NK OK ClK CoK Matrix

Wt% 65.32 07.76 09.82 00.00 17.10 Correction

At% 78.86 08.03 08.90 00.00 04.21 ZAF

Gambar 2: Hasil analisis senyawa kompleks 2 dengan SEM-EDAX yang menunjukkan tidak ada atom Cl dalam senyawa tersebut.

Gambar 3: Spektra IR senyawa kompleks 2 yang menunjukkan adanya molekul H2O yang terikat pada senyawa. Senyawa kompleks 1 belum dapat dianalisis dengan SEM-EDAX karena terkendala jumlah sampel yang diperoleh. Namun demikian, analisis kualitatif untuk kompleks 1 menunjukkan bahwa

SESI PARALEL KIMIA

355


kompleks tersebut sangat larut dalam air, hal ini mengindikasikan bahwa kompleks tersebut merupakan senyawa kompleks ionik. Ion Cl- tidak terikat sebagai ligan karena kekuatan ligan H2O lebih kuat daripada Cl-. Ion Cl- pada kompleks 1 berfungsi sebagai anion pengimbang. Hal ini terbukti saat larutan dari senyawa kompleks ditambahkan dengan larutan perak nitrat (AgNO3) menghasilkan endapan putih yang diduga berasal dari AgCl. Sedangkan analisis dengan IR menunjukkan adanya gugus –OH pada senyawa tersebut yang diduga dari molekul air yang terikat seperti disajikan pada Gambar 4.

Gambar 4. Spektra IR senyawa kompleks 1 yang menunjukkan adanya gugus –OH pada 3448.10 cm-1

Karakterisasi dengan Magnetic Susceptibility Balance (MSB), untuk mengetahui apakah faktor paramagnetik atau diamagnetik yang lebih dominan. Hasil pengukuran momen magnet yang telah dilakukan dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. Hasil Pengukuran Momen Magnet Senyawa Kompleks Hasil Sintesis Senyawa Kompleks

Mo

M

Ro

R

l (cm-1)

T (K)

eff

Sifat Magnet

Kompleks 1

0.8234

0.9478

-35

1155

2.0

298

4.206

Paramagnetik

Kompleks 2

0.8234

0.9481

-35

-44

2.2

298

0,601

Diamagnetik

Keterangan: Mo = massa tabung kosong M = masaa tabung + sampel Ro = pembacaan tabung kosong R = pembacaan tabung + sampel l = tinggi sampel dalam tabung (cm) T = temperatur ruang ketika pengukuran (K) eff = momen magnet effektif eff Dari kedua hasil pengukuran tersebut, momen magnet dari senyawa kompleks 1 dan 2 diperoleh data dengan perbedaan yang signifikan. Senyawa kompleks 1 mempunyai momen magnet efektif 4,206 BM, sedangkan untuk senyawa kompleks 2 mempunyai momen magnet effektif 0,601BM. Dari pengukuran tersebut diketahui bahwa untuk senyawa kompleks 1 bersifat paramagnetic pada suhu kamar sedangkan kompleks 2 paramagnetik lemah. Data tersebut SESI PARALEL KIMIA

356


menunjukkan bahwa kedua kompleks mempunyai elektron tidak berpasangan pada orbital d ion pusat berbeda. Pada kompleks 1 momen magnet 4,206 BM setara dengan 3 elektron tidak berpasangan pada orbital d ion Co2+. Pada keadaan dasar Co2+ mempunyai konfigurasi elektron [Ar]3d7 dimana pada orbital d tersebut terdapat 3 elektron tidak berpasangan. Hal ini menunjukkan bahwa pada kompleks 1 ligan-ligan terikat pada outer orbital atau dalam hal ini ligan quinoline berperan sebagai ligan lemah. Adanya gugus aril yang terikat pada cincin piridina (molekul kuinolina) dapat menyebabkan ligan tersebut sangat ruah sehingga tolakan antar ligan besar dan kompleks yang terbentuk kurang stabil. Kompleks 2 yang mempunyai momen magnetik 0, 601 BM, setara dengan satu elektron tidak berpasangan. Berlawanan dengan kompleks 1, ligan oxine berfungsi sebagai ligan kuat dimana energi yang dihasilkan dari interaksi ion pusat dengan ligan mampu memasangkan elektron-elektron pada orbital d ion pusat. Dengan demikian, pada kompleks 2 hanya terdapat 1 elektron tidak berpasangan dari 7 elektron yang ada pada orbital d ion Co2+. Berdasarkan data yang diperoleh pada penelitian ini diketahui bahwa Co2+ sebagai asam pada kelompok batas (borderline) dalam konteks asam-basa keras lunak dari Pearson dapat membentuk senyawa kompleks dengan kuinolina (basa borderline) dimana basa tersebut berfungsi sebagai ligan lemah. Hasil yang berbeda diperoleh Dasna (2006) bahwa ion Co2+ dengan ligan turunan dari piridin yang merupakan ligan kuat dengan moment magnetik setara dengan 3 elektron tidak berpasangan. Keadaan ini disebabkan oleh volume ligan kuinolina yang ruah sehingga menjadi ligan lemah. Keadaan sebaliknya diperoleh pada ligan oxine dimana ligan ini merupakan basa keras, menurut teori Pearson, seharusnya kompleks yang dibentuk kurang stabil. Namun, kompleks 2 merupakan senyawa sangat stabil dan bahkan setelah 5 tahun disintesis senyawa ini tetap stabil pada suhu kamar. Beberapa alasan yang relevan menjelaskan peristiwa ini adalah ligan oxine merupakan ligan bidentat dimana gugus –OH pada posisi orto dari gugus N sangat dekat untuk berikatan dengan ion pusat. Selain itu, kompleks ini juga merupakan kompleks netral karena kedua ligan oxine melepaskan ion H+ sehingga ligan tersebut merupakan ligan anion. Kompleks 2 merupakan kompleks garam yang stabil. KESIMPULAN Berdasarkan data dan hasil analisis data yang disajikan dapat disimpulkan bahwa ion Co2+ yang dalam kelompok asam-basa keras lunak bersifat asam borderline dapat dengan mudah membentuk kompleks dengan basa pada kelompok borderline ataupun basa keras. Kompleks yang dihasilkan merupakan kompleks stabil. Namun, perubahan ligan kuinolina menjadi oksina akan menghasilkan kompleks dengan sifat magnetik yang berbeda. Penelitian ini masih perlu dilanjutkan dengan studi kristalografi untuk mengetahui struktur pasti kedua kompleks. DAFTAR PUSTAKA Al-Mandhary, M.R.A dan Steel, P.J. 2003. X-ray Crystallographic Study of Copper(II), Cobalt(II) and Silver(I) Complexes of Ligands Containing Two Oxine Subunits Linked by Xylylene Spacer Groups,(online), (http://www3.interscience.wiley.com/cgibin/abstract/106562613/ABSTRACT/CRETRY=1&SRETRY=0, diakses 15 Januari 2012). Dasna, I.W., Golhen, S., Ouahab,L., Pena,O., Guillvic, J. and Fettouhi, M. 2000. 1-D mixed stact of coordinated and uncoordinated radicals in MnII(NITpPy)4[N(CN)2]2 (NITpPy = nitronyl nitroxide radical). Journal of Chemical Society Dalton Transantion, 2000, 129132. Dasna, I.W., Golhen, S., Ouahab, L., Pena, O., Daro, N., Sutter, J.-P.2001 Ferromagnetic interaction in 0D and 2D Mn(II) coordination complexes containing nitronyl nitroxide radicals and dicyanamide anions: MnII(NITpPy)2[N(CN)2]2(H2O)2 and

SESI PARALEL KIMIA

357


MnII(NITpPy)2[N(CN)2]2. 2CH3CN. C. R. Acad. Sci. Paris, Chimie/Chemistry, 4, 125133, 2001. Dasna, IW. 2006. Sintesis Dan Karakterisasi Senyawa Kompleks Dari Ion-Ion Logam Transisi Bivalen (Mn2+, Fe2+, Co2+, Ni2+, Dan Cu2+) Dengan Ligan-Ligan N-Heterosiklik (Quinolina, Isoquinolina, 8-Hidroksiqunolina) Dan Ligan [N(CN)2]- atau N3- Sebagai Bahan Dasar Material Magnetik. Laporan Penelitian. Malang: Lembaga Penelitian. Dobrzyska, D., Duczman, M., Jerzykiewicz, L.B., Warchulska, J., Drabent, K. 2003. Synthesis, Spectroscopy, and Magnetic Properties of FeII and CoII Quinoline-2-carboxylates - Crystal Structure of trans-Bis(quinoline-2-carboxylato)bis(propanol)iron(II), (Online), (http://www.publish.csiro.au/paper/C98127.htm, diakses 5 September 2012). Huheey, J. E. 1978. Inorganic Chemistry Principles of structure and reactivity. 2nd Edition. New York: Harper International Edition. Smith, G., Thomasson, J.H dan White, J.M. tanpa tahun. Lewis Base Adducts of Silver(I) pToluenesulfonate. IV. The Preparation and Crystal Structures of the Complexes of Silver(I) p-Toluenesulfonate with 2,6-Diaminopyridine, Quinolin-8-ol, Hexane-1,6-diamine, and the Adduct of Hexane-1,6-diamine. (online), (http://www.publish.csiro.au/paper/C98127.htm. Diakses 15 Januari 2012).

SESI PARALEL KIMIA

358


SPEKTRA VIBRASI DAN SIFAT-SIFAT TERMODINAMIKA KOMPLEKS Mn+-12C4 Yahmin Jurusan Kimia, FMIPA Universitas Negeri Malang, Jl. Semarang No. 5 Malang 65145 Abstrak. Telah dilakukan penelitian teoritis mengenai spektra vibrasi dan sifat-sifat termodinamika senyawa 12C4 dan kompleksnya dengan kation logam Mn+. Perhitungan teoritis kimia komputasi dilakukan dengan menggunakan metode ab initio pada tingkat teori HartreeFock dengan spin terbatas dan memakai himpunan basis Los Alomos ECP, LANL2MB. Data yang diperoleh dari perhitungan ini adalah parameter struktur kompleks, Mn+-12C4, spektra vibrasi dan sifat-sifat termodinamika yang meliputi entalpi, energi bebas Gibbs dan entropi. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa spektra IR semua kompleks M n+-12C4 dapat teramati sehingga kompleks yang terbentuk merupakan kompleks dengan konformasi yang stabil. Vibrasi regangan C-O dalam kompleks mengalami pergeseran merah dibanding vibrasi dalam 12C4 bebas. Dengan faktor koreksi 0,2 spektra vibrasi hasil perhitungan sesuai dengan eksperimen. Perhitungan sifat-sifat termodinamika juga menunjukkan bahwa kompleks Mn+12C4 adalah kompleks yang stabil. Katakunci: spektra IR, eter mahkota, Hartree-Fock.

PENDAHULUAN Eter mahkota (crown ether) adalah nama kelompok senyawa makrosiklik yang memiliki tiga atau lebih atom oksigen yang terikat dalam kerangka karbon monosiklik. Nama eter mahkota diberikan pada kelompok senyawa ini karena bentuk molekulnya yang menyerupai mahkota raja. Nama IUPAC kelompok senyawa ini agak sukar dan panjang, apalagi bila jenis atomnya lebih dari satu dan strukturnya lebih kompleks, sehingga nama singkatan yang mengandung kata mahkota lebih sering digunakan. Nama singkatan untuk eter mahkota tersebut adalah m-mahkota-n (mCn), dengan m menunjukkan jumlah total atom dalam cincin dan n menunjukkan jumlah atom oksigen. Substituen lain yang ada, diberi nama dengan cara biasa (Arnaud-Neu dkk., 2003). Eter mahkota mulai mendapat perhatian sejak Pedersen pada tahun 1967 secara tidak sengaja berhasil mensintesis eter mahkota tersebut dan mengamati bahwa eter mahkota memiliki kemampuan mengikat ion tertentu. Kemampuan eter mahkota mengikat ion tertentu mendapatkan perhatian utama karena dapat diterapkan untuk berbagai keperluan di bidang kimia, biologi, lingkungan maupun pengobatan. Misalnya, kemampuan eter mahkota mengikat kation secara selektif telah digunakan untuk meningkatkan selektivitas pemisahan dalam kromatografi (Richens dkk., 2000; Saari dkk., 2004), elektroforesis (Takayanage, 2004), dan ekstraksi kation (Pavithran dan Reddy, 2004). Eter mahkota juga digunakan secara luas sebagai katalis transfer fasa dalam sintesis polimer (Hiroya dkk., 1998) dan dalam sintesis organik (Pozzi dan Fish, 2012). Beberapa tahun belakangan ini, eter mahkota juga dimanfaatkan sebagai komponen sistem kimia supramolekul (Diederich dkk., 2008) dan penyusun membran elektroda selektif ion (Zareh dkk., 2007). Pentingnya eter mahkota dalam berbagai bidang mengakibatkan penelitian mengenai senyawa ini makin meningkat baik secara eksperimen maupun teori, terutama setelah Pedersen, Cram dan Lehn menerima hadiah Nobel bidang kimia pada tahun 1987. Makalah ini memaparkan hasil penelitian mengenai spektra IR eter 12-mahkota-4 (12C4) dan kompleksnya dengan kation

SESI PARALEL KIMIA

359


logam Mn+ juga sifat-sifat termodinamika dari kompleks yang bersangkutan. Peneltiain telah dilakukan secara teoritis dengan metode ab initio Hartree-Fock. METODE Penelitian ini dilakukan dengan memakai laptop dan komputer pribadi, pc (Personal Computer). Laptop yang digunakan adalah thosiba satelilite A-105 dengan spesifikasi prosesor intel pentium core2 duo T5500, RAM 2048MB (2GB), hard disk 500GB dengan sistem operasi windows 7. Laptop digunakan untuk menggambar dan membuat model tiga dimensi dari senyawa kompleks yang diteliti dan mengubahnya menjadi file yang siap dieksekusi di komputer pribadi. Spesifikasi komputer pribadi yang digunakan adalah prosesor intel pentium quad core Q9550 2,83GHz, RAM 8192MB (8GB), harddisk 1000GB (1TB) dan sistem operasi linux openSUSE 11.2. Komputer pribadi ini dipakai untuk menjalankan komputasinya. Struktur senyawa eter mahkota digambarkan dalam bentuk tiga dimensi (3D) menggunakan program gaussview versi 3.0 [11] dan dihasilkan file berekstensi gjf (gaussian job file) untuk sistem operasi windows. Oleh karena komputasi dilakukan memakai gasussian 03 untuk linux maka job file untuk gaussian 03 windows yang berkestensi gjf dikonversi lebih lanjut memakai gabedit versi 2.40 [12] yang berekstensi com. Konformasi eter mahkota diatur sedemikian rupa agar gugus etilen mengarah ke bagian luar kavitas eter mahkota sedangkan atom-atom oksigen mengarah ke bagian dalam kavitas eter mahkota. Ion logam Mn+ diletakkan tepat di tengah-tengah kavitas eter mahkota. Struktur kompleks yang sudah digambar dalam bentuk 3D kemudian dioptimasi. Optimasi geometri dilakukan terhadap seluruh senyawa kompleks Mn+-12C4. Optimasi dilakukan dengan memakai paket program komputasi Gaussian 03 rev. B.02 untuk linux [13]. Perhitungan dilakukan memakai metode ab initio Hartree-Fock dengan himpunan basis Los Alomos ECP, LANL2MB. Energi interaksi kation Mn+ dengan ligan 12C4 dalam kompleks dihitung menggunakan rumus Einteraksi  Ekompleks kation-eter mahkota  Ekation  Eeter mahkota Setelah kompleks dioptimasi, selanjutnya diambil koordinat kompleks yang bersangkutan lalu dilakukan perhitungan frekuensi dan sifat-sifat termodnimika. Perhitungan frekuensi dilakukan dengan metode dan himpunan basis yang sama dengan optimasi. Sifat-sifat termodinamika yang meliputi entalpi reaksi, energi bebas Gibbs dan entropi dihitung dengan mengacu pada artikel tentang panduan penghitungan sifat-sifat termodinamika dalam program Gaussian (Ochterski, 2000). Entalpi reaksi dan energi bebas Gibbs berturut-turut dihitung memakai persamaan o o r H o (298K )    f H produk (298K )    f H reaktan (298K ) produk

dan r Go (298K ) 

reaktan

G f

o produk

produk

(298K ) 

G f

o reaktan

(298K )

reaktan

Program Gaussian menghitung energi bebas Gibbs memakai rumus G  H  TS dan mencetak hasilnya dalam baris “Thermal correction to Gibbs Free Energy” . Entalpi dan energi bebas Gibbs digunakan untuk menghitung entropi dengan memakai persamaan S 

H  G T

HASIL DAN PEMBAHASAN Spektra Vibrasi Kompleks Mn+-12C4 Spektrum vibrasi IR hasil pemodelan untuk 12C4 bebas yang diambil pada daerah 0 – 2000 cm-1 ditunjukkan dalam Gambar 1. Terlihat dari gambar tersebut bahwa semua frekuensi vibrasi hasil perhitungan adalah positif dan tidak satupun frekuensi yang negatif (imaginer). Hal ini SESI PARALEL KIMIA

360


menunjukkan bahwa senyawa 12C4 bebas berada pada titik minimum global pada permukaan energi potensial (potential energy surface) dan juga menunjukkan bahwa senyawa 12C4 adalah stabil. Perhitungan frekuensi dengan metode ab inito pada tingkat teori HF diketahui mengandung kesalahan sistematik yang diakibatkan oleh pengabaian korelasi elektron. Hasil perhitungan frekuensi tersebut perlu dikalikan faktor koreksi sekitar 10-12% agar sesuai dengan eksperimen. Jika himpunan basis yang digunakan dalam perhitungan HF adalah himpunan basis yang pertengahan seperti 6-31G(d), maka faktor koreksi yang harus digunakan sekitar 15%. Untuk himpunan basis yang berukuran kecil, faktor koreksinya bisa sampai 20% (Foresman dan Frisch, 1996). Jadi tidak mengherankan apabila serapan yang tajam pada 1663 cm-1 menunjukkan vibrasi regangan C-O karena dengan faktor koreksi 0,2 nilai ini akan sesuai dengan nilai eksperimen yang berkisar antara 1330–1050 cm-1.Selanjutnya spektra vibrasi IR hasil pemodelan untuk kompleks Mn+-12C4 yang juga diambil pada daerah 0 – 2000 cm-1 ditunjukkan dalam Gambar 2.

Gambar 1. Hasil pemodelan spektrum vibrasi IR 12C4 bebas

Apabila Gambar 2 dibandingkan dengan Gambar 1 tampak kemiripan spektrum vibrasi 12C4 bebas dan kompleksnya dengan enam kation logam Mn+ yang diteliti. Spektra tersebut hanya sedikit agak berbeda pada intensitas vibrasinya. Berdasarkan kemiripan spektrum dari sekelompok senyawa yang hanya berbeda atom pusatnya saja dapat disimpulkan ada kemiripan struktur di antara kompleks tersebut. Jadi struktur kompleks yang satu mirip dengan struktur kompleks yang lain. Hal ini juga berarti bahwa struktur 12-mahkota-4 bebas tidak jauh berbeda dengan strukturnya dalam bentuk kompleks. Pada penelitian ini perhitungan frekuensi dilakukan pada tingkat HF dan dengan himpunan basis yang kecil untuk atom C, H dan O. Frekuensi vibrasi hasil perhitungan perlu dikalikan faktor koreksi 15-20% agar sesuai dengan eksperimen. Menurut data eksperimen, frekuensi vibrasi (stretching) C–O biasa terjadi pada daerah 1330–1050 cm-1 (Pretsch dkk., 2009). Apabila diambil faktor koreksi yang 20% maka frekuensi vibrasi C-O akan terjadi pada daerah 1663 –1313 cm-1. Berdasarkan uraian ini tampak bahwa adanya interaksi antara atom oksigen eter mahkota dengan kation logam mengakibatkan panjang gelombang vibrasi untuk ikatan C-O mengalami pergeseran ke arah panjang gelombang yang lebih besar seperti dapat dilihat pada spektra tersebut di atas. Vibrasi yang terjadi pada daerah infra-merah jauh (far infrared) berkisar antara 250 hingga 550 cm1 diduga merupakan vibrasi M-O (Nakamoto, 1987).

SESI PARALEL KIMIA

361


Gambar 2. Hasil pemodelan spektra vibrasi IR kompleks Mn+-12C4

Sifat-Sifat Termodinamika ( H 0 , G , S ) Kompleks Mn+-12C4 Hasil perhitungan sifat-sifat termodinamika dengan memakai metode ab initio untuk kompleks 12-mahkota-4 dengan kation logam diberikan pada Tabel 1. Sifat-sifat termodinamika tersebut memberikan gambaran kestabilan relatif kompleks yang terbentuk. Secara umum, reaksi 0

0

pembentukan kompleks berlangsung secara eksortermis dengan H  0 . Pada Tabel 1 juga tampak terjadi penurunan entropi untuk semua kompleks yang menunjukkan bahwa semua kompleks yang terbentuk lebih teratur atau lebi tertata relatif terhadap komponen pembentuknya. Hal ini bisa dipahami karena interaksi atom oksigen eter 12-mahkota-4 dengan kation logam akan mengakibatkan eter 12-mahkota-4 tidak bisa lagi bergerak secara leluasa. Hasil perhitungan juga menunjukkan bahwa kompleks dari 12-mahkota-4 dengan ion logam mudah terbentuk dan dalam satu golongan makin stabil bila ukuran kation makin kecil. o

Tabel 1 Entalpi reaksi, energi bebas Gibbs, dan entropi pada 298 K kompleks 12-mahkota-4 o H 298 K

Kompleks [Li(12-mahkota-4)]

+

SESI PARALEL KIMIA

-931,853

(kJ/mol)

o G298 K

-890,252

(kJ/mol)

o S298 K

(J/mol) -139,724

362

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 [Na(12-mahkota-4)]+ [K(12-mahkota-4)]+ [Zn(12-mahkota-4)]2+ [Cd(12-mahkota-4)]2+ [Hg(12-mahkota-4)]2+

-556,091 -334,764 -1533,061 -1323,021 -1297,097

-514,199 -297,062 -1491,822 -1277,327 -1251,174

-140,713 -126,622 -138,509 -153,259 -154,025

KESIMPULAN Hasil perhitungan dengan metode ab initio Hartree-Fock menunjukkan bahwa spektra IR semua kompleks Mn+-12C4 dapat teramati sehingga kompleks yang terbentuk merupakan kompleks dengan konformasi yang stabil. Vibrasi regangan C-O dalam kompleks mengalami pergeseran merah dibanding vibrasi dalam 12C4 bebas. Dengan faktor koreksi 0,2 spektra vibrasi hasil perhitungan sesuai dengan eksperimen. Perhitungan sifat-sifat termodinamika juga menunjukkan bahwa semua kompleks Mn+-12C4 adalah kompleks yang stabil. DAFTAR RUJUKAN Arnaud-Neu, F., Delgado, R. dan Chaves, S., 2003, Critical Evaluation of Stability Constants and Thermodynamics Function of Metal Complexes of Crown Ethers Pure Appl. Chem., 75, 1, 71-102. Richens, D.A., Simpson, D., Peterson, S., McGinn, A. dan Lamb, J.D., 2000, Use of mobile phase 18-crown-6 to improve peak resolution between mono- and divalent metal and amine cations in ion chromatography, J. Chromatogr., A, 1016, 155-164. Saari-Nordhaus, R., Anderson, J.A. dan James, M., 2004, Alternative approach to enhancing cation selectivity in ion chromatography, J. Chromatogr., A, 1039, 123-127. Takayanage, T., 2004, Analysis of ion-association reaction in aqueous solution and its utilization by capillary zone electrophoresis, Anal. Sci., 20, 255-265. Hiroya, W., Takao, I., Wakichi, F. dan Masao, T., 1998, Synthesis and phase-transfer catalytic activity of novel chiral crown ethers immobilized onto polystyrene supports, React. Funct. Polymers, 37, 101-109. Pozzi, G. dan Fish, R.H., 2012, Fluoroponytailed Crown Ethers and Quaternary Ammonium Salts as Solid-Liquid Phase Transfer Catalysts in Organic Synthesis, Top. Curr.Chem., 308, 213232. Diederich, F., Peter, J., Stang dan Tykwinski, R.R., 2008, Modern Supramolecular Chemistry: Strategies for Macrocycle Synthesis, Wiley-VCH Verlag, Weinheim. Zareh, M.M., Akl, A.M., Gohneim, A.K, dan Abd El-Aziz, M.H, 2007, PVC-Membrane Electrodes Based on 18-Crown-6 and Dibenzo-18-Crown-6 Ethers for Determination of Silver., Turk. J. Chem., 31, 449-456. Ochterski, J.W., 2000, Thermochemistry in Gaussian, [email protected], Gaussian Inc., Pittsburgh. Foresman, J.B. dan Frisch, A., 1996, Exploring Chemistry with Electronic Structure Methods, edisi 2, Gaussian Inc., Pittsburgh. Pretsch, E., Buhlmann, P. dan Badertscher, M., 2009, Structure Determination of Organic Compounds Tables of Spectral Data, edisi 4, Springer-Verlag, Berlin. Nakamoto, K., 1987, Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds. edisi 4, John Wiley & Sons, New York.

SESI PARALEL KIMIA

363


SESI PARALEL BIOLOGI


364


VARIASI GENETIK KERBAU LOKAL (BUBALUS BUBALIS) LOMBOK TENGAH, NUSA TENGGARA BARAT BERBASIS MIKROSATELIT Akhmad Sukri1, Moh. Amin2, Aris Winaya3, Siti Imroatul Maslikah2 1

IKIP Mataram; 2Universitas Negeri Malang; 3Universitas Muhammadiyah Malang Email: [email protected]

Abstrak: Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui variasi genotip kerbau lokal Lombok Tengah berbasis Mikrosatelit. Hasil penelitian menunjukkan bahwa (1) terdapat variasi genetik pada dua populasi kerbau lokal Lombok Tengah yang meliputi frekuensi alel, heterozigositas, dan Polymorphism Information Content (PIC), (2) nilai frekuensi alel dari keempat lokus mikrosatelit yaitu HEL09, INRA023, INRA032, dan ILSTS005 pada populasi kedua lebih tinggi dibandingkan populasi pertama, yaitu berkisar antara 0,14 sampai 0,86, sedangkan untuk populasi pertama berkisar antara 0,19 sampai 0,81, (3) nilai rataan heterozigositas hasil pengamatan pada keempat lokus mikrosatelit yaitu HEL09, INRA023, INRA032, dan ILSTS005 pada populasi pertama lebih tinggi dibandingkan populasi kedua, yaitu sebesar 78,12%, sedangkan untuk populasi kedua sebesar 59,52% (4) Nilai PIC (Polymorphism Information Content) paling tinggi pada kedua populasi diperoleh dari lokus INRA032 sebesar 0,38, diikuti oleh lokus INRA 023 sebesar 0,35, lokus ILSTS005 sebesar 0,31 dan lokus HEL09 sebesar 0,24. Berdasarkan hasil yang diperoleh, lokus mikrosatelit yang paling informatif untuk menggambarkan keanekaragaman genetik pada kedua populasi kerbau Lombok Tengah adalah lokus INRA032. Kata kunci: variasi genetik, Bubalus bubalis, mikrosatelit

PENDAHULUAN Kerbau Asia (Bubalus bubalis) dan kerbau Afrika (Syncerus caffer) adalah dua spesies utama kerbau di dunia. Kerbau Asia mempunyai dua subspesies utama yaitu kerbau sungai (River buffalo) dan kerbau lumpur (Swamp buffalo) (Lanuzzi dan Di Meo, 2009). Kerbau sungai utamanya digunakan sebagai ternak penghasil susu selain sebagai penghasil daging, sedangkan kerbau lumpur terutama digunakan sebagai alat transportasi yang juga dimanfaatkan sebagai penghasil daging (Aziz, 2008). Sebagian besar kerbau di Indonesia adalah kerbau lumpur. Kerbau lumpur (Bubalus bubalis) mempunyai variasi yang cukup besar pada bobot badan dan warna kulit, sehingga kerbau ini dikenal dengan berbagai nama seperti kerbau Jawa, Aceh, Toraja, Kalang dan Moa (Triwulaningsih, 2008). Propinsi Nusa Tenggara Barat adalah salah satu wilayah yang memiliki populasi kerbau terbanyak di Indonesia (Hilmiati, 2008). Wilayah di Pulau Lombok yang memiliki populasi kerbau paling banyak adalah Kabupaten Lombok Tengah dengan 18.525 ekor kerbau pada tahun 2008 (Disnak NTB, 2010). Kabupaten Lombok Tengah merupakan daerah pensuplai terbesar ternak kerbau di Propinsi Nusa Tenggara Barat dari wilayah Lombok, selain dari daerah-daerah lain seperti Kabupaten Sumbawa dan Bima. Besarnya potensi ternak kerbau di wilayah Nusa Tenggara Barat khususnya di Lombok Tengah ini ditunjang dengan sumber daya lahan yang masih memungkinkan untuk pengembangan ternak kerbau serta keunggulan bio-fisik yang dimiliki oleh kerbau itu sendiri. Kerbau memiliki daya adaptasi yang tinggi sehingga penyebarannya meluas tidak hanya di Kalimantan dan Sumatera, tetapi juga Jawa, Sulawesi, bahkan Nusa Tenggara Timur (Winarto, 2010). Menurut Hilmiati (2008), keunggulan bio-fisik yang dimiliki oleh kerbau adalah mampu bertahan hidup dengan baik di daratan yang kering, memiliki kemampuan memanfaatkan pakan berkualitas rendah seperti rumput kering dengan kadar nutrisi rendah dan serat kasar tinggi, dan kerbau memiliki


365


kapasitas yang cukup tinggi untuk mengatasi tekanan dan perubahan lingkungan yang ekstrim. Selain keunggulan bio-fisik, sistem pemeliharaan kerbau juga lebih mudah dibandingkan sapi. Pemeliharaan kerbau dapat dilakukan dengan sistem penggembalaan yang lebih efisien dibandingkan sistem cut and carry (disabitkan). Potensi Lombok Tengah secara umum sangat memungkinkan dijadikan sebagai wilayah pengembangan ternak kerbau yang mendukung daerah ini sebagai pensuplai terbesar ternak kerbau di Nusa Tenggara Barat dari wilayah Lombok. Potensi ini didukung dengan tersedianya daya dukung lingkungan dan kondisi sosial budaya di Lombok Tengah. Lahan di Nusa Tenggara Barat mampu mendukung sekitar 2,6 juta satuan ternak baik untuk ternak besar dan kecil (Hilmiati, 2008), termasuk di dalamnya lahan peternakan kerbau di Kabupaten Lombok Tengah. Kondisi sosial budaya pada sebagian masyarakat mendukung pengembangan peternakan kerbau. Pada upacara adat tertentu, kerbau merupakan ternak penting yang harus selalu tersedia. Dengan kondisi sosial budaya yang seperti ini, harga ternak kerbau sering kali jauh lebih mahal daripada sapi. Pada masyarakat Lombok Utara dan Lombok Tengah bagian Selatan, upacara perkawinan dengan pemotongan kerbau dianggap suatu prestise tersendiri. Pemanfaatan ternak kerbau di Lombok Tengah selain untuk memenuhi kebutuhan daging secara lokal juga untuk kebutuhan regional khususnya di Nusa Tenggara Barat yang semakin meningkat. Data dari Badan Pusat Statistik Lombok Tengah pada tahun 2008 menunjukkan sebanyak 2.403 ekor kerbau telah dipotong untuk kebutuhan konsumsi. Selain itu, pemanfaatan ternak kerbau di NTB juga digunakan untuk kebutuhan ekspor yaitu ke Timor Leste yang dimulai pada tahun 2001 dengan mengekspor kerbau bibit sebanyak 2.485 ekor (Deptan, 2007). Pendayagunaan kerbau seperti di atas dikhawatirkan akan mengurangi populasi kerbau khususnya di Lombok Tengah dan Nusa Tenggara Barat pada umumnya. Peternakan kerbau di daerah Nusa Tenggara Barat belum mendapat perhatian khusus dari pemerintah propinsi. Pengembangan sektor peternakan terutama ditekankan untuk meningkatkan produktivitas sapi dengan mengadakan program “Bumi Sejuta Sapi”, sementara potensi ternak yang lain seperti kerbau belum dicanangkan sebuah program yang akan mengembangkan potensi kerbau secara intensif. Peternakan kerbau yang ada sekarang kurang memperhatikan sumber-sumber plasma nutfah yang bisa dijadikan bibit unggul dimasa yang akan datang. Kegiatan penjualan dan pemotongan kerbau oleh peternak untuk kebutuhan konsumsi lokal maupun regional di wilayah Nusa Tenggara Barat seperti di Lombok Tengah masih bersifat seleksi negatif artinya hanya ternak yang berkualitas bagus yang dipotong ataupun dijual. Akibat dari seleksi negatif ini adalah berkurangnya individu kerbau yang memiliki kualitas bagus yang digunakan untuk pembibitan. Dalam upaya pembibitan ini pula, peternak kerbau di Lombok Tengah diduga menggunakan individu yang memiliki hubungan keluarga dekat yang digunakan sebagai pejantan, sehingga dikhawatirkan sudah banyak terjadi inbreeding dalam populasi kerbau tersebut. Inbreeding adalah perkawinan antara individu yang berkerabat dekat. Konsep inbreeding berdasarkan kemungkinan dua gen pada satu lokus identik pada keturunannya. Inbreeding diukur sebagai korelasi diantara induk pada sebuah individu dan disimbolkan dengan huruf F (Thompson et al, 2000). Inbreeding tidak mengubah frekuensi gen, hewan yang mengalami inbreeding menjadi homozygot pada beberapa lokasi kromosom. Inbreeding memiliki dampak positif dan negatif. Dampak positif inbreeding adalah genotip dari sel sperma dan telur pada hewan inbred lebih bisa diprediksi dibandingkan hewan noninbred. Sedangkan dampak negatif inbreeding lebih besar daripada dampak positifnya yaitu mengurangi profitabilitas individu hewan, umur produktif menurun, seluruh sifat dari individu tersebut mengalami penurunan, dan jarak kelahiran semakin panjang (Mirhabibi et al, 2007). Lombok Tengah merupakan satu-satunya wilayah di Pulau Lombok yang memiliki populasi kerbau terbanyak di Nusa Tenggara Barat, dan merupakan daerah pensuplai terbesar ternak kerbau dari Wilayah Lombok. Kualitas dan populasi kerbau di Lombok Tengah ini lambat laun dikhawatirkan akan semakin menurun karena eksploitasi yang terus menerus dilakukan seperti untuk kebutuhan konsumsi dan penjualan, sementara belum ada upaya pelestarian plasma nutfah kerbau lokal. Dalam upaya pelestarian dan pembibitan kerbau lokal, maka perlu dilakukan identifikasi variasi genetik. Variasi genetik merupakan salah satu kunci pengelolaan yang optimal terhadap sumber daya genetik. Variasi


366


genetik ini sangat diperlukan dalam usaha pemuliaan ternak, karena dengan adanya variasi genetik dimungkinkan untuk membentuk bangsa ternak baru melalui seleksi dan sistem perkawinan. Hal ini penting karena dapat digunakan sebagai bahan pertimbangan untuk melakukan outbreeding dengan menggunakan kerbau jantan dari wilayah lain. Untuk mengidentifikasi variasi genetik dapat menggunakan penanda genetik. Penanda genetik adalah ekspresi pada individu yang terlihat oleh mata atau terdeteksi dengan alat tertentu yang menunjukkan dengan pasti genotip suatu individu (Semagn et al, 2006). Mikrosatelit merupakan bagian DNA dengan 2 sampai 6 pasang basa pendek yang diulang beberapa kali. Mikrosatelit terletak dan ditemukan pada genom seluruh organisme hidup. Memiliki polimorfisme yang tinggi yaitu jumlah pengulangan bervariasi antar individu (Renwick et al, 2001). Kestabilan mikrosatelit diterima secara luas sebagai ukuran yang baik untuk genom (Lee et al, 2008). Mikrosatelit merupakan marker yang digunakan untuk pemetaan genom, pemotongan gen dari sifat-sifat yang komplek dan untuk penyelidikan keragaman genetik karena sifat polimorfisnya yang sangat tinggi, serta memiliki cara kodominan dalam pewarisan sifat dan mudah untuk dicetak (Navani et al, 2001). Dalam penelitian ini digunakan penanda mikrosatelit untuk mengidentifikasi variasi genetik kerbau lokal (Bubalus bubalis) Lombok Tengah. METODE Sampel Darah dan Isolasi DNA Sampel darah diambil dari 15 individu kerbau lokal Lombok Tengah yang diambil dari dua populasi berbeda. Darah kerbau diambil melalui vena jugularis di leher menggunakan veno ject dan tabung vacum (kosong). Tabung yang sudah berisi darah kemudian diberi EDTA sebanyak 0,1 gr agar darah tidak membeku. Darah yang dicampur dengan EDTA tadi kemudian diberi label yang berisi nomor sampel dan lokasi pengambilan sampel. Darah kemudian disimpan di dalam termos es pada suhu 20C dan selanjutnya disimpan dalam lemari es sampai proses isolasi DNA dilakukan. Proses isolasi DNA dilakukan dengan menggunakan KIT NucleospinR Quickpure Blood mengikuti prosedur isolasi yang telah ditentukan. Untuk mendeteksi DNA hasil isolasi digunakan elektroforesis gel agarose 0,8%. Analisis Mikrosatelit Penelitian ini menggunakan empat primer mikrosatelit yang dipilih secara acak yaitu HEL09, INRA 023, INRA 032, dan ILSTS 005. Karakteristik dari primer yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 1. Proses amplifikasi DNA melalui Polimerase Chain Reaction (PCR) terdiri dari campuran reaksi 2,5 µl DNA template, 2,5 µl primer forward, 2,5 µl primer reverse, 12,5 µl PCR mix, dan 5,0 µl dH2O. Proses PCR terdiri dari 30 siklus dengan tahapan-tahapan sebagai berikut: predenaturasi pada suhu 950C selama 2 menit, denaturasi pada suhu 920C selama 1 menit, annealing atau penempelan pada suhu 560C selama 45 detik (suhu annealing masing-masing primer berbeda) , elongation atau pemanjangan pertama pada suhu 720C selama 1 menit, final elongation pada suhu 720C selama 10 menit, dan tahap terakhir pada suhu 40C. Analisis Data Proses separasi DNA hasil PCR, dilakukan dengan menggunakan elektroforesis gel poliakrilamid yang dilanjutkan dengan pewarnaan perak (silver staining). Penentuan posisi pita atau alel DNA pada gel poliakrilamid dilakukan secara manual. Ukuran dan jumlah alel yang muncul pada gel ditentukan berdasarkan asumsi bahwa semua pita DNA dengan laju migrasi yang sama adalah homolog (Leung et al, 1993). Seluruh alel yang muncul dicatat sesuai dengan ukurannya, kemudian berdasarkan ukuran alel-alel tersebut dihitung nilai frekuensi alel, heterozigositas, dan PIC (Polymorphism Information Content). Perhitungan nilai frekuensi alel dan nilai heterozigositas dilakukan dengan bantuan software Genepop Versi 3.1, sedangkan untuk menghitung nilai PIC digunakan rumus (Meta et al, 2004):

PIC  1  ik1 Pi 2  ik1 2Pi 2 Pj2

(1)

dimana : Pi dan Pj  frekuensi alel ke - i dan ke - j k SESI PARALEL BIOLOGI

 jumlah alel 367


HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Hasil Penelitian Dalam penelitian ini digunakan empat primer mikrosatelit yaitu HEL09, INRA023, INRA032 dan ILSTS005. Karakteristik dari masing-masing primer dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1 Karakteristik Beberapa Jenis Primer Mikrosatelit yang Digunakan Lokus

Urutan Basa F 5’-CCC ATT CAG TCT TCA GAG GT-3’ R 5’-CAC ATC CAT GTT CTC ACC AC-3’ F 5’-GAG TAG AGC TAC AAG ATA AAC TTA-3’ R 5’-TAA CTA CAG GGT GTT AGA TGA ACT C-3’ F 5’-AAA CTG TAT TCT CTA ATA GCT AC-3’ R 5’-GCA AGA CAT ATC TCC ATT CCT TT-3’

HEL09 INRA023 INRA032

ILSTS005

Suhu Annealing 560C 560C 570C

F 5’-GGA AGC AAT GAA ATC TAT AGC C-3’ R 5’-TGT TCT GTG AGT TTG TAA GC-3’

580C

Data yang dianalisis dalam penelitian ini adalah data ukuran alel mikrosatelit pada masingmasing lokus yaitu HEL09, INRA023, INRA032, dan ILSTS005 meliputi: frekuensi alel, heterozigositas (observed heterozygosity dan expected heterozygosity), dan Polymorphism Information Content (PIC). 1) Frekuensi Alel Hasil analisis frekuensi alel tiap lokus mikrosatelit pada dua populasi kerbau lokal Lombok Tengah, disajikan dalam Tabel 2 berikut. Tabel 2 Frekuensi Alel Tiap Lokus Mikrosatelit Pada Dua Populasi Kerbau Lokal Lombok Tengah Lokus

Alel (base pair) 150 bp 155 bp 200 bp 280 bp 160 bp 210 bp 190 bp 210 bp

HEL09 INRA023 INRA032 ILSTS005

Populasi 1 0,81 0,19 0,62 0,38 0,50 0,50 0,50 0,50

Populasi 2 0,86 0,14 0,67 0,33 0,50 0,50 0,79 0,21

2) Heterozigositas Hasil perhitungan nilai heterozigositas (observed heterozygosity dan expected heterozygosity) pada masing-masing lokus mikrosatelit dari kedua populasi dapat dilihat pada Tabel 3 berikut. Tabel 3 Nilai Heterozigositas Tiap Lokus Mikrosatelit Pada Dua Populasi Kerbau Lokal Lombok Tengah Lokus HEL09 INRA023 INRA032 ILSTS005 Rata-rata Keterangan: *Observed Heterozygosity **Expected Heterozygosity

Obs. Het* 37,50% 75,00% 100% 100% 78,12%

Populasi 1 Expc. Het** 35,17% 53,85% 57,14% 57,14% 50,83%

Obs. Het 28,57% 66,66% 100% 42,86% 59,52%

Populasi 2 Expc. Het 28,09% 53,06% 58,33% 38,71% 44,55%

3) Polymorphism Information Content (PIC) Hasil perhitungan nilai PIC tiap lokus mikrosatelit pada kedua populasi kerbau Lombok tengah, disajikan pada Tabel 4 berikut.


368

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 Tabel 4 Nilai PIC Tiap Lokus Mikrosatelit Pada Dua Populasi Kerbau Lokal Lombok Tengah Lokus Populasi 1 Populasi 2 Rerata HEL09 0,26 0,21 0,24 INRA023 0,36 0,34 0,35 INRA032 0,38 0,38 0,38 ILSTS005 0,38 0,23 0,31

2. Pembahasan Penggunaan penanda mikrosatelit untuk mengetahui variasi genetik pada suatu individu organisme telah banyak digunakan, seperti pada tumbuhan (Prasetiyono et al, 2003; He et al, 2003; Aggarwal et al, 2004), hewan ternak seperti sapi (Maskur et al, 2007), kambing (Mahmoudi et al, 2010), keledai (Jordana et al, 1999), babi (Martinez et al, 2000), dan kerbau (Alim et al, 2011). Pada penelitian ini digunakan penanda mikrosatelit untuk mengetahui keanekaragaman atau variasi genetik kerbau lokal dari wilayah Lombok Tengah. Variasi genetik ditentukan berdasarkan pita-pita alel yang ditemukan pada lokus-lokus mikrosatelit. Dalam penelitian ini digunakan empat lokus mikrosatelit yaitu HEL09, INRA023, INRA032, dan ILSTS005. Suatu lokus harus bersifat polimorpik, sehingga dapat menunjukkan variasi genetik. Derajat polimorpisme dari keempat lokus mikrosatelit yang digunakan diketahui berdasarkan nilai PIC (Polimorphism Information Content) hasil perhitungan. Polimorphism Information Content (PIC) merupakan sebuah parameter yang mengindikasikan derajat keinformatifan dari sebuah marker (Aminafshar et al, 2008). Dari hasil yang diperoleh, nilai PIC selalu kurang dibandingkan dengan nilai expected heterozygosity, hal ini disebabkan karena PIC dihitung dengan mengurangi nilai expected heterozygosity dengan turunan dari frekuensi alel (Mirhoseinie et al, 2005). Lokus dengan banyak alel dan nilai PIC mendekati 1 merupakan lokus yang sangat diinginkan (Aminafshar et al, 2008). Nilai Polimorphism Information Content (PIC) dari masing-masing kedua populasi kerbau lokal Lombok Tengah menunjukkan nilai yang berbeda. Pada populasi pertama, nilai PIC terendah didapat dari lokus HEL09 yaitu sebesar 0,26, sedangkan nilai tertinggi diperoleh dari dua lokus yaitu INRA032 dan ILSTS005 dengan nilai masing-masing 0,38, sedangkan untuk lokus INRA023 sebesar 0,36. Berdasarkan nilai PIC ini, maka lokus yang paling informatif menggambarkan keanekaragaman genetik pada individu kerbau pada populasi pertama kerbau lokal Lombok Tengah berturut-turut adalah INRA032, ILSTS005, INRA023 dan HEL09. Sedangkan pada populasi kedua, nilai PIC terendah diperoleh dari lokus HEL09 sebesar 0,21, sedangkan nilai tertinggi diperoleh dari lokus INRA032 yaitu sebesar 0,38, dua lokus lainnya yaitu INRA023 dan ILSTS005 berturut-turut mempunyai nilai PIC 0,34 dan 0,23. Dari nilai PIC yang diperoleh, maka lokus yang paling informatif menggambarkan keanekaragaman genetik pada individu kerbau pada populasi kedua kerbau Lombok Tengah berturutturut adalah INRA032, INRA023, ILSTS005, dan HEL09. Secara keseluruhan, baik pada populasi pertama maupun kedua, dari nilai rata-rata, lokus yang menunjukkan PIC paling tinggi adalah INRA032 yaitu sebesar 0,38. Sehingga lokus ini dianggap paling informatif untuk menggambarkan keanekaragaman genetik pada individu kerbau pada kedua populasi kerbau lokal Lombok Tengah. Hal ini sesuai dengan yang diungkapkan El-Kholy et al (2007), bahwa PIC merupakan sebuah parameter yang mengindikasikan adanya variasi genetik; marker dengan nilai PIC yang tinggi merupakan marker yang sangat informatif. Lokus yang polimorpik, menunjukkan adanya heterozigositas. Heterozigositas merupakan jumlah individu dalam sebuah populasi yang memiliki alel yang berbeda dalam satu lokus (Ellegren, 2004). Semakin tinggi nilai heterozigositas, maka nilai PIC juga akan semakin tinggi. Dari hasil penelitian yang disajikan pada Tabel 3 dan 4, menunjukkan bahwa lokus HEL09 pada populasi pertama memiliki nilai observed heterozygosity sebesar 0,375 (37,50%), sedangkan nilai PICnya sebesar 0,26. Lokus INRA023 pada populasi pertama yang memiliki nilai observed heterozygosity sebesar 0,75 (75%), memiliki nilai PIC yang semakin tinggi yaitu 0,36. Pola yang sama juga terjadi pada lokus INRA032 dan ILSTS005 pada kedua populasi. Nilai heterozigositas akan selalu berbanding lurus dengan nilai PIC. Semakin polimorpik lokus yang digunakan, maka semakin banyak individu heterozigot yang


369


ditemukan yang menandakan adanya variasi genetik. Hal ini didukung dari hasil perhitungan nilai heterozigositas pada kedua populasi kerbau lokal Lombok Tengah. Heterozigositas merupakan parameter yang bagus untuk menggambarkan variabilitas genetik pada individu kerbau (El-Kholy et al, 2007). Nilai heterozigositas pada kedua populasi kerbau Lombok Tengah menunjukkan hasil yang berbeda. Pada populasi kerbau pertama, lokus HEL09 memiliki nilai observed heterozygosity yang paling rendah yaitu 37,50%, sedangkan yang paling tinggi diperoleh dari lokus INRA032 dan ILSTS005 masing-masing 100%. Sementara itu, pada populasi kerbau kedua, nilai observed heterozygosity paling rendah diperoleh dari lokus HEL09 sebesar 28,57%, sedangkan nilai paling tinggi diperoleh dari lokus INRA032 sebesar 100%. Dari nilai rata-rata heterozigositas, diperoleh nilai rata-rata tertinggi pada populasi pertama sebesar 78,12%, sedangkan pada populasi kedua diperoleh nilai sebesar 59,52%. Hal ini menunjukkan heterozigositas pada kedua populasi kerbau Lombok Tengah berbeda, dimana populasi pertama lebih heterozigot dibandingkan dengan populasi kedua. Hasil sebaliknya dilaporkan oleh Riyanto (2010), adanya nilai heterozigositas yang lebih rendah pada populasi kerbau Banyuwangi dibandingkan dengan populasi kerbau Blitar, dengan nilai heterozigositas berturut-turut 27,60% dan 41,50%. Lebih lanjut Riyanto (2010), menjelaskan adanya gambaran nilai rata-rata heterozigositas yang rendah pada kerbau Banyuwangi, maka dapat pula diasumsikan bahwa tingkat kekerabatan dari populasi kerbau Banyuwangi lebih tinggi apabila di bandingkan populasi kerbau dari Blitar. Sedangkan Afrida (2011), mengungkapkan bahwa rata-rata nilai heterozigositas dari dua lokus mikrosatelit yang digunakan pada populasi kerbau Tana Toraja lebih tinggi dibandingkan dengan populasi kerbau Lombok Barat yaitu berturut-turut 39,29% dan 36,61%. Dari rata-rata nilai heterozigositas, diperoleh nilai observed heterozygosity lebih tinggi dibandingkan dengan nilai expected heterozygosity. Hal ini mengindikasikan kelebihan heterozigositas pada kedua populasi kerbau Lombok Tengah, artinya perbedaan genetik diantara populasi yang dibandingkan tinggi. Heterozigositas genetik yang tinggi memperkirakan adanya generasi campuran yaitu populasi campuran dari area-area yang berbeda, aliran gen, dan seleksi alami (El-Kholy et al, 2007). Hal ini dapat dipahami karena kedua populasi kerbau yang ada di Lombok Tengah merupakan populasi lokal yang penyebarannya terbuka, artinya banyak individu-individu kerbau yang didatangkan dari daerah lain selain Lombok Tengah oleh para peternak untuk dipelihara bersamaan dengan individuindividu kerbau yang sudah ada, sehingga terjadi percampuran atau perkawinan diluar kerabat dekat diantara individu kerbau. Hal ini sejalan dengan yang diungkapkan Nei (1987), bahwa faktor yang mempengaruhi tingkat heterozigositas yaitu ukuran populasi. Pada populasi lokal yang tertutup dan tidak bermigrasi akan mempunyai tingkat heterozigositas genetik yang lebih kecil dibandingkan populasi lokal yang penyebarannya terbuka. Lebih lanjut Zhou et al (2005), mengungkapkan bahwa masuknya alel-alel dari populasi lain ke dalam populasi yang sedang diteliti dapat menyebabkan meningkatnya nilai observed heterozigosity. Dari keempat lokus mikrosatelit yang digunakan, yaitu HEL09, INRA023, INRA032, dan ILSTS005, masing-masing lokus memiliki jumlah alel yang sama yaitu masing-masing 2 pada setiap lokus. Hasil ini berbeda dengan yang dilakukan oleh Riyanto (2010) yang memperoleh jumlah alel pada lokus HEL09 pada populasi kerbau Banyuwangi dan Blitar sebanyak 1 alel, sedangkan untuk lokus INRA023 diperoleh jumlah alel sebanyak 3 alel pada populasi kerbau Blitar. Hasil penelitian ini sejalan dengan hasil yang didapatkan oleh Afrida (2011), menggunakan lokus INRA032 yang diujikan pada populasi kerbau Lombok Barat yang memperoleh jumlah alel sebanyak 2 buah alel. Hasil yang berbedabeda ini menunjukkan polimorfisme dari marker yang digunakan. Hal ini sesuai dengan yang diungkapkan oleh Renwick et al (2001), bahwa mikrosatelit memiliki polimorfisme yang tinggi yaitu jumlah pengulangan yang bervariasi antar individu. Untuk mengetahui seberapa sering munculnya alel-alel yang ditemukan dari keempat lokus mikrosatelit pada populasi kerbau lokal Lombok Tengah, maka dilakukan perhitungan frekuensi alel. Berdasarkan hasil analisis data, diperoleh nilai frekuensi alel keempat lokus mikrosatelit pada populasi pertama berkisar antara 0,19 sampai dengan 0,81, sedangkan pada populasi kedua nilai frekuensi alel berkisar antara 0,14 sampai dengan 0,86. Penelitian sebelumnya oleh Riyanto (2010), mendapatkan nilai


370


frekuensi alel pada populasi kerbau Blitar berkisar antara 0,06 sampai 0,65, sedangkan pada populasi kerbau Banyuwangi berkisar antara 0,07 sampai 0,63. Selain itu Afrida (2011), melaporkan bahwa nilai frekuensi alel yang diperoleh pada populasi kerbau Lombok Barat berkisar antara 0,36 sampai 0,64, sedangkan untuk populasi kerbau Tana Toraja berkisar antara 0,36 sampai 0,64. Dari kedua hasil ini, maka nilai frekuensi alel pada kedua populasi kerbau Lombok Tengah lebih tinggi dibandingkan dengan nilai frekuensi alel pada populasi kerbau Blitar, Banyuwangi, Tana Toraja, dan Lombok Barat yaitu berkisar antara 0,14 sampai 0,86. Perbedaan pada distribusi dan frekuensi alel menunjukkan bahwa faktor-faktor seperti penyimpangan genetik dan mutasi memiliki efek yang berbeda dalam penetapan struktur gen pada individu (Ciofi dan Bruford, 1999). KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan, maka terdapat variasi genetik pada kedua populasi kerbau Lombok Tengah yang meliputi frekuensi alel, heterozigositas, dan Polymorphism Information Content (PIC). a. Nilai frekuensi alel dari keempat lokus mikrosatelit yaitu HEL09, INRA023, INRA032, dan ILSTS005 pada populasi kedua lebih tinggi dibandingkan populasi pertama, yaitu berkisar antara 0,14 sampai 0,86, sedangkan untuk populasi pertama berkisar antara 0,19 sampai 0,81. b. Nilai rataan heterozigositas hasil pengamatan pada keempat lokus mikrosatelit yaitu HEL09, INRA023, INRA032, dan ILSTS005 pada populasi pertama sebesar 78,12%, sedangkan untuk populasi kedua sebesar 59,52%. c. Nilai PIC (Polymorphism Information Content) paling tinggi pada kedua populasi diperoleh dari lokus INRA032 sebesar 0,38, diikuti oleh lokus INRA023 sebesar 0,35, lokus ILSTS005 sebesar 0,31 dan lokus HEL09 sebesar 0,24. Dari hasil ini, lokus mikrosatelit yang paling informatif untuk menggambarkan keanekaragaman genetik pada kedua populasi kerbau Lombok Tengah adalah lokus INRA032. Saran Hasil peneliltian ini dapat digunakan oleh pemerintah daerah setempat sebagai informasi awal variasi genotip kerbau lokal Nusa Tenggara Barat dari wilayah Lombok Tengah sebagai acuan dalam konservasi, sehingga memudahkan dalam upaya pelestarian dan pembibitan kerbau lokal. Daftar Rujukan Afrida, I.R. 2011. Identifikasi Variasi Genetik Kerbau Lokal (Bubalus bubalis)Tana Toraja dan Lombok Berbasis Mikrosatelit sebagai Bahan Pengembangan Materi Ajar Genetika Populasi. Tesis tidak diterbitkan. Malang: Universitas Negeri Malang. Aggarwal, R.K.,Udaykumar, D.,Hendre, P.S.,Sarkar, A. & Singh, L.I. 2004. Isolation and characterization of six novel microsatellite markers for Mulbery (Morus indica). Molecular Ecology Notes, No 4: 477-479. Alim, M.A.,Sun, D.X.,Zhang, Y. & Faruque, M.O. 2011. Genetic markers and their application in Buffalo production. Journal of Animal and Veterinary Advances, Vol 10 (14): 1789-1800. Aminafshar, M.,Amirinia, C. & Torshizi, R. 2008. Genetic diversity in Buffalo population of Guilan using microsatellite markers. Journal of Animal and Veterinary Advances, Vol 7 (11) : 14991502. Aziz, M.M. 2008. Nili Ravi Buffalo-potential and challenges. BRI Bulletin Quarterly. Vol 01 (01): 1. Ciofi, C & Bruford, M.W. 1999. Genetic structure and gene flow among Komodo dragon populations inferred by microsatellite loci analysis. Molecular Ecology, 8: 17-30. Deptan. 2007. Draft laporan akhir: kajian peluang perencanaan investasi pertanian Indonesia. (online), (http://deptan.go.id_ppi_investasi_content_NTB_doc_pdf, diakses tanggal 10 Oktober 2010).


371


Disnak NTB. 2010. Potensi Wilayah, (online),(http://www.disnak-ntb.go.id, diakses tanggal 24 Agustus 2010). El-Kholy, A.F.,Hassan, H.Z.,Amin, A.M.S. & Hassanance, M.S. 2007. Genetic diversity in Egyptian buffalo using microsatellite markers. Arab J. Biotech, Vol 10 (2) : 219-232. Ellegren, H. 2004. Microsatellites: Simple sequences with complex evolution. Genetics, Vol 5: 435-445. He, G., Meng, R., Newman, M., Gao, G., Pittman, R.N. & Prakash, C.S. 2003. Microsatellite as DNA markers in cultivated peanut (Arachis hypogea L). BMC plant biology, Vol 3: 1-6. Hilmiati, N. 2008. Potensi Kerbau Sebagai Substitusi Daging Sapi di Nusa Tenggara Barat, (Online), (http://www.ntb.litbang.deptan.go.id/index.php?, diakses tanggal 10 Maret 2010). Jordana, J.,Folch, P & Sanchez, A. 1999. Genetic variation (protein markers and microsatellites) in endagered Catalonian donkeys. Bioch. Syst and Eco, Vol 27: 791-798. Lanuzzi, L & Di Meo, G.P. 2009. Genome Mapping and Genomics in Domestic Animals. United State of America: Springer-Verlag Berlin Heidelberg. Lee, W.S., Soo, G., Shin, H.J., Yun, S.H., Yun, H., Choi, N., Lee, J., Son, D., Cho, J., Kim, J., Cho, Y.B., Chun, H.K. & Lee, W.Y. 2008. Identification of differentially expressed genes in microsatellite stable HNPCC and sporadic colon cancer. Journal of surgical research, Vol 144: 29-35. Leung, H.,Nelson, R.J & Leach, J.E. 1993. Population structure of plant pathogenic fungi and bacteria, Plant Pathol, Vol 10: 157-205. Mahmoudi, B.,Bayat, M.,Sadeghi, R.,Babayev, M.S. & Abdollahi, H. 2010. Genetic diversity among three goat populations assesed by microsatellite DNA markers in Iran. Global Veterinaria, Vol 4 (2): 118-124. Metta, M., Kanginakudru, S., Gudiseva, N. & Nagaruju, J. 2004. Genetic characterization of the Indian catlle breeds, Ongole and Deoni (Bos indicus) using microsatellite. BioMed Central Genetics, Vol (5): 16. Martinez, A.M.,Delgado, J.V.,Rodero, A. & Vega-Pla, J.L. 2000. Genetic structure of the Iberian Pig breed using microsatellites. Animal Genetics, No 31: 295-301. Maskur.,Muladno. & Tappa, B. 2007. Identifikasi genetik menggunakan marker mikrosatelit dan hubunganya dengan sifat kuantitatif pada sapi. Media Peternakan, Vol 3 (3): 147-155. Mirhabibi, S., Manafiazar, G.H., Qaravisi, S.H. & Mahmoodi, B. 2007. Inbreeding and its effect on some productive traits in buffaloes of South Iran. Journal Animal Science, Vol 06 (suppl, 2): 372-374. Mirhoseinie, S.Z.,Vahidie, S.M.F. & Gharehyazie, B. 2005. Survey of efficiency of six microsatellite loci in Iranian indigenous cattle and buffalo populations. Iranian jurnal of biotechnology, Vol 3 (1). Navani, N., Jain, P.K., Gupta, S., Sisodia, B.S. & Kumar, S. 2001. A Set of cattle microsatellite DNA markers for genome analysis of riverine buffalo (Bubalus bubalis). Animal Genetics, Vol 33: 149-154. Nei, M. 1987. Molecular Evolutionary Genetics. New York: Columbia Press. Prasetiyono, J.,Tasliah.,Aswidinnoor, H. & Moeljopawiro, S. 2003. Identifikasi marka mikrosatelit yang terpaut dengan sifat toleran terhadap keracunan aluminium pada padi persilangan Dupa x ITA131. Jurnal Bioteknologi Pertanian, Vol 8 (2): 35-45. Renwick, A., Davison, L., Spratt, H., King, J.P. & Kimmel, M. 2001. DNA nucleotide evolution in humans fitting theory to facts. Genetics. Vol 159: 737-747.


372


Riyanto. 2010. Identifikasi Variasi Genetik Kerbau Lokal Jawa Timur (Bubalus bubalis) dari Wilayah yang Berbeda, Berbasis Mikrosatelit sebagai Pengembangan Bahan Ajar Mata Kuliah Genetika. Tesis tidak diterbitkan. Malang: Universitas Negeri Malang. Semagn, K., Bjornstad, A. & Ndijondjop, M.N. 2006. An overview of molecular marker methods for plant. African Journal of Biotechnology, Vol 5: 2540-2568. Thompson, J.R., Everett, R.W. & Hammerschmidt, N.L. 2000. Genetics and breeding, effect of inbreeding on production and survival in Holstein. Journal of Diary Science, Vol 83 (8): 18561864. Triwulaningsih, E. 2008. Kerbau Sumber Daging dan Susu, Mungkinkah?, (Online), (http://www.pustaka-deptan.go.id/publikasi-wr274055.pdf, diakses 10 Maret 2010). Winarto, D. 2010. Menguak Potensi Kerbau, (Online), (http://www.mit.undip.ac.id/images/download/artikel/potensi_kerbau.pdf, diakses 10 Maret 2010).


373


ISOLASI DAN KARAKTERISASI BAKTERI SELULOLITIK PADA SERASAH TUMBUHAN DI KAWASAN TAMAN HUTAN RAYA R. SOERJO KOTA BATU, DAN PROSPEKNYA SEBAGAI BIOKOMPOSER Azzara Hanie, Sitoresmi Prabaningtyas, dan Endang Suarsini Jurusan Biologi FMIPA Universitas Negeri Malang, Jl. Semarang No. 5 Malang 65145 [email protected] Abstrak: Taman Hutan Raya R. Soerjo Kota Batu memiliki vegetasi yang beranekaragam. Tumbuhan yang berada di hutan ini menghasilkan serasah yang merupakan bagian tumbuhan yang telah mati dan gugur. Komponen organik utama pada serasah berupa selulosa yang membutuhkan proses hidrolisis agar dapat didegradasi. Proses degrasasi memerlukan bakteri selulolitik yang dapat menghasilkan enzim selulase untuk mengurai selulosa menjadi glukosa. Penelitian ini ditujukan untuk mengisolasi dan mengkarakterisasi tiga spesies bakteri selulolitik pada serasah tumbuhan di kawasan Taman Hutan Raya R. Soerjo Kota Batu. Jenis penelitian ini adalah penelitian deskriptif dengan pendekatan eksploratif. Sampel berupa serasah tumbuhan diambil pada lapisan serasah di permukaan tanah sampai ke kedalaman +15 cm. Sampel serasah diambil secara acak di tiga titik pada tipe tanah yang sama, tekstur sama, dan terdapat lapisan serasah. Sampel kemudian dimasukkan ke media pengayaan selama seminggu. Tahap berikutnya adalah menginokulasi ke media CCRA (Cellulose Congo Red Agar) dengan pengenceran bertingkat sampai 10 -7. Pengumpulan data dimulai dengan mengisolasi bakteri selulolitik yang tumbuh pada media CCRA yang ditandai dengan adanya zona bening. Pengambilan tiga isolat bakteri selulolitik untuk dikarakterisasi ditentukan melalui data indeks selulolitik terbesar. Karakterisasi dilakukan melalui pengamatan ciri morfologi, sitologi dan fisiologi terhadap tiga isolat yang ditemukan lalu dilanjutkan dengan mengidentifikasi isolat tersebut. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tiga isolat bakteri selulolitik yang ditemukan adalah spesies Bacillus alvei dengan indeks selulolitik 0,62, Enterobacter gergoviae dengan indeks selulolitik 0,13, dan Acinetobacter iwoffi dengan indeks selulolitik 1,45. Kata kunci: isolasi, karakterisasi, bakteri selulolitik, serasah

PENDAHULUAN Serasah merupakan lapisan yang terdiri dari bagian tumbuhan yang telah mati seperti guguran daun, ranting, cabang, bunga, kulit kayu, buah serta bagian lain yang menyebar di permukaan tanah di bawah hutan sebelum bahan-bahan tersebut mengalami dekomposisi (Dephut, 1997). Serasah tumbuhan sebagai bahan organik mengandung komponen utama berupa lignoselulosa sebagai penyusun sel tumbuhan. Lignoselulosa terdiri atas tiga polimer yaitu selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Diperkirakan bahwa jumlah karbon terbanyak terdapat dalam bentuk selulosa dan mayoritas terdapat di lingkungan terrestrial (Levin dkk, 2009). Proses degradasi serasah tumbuhan dapat dilakukan dengan bantuan hewan dan mikroorganisme. Secara alami mikroorganisme menghasilkan enzim yang berfungsi untuk mendegradasi serasah tumbuhan. Komponen paling utama dalam serasah tumbuhan adalah selulosa, maka dari itu kehadiran bakteri pendegradasi selulosa menjadi penting untuk menguraikan polisakarida tersebut menjadi monomer-monomernya. Selain itu juga berfungsi untuk menjaga keseimbangan unsurunsur yang ada di alam khususnya di tanah.


374


Bakteri selulolitik secara alami terdapat di tanah yang mengandung material organik khususnya yang berasal dari tumbuhan. Bakteri ini memerankan bagian penting dalam siklus karbon yaitu biodegradasi struktur polimer polisakarida. Aktivitas degradasi polisakarida oleh bakteri ini menghasilkan karbon dioksida dan materi organik sederhana yang dibutuhkan bakteri lain. Keberadaan bakteri ini sangat penting dalam mendekomposisikan serasah yang berada di hutan khususnya Tahura R. Soerjo. Lingkungan biotik dan abiotik hutan tersebut mendukung pertumbuhan berbagai jenis mikroorganisme terutama bakteri selulolitik. Bakteri tersebut dapat diisolasi dari habitat alaminya dan dikembangkan di laboratorium untuk diteliti jenis spesiesnya dan penelitian dilanjutkan dengan menguji kemampuan degradasi selulosa. Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi dan mengkarakterisasi tiga spesies bakteri selulolitik yang berasal dari serasah tumbuhan di kawasan Tahura R. Soerjo. METODE PENELITIAN 1. Pengambilan Sampel dan Pengayaan Sampel berupa serasah tumbuhan yang berada pada lantai hutan. Sampel diambil dengan menggunakan pipa paralon dan sekop kecil. Sampel serasah diambil pada lapisan serasah, yaitu dari permukaan hingga ke kedalaman +15 cm (Paul Eldor, 2007). Sebelum diambil, terlebih dahulu serasah dicampurkan agar merata. Sampel kemudian dimasukkan ke dalam botol steril dan disimpan di dalam ice box yang berisi es batu. Sampel dibawa ke laboratorium dan langsung dilakukan perlakuan pengayaan. Sampel serasah sebanyak 10 gr dimasukkan ke dalam labu Erlenmeyer yang berisi 500 ml media pengayaan yang terdiri dari 0,5 gr yeast extract, 2,5 gr pepton, 1 gr CaCO3, 0,6 gr NaCl, 5 gr jerami padi yang dihaluskan dan ditambah dengan aquades hingga 500 ml. Kemudian diinkubasikan di atas rotary shaker dengan kecepatan 100 rpm selama 1 minggu pada suhu ruangan. 2. Isolasi Bakteri Selulolitik Kultur pengayaan yang sudah diinkubasi kemudian diinokulasikan ke media Cellulose Congo Red Agar (CCRA) (Hendricks dkk, 1995). Media CCRA dibuat dengan komposisi yaitu 0,5 gr K2HPO4, 0,25 gr MgSO4, 0,2 gr Congo Red, 10 gr agar, 2 gr gelatin, 1,88 gr CMC, 100 ml ekstrak tanah dan ditambah aquades hingga 1000 ml. Pembuatan ekstrak tanah dengan cara mencampur 1 kg tanah dengan 1 liter aquades lalu diotoklaf kemudian disaring. Pengenceran seri dilakukan untuk memudahkan isolasi bakteri. Pengenceran seri hasil pengayaan bakteri dari 10-1 sampai 10-7 menggunakan akuades steril. Suspensi yang telah diencerkan ini diinokulasikan sebanyak 0,1 ml ke media lempeng CCRA menggunakan mikropipet steril. Kemudian menginkubasi biakan pada suhu 37°C selama 1x24 jam. Pertumbuhan koloni bakteri terus diamati selama 1-7 hari. Bakteri selulolitik ditunjukkan dengan adanya zona bening pada sekitar koloni bakteri. 3. Pengukuran Indeks Selulolitik Isolat bakteri selulolitik yang berhasil diisolasi diukur indeks selulolitiknya. Pengukuran ini menggunakan media Carboxymethyl cellulose agar (CMC) dengan komposisi 10 gr CMC, 0,04 gr CaCl2, 0,02 gr FeSO4.7H2O, 1 gr glukosa, 0,11 gr KNO3, 0,02 gr K2HPO4, 2 gr yeast extract, 15 gr agar dan ditambah aquades hingga 1000 ml. Isolat bakteri diinokulasi ke media lempeng CMC dengan menggunakan metode cawan gores (streak) kemudian diinkubasi pada suhu 37°C selama 1x24 jam. Setelah diinkubasi, media CMC yang telah ditumbuhi bakteri selulolitik ditetesi larutan indikator Congo Red 0,1% dan menunggu hingga 15 menit lalu membilas media dengan larutan NaCl 1M. Zona bening yang terlihat dan koloni bakteri kemudian diukur dengan jangka sorong. Perhitungan indeks selulolitik menggunakan rumus berikut (Hankin dan Anagnostakis, 1977). Indeks selulolitik =

𝒅𝒊𝒂𝒎𝒆𝒕𝒆𝒓 𝒌𝒐𝒍𝒐𝒏𝒊+ 𝒛𝒐𝒏𝒂 𝒋𝒆𝒓𝒏𝒊𝒉 𝒅𝒊𝒔𝒆𝒌𝒆𝒍𝒊𝒍𝒊𝒏𝒈𝒏𝒚𝒂−𝒅𝒊𝒂𝒎𝒆𝒕𝒆𝒓 𝒌𝒐𝒍𝒐𝒏𝒊 𝒃𝒂𝒌𝒕𝒆𝒓𝒊 𝒅𝒊𝒂𝒎𝒆𝒕𝒆𝒓 𝒌𝒐𝒍𝒐𝒏𝒊 𝒃𝒂𝒌𝒕𝒆𝒓𝒊


(1)

375


Tiga isolat bakteri selulolitik dengan indeks selulolitik terbesar kemudian dilanjutkan perlakuan pengamatan karakter masing-masing.

4. Karakterisasi Bakteri Isolat bakteri selulolitik kemudian dikarakterisasi dan selanjutnya diidentifikasi. Karakterisasi yang dilakukan meliputi pengamatan morfologi, sitologi serta pengujian fisiologi. Pengamatan morfologi isolat bakteri selulolitik meliputi pengukuran diameter bakteri, warna koloni, bentuk koloni, tepian koloni, elevasi koloni, bentuk koloni pada media miring dan respirasi. Pengamatan sitologi isolat bakteri selulolitik meliputi gerak, gram, bentuk sel, ukuran (μm), endospora, dan kapsula. Pengujian ciri fisiologi dengan MicrobactTM GNB A/B/E, 24E Identification Kits. Hasil pengamatan ciri morfologi, sitologi dan fisiologi dirujuk menggunakan buku acuan Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology 7th Edition untuk mendapatkan nama spesies bakteri. HASIL DAN PEMBAHASAN Isolat bakteri selulolitik dari serasah tumbuhan di Tahura R. Soerjo yang berhasil ditemukan ada 13 isolat bakteri. Penentuan isolat ini berdasarkan kemampuan selulolitik yang terlihat dari adanya zona bening yang berada di sekeliling koloni bakteri yang tumbuh pada medium Cellulose Congo Red Agar (CCRA). Semua isolat bakteri selulolitik yang ditemukan diuji indeks selulolitiknya dan dipilih tiga isolat dengan indeks terbesar untuk dikarakterisasi. Hasil pengukuran indeks selulolitik isolat bakteri selulolitik ditunjukkan dengan Tabel 1 berikut. Berdasarkan hasil penghitungan indeks selulolitik diketahui bahwa tiga isolat bakteri selulolitik terbesar adalah isolat kode A, D dan F.

Kode Isolat A B C D E F G H I J K L M

Diameter koloni (mm) 3.62 5.98 2.07 3.17 1.30 1.15 1.85 1.43 3.30 2.13 2.02 1.65 2.15

Tabel 1. Data Indeks Selulolitik Diameter Diameter zona keseluruhan (mm) hidrolisis (mm) 5.80 2.18 6.15 0.17 2.25 0.18 3.57 0.40 1.43 0.13 2.72 1.57 1.95 0.10 1.58 0.15 3.47 0.17 2.23 0.10 2.12 0.10 1.77 0.12 2.28 0.13

Indeks hidrolisis 0.62 0.03 0.09 0.13 0.10 1.45 0.06 0.10 0.05 0.05 0.05 0.07 0.06

Bakteri selulolitik memproduksi enzim selulase untuk menghidrolisis substrat berupa selulosa. Bakteri tersebut mendegradasi selulosa menjadi monomer glukosa. Bakteri selulolitik dapat menghidrolisis medium CMC (Carboxymethyl cellulose) dikarenakan adanya enzim yang disekresikan oleh sel bakteri yang tumbuh pada medium. Enzim ekstraseluler disintesis di dalam membran sel kemudian dilepaskan keluar sel sehingga menyebabkan CMC yang ada di media terdegradasi menjadi polimer glukosa. Keadaan ini belum teramati pada media apabila belum diberi reagen. Zona bening baru terlihat apabila media CMC yang telah ditumbuhi koloni bakteri diberi larutan Congo Red 0,1% lalu ditunggu selama 15 menit, kemudian dibilas dengan larutan NaCl 1 M. Keadaan media ini dapat dilihat pada Gambar 1.


376


Gambar 1. Media CMC yang ditumbuhi koloni Bacillus alvei sebelum dan sesudah diberi larutan Congo Red 0,1% dan larutan NaCl 1M.

Tiga isolat bakteri selulolitik dengan indeks terbesar kemudian diamati karakter morfologi koloninya dan data tersaji pada Tabel 2 berikut. Tabel 2. Karakter Morfologi Koloni Bakteri Isolat bakteri

Warna

Bentuk Koloni

A

Putih

Bundar

Putih tulang Putih

D F

Karakter Morfologi Koloni Bakteri Diameter Mengkilat/ Tepian Elevasi Koloni Suram (mm) Tak Datar Suram 3.4 beraturan

Kepekatan Koloni

Media Miring

Tidak pekat

Berduri

Bundar

Licin

Timbul

Mengkilat

3

Pekat

Pedang

Bundar

Licin

Cembung

Mengkilat

1

Pekat

Pedang

Berdasarkan tabel di atas diketahui bahwa tiga isolat bakteri selulolitik yang ditemukan mempunyai morfologi yang berbeda. Warna koloni tidak jauh berbeda yaitu putih dan putih tulang pada medium CMC. Selain pengamatan terhadap morfologi, pengamatan juga dilakukan terhadap karakter sitologi yang tersaji pada Tabel 3. Tabel 3. Karakter Sitologi Bakteri Karakter Sitologi Bakteri

Isolat Bakteri

Gram

Bentuk

Ukuran (μm)

Endospora

Kapsula

Respirasi

Gerak

A

+

basil

1x2

+

-

anaerob fakultatif

+

D

-

basil

1 x 1.3

-

-

anaerob fakultatif

+

F

-

basil

1x2

-

-

anaerob fakultatif

+

Berdasarkan Tabel 4 diketahui bahwa tiga isolat tersebut merupakan anaerob fakultatif, motil, tidak berkapsula, serta bentuk sel basil. Isolat kode A berbeda dari isolat lain yaitu isolat A membentuk endospora dan merupakan gram positif. Isolat lainnya tidak menghasilkan endospora dan merupakan gram negatif. Pengujian terhadap karakter fisiologis perlu dilakukan untuk mengetahui nama spesies bakteri. Hasil karakterisasi fisiologis dapat dilihat pada Tabel 4. Berdasarkan data diketahui bahwa isolat bakteri kode A adalah spesies Bacillus alvei, kode D adalah Enterobacter gergoviae, dan kode F adalah Acinetobacter iwoffi.


377

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 Tabel 4. Karakter Fisiologi Tiga Isolat Bakteri dengan Indeks Hidrolisis Terbesar Reaksi dari Bakteri

Jenis Tes A BGP

+

Spora

+

D

F

Fermentasi Gula-gula Glukosa

+

-

-

Xylosa

-

+

-

Mannitol

-

-

-

Laktosa

-

Sukrosa

+

Maltosa

+

Arabinosa

-

Suhu Pertumbuhan 20 °C

+

37 °C

+

40 °C

+

45 °C

+

Tumbuh di Nutrient Broth

+

SDA

-

TSI

A/A, H2S-

Citrat

-

+

-

Indol

+

-

-

VP

-

+

+

NaCl 7 %

+

Motilitas

+

Starch hydrolysis

+

Lysine

+

+

Ornithine

+

-

H2S

-

-

ONPG

+

+

Urease

+

+

TDA

+

-

Casein hydrolysis Penicillin

+ Sensitif

Beta-Hemolisa

+

Katalase

+

Oksidase

+

Reduksi Nitrat

-

Reduksi Methylene Blue

-

Spesies


Bacillus alvei

Enterobacter gergoviae

Acinetobacter iwoffi

378


Spesies bakteri yang ditemukan pada penelitian ini yaitu Acinetobacter iwoffi dan Bacillus alvei ternyata juga merupakan mikroba yang umum ditemukan di tanah. Dickinson dan Pugh (1974) menyertakan Enterobacter sebagai mikroba yang berperan dalam dekomposisi serasah. Enterobacter gergoviae merupakan bakteri Gram negatif yang berbentuk basil. Bakteri ini seringkali ditemukan pada tanah, kulit manusia, kotoran dan kosmetik. Bakteri ini merupakan famili Enterobacteriaceae dan merupakan endofit oportunistik karena dapat hidup di tanah maupun akar sejenis jagung sebagai bakteri yang dapat memfiksasi nitrogen (An dkk, 2007). Berdasarkan Cogem Research Report, spesies bakteri Enterobacter gergoviae masuk kategori BSL 2 (Biosafety Level 2). Bakteri ini berasosiasi dengan penyakit pada manusia yang jarang berakibat serius dan untuk pencegahan maupun pengobatan tersedia bermacam terapi. Penggunaan dalam industri maupun penelitian, bakteri BSL 2 perlu mendapatkan penanganan khusus standar laboratorium kelas 2 yaitu dengan penanganan yang tepat dan menggunakan perlengkapan seperti jas laboratorium dan masker. Acinetobacter iwoffii merupakan mikroorganisme patogen oportunis yang secara normal ditemukan pada kulit manusia. Bakteri ini juga ditemukan di beberapa hewan, yang kadangkala berasosiasi dengan penyakit. Seringkali ditemukan di tanah, air kolam pemancingan, limbah cair industri, susu, dan daging. Sebagai flora normal bakteri ini tinggal di kulit manusia, oropharing, dan perineum (Rathinavelu, 2003). Penelitian yang dilakukan oleh Ramin dkk (2008) pada usus rayap yang mencerna jerami padi dan daun kelapa sawit menemukan bahwa bakteri Acinetobacter yang ditemukan di usus rayap tersebut menunjukkan aktivitas yang tinggi dalam menghidrolisis polisakarida sampai menjadi asam asetat. Berdasarkan Cogem Research Report, spesies bakteri Acinetobacter iwoffi ini masuk kategori BSL 2 (Biosafety Level 2) sama halnya seperti Enterobacter gergoviae. Nama spesies Bacillus alvei berubah menjadi Paenibacillus alvei seiring dengan dipindahnya genus ke Paenibacillus berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Ash dkk (1994). Bacillus alvei pertama kali ditemukan pada larva lebah madu yang terkena penyakit European Foulbrood, penyakit yang menyebabkan kematian pada larva lebah madu akibat terserang bakteri Melissococcus pluton dan Paenibacillus larvae subsp. larvae (Djordjevic dkk, 1999). Namun bakteri ini bukan penyebab penyakit European Foulbrood. Selain ditemukan pada larva lebah yang mati, bakteri ini juga ditemukan di lebah dewasa. Bakteri Bacillus alvei banyak ditemukan di berbagai lingkungan, seperti tanah, bagian tumbuhan, makanan, akar pohon, larva nyamuk, ngengat, manusia dan benda-benda di rumah sakit. Wenzel dkk (2001) meneliti mengenai bakteri selulolitik aerob dan anaerob fakultatif yang diperoleh dari usus rayap (Zootermopsis angusticollis). Penelitian tersebut menemukan beberapa bakteri selulolitik yang salah satunya adalah Paenibacillus. Bakteri selulolitik Paenibacillus alvei sifatnya nonpatogen dan masuk kategori BSL 1 (Biosafety Level 1). 1. Proses Biokomposisi Selulosa oleh Bakteri Selulolitik Selulosa dan hemiselulosa adalah polimer penting yang menyusun dinding sel tumbuhan, sekitar 10 sampai 70% dari sisa tumbuhan. Dinding sel sekunder mengandung 5 sampai 30% lignin, hidrokarbon unik penyusun tumbuhan terestrial yang membentuk struktur keras pada kayu dan sebagai pertahanan terhadap patogen (Paul Eldor, 2007). Hemiselulosa lebih larut dibandingkan dengan selulosa. Hemiselulosa adalah material yang berbeda dengan selulosa. Hemiselulosa adalah molekul bercabang yang hanya memiliki 150-200 monomer (Mulcahy, 1996). Selulosa adalah polimer 2.00010.000 unit glukosa (Mangu, 1980). Degradasi selulosa merupakan proses yang penting dalam menguraikan sisa-sisa tumbuhan. Proses ini membutuhkan enzim selulase yang dihasilkan oleh sel bakteri selulolitik. Rantai glukosa yang dimiliki oleh selulosa sangat panjang sehingga tidak bisa langsung masuk ke dalam sel bakteri untuk dihidrolisis. Diperlukan enzim ekstraseluler untuk menghidrolisis selulosa menjadi monomermonomer sehingga dapat ditransfer ke dalam sel. Zona bening pada medium CMC yang digunakan pada penelitian ini merupakan hasil kerja enzim selulase yang dihasilkan oleh koloni bakteri yang ditumbuhkan.


379


Selulosa terdiri dari unit-unit glukosa yang terikat bersama menjadi rantai panjang melalui ikatan β pada atom C nomor 1 dan 4 dari molekul gula (Mangu, 1980). Dibutuhkan sistem enzim selulase yang saling sinergis untuk menguraikan selulosa. Sistem enzim selulase terdiri dari tiga enzim yaitu endoglukanase, eksoglukanase dan β-glukosidase (Paul Eldor, 2007). Enzim selulase memiliki peranan yang berbeda dalam mengurai bermacam rantai yang mengusun struktur mikrofibril. Reaksi penguraian selulosa dapat dilihat pada Gambar 2 berikut.

Selulosa

Endoglukanase Eksoglukanase glukosa rantai panjang selobiosa

β-glukosidase glukosa

Gambar 2. Reaksi Penguraian Selulosa Secara Enzimatik

Endoglukanase bekerja pada rantai glukosa yang larut dan tak dapat larut dengan mengurai ikatan β (1-4), menghasilkan glukosa dan selooligosakarida. Eksoglukanase bekerja dengan mengurai derivat rantai selulosa hasil kerja endoglukanase, menghasilkan glukosa dan selobiosa (dimer glukosa) dan selotriosa (trimer glukosa). Tahap akhir yaitu β-glukosidase menghidrolisis fragmen rantai glukosa menjadi glukosa (monomer). Hasil akhir proses hidrolisis secara enzimatik ini adalah glukosa. Pada proses dekomposisi material organik sisa tumbuhan, hasil akhir hidrolisis selulosa yaitu glukosa digunakan oleh mikroorganisme untuk menghasilkan energi melalui proses secara aerob maupun anaerob bergantung pada jenis mikroorganisme. Proses hidrolisis selulosa menjadi glukosa memerlukan waktu yang lama dari berhari-hari sampai berminggu-minggu, tetapi proses selanjutnya yaitu fermentasi glukosa hanya dalam hitungan jam sampai hari. Proses fermentasi aerob menghasilkan CO2 dan substansi sel, sedangkan proses anaerob menghasilkan etanol dan asam organik seperti asetat, asam format, asam laktat, dan asam butirat. Pemanfaatan bakteri selulolitik tepat apabila digunakan untuk agen biokomposer dalam mengolah sampah organik dari sisa tumbuhan yang sebagian besar mengandung senyawa selulosa. Kinerja sinergis dari beberapa macam bakteri diperlukan dalam mengurai material lain yang ada dalam sampah organik sehingga dihasilkan humus atau kompos dengan kandungan nutrien tinggi. Penelitian ini merupakan tahap awal dalam mencari bakteri yang memiliki prospek untuk dijadikan biokomposer. Harapannya penelitian ini dapat dikembangkan dan ditemukan komposisi yang tepat untuk menciptakan biokomposer dalam menangani sampah sisa tumbuhan. KESIMPULAN Hasil isolasi dan karakterisasi menunjukkan bahwa tiga bakteri selulolitik yang berhasil diisolasi dari serasah tumbuhan di Tahura R. Soerjo Kota Batu adalah spesies Bacillus alvei dengan indeks selulolitik 0,62, Enterobacter gergoviae dengan indeks selulolitik 0,13, dan Acinetobacter iwoffi dengan indeks selulolitik 1,45. SARAN Sebelum diaplikasikan untuk biokomposer sampah tumbuhan, isolat bakteri selulolitik yang ditemukan perlu diteliti lagi mengenai: 1. Karakterisasi selulase meliputi penentuan pH dan suhu optimum untuk proses degradasi selulosa. 2. Uji dekomposisi substrat berupa sisa tumbuhan dengan parameter nisbah C/N, bobot sisa substrat, dan laju dekomposisi. Daftar Pustaka An, Q., Y. Dong, W. Wang, Y. Li dan J. Li. 2007. Constitutive Expression of The Nifa Gene Activates Associative Nitrogen Fixation of Enterobacter Gergoviae 57-7, an Opportunistic Endophytic Diazotroph. Journal of Applied Microbiology. 103: 613–620.


380


Ash, C., Priest, F. G. dan Collins, M. D. 1995. Paenibacillus Alvei Comb. Nov., Paenibacillus Amylolyticus Comb. Nov., Paenibacillus Azotofixans Comb. Nov., Paenibacillus Gordonae Comb. Nov., Paenibacillus Larvae Comb. Nov., Paenibacillus Macerans Comb. Nov., Paenibacillus Macquariensis Comb. Nov., Paenibacillus Pubuli Comb. Nov., Paenibacillus Pulvifaciens Comb. Nov. and Paenibacillus Validus Comb. Nov. in Validation of The Publication of New Names and New Combinations Previously Effectively Published Outside The Ijsb, List No. 52. Int J Syst Bacteriol. 45: 197–198. Cogem Research Report. 2006. Classification of Bacterial Pathogens. Rotterdam: Erasmus MC Department of Medical Microbiology and Infectious Diseases. Dephut RI (Departemen Kehutanan Republik Indonesia). 1997. Sistem Silvikultur Intensif Mendorong Optimalisasi Produksi Hutan Alam, (Online), (http:/www.dephut.go.id/index.php.), diakses 3 Januari 2012. Dickinson C.H. dan Pugh, G. J. F. 1974. Biology of Plant Litter Decomposition. Academic Press: London. Djordjevic, Steven P., Wendy A. Forbes, Lisa A. Smith, dan Michael A. Hornitzky. 1999. Genetic And Biochemical Diversity Among Isolates Of Paenibacillus Alvei Cultured From Australian Honeybee (Apis Mellifera) Colonies. Applied And Environmental Microbiology. 66 (3) : 1098– 1106. Hankin, Lester dan Anagnostakis, Sandra L. 1977. Solid Media Containing Carboxymethylcellulose to Detect C, Cellulase Activity of Micro-Organisms. Journal Of General Microbiology. 98: 109-1 15. Hendricks, Charles W., Jack D. Doyle, dan Bonnie Hugley. 1995. A New Solid Medium for Enumerating Cellulose-Utilizing Bacteria in Soil. Applied and Environmental Microbiology. 61 (5): 2016–2019. Levin, D. B., Carere C. R., Cicek R., dan Sparling R. 2009. Challenges for Biohydrogen Production Via Direct Lignocelluloses Fermentation. International journal of hydrogen energy. 34: 7390–7403. Mangu, 1980. Improving Soil Fertility Through Organic Recycling. New Delhi: Project Field Document No.13. Mulcahy. 1996. An investigation of cellulose Binding Domain in non-celululose binding domains in non-cellulolytic enzymes. Final year project university of Limerick. Paul Eldor, Alvin. 2007. Soil Microbiology, Ecology, and Biochemistry Third Edition. Oxford: Elsevier. Ramin, M, Alimon AR, Panandam JM, Sijam K, Javanmard A, dan Abdullah N. 2008. Digestion of Rice Straw and Oil Palm Fronds by Microflora from Rumen and Termite Bacteria, in Vitro. Pak J Biol Sci. 11 (4) : 583-8. Rathinavelu, S., Y. Zavros, dan J. L. Merchant. 2003. Acinetobacter lwoffii Infection and Gastritis. Microbes Infect. 5 : 651–657. Wenzel, M., I. Schonig, M. Berchtold, P. Kampfer dan H. Konig, 2002. Aerobic and Facultatively Anaerobic Cellulolytic Bacteria from The Gut of The Termite Zootermopsis angusticollis. J. Applied Microbiol. 92 : 32-40.


381


AKTIVITAS ANTIOKSIDAN SENYAWA BIOAKTIF DARI EKSTRAK TEMUGIRING (Curcuma Heyneana VAL & VAN ZIJP) Betty Lukiati .Jurusan Biologi FMIPA Universitas Negeri Malang, Jl. Semarang No. 5 Malang 65145 Email: [email protected] Abstrak: Temugiring (Curcuma heyneana) merupakan salah satu tanaman obat asli Indonesia. Skrining fitokimia dengan kromatografi lapis tipis menunjukkan ekstrak rimpang temugiring mempunyai kandungan senyawa golongan terpenoid, flavonoid dan pigmen kuning curcumin. Senyawa aktif ekstrak rimpang temugiring mempunyai aktivitas antioksidan. Ekstraksi serbuk rimpang temugiring dengan metoda maserasi menggunakan penyari etanol 95% dan penyari air. Pada masing-masing ekstrak dilakukan pengukuran aktivitas antioksidan secara spektrofotometri menggunakan radikal bebas 1,1-difenil-2pikril hidrazil hidrat (DPPH). Aktivitas antioksidan ditentukan berdasarkan prosentase peredaman radikal bebas DPPH oleh senyawa antioksidan. Peredaman menyebabkan terjadinya peluruhan warna DPPH dari ungu ke kuning yang diukur menggunakan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 517 nm. Hasil uji aktivitas menunjukkan ekstrak etanol rimpang temugiring mempunyai aktivitas antioksidan lebih tinggi dengan nilai IC50 = 47,95 µg/mL dibandingkan dengan ekstrak air yang mempunyai nilai IC 50 = 383,2 µg/mL. Kata kunci: Aktivitas antioksidan, Uji DPPH, Ekstrak temugiring

PENDAHULUAN Senyawa antioksidan memiliki peran penting dalam kesehatan. Banyak bukti ilmiah yang menunjukkan bahwa senyawa antioksidan dapat mengurangi resiko terhadap penyakit degeneratif seperti kanker, diabetes, dan jantung koroner. Senyawa antioksidan mempunyai kemampuan untuk menangkap radikal bebas (Prakash, 2001). Radikal bebas dalam tubuh dihasilkan dari proses metabolisme. Molekul ini mempunyai satu atau lebih elektron tidak berpasangan pada orbital terluarnya. Radikal bebas mempunyai reaktivitas tinggi terhadap molekul sehingga memiliki daya perusak yang tinggi terhadap substansi biologi seperti protein, lipoprotein, deoxyribonucleic acid (DNA), karbohidrat dan asam lemak tidak jenuh (Pincemail, 1995, Leong and Sui, 2001). Radikal bebas dapat berasal dari proses biokimia di dalam sel dan di luar sel, selain itu juga dihasilkan oleh sel fagosit pada berbagai proses inflamasi. Dalam proses biokimia, radikal bebas dibentuk secara terus menerus melalui proses fosforilasi oksidatif pada respirasi sel. Senyawa antioksidan dibedakan antara antioksidan enzimatis dan antioksidan non enzimatis. Antioksidan enzimatis antara lain superoksid dismutase (SOD), katalase, glutation peroksidase. Senyawa antioksidan non enzimatis seperti vitamin C, vitamin D, karoten, asam-asam fenol, polifenol, flavonoid berasal dari tumbuhan. Temugiring merupakan tanaman obat asli Indonesia yang belum banyak dimanfaatkan obat. Rimpang temugiring mempunyai kandungan senyawa aktif golongan terpenoid, flavonoid, pigmen kuning curcumin sehingga diduga mempunyai potensi sebagai antioksidan alami yang bermanfaat untuk bahan obat penyakit yang terkait dengan radikal bebas seperti diabetes melitus (Lukiati, 2012). Metode aktivitas antiradikal DPPH merupakan salah satu yang digunakan untuk uji aktivitas antioksidan bahan alam (Sunarmi & Asnah, 2007; Rai et al., 2009; Yung et al., 2009; Iqbal, 2010). Penelitian ini melakukan pengujian antiradikal bebas DPPH terhadap ekstrak etanol dan ekstrak air


382


rimpang temugiring. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi tambahan tentang rimpang temugiring sebagai salah satu antioksidan alami. METODE 1. Alat dan bahan Rimpang temugiring diperoleh dari Balai Materia Medika (BMM) kota Batu, difinil pikril hidrasil hidrat (DPPH) ex Sigma, etanol, methanol pro analisis ex Merk. Spektrofotometer UV (Shimadzu). 2. Uji Aktivitas antioksidan Rimpang temugiring umur panen yang diperoleh dari Balai materia medika kota Batu, diiris tipistipis kemudian dikering anginkan untuk memperoleh simplisia kering, setelah itu ditumbuk sampai menjadi serbuk. Serbuk rimpang temugiring ditimbang sebanyak 100 gram, selanjutnya diekstraksi menggunakan metoda maserasi dengan 1000 mL pelarut etanol 95% dan aquades selama 24 jam dan disaring, maserasi dilakukan 3 kali. Maserasi pertama dengan pelarut sebanyak 500 mL, maserasi kedua dengan pelarut sebanyak 250 mL, dan maserasi ketiga dengan pelarut 250 mL. Maserat etanol dan maserat air yang diperoleh selanjutnya dipekatkan dengan rotari evaporator pada suhu 400C (Lee et al, 2006). Pengukuran aktivitas antioksidan secara spektrofotometri menggunakan radikal bebas 1,1difenil-2pikril hidrazil hidrat (DPPH). Senyawa antioksidan dalam ekstrak akan meredamkan radikal DPPH melalui mekanisme donasi atom hidrogen dan menyebabkan terjadinya peluruhan warna DPPH dari ungu ke kuning yang diukur menggunakan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 517 nm (Sumarmi & Asmah, 2007, Rai et al.,2009). Kristal DPPH sebanyak 4 mg dilarutkan dalam metanol pro analisis sampai dengan 100 ml sebagai larutan standart dengan konsentrasi 40 µg/mL. Larutan standart dijaga pada suhu 250C dan terlindung dari cahaya, serta segera digunakan. Sampel ekstrak dibuat dengan konsentrasi 40, 80, 120, 160 ,dan 200 μg/mL masing-masing sebanyak 300 µL dilarutkan dalam DPPH 40 µg/mL sampai dengan 3 mL. Sampel diinkubasi selama 30 menit pada suhu 250C dan dalam keadaan gelap, selanjutnya diukur absorbansinya pada panjang gelombang 517 nm dengan metanol sebagai larutan blanko. Aktivitas antioksidan dihitung berdasarkan prosentase peredaman radikal bebas DPPH oleh senyawa antioksidan dengan rumus: % Peredaman DPPH= (Absorbansi standar – Absorbansi sampel) X 100% Absorbansi standard

(1)

(Sumarmi & Asnah, 2007; Rai et al., 2009; Yung et al., 2009)

HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Hasil uji aktivitas antioksidan fraksi etanol dan fraksi air 1). Aktivitas antioksidan fraksi etanol Pengujian absorbansi radikal bebas DPPH terhadap fraksi etanol dibuat dengan berbagai konsentrasi, diukur serapan absorbansi pada panjang gelombang 517 nm dengan waktu reaksi 30 menit dan dihitung % peredamannya. Pengujian dilakukan replikasi sebanyak tiga kali. Hasil pengujian aktivitas antioksidan fraksi etanol tersaji pada Tabel 1.


383

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 Tabel 1. Hasil uji aktivitas antioksidan fraksi etanol ekstrak temugiring Kadar (µg/mL) Kontrol 40 80 120 160 200

Absorbansi I 0,626 0,319 0,303 0,289 0,255 0,240

Absorbansi II 0,652 0,328 0,296 0,284 0,266 0,230

Absorbansi III 0,648 0,329 0,306 0,282 0,261 0,245

Rerata peredaman (%) 49,32 52,99 55,59 59,40 62,86

Nilai IC50 fraksi etanol ekstrak temugiring dapat ditentukan secara regresi linier dengan menghubungkan antara konsentrasi dengan % peredaman seperti pada Gambar 1 berikut 70,00

Daya Antioksidan (%)

60,00 50,00 40,00 y = 0.0837x + 45.987 r = 0.9986

30,00 20,00 10,00 0,00 0

50

100

150

200

250

Kadar Ekstrak (mikrogram/mL)

Gambar 1: Hubungan antara konsentrasi fraksi etanol ekstrak temugiring dengan % peredaman

Hasil perhitungan diperoleh persamaan regresi linier: Y = 0,0837x + 45,987 ; r = 0,9986 Nilai IC50 : 50 = 0,0837x + 45,987 x = 47,95 µg/mL  IC50 = 47,95 µg/mL Hasil penelitian ini diperoleh nilai IC50 fraksi etanol ekstrak temugiring 47,95 µg/ml, IC50 adalah konsentrasi efektif bahan uji (sampel) yang dapat meredam radikal bebas DPPH sebesar 50%. 2). Aktivitas antioksidan ekstrak air temugiring Hasil uji aktivitas antioksidan fraksi air ekstrak temugiring disajikan pada Tabel 2, sedangkan hubungan antara konsentrasi dan % peredaman tersaji pada Gambar 2. Tabel 2: Hasil uji aktivitas antioksidan fraksi air ekstrak temugiring Kadar (µg/mL) Kontrol 320 360 400 440 480

Absorbansi I 0,652 0,358 0,332 0,319 0,298 0,267


Absorbansi II 0,648 0,340 0,332 0,317 0,299 0,268

Absorbansi III 0,626 0,349 0,335 0,318 0,293 0,260

Rerata peredaman (%)

,

45,62 48,11 50,45 53,78 58,72

384

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 70,00 y = 0.0797x + 19.475 r = 0.9865

Daya Antioksidan (%)

60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 0

100

200

300

400

500

600

Kadar Ekstrak (mikrogram/mL)

Gambar 2: Hubungan antara konsentrasi fraksi air ekstrak temugiring dengan % peredaman

Hasil persamaan regresi linier : Y = 0,0797x + 19,475 ; r = 0,9865 Nilai IC50 : 50 = 0,0797x + 19,475 x = 383,2 µg/mL  IC50 = 383,2 µg/mL Hasil penelitian menunjukkan bahwa aktivitas antioksidan fraksi etanolekstrak temugiring lebih tinggi jika dibandingkan dengan fraksi air ekstrak temugiring yang mempunyai nilai IC50 = 383,2 µg/mL 2. Pembahasan Hasil uji aktivitas antioksidan dengan DPPH menunjukkan bahwa fraksi etanol ekstrak temugiring mempunyai aktivitas sebagai antioksidan dengan nilai IC50 sebesar 47,95 µg/mL, sedangkan fraksi air IC50 sebesar 383,2 µg/mL. Fraksi etanol ekstrak temugiring mempunyai aktivitas antioksidan lebih tinggi dibandingkan fraksi air, karena dengan konsentrasi 47,95 µg/mL dapat meredam 50% radikal bebas DPPH, sedangkan untuk fraksi air memerlukan konsentrasi yang lebih tinggi. Peredaman dihasilkan oleh reaksi antara molekul DPPH dengan atom hidrogen yang dilepas oleh senyawa antioksidan yang menyebabkan putusnya resonansi elektron pada molekul DPPH sehingga terbentuk molekul 2,2 diphenyl – 1 – picryl-hydrazin (Naciye et al., 2008). Kandungan senyawa dalam ekstrak etanol temugiring yang mempunyai aktifitas antioksidan yaitu flavonoid dan kurkumin, karena struktur kedua senyawa ini mempunyai ikatan rangkap terkonjugasi. Velmeris & Nicolson (2006) menyatakan bahwa flavonoid dan kurkumin termasuk senyawa polifenol yang mempunyai aktivitas sebagai antioksidan. Antioksidan dapat bereaksi dengan radikal bebas dan membentuk molekul reaktif yang lain yang lebih stabil. Antioksidan menangkap radikal bebas dengan serangkaian reaksi sehingga dapat mencegah kerusakan sel akibat oksidasi oleh radikal bebas. Kestabilan dari antioksidan yang mengandung elektron radikal ini karena adanya ikatan rangkap terkonjugasi dari senyawa yang berfungsi sebagai antioksidan, sehingga elektron radikal dapat didelokalisasi (Gutride, 2006). Senyawa flavonoid mempunyai banyak ikatan rangkap pada cincin aromatiknya, sehingga merupakan senyawa antioksidan yang sangat efektif. Struktur dasar senyawa golongan flavonoid dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3: Struktur dasar senyawa flavonoid (diambil dari Vermerris & Nicholson, 2006)


385


Aktivitas antioksidan dari senyawa polifenol berhubungan dengan struktur kimianya. Pada flavonoid, adanya struktur o-hidroksi pada cincin B memberikan derajat stabilitas yang tinggi pada radikal fenoksil melalui delokalisasi elektron. Hal ini merupakan sifat penting dari antiradikal. Ikatan rangkap 2,3 dengan sistem konjugasi menyebabkan stabilitas bagi radikal fenoksil flavonoid dengan melakukan resonansi, sehingga meningkatkan aktivitas flavonoid sebagai penangkap radikal. Gambar 4 menunjukkan struktur kimia senyawa flavonoid sebagai antioksidan adalah karena adanya: (a). gugus hidroksil 3’,4’ (orto-dihidroksi) pada cincin B flavonoid, (b). ikatan rangkap 2,3 yang terkonjugasi dengan gugus 4-okso (gugus 1,4-piron) pada cincin C dan (c). gugus hidroksil pada posisi 3 dan 5.

Gambar 4: Stuktur kimia senyawa flavonoid sebagai Antioksidan (diambil dari Zhang, 2005)

Struktur kurkumin mempunyai dua cincin aromatik dan beberapa gugus hidroksil. Kurkumin adalah antioksidan yang sangat potensial, mampu menangkap berbagai Reactive Oxygen Species (ROS). Kurkumin berperan penting sebagai antiinflamasi, antitumor, dan aktivitas farmakologi yang lain karena aktivitas antioksidan yang dimiliki. KESIMPULAN Hasil pengujian aktivitas antioksidan fraksi etanol dan fraksi air ekstrak rimpang temugiring pada penelitian dapat disimpulkan: 1. Ekstrak temugiring mempunyai aktivitas antioksdidan 2. Fraksi etanol mempunyai aktivitas antioksidan lebih tinggi dibandingkan dengan fraksi air berdasarkan nilai IC50. Daftar Pustaka Iqbal, M. 2010. Aktivitas Antioksidan Dan Profil Kromatogram Ekstrak Etanol 96% Daun Syzygium cumini, Syzygium aromaticum, Syzygium polyanthum dan Syzygium aquaeum. Skripsi: Fakultas Farmasi – Universitas Airlangga, Surabaya. Lee, Y.L, Weng, C.C, Leun Mau, J. 2007. Antioxidant Properties of Ethanolic and Hot Water Extract from The Rhizome of Curcuma aromatica. Journal of Food Biochemistry 31: 757-777. Leong L.P and Shui,g. 2002. In investigation of Antioxidant Capacity of Fruit in Singapore Market. Food Chemistry. 76: 69-75; Lukiati, B, Aulanni’am, Darmanto W. 2012. The Effect of Curcuma heyneana Ethanolic Extract on The Superoxide Dismutase Activity and Histological Pancreas of Type 1 Diabetes Mellitus Rats. International Journal of Basic & Applied Sciences. Vol 12 (02): 22-30. Naciye E, Guller A, & Errol A. 2008. Antioxidant activities of Rosemery (Rosmarinus officinale L) extract, black seed (Nigella sativa L) essensial oil, carnacic acid rosmarinic acidand sesamol. Food Chemistry 110: 76-82.


386


Pincemail.J. 1995. Free Radical and Antioxidants in Human Disease in Analysis of Free Radicals in Biological System. Berlin. Prakash, A. 2001. Antioxidant Activity. Medallion Analitical Progres.Vol 19. No 2’ Rai M, Biswas G, Chateterjee S, Mandal S, and Acharya K. 2009. Evaluation of Antioxidant and Nitric Oxide Synthase Activation Properties of Armillaria mellea Quel. E Journal of Biological Sciences. Vol 1. Issue 1: 39-45. Sumarmi T, Pramono S, & Asmah R. 2007. Flavonoid Antioksidan Penangkap Radikal dari daun Kepel (Stelechocarpus burahol (BI) Hook., F & T), Majalah Farmasi Indonesia, 18 (3), 2007.


387


SEL GERMINAL TUBULUS SEMINIFERUS TESTIS TIKUS PUTIH (RATTUS NORVEGICUS) YANG DIINDUKSI STREPTOZOTOCIN Cicilia Novi Primiani Pendidikan Biologi FP MIPA IKIP PGRI MADIUN, Jl. Setiabudi 85 Madiun E-mail: [email protected] Abstrak: Streptozotocin merupakan jenis antibiotika berspektrum luas menyebabkan kerusakan selsel beta pankreas, sering digunakan pada kelompok hewan coba untuk menginduksi diabetes melitus. Penelitian bertujuan untuk mengetahui perubahan sel-sel germinal tubulus seminiferus testis setelah induksi Streptozotocin. Penelitian menggunakan pendekatan eksperimen dengan Rancangan Acak Lengkap (RAL), dua puluh empat tikus putih (Rattus norvegicus) strain wistar jantan, bobot badan 120-150 gram, berumur 2-3 bulan, induksi Streptozotocin (Stz) intra peritoneal dosis 0 mg/kg (kontrol), 40 mg/kg; 80 mg/kg dalam 0,1 M bufer sitrat pH 4,5. Data rerata jumlah sel-sel germinal tubulus seminiferus testis dianalisis menggunakan One Way ANOVA tingkat signifikansi 5%. dilanjutkan uji Post Hoc Least Significant Difference (LSD) 5%. Hasil penelitian menunjukkan nilai F hitung sebesar 47,270. Streptozotocin berpengaruh terhadap rerata jumlah selsel germinal tubulus seminiferus testis tikus putih. Kata kunci: streptozotocin, tubulus seminiferus testis, diabetes melitus

PENDAHULUAN Diabetes melitus merupakan salah satu kelompok penyakit metabolik ditandai dengan hiperglisemia akibat kelainan sekresi insulin oleh sel beta pankreas, gangguan kerja insulin/resistensi insulin atau keduanya (Groop, 2001; Masharani et al., 2001). Resistensi insulin dan kegagalan metabolisme sel beta pankreas disebabkan oleh faktor genetika, lingkungan, dan faktor metabolik. Resisitensi insulin berarti ketidaksanggupan insulin memberi efek biologik normal pada kadar gula darah tertentu. Disfungsi seksual seperti gangguan spermatogenesis, penurunan libido, dan impotensi merupakan permasalahan yang diakibatkan karena penyakit diabetes melitus pada pria (Sexton dan Jarow, 1997; Zarzycki et al., 2005; Clark, 2004; De Berardis, 2007; Betocchi et al., 2008). Infertilitas pada pria penderita diabetes melitus merupakan gangguan kompleks sistem reproduksi. Hasil penelitian yang telah dilakukan oleh Kolodny et al., 1974; Fairburn, 1981; Jensen et al., 2002; Bener et al., 2009) menjelaskan terjadinya penurunan kualitas sperma, dan perusakan tubulus seminiferus testis manusia serta hewan model diabetes melitus. Saat ini masih terus dilakukan kajian penelitian terkait dengan aktivitas mulai dari tingkat organ, jaringan, dan sel. Hasil penelitian Bhasin et al .,(2007) terjadi gangguan sistem endokrin yang melibatkan hubungan antara hipofisis dan gonad, sehingga berpengaruh terhadap sel Sertoli dan sel Leydig. Perubahan kontrol hubungan hipofise dan testis mengakibatkan perubahan pada sel Leydig (Steger dan Rabe, 1997), penurunan kadar testosteron, luteinizing hormone (LH) (Benitez dan Perez, 1985; Ballester et al., 2005). Streptozotocin (Stz) disebut juga 2 deoxy-2-(3-methyl-3Nitrosoureido)- D-glukopyranose (Oktayoglu, 2011) senyawa kimia dengan ciri spesifik memiliki berat molekul 265,2 g/mol dengan rumus molekul C8H15N3O7 berupa padatan berwarna putih kekuningan larut dalam air dan alkohol 100% bersifat toksik dan karsinogenik. Streptozotocin sebagai suatu jenis antibiotika berspektrum luas mempunyai efek toksik, pertama kali diisolasi dari jamur Streptomyces achromogenes (Herr, et al., 1967; Axxora, 2006).


388


Preparat streptozotocin sebagai agen diabetogenik pada hewan coba bersifat sitotoksik spesifik bagi sel beta pankreas (Rossini, et al., 1977; Gezginci, et al., 2009). Hasil penelitian yang telah dilakukan oleh Gezginci (2011) bahwa streptozotocin merupakan preparat diabetogenik menyebabkan nekrosis dan apoptosis sel beta pankreas sehingga menurunkan produksi insulin. Steger et al., (1997) menjelaskan bahwa kerusakan sel beta pankreas induksi Streptozotocin pada hewan coba digunakan sebagai hewan model diabetes tipe I. Seethalakshmi et al., (1987), Oksanen, (1975), Sexton et al., (1997), Sainio et al., (1997), Baker (1998), Meyer (2000) penggunaan Streptozotocin pada hewan coba sebagai preparat diabetogenik menunjukkan terjadinya penurunan jumlah, motilitas, konsentrasi, dan volume spermatozoa. Kim dan Moley (2008) diabetes melitus pada mencit induksi Streptozotocin menyebabkan penurunan kualitas sperma dan kapasitasi fertilisasi. Hasil penelitian Oksanan (1975), Cai, et al., (1997), Cai, et al., (2000), menjelaskan terjadi peningkatan apoptosis sel germinal tubulus seminiferus testis terjadi pada hewan coba setelah induksi Streptozotocin. METODE PENELITIAN 1. Hewan coba dan Pemeliharaan Hewan coba menggunakan tikus putih (Rattus norvegicus) strain wistar jantan, bobot badan 120150 gram, kondisi sehat, berumur 2-3 bulan, berjumlah 24 ekor yang dipelihara dalam kandang tikus/mencit di Program Studi Pendidikan Biologi FPMIPA IKIP PGRI Madiun. Tikus putih ditempatkan dalam kandang, diberi makan dan minum secara ad libitum dan diaklimatisasi selama 14 hari sebelum perlakuan induksi. Tikus putih dipelihara pada suhu ruang (± 27o C), kelembaban relatif antara 50-60% dan siklus pencahayaan 12 jam. Sebelum dilakukan injeksi Streptozotocin, tikus ditimbang untuk menentukan volume streptozotocin yang diinjeksikan. 2. Pembuatan Larutan Streptozotocin Streptozotocin 100 mg dilarutkan dalam 3 ml buffer sitrat pH 4,5 terdiri dari 0,1M larutan sodium sitrat dan 0,1M larutan natrium sitrat (O’Neil et al., 2009 dan Gunelli et al., 2008) selanjutnya divorteks hingga homogen dan dihasilkan larutan streptozotocin stok. Larutan streptozotocin stok disimpan pada suhu 4oC diinjeksikan dengan dosis 40 mg/kg dan 80 mg/kg, volume pengambilannya disesuaikan dengan berat badan. 3. Injeksi Streptozotocin Intraperitoneal Tikus diposisikan rebah dorsal, disposable needle diposisikan sudut 45o pada daerah peritoneal, larutan streptozotocin dimasukkan secara perlahan. 4. Pengukuran Kadar Glukosa Darah Pengukuran kadar glukosa darah diperoleh dari darah pemotongan ujung ekor (vena lateralis). Pengukuran kadar glukosa darah menggunakan alat Blood Glucose Test Meter GlukoDr (AllMedicus Co. Ltd. Korea). Alat diset kodenya sesuai dengan kode GlucoDr TM Test Strip yang digunakan, selanjutnya darah dari vena ekor tikus diteteskan pada strip yang terhubung dengan glucometer, dibiarkan selama 6 detik dan dibaca skala yang terlihat pada layar. Pengukuran kadar glukosa dilakukan 3 kali yaitu sebelum dilakukan injeksi streptozotocin, setelah masa inkubasi (24 jam setelah induksi streptozotocin), dan 72 jam setelah induksi streptozotocin. 5. Histologi Testis Mencit didislokasi 72 jam setelah induksi streptozotocin, dengan kadar glukosa mencapai batas minimal 250 mg/dl (Yang, et al., 2003) dilakukan pengambilan testis dan difiksasi dalam larutan Bouin. Pembuatan preparat histologi testis dengan metode parafin meliputi tahap-tahap yaitu: fiksasi, dehidrasi, cleaning, infiltrasi, embedding, pengirisan dan pewarnaan Hematoxylene-Eosin (H&E). Menghitung rerata jumlah sel-sel germinal dalam tubulus seminiferus testis. 6. Analisis Data


389


Data sel-sel germinal dianalisis menggunakan One Way ANOVA (α = 5%). dilanjutkan uji posthoc menggunakan Least Significant Difference (LSD) (α = 5%). Uji statistik menggunakan software SPSS versi 16. HASIL DAN PEMBAHASAN Tabel 1 disajikan hasil uji One Way ANOVA terhadap rerata jumlah sel-sel germinal dalam tubulus seminiferus testis diperoleh nilai F hitung sebesar 47,270 dan nilai signifikan 0,000. Nilai signifikan lebih kecil dari nilai α 0,05 berarti bahwa ada pengaruh signifikan pemberian streptozotocin terhadap rerata jumlah sel-sel germinal dalam tubulus seminiferus testis. Tabel 1. Uji ANOVA Perlakuan Streptozotocin dalam 0,1 ml Sodium Sitrat pH 4,5 (Kontrol, 40 mg/kg,80mg/kg) Terhadap Rerata Jumlah Sel-Sel Germinal Sum of Squares df Mean Square F Sig. 187690,758 3 62563,586 47,270 0,000 Between Goups 153531,033 116 1323,543 Within Groups 341221,792 119 Total

Berdasarkan hasil pengamatan terhadap histologi tubulus seminiferus testis, maka diperoleh hasil adanya perubahan jaringan testis seperti pada Gambar 1.

A B C Gambar 1. Tubulus Seminiferus Tikus Wistar dengan Pewarnaan HE, Perbesaran 400X (Sumber : Primiani, 2012) Keterangan: 1) Kontrol (P1); 2) Dosis 40 mg/kg (P2); 3) Dosis 80 mg/kg (P3) A. Struktur tubulus seminiferus testis normal, tidak mengalami perubahan, sel-sel germinal (spermatogonia, spermatosit primer, spermatosit sekunder, spermatid dan spermatozoa) tampak jelas. Lumen tubulus penuh karena terisi spermatozoa (Kontrol). B. Sel germinal mengalami ketidakteraturan formasi, pengurangan jumlah sel germinal (P2). C. Sel-sel germinal hampir tidak dijumpai dalam tubulus testis, spermatogonia hampir tidak ada dalam tubulus (P3).

Hasil penelitian menunjukkan rerata kadar glukosa sebesar 264 mg/dl dengan pemberian streptozoocin dosis tunggal 40 mg/kg intraperitoneal memerlukan waktu 72 jam. Pemberian streptozotocin dosis tunggal 80 mg/kg intraperitoneal memerlukan waktu 56 jam dengan rerata kadar glukosa 291 mg/dl. Penelitian Gojo et al., (2007) dan Al-Qattan et al., (2008) pemberian streptozotocin dosis tunggal 40-65 mg/kg intraperitoneal menyebabkan hiperglisemi dalam waktu 72 jam. Hasil uji One Way ANOVA terdapat perbedaan rerata jumlah sel-sel germinal tubulus seminiferus testis. Jumlah sel-sel epitel dan sel-sel germinal tubulus seminiferus testis mengalami degenerasi. Gamal dan Moneium (2001) menjelaskan tubulus seminiferus testis hewan coba yang diinduksi streptozotocin menyebabkan terjadinya peningkatan droplet vakuola lemak pada sel Leydig dan sel Sertoli. Struktur tubulus seminiferus testis mengalami gangguan dan penurunan sel-sel germinal (Gunelli et al., 2008). Hasil penelitian yang telah dilakukan oleh Foglia (1996) diabetes melitus pada pria dapat mengakibatkan perusakan sistem reproduksi sehingga mengakibatkan penurunan sintesis androgen dan penurunan jumlah sel Leydig dalam tubulus seminiferus testis. Ballester (2005) menyatakan LH berperan penting dalam pengaturan sel Leydig, karena adanya reseptor insulin dalam sel Leydig. Insulin berperan penting dalam pengaturan fungsi reproduksi (Bruning et al., 2000), insulin mampu meningkatkan sekresi GnRH dari hipotalamus. Hasil penelitian Banitez dan Diaz (1985) menunjukkan


390


penurunan kadar insulin hewan coba mampu menurunkan sekresi LH. Sesuai dengan pendapat Saez (1994) biosintesis testosteron diatur oleh sekresi LH dan steroidogenesis pada sel Leydig diatur oleh produksi sitokin dan growth factor. Leptin merupakan salah satu faktor yang sangat tepat berhubungan dengan fungsi reproduksi pada resistensi insulin (Chehab et al., 1996; Farooqi et al., 1999; Chan et al., 2003), dan reseptor leptin terdapat pada sel Leydig yang mampu menghambat stimulasi human chorionic gonadotropin (HCG) dan sekresi testosteron (Caprio et al., 1999). Streptozotocin merupakan agen alkilasi yang memecah rangkaian DNA dalam sel-sel pulau langerhans tikus. Hasil penelitian membuktikan bahwa efek racun streptozotocin diperantarai oleh oksida nitrit (NO) yang dihasilkan selama metabolisme streptozotocin (Bellmann et al., 1995). Menurut Allan et al., (1992) dan Reiter et al., (2000) streptozotocin menyebabkan terjadinya apoptosis sel-sel germinal akibat stres oksidatif. Kelainan metabolik tikus diabetes melitus induksi streptozotocin mirip dengan diabetes melitus tipe I pada manusia (Mordes dan Rossini, 1985). Kerusakan sel-sel beta pankreas akibat induksi streptozotocin menyebabkan defisiensi insulin, sehingga mempengaruhi pengaturan insulin terhadap hipofise dan gonad (Adashi et al., 1981). Penurunan sekresi GnRH yang disebabkan karena defisiensi insulin pada hewan coba menyebabkan terjadinya penurunan sekresi FSH dan LH (Kirchick, et al., 1979; Bestetti, 1985; Seethalakshmi, 1987). Menurut Vignera et al., (2012) induksi streptozotocin pada hewan coba terjadi penurunan fungsi sel Leydig dan kadar testosteron akibat kerusakan sel beta pankreas. KESIMPULAN Hasil penelitian menunjukkan pemberian streptozotocin dosis tunggal 40 mg/kg dan 80 mg/kg intraperitoneal berpengaruh terhadap rerata jumlah dan struktur sel-sel germinal tubulus seminiferus testis. Perbedaan dosis tunggal streptozotocin yang diberikan sebagai preparat diabetogenik memberikan perbedaan kecepatan waktu hiperglisemia. Perubahan yang terjadi pada sel-sel germinal tubulus seminiferus testis perlu dilanjutkan pengkajian beberapa faktor yang terlibat dalam spermatogenesis. Kajian tingkat molekuler (apoptosis dan nekrosis) organ-organ lain sangat diperlukan sehingga komplikasi diabetes melitus terhadap sistem reproduksi dapat dijelaskan untuk penanganan secara efektif. Ucapan Terima Kasih Terima kasih disampaikan kepada Johar Wahyudi dan Dhany Kurniawan yang telah membantu dalam kerja di laboratorium. Daftar Pustaka Adashi, E.Y., Hsueh, A.J., & Yen, S.S. 1981. Insulin Enhancement of Luteinizing Hormone and Follicle Stimulating Hormone Release by Cultured Pituitary Cells. J. Endocrinology, 108:1441-1449. Allan, D.J., Harmon, B.V., & Roberts, S.A.1992. Spermatogonial Apoptosis Has Three Morphologically Recognizable Phases and Shows No Circadian Rhythm During Normal Spermatogenesis in The Rat. Cell Prolif, 25:241-250. Al-Qattan, K., Thomson, M., & Ali, M. 2008. Garlic (Allium sativum) and Ginger (Zingiber officinale) Attenuate Structural Nephropathy Progression in Streptozotocin Induced Diabetic Rats. Euro. J.Clin. Nut. Met, 3(2),62-71. Axxora.2006. Streptozotocin (Online) (http://www.Axora.com/nitric oxide donors.Alx-380-010/OPFA. Diakses tanggal 8 Desember 2011. Baker, H.W. 1998. Reproductive Effects of Nontesticular Illness. Endocrinol Metab Clin North Am. 27:831-850. Ballester, J., Munoz, M.C., Dominguez, J., Rigau, T., Guinovart, J.J., & Rodriguez Gil, J.E. 2005. Insulin Dependent Diabetes Affects Testicular Function by FSH and LH Linked Mechanism. J. Androl, 25(5),706-719.


391


Ballester, J., Dominguez, J., Munoz, C., Sensat, M., Rigau, T., Guinovart, J.J.,& Gil, J.E.R. 2005. Tungstate Treatment Improves Leydig Cell Function in Streptozotocin Diabetic Rats. J. Androl, 6(6),706-715. Banitez A., & Perez, D. 1985. Effect of Streptozotocin-Diabetes and Insulin Treatment on Regulation of Leydig Cell Function in Rat. Horm Metab Res, 17:5-7. Bellmann, K., Wenz, A., Radons, J., Burkar, V., & Kleemann, K.H. 1995. Heat Shock Induces Resistance in Rat Pancreatic Islet Cells Against Nitric Oxide, Oxigen, Radicals and Streptozotocin Toxicity In Vitro. Diabetes Research Institut at Universitas of Dusseldorf, Auf Hennekamp 65, D40225 Dusseldorf Germany. Benner, A., Al-Ansari, A.A., Zirie, M., & Al-Hamaq, A.O. 2009. Is Male Fertility Associated With Type 2 Diabetes Mellitus? Int Urol Nephrol, 41:777-784. Bettocchi, C., Verse, P., & Palumbo, F., 2008. Ejaculatory Disorders: Pathophysiology and Management. Nat. Clin. Pract. Urol, 5:93-103. Bestetti, G., Locatelli, V., Tirone, F., Rossi, G,L., & Muller, E.E. 1985. One Month of Streptozotocin Diabetes Induces Different Neuroendocrine and Morphological Alterations in The Hypothalamo Pituitary Axis of Male and Female Rats. Endocrinology, 117:208-216. Bhasin S, Enzlim P, Coviello A, & Basson R. 2007. Sexual Disfungtion in Men and Women with Endocrine Disorders. Lancet, 369(9561),597-611. Bruning, J.C., Gautam, D., Burks, D.J., Gillette, J., Schubert M., Orban, P.C., Klein, R., Krone, W., Muller-Wieland, D., & Kahn, C.R. 2000. Role of Brain Insulin Receptor in Control of Body Weight and Reproduction. Science, 289:2122-2125. Cai, L., Hales, B.F., & Robaire. 1997. Induction of Apoptosis in The Germ Cells of Adult Male Rats After Exposure to Cyclophosphamide. Biol Reprod, 56:1490-1497. Cai,L., Chen, S., Evans, T., Deng, D.X., Mukherjee, K., & Chakrabarti, S.2000. Apoptotic Germ Cell Death and Testicular Damage in Experimental Diabetes: Prevention by Endothelin Antagonism. Urol Res, 28:342-347. Caprio, M., Isidori, A.M., Carta, A.R., Moretti, C., Dufau, M.L., & Fabbri, A. 1999. Expression of Functional Leptin Receptors in Rodent Leydig Cells. Endocrinology, 140:4939-4947. Chan, J.L., Heist,K., DePaoli, A.M., Veldhuis J.D., & Mantzoros, C.S.2003. The Role of Falling Leptin Levels in The Neuroendocrine and Metabolic Adaption to Shorterm Starvation in Healthy Men. J Clin Invest, 111:1409-1421. Chehab, F.F., Lim, M.E., & Lu, R. 1996. Correction of The Sterility Defect in Homogenous Obese Female Mice by Treatment With The Human Recombinant Leptin, Nat Genet, 12:318-320. Clark W. 2004. Testosterone and Diabetes. Whats The Connection? Diabetes Self Manag,21(5):100103. De Beradis G, Pellegrini F, Franciosi M, Belfiglio M, Di Nardo, B., & Greenfield, S. 2007. Clinical and Pshichological Predictors of Incidence of Self Reported Erectile Dysfungtion in Patients with Type 2 Diabetes. J. Urol. 177(1),252-257. Fairburn, C. 1981. The Sexual Problems of Diabetic Men. Br J Hosp Med. 25(5), 484, 487, 489-491. Farooqi, I.S., Jebb, S.A., Langmck,G., Lawrence, E., Cheetham, C., Prentice, A.M., Hughes, I.A., McCamish, M.A., & O’Rahilly, S. 1999. Effect of Recombinant Leptin Therapy in A Child with Congenital Leptin Deficiency. N Engl J Med, 341:879-884. Foglia, V.G., Rosner, J.M., Ramos, M., Lemma, B.E. 1996. Sexual Disturbances in The Male Diabetic Rat. Horm Metab Res, 1:72-77.


392


Gamal, M.A., & Moneium, T.A. 2001. Structural Changes in The Testes of Streptozotocin-Induced Diabetic Rats. J. Med, 4(1),17-24. Gezginci, Oktayoglu, S., & Bolkent, S. 2009. Exendin-4 Exert its Effects Through The NGF/p75NTR System in Diabetic Mouse Pancreas. Biochem and Cell Biol, 87(4),641-651. Gojo, A., Utsunomiya, K., Taniguchi, K., Yokota, T., Ishizawa, S.S., Kanazawa, Y., Kurata, H.,& Tajima, N. 2007. The Rhokinase Inhibitor, Fasudil, Attenuates Diabetic Nephropathy in Streptozotocin Induced Diabetic Rats. Euro. J. Pharmacol, 568(13),242-247. Groop, L.C. 2001. Type 2 Diabetes Mellitus: Pathogenesis and Treatment. In Endocrinology and Metabolism. Mc Graw-Hill, England, 607-614. Gunelli, E., Tugyan, K., Ozturk, H., Gumustekin, M., Cilaker, S., & Uysal, N. 2009. Effect of Melatonin on Testicular Damage in Streptozotocin Induced Diabetes Rats. Eur Surg Res, 40:354360. Herr, R.R., Jahnke, J.K., Argoudelis, A.D. 1967. The Structure of Streptozotocin. J.American Chem Society, 89(18),4808-489. Jensen, T.K., Carlsen, E., & Jorgensen, N.P.2002. Poor Semen Quality May Contribute to Recent Decline in Fertility Rates. Hum. Reprod, 17:1437-1440. Kirchick, H.J., Keyes, P.L., & Frye, B.E. 1979. An Explanation for Anovulation in Immature Alloxan Diabetic Rats Treated with Pregnant Mare’s Serum Gonadotropin: Reduced Pituitary Response to Gonadotropin Relasing Hormone. Endocrinology, 105:1342-1349. Kolodny, R.C., Kahn, C.G., Goldstein, H.H.,& Barnett, D.M. 1974. Sexual Dysfunction in Diabetic Men. J. Diabetes, 23:306-309. Kim, S.T.,& Moley, K.H. 2008. Paternal Effect on Embryo Quality in Diabetic Mice is Related to Poor Sperm Quality and Associated with Decreased Glucose Transporter Expression. Reproduction, 136:313-322. Masharani, U., & Karam, J.H. 2001. Pancreatic Hormones and Diabetes Mellitus. In Basic & Clinical Endocrinology. 6th ed. Greenspan PS, Gardner DG (eds), Mc Graw Hill, New York 623-648. Meyer, K., Deutscher, J., Anil, M., Berthold A., & Bartsch, K.W. 2000. Serum Androgen Levels in Adolescents with Type I Diabetes: Relationship to Pubertal Stage and Metabolic Control. J. Endocrinol Invest, 23:362-368. Mordes, P., & Rossini, A.A. 1985. Animal Model of Diabetes Mellitus, Joslin’s Diabetes Mellitus, 12 th.Ed. Lea&Ferbiger, Philadelphia. P.110-137. O’Neil, J., Czerwiec, A., Agbaje, I., Glenn, J., Stitt, A., McClure, N., & Mallidis, C.2009. Difference in Mouse Models of Diabetes Mellitus in Studies of Male Reproduction. J.Androl, 33,709-716. Oksanen, A. 1975. Testicular Lessions of Streptozotocin Diabetic Rats. Horm, Res.6:138-144. Oktayoglu, S.G. 2011. The Apoptotic Effects of Streptozotocin in Different Dose and Administration Time on Pancreatic Islet Cells of Rats, IUFS. J. Biol, 70(2),43-51. Sainio, P.S., Henriksen, K., Parvinen, M., Simel, O., & Pollanen, P. 1997. Stage Specific Degeneration, of Germ Cells in The Seminiferous Tubules of Non Obese Diabetic Mice. Int. J. Androl, 20: 243253. Saez, J.M. 1994. Leydig Cells: Endocrine, Paracrine, adn Autocrine Regulation. Endocr Rev, 15:574626. Seethalakshmi, L., Menon, M., & Diamond, D. 1987. The Effect of Streptozotocin Induced Diabetes on The Neuroendocrine Male Reproductive Tract Axis of The Adult Rat. J. Urol, 138:190-194. Sexton, W.J., & Jarow, J.P. 1997. Effect of Diabetes Mellitus Upon Male Reproductive Function. UroloY, 49:508-513. SESI PARALEL BIOLOGI

393


Steger, R.W., & Rabe, M.B. 1997. The Effect of Diabetes Mellitus on Endocrine and Reproductive Function. Proc. Soc Exp Biol Med, 214:4-11. Reiter, R.J., Tan, D.X., Osuna, C., & Gitto, E. 2000. Actions of Melatonin in The Reduction of Oxidative Stress: A Review. J. Biomoed Sci,7:444-438. Rossini, A.A., Like, A.A., William, L.C., & Appel, M.C. 1977. Studies of Streptozotocin Induced Insulitis and Diabetes. Cell Biology, 74(6),2485-2489. Vignera, S.L., Condorelli, R., Vicari, E., Dagata, R., & Calogero, A.E. 2012. Diabetes Mellitus and Sperm Parameters. J. Androl. 33(2),145-153. Yang, Z., Chen, M., Fialkow, L.B., Ellett, J.D., Wu, R., & Nadler, J.L. 2003. The Novel Anti Inflamatory Compound Lisofylline, Prevents Diabetes in Multiple Low Dose Streptozotocin Treated Mice. Pancreas, 26:e99-e104. Zarzycki, W., & Zieniewicz, M. 2005. Reproductive Disturbances in Type 1 Diabetic Women. Neuro Endocrinol Lett, 26(6),733-738.


394


IDENTIFIKASI SPESIES KATAK DI UNIVERSITAS NEGERI MALANG BERDASARKAN MORFOLOGI DAN DNA BARCODING Dian Ratri Wulandari, Ibrohim, dan Dwi Listyorini Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Malang Correspondence: [email protected] Abstrak: Universitas Negeri Malang (UM) yang terletak di Kota Malang telah mengalami perkembangan yang pesat, sehingga diperlukan pembangunan berbagai fasilitas penunjang. Pembangunan tersebut menyebabkan berkurangnya area asri yang merupakan habitat dari katak. Katak memiliki peran diantaranya sebagai indikator lingkungan. Keberadaan katak menunjukkan bahwa tempat tersebut masih asri. Penelitian ini bertujuan untuk mengungkap spesies katak yang hidup di UM dan mengungkap hubungan kekerabatan antar spesies yang hidup di lingkungan UM berdasarkan DNA Barcoding gen Cytochrome-c oxidase subunit I (COI). Penelitian ini merupakan penelitian deskriptif eksploratif dengan mengidentifikasi spesies katak yang ditemukan berdasarkan karakter morfologi dan morfometrik serta analisis genetik dengan menggunakan DNA Barcoding gen COI. Berdasarkan pengamatan morfologi ditemukan 4 spesies yang terdiri dari 3 spesies yang sama dengan spesies yang ditemukan pada tahun 1995 yaitu Duttaphrynus melanostictus, Polypedates leucomystax, Kaloula baleta dan 1 spesies baru yaitu Hylarana chalconota. Analisis genetik dilakukan pada jenis 2 dan jenis 3 dengan menggunakan software DNA Baser, BioEdit, BLAST, Clustal X, dan MEGA 5. Konstruksi topologi pohon filogenetik dilakukan berdasarkan sekuen barcode gen COI dengan menggunakan metode Maximum Likelihood, Neighbor Joining, Minimum Evolution dan Maximum Parsimony. Hasil terbaik diperoleh dengan menggunakan metode Maximum Likelihood yang menunjukkan jenis 2 dan jenis 3 berkerabat dekat dengan Rana rugosa dan berada dalam kelompok famili Ranidae. Jenis 2 dan jenis 3 berada dalam satu clade dengan jarak evolusi yang berbeda. Kata kunci: identifikasi, katak, DNA Barcoding, cytochrome-c oxidase subunit-I (COI)

PENDAHULUAN Jumlah katak di Indonesia sekitar 450 jenis atau ±11 % anura dari total anura di dunia (4100 jenis) [1,2]. Di Jawa, diketahui terdapat 42 spesies katak dan kodok, tetapi untuk Jawa Timur dan Jawa Tengah masih kekurangan informasi [1]. Di alam, peran utama katak yaitu sebagai indikator lingkungan. Keberadaan katak di suatu tempat menunjukkan tempat tersebut masih asri [1,2,3]. Universitas Negeri Malang (UM) yang terletak di Kota Malang telah mengalami perkembangan yang pesat, sehingga diperlukan pembangunan berbagai fasilitas penunjang. Pembangunan tersebut menyebabkan berkurangnya area asri yang merupakan habitat dari katak. Walau menurut Zainuri (2012, Komuniasi Pribadi) bagian Unit Layanan Pengadaan (ULP), Pembangunan di UM tetap akan memperhatikan area hijau. Dapat dilihat pada perbedaan jumlah gedung yang ada saat ini jika dibandingkan dengan tahun 1995 (Master Plan Map UM 1994 dan 2012). Jumlah gedung pada tahun 2012 lebih banyak dan masih akan dilakukan pembangunan. Terjadi penambahan bangunan dengan memanfaatkan lahan kosong yang merupakan habitat dari spesies-spesies katak yang hidup di dalam kampus. Selain itu, proses pembangunan itu sendiri dapat mengganggu habitat katak, sehingga diperlukan penelitian atau identifikasi untuk melihat jenis katak apa saja yang masih bertahan di dalam kampus UM. Katak dapat diidentifikasi mengamati morfologi [1] dan karakter morfometriknya [4]. Selain itu, identifikasi dapat dilakukan secara genetik dengan menggunakan DNA Barcoding. DNA Barcoding merupakan urutan gen pendek standar yang digunakan untuk identifikasi spesies yang belum diketahui,


395


memudahkan deskripsi suatu spesies baru, memperjelas spesies yang masih samar, menghubungkan antara yang dewasa dengan yang juvenile, dan jantan dengan betina [5]. Gen yang sering digunakan sebagai DNA Barcoding adalah cytochrome-c oxidase subunit-I (COI), karena memiliki sekuen paling conserve jika dibandingkan dengan gen pengkode protein lain pada genom mitokondria hewan. Pemilihan gen COI sebagai DNA Barcoding karena sekuen DNA mudah diamplifikasi dengan primer yang sama bahkan untuk kelompok organisme yang berbeda [6,7]. METODE Penelitian ini dilakukan selama 4 bulan dari bulan, dari bulan Maret sampai Juni 2012. Pencarian katak dilakukan pada bulan Maret dengan membagi wilayah UM menjadi empat bagian. Pada pagi hari, pencarian dilakukan pada jam 6:00-10:00 wib, dan malam hari pada jam 18:00-21:00 wib. Identifikasi morfologi dilakukan dengan pengamatan karakter morfologi dan karakter morfometrik. Karakter morfologi meliputi eberadaan tungkai, ukuran tungkai, bentuk kepala, bentuk tubuh, keberadaan lipatan dorsolateral, kejelasan timpani, bentuk dan warna timpani, bentuk moncong, keberadaan gigi, bentuk ujung lidah, keberadaan alur supraorbital, keberadaan alur parietal, tekstur kulit dorsal, warna kulit dorsal, tekstur kulit ventral, warna kulit ventral, keberadaan kelenjar parotoid, bentuk kelenjar parotoid, bentuk jari, keberadaan selaput renang jari, luas selaput renang jari kaki depan dan belakang, tonjolan metatarsal, tonjolan antar ruas jari, dan habitat ditemukannya katak. Karakter morfometrik meliputi ukuran moncong ke anus/snout vent length (SVL), jarak antar dua lubang hidung/internarial distance (IN), jarak antar lubang hidung ke moncong/snout nostril length (SNL), lebar kepala/head width (HW), panjang kepala/head length (HL), kedalaman kepala/head depth (HD), jarak mata ke hidung/eye nostril distance (END), diameter mata/eye diameter (ED), jarak antar dua mata/interorbital distance (IO), jarak mata ke moncong/eye to snout distance (ES), lebar kelopak mata atas/upper eyelid width (UEW), jarak timpani ke mata/tympanum eye length (TEL), diameter timpani/tympanum diameter (TD), panjang dari siku ke ujung jari kaki depan ke-3/lower arm and hand length (LAL), panjang kaki depan/forelimb length (FLL), lebar tubuh/body width (BW), jarak pangkal bawah paha kaki depan ke pangkal paha atas kaki belakang/axilla to groin distance (AG), panjanh paha kaki belakang/thigh length (TL), panjang betis kaki belakang/tibia length (TBL), panjang kaki belakang/hind limb length (HLL), dan panjang jari kakai ke-1/first toe length (1TL). Isolasi DNA total dilakukan dengan mengambil bagian jari kaki katak dan diisolasi dengan menggunakan DNA Isolation Kit NucleoSpin Tissue, Macherey-Nagel, Germany. Primer yang digunakan adalah Lep-F1 (5’-ATTCAACCAATCATAAAGATATTGG-3’), Lep-R1 (5’TAAACTTCTGGATGTCCAAAAAATCA-3’), dan siklus PCR yang terdiri dari 1) denaturasi awal selama 2 menit pada suhu 94ºC; 2) 5 siklus terdiri dari denaturasi selama 40 detik pada suhu 94ºC, annealing selama 40 detik pada suhu 45ºC, dan extention selama 40 detik pada suhu 72ºC; 3) 35 siklus terdiri dari denaturasi selama 40 detik pada suhu 94ºC, annealing selama 40 detik pada suhu 51ºC, dan extention selama 1 menit pada suhu 72ºC; dan 4) extention akhir 5 menit pada suhu 72ºC [5]. Elektroforesis dilakukan dengan menggunakan gel agarose 1% dan sekuensing dilakukan di Lembaga Biologi Molekular Eijkman Jakarta dengan Big Dye Transiluminator melalui ABI 3130x1 dan 3130 Genetic Analyzer. Analisis genetik dilakuakn dengan menggunakan software BioEdit, DNA Baser, BLAST, Clustal X, dan Mega 5. Konstruksi topologi pohon filogenetik dilakukan dengan metode Maximum Likelihood (ML), Neighbor Joining (NJ), Minimum Evolution (ME), dan Maximum Parsimony (MP) dengan bootstrap sebanyak 1000 ulangan dan parameter Kimura-2, kemudian dipilih yang terbaik. HASIL DAN PEMBAHASAN Berdasarkan pengamatan karakter morfologi dan morfometrik, ditemukan empat spesies katak di UM, yaitu: Duttaphrynus melanostictus, Hylarana chalconota. Kaloula baleta, and Polypedates leucomystax (Gb. 1). Duttaphynus melanostictus adalah kodok, dengan karakter morfologi sebagai berikut: ukuran tubuh besar (SVL ♂: 79 mm dan ♀: 99 mm), bonteng hitam merata di seluruh tubuh, alur supraorbital


396


dan supratympanic menyabung, tidak memiliki alur parietal, jari kaki berselaput renang setengah bagian. Kodok tersebut ditemukan di semua area pengamatan wilayah UM. Hylarana chalconota adalah katak, dengan karakter morfologi sebagai berikut: ukuran rubuh kecil (SVL ♂: 43 mm), warna timpani coklat gelap, kaki panjang dan ramping, jari berselaput renang penuh, kulit bertekstur seperti pasir, dan ditemukan di beberapa kolam di area pengamatan wilayah UM. Kaloula baleta adalah katak belentuk, dengan karakter morfologi tubuh gembung (SVL ♂: 51 mm dan ♀: 55 mm), kaki pendek, ujung jari berbentuk seperti huruf “T”, timpani tersembunyi di bawah kulit, jari kaki berselaput renang pada bagian dasar, dan ditemukan di genangan air yang terbentuk saat hujan. Spesies terakhir adalah Polypedates leucomystax, yang dikenal sebagai “katak pohon bergaris” dengan karakter morfologi ukuran tubuh sedang (SVL ♂: 53 mm), berwarna kuning kecoklatan, terdapat bintik hitam atau enam garis longitudinal pada bagian dorsal, jari kaki belakang memiliki selaput renang hampir penuh, dan ditemukan di kolam yang terdapat pohon disekitarnya (Suplemen 1 dan 2).

Gambar 1. A. Polypedates leucomystax, B. Duttaphrynus melanostictus, C. Kaloula baleata, dan D. Hylarana chalconota.

Mashuri menyebutkan pada tahun 1995 terdapat tujuh spesies yang hidup di area UM [8], yaitu Duttaphrynus melanostictus, Polypedates leucomystax, Kaloula baleta; Fejervarya cancrivora, Fejervarya limnocharis, Ingerophrynus biporcatus, dan Occidoziga lima. Pada penelitian ini, ditemukan tiga spesies yang bertahan dari tahun 1995, yaitu Duttaphrynus melanostictus, Polypedates leucomystax, dan Kaloula baleta; dan satu spesies baru yaitu Hylarana chalconota. Pada penelitian ini diketahui empat spesies telah hilang dalam kurung waktu 17 tahun, yaitu Fejervarya cancrivora, Fejervarya limnocharis, Ingerophrynus biporcatus, dan Occidoziga lima. Analisis genetik dengan menggunakan DNA Barcoding cytochrome-c oxidase subunit-I (COI) dilakukan hanya pada jenis 2 dan jenis 3. Jenis 1, 4, dan 5 belum dapat dianalisis karena tidak berhasil memperoleh sekuen barcode gen COI. Hasil analisis dengan BLAST diketahui bahwa sekuen gen yang diperoleh merupakan sekuen gen COI.

Gambar 2. Peta posisi sekuen barcode gen COI dari katak jenis 2 dan jenis 3 dengan sekuen gen COI Rana nigrovittata KIZ01523 dari GenBank dengan menggunakan BLAST. Bar warna merah : Query (Gen COI Rana nigrovittata KIZ01523) Bar warna merah muda : Gen COI sampel

Sekuen sampel jenis 2 diperoleh DNA konsensus sepanjang 604 bp; analisis dengan BLAST dibandingkan dengan Rana nigrovittata jenis 2 memiliki query coverage 93% dengan homologi sekuen


397


81%. Sekuen sampel jenis 3 diperoleh DNA konsensus sepanjang 574 bp; analisis dengan BLAST dibandingkan dengan Rana nigrovittata jenis 3 memiliki query coverage 95% dengan homologi sekuen 81% (Gb.2). Jenis 2 dan jenis 3 memiliki variasi intraspesies sebesar 0,54%. Suatu spesies menunjukkan intraspesies jika memiliki variasi sekuen intraspesies ≤ 2% [5], sehingga jenis 2 dan jenis 3 merupakan spesies yang sama. Berdasarkan metode ML, NJ, ME, dan MP, metode ML memberikan hasil terbaik di dalam model pohon filogenetik dengan berbagai tingkat evolusi [9]. Pohon filogenetik ML (Gb.3) menunjukkan tingkat probabilitas yang tinggi, lebih akurat, dan menunjukkan hasil yang paling baik diantara topologi lainnya [10].

Gambar 3. Topologi pohon filogenetik jenis 2 dan jenis 3 dengan metode Maximum likelihood dengan repitisi bootstrap 1000 dan parameter Kimura-2

Spesies Hylarana chalconota (jenis 2 dan jenis 3) merupakan cryptic species asli Jawa yang belum diketahui posisinya secara pasti di dalam susunan taksonomi dan masih merupakan kontroversi. Terdapat tujuh spesies yang berbeda dari Hylarana chalconota di Thailand sampai ke Borneo dan Jawa. Tetapi hanya tiga nama yang berhasil diberikan, yaitu Hylarana chaconota, Hylarana raniceps, dan Hylarana labialis [11]. Pada Hylarana chalconota, analisis posisi taksonomik dengan gen COI membutuhkan sekuen lengkap (648 bp) untuk menjangkau tingkat spesies [12]. Sekuen dengan panjang kurang dari 500 bp sudah dapat dianalisis [5], namun hasil alignment menunjukkan bahwa sekuen barcode gen COI belum lengkap, sehingga belum mampu menunjukkan perbedaan maupun persamaan basa nukleotida di semua titik sepanjang sekuen barcode tersebut. Sekuen foward jenis 3 yang diperoleh memiliki hasil yang kurang bagus (unspecified), akibatnya diperlukan desain primer foward yang lebih spesifik untuk dapat menangkap keseluruhan sekuen COI jenis 3. Diduga jenis 3 sangat spesifik sehingga berbeda secara genetik dari spesies yang dipakai sebagai referensi sekuen COI. Selain itu, diduga jenis 3 sudah mengalami mutasi/evolusi yang cukup jauh, karena ujung 5’ mempunyai domain yang mengalami mutasi lebih cepat dibanding domain yang lain [13]. Katak jenis 3 menjadi kontroversi dalam menentukan spesiesnya. Apakah katak jenis 3 termasuk dalam spesies yang sama dengan katak jenis 2?, ataukah subspesies dengan katak jenis 2?, atau mungkin menjadi spesies baru?, mengingat spesies Hylarana chalconota dengan persebaran mulai dari


398


Philipina, Malaysia, Padang, dan Jawa memiliki tujuh jenis berbeda dimana hanya tiga spesies yang berhasil diberi nama [11]. KESIMPULAN Berdasarkan karakter morfologi ditemukan empat jenis spesies katak di Universitas Negeri Malang, yaitu Duttaphrynus melanostictus, Hylarana chalconota, Polypedates leucomystax, dan Kaloula baleata. Konstruksi topologi pohon filogenetik berdasarkan sekuen barcode gen COI dilakukan hanya pada jenis 2 dan jenis 3. Hasil terbaik diperoleh dengan metode Maximum Likelihood, di mana jenis 2 dan jenis 3 berada dalam satu clade dengan jarak evolusi yang berbeda. Jenis 2 dan jenis 3 berkerabat dekat dengan spesies Rana rugosa dan termasuk dalam kelompok famili Ranidae. Daftar Pustaka Iskandar. Djoko T. 1998. The Amphibians of Java and Bali. Research and Development Center for Biology-LIPI. Indonesia. Kusrini., Endarwin, W. & Yazid, M. 2007. Panduan Bergambar Identifikasi Amfibi di Jawa Barat. Bogor: Institut Pertanian Bogor. Gardner, T. 2001. Declining Amphibian Populations: A Global Phenomenon in Conservation Biology. Animal Biodiversity and Conservation. Museu de Zoologia, 24.2. Das, I & Haas, A. 2003. A New Species Of Kalophrynus (Anura: Microhylidae) From The Highlands Of North-Central Borneo. The Raffles Bulletin Of Zoology, 51 (1): 109-113. Smith, M. A., Poyarkov JR, A., & Hebert, P. D. N. 2008. DNA Barcoding CO1 DNA Barcoding Amphibians: Take The Chance, Meet The Challenge. Molecular Ecology Resource, 8:235-246. Folmer, O., Hoeh, B. W., Lutz, R. & Vrijenhoeicatk, R. 1994. DNA Primers For Amplification of Mitochondrial Cytochrome-c Oxidase I from Diverse Metazoan Invertebrates. Molecular Marine Biology and Biotechnology, 3 (5): 294-299. Popa, L. O., Popa, O. P., Gargarea, P. & Murariu, D. 2007. Sequence Analysis of the 5’ COI Gene Region from Dama dama (Linnaeus, 1758) (Mammalia: Cervidae). Travaux du Muséum National d’Histoire Naturelle. L: 537-542. Mashuri, Toyib. 1995. Inventarisasi Jenis Katak di Kampus IKIP Malang. Skripsi tidak diterbitkan. Institut Keguruan dan Ilmu Pendidikan Malang. Saitou, N. & Imanishi, T. 1989. Relative Efficiencies of the Ficth-Margoliash, Maximum-Parsimony, Maximum-Likelihood, Minimum-Evolution, and Neighbor-joining Methods of Phylogenetic Tree Construction in Obtaining the Correct Tree. Molecular Biology Evolution, 6 (5): 514-525. Takahashi, K. & Nei, M. 2000. Efficiences of Fast Algorithm of Phylogenetic Inference Under the Criteria of Maximum Parsimony, Monimum Evolution, and Maximum Likelihood When a Large Number of Sequences Are Used. Molecular Biology Evolution, 17 (8); 1251-1258. Inger, F.R., Stuart, B.L. & Iskandar, D.T. 2009. Systematics of a Widespread Southeast Asian Frog, Rana Chalconota (Amphibian: Anura: Ranidae). Zoological Journal of The Linnean Society, 155: 123-147. Hebert, P. D. N., Cywinska, A., Ball, S., & deWaard, J. R. 2003. Biological Identifications Through DNA Barcodes. The Royal Society, 270:313-321. Zang, J. & Hanner, R. 2012. Molecular Approach to The Identification of Fish In The South China Sea. PloS ONE. Volume 7.


399

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 Supplemen 1 Jenis 3

No.

Karakter morfologi

1.

Keberadaan tungkai Jumlah tungkai (pasang) Ukuran tungkai Kejelasan bagian kepala Bentuk kepala

Ada

Ada

Ada

Ada

Ada

2 pasang Pendek

2 pasang Panjang

2 pasang Panjang

2 pasang Panjang

2 pasang Pendek

Jelas Besar

Jelas Tidak pipih

Jelas Tidak pipih

Jelas Kecil

Kekar Tidak ada

Ramping Ada

Ramping Ada

Terlihat

Terlihat

Terlihat

Terlihat

Tidak terlihat

Elips

Bulat

Bulat

Bulat

-

10. 11. 12. 13.

Bentuk tubuh Lipatan dorsolateral Kejelasan membran timpani Bentuk membran timpani Warna membran timpani Bentuk moncong Gigi vomer Gigi maxilla

Jelas Tidak pipih Agak ramping Tidak ada

Coklat tua Lancip Ada Ada



14. 15. 16.

Ujung lidah Alur supraorbital Alur parietal

Bifida Tidak ada Tidak ada



17. 18.

Tekstur kulit dorsal Warna kulit dorsal

Berpasir Coklat

Berpasir Coklat

Halus Coklat

Membulat Tidak terbelah Tidak ada Tidak ada Berbintil jelas Coklat

19.

Tekstur kulit ventral

Berpasir

Berpasir

20.

Warna kulit ventral Keberadaan kelenjar parotoid Bentuk kelenjar parotoid

Coklat tua Lancip Tidak terbelah Ada Tidak ada Berbintil jelas Coklat Berbintil jelas Putih kecoklatan

Putih

Putih

Halus Putih sedikit orange

Halus Putih sedikit orange

Ada

Tidak ada

Tidak ada

Tidak ada

Tidak ada

Lonjong

-

-

-

Tumpul

Diskus

Diskus

Rata

Seperti huruf "T"

Tidak ada

Tidak ada

Tidak ada

ada

Tidak ada

Ada

Ada

Ada

Ada

Ada

-

-

-

1/2 bagian

-

1/2 bagian

Penuh

Penuh

3/4 bagian

1/2 bagian

Ada

Ada

Ada

Ada

Ada

Ada

Ada

Ada

Ada

Ada

Ada Kolam, rumput, tanah

Ada

Ada

Ada

Ada

Kolam

Kolam

Pohon

Kubangan air

2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

21. 22. 23.

30.

Bentuk ujung jari Keberadaan selaput jari kaki depan Keberadaan selaput jari kaki belakang Lebar selaput jari kaki depan Lebar selaput jari kaki kaki belakang Keberadaan tonjolan metatarsal Keberadaan tonjolan antar ruas Keberadaan tonjolan kawin

31.

Habitat

24. 25. 26. 27. 28. 29.


1

2

4

5

Gemuk Tidak ada

400

Prosiding Seminar Nasional MIPA dan Pembelajaran Malang, 13 Oktober 2012 ISBN 978-602-97895-6-0 Suplemen 2 No.

Karakter morfometrik

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.

SVL: jarak moncong ke anus IN: jarak 2 lubang hidung SNL: jarak moncong ke hidung HW: lebar kepala HL: panjang kepala HD: kedalaman kepala END: jarak antar mata-hidung ED: diameter mata IO: jarak antar 2 kelopak mata ES: jarak mata ke moncong UEW: lebar kelopak mata atas TEL: jarak mata ke membran timpani TD: diameter membran timpani LAL: panjang dari siku ke ujung jari kaki depan ke-3

14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21.

Ukuran (mm) Jenis 3 Jenis 4 ♂ ♀ ♂ ♀ 45 53 3 4 1 2 13 13 14 15 6 4 5 5 4 4 5 5 7 6 4 3 1 1 3 3 22 25 -

Jenis 1 ♂ ♀ 79 99 6 7 4 6 23 32 22 24 12 18 5 6 6 6 7 9 8 12 6 8 3 3 4 6 36 41

Jenis 2 ♂ ♀ 43 30 1 14 14 6 4 4 3 7 3 1 5 21 -

FLL: pajang kaki depan BW: lebar tubuh AG: jarak pangkal paha bawah ke pangkal paha atas kaki belakang

56 50 53

59 65 55

30 13 19

-

29 14 21

-

3 13 25

-

35 36 3

41 36 3

TL: panjang paha kaki belakang TBL: panjang betis kaki belakang HLL: panjang kaki belakang

35 31 11 8 5

36 33 12 1 5

23 23 76

-

22 26 77

-

17 24 7

-

21 17 67

22 18 72

8

-

6

-

3

-

3

4

1TL: panjang jari ke-1 kaki belakang


Jenis 5 ♂ ♀ 51 55 4 4 1 1 21 21 13 18 14 14 3 4 2 2 5 6 4 4 3 3 27 28

401


POTENSI GENISTEIN (4', 5, 7-TRIHYDROXY ISOFLAVONE) TERHADAP KUALITAS SPERMATOZOA MENCIT (MUS MUSCULUS) GALUR BALB/C Ervina Wijayanti1, Nursasi Handayani2, dan Umie Lestari2 1

Mahasiswa Jurusan Biologi FMIPA Universitas Negeri Malang; 2,3Dosen Jurusan Biologi FMIPA Universitas Negeri Malang, Jl. Semarang No. 5 Malang 65145 Email: [email protected] Abstrak: Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui dampak genistein (4', 5, 7-trihydroxy isoflavone) terhadap kualitas spermatozoa. Kualitas spermatozoa yang diteliti mencakup morfologi dan viabilitasnya. Rancangan penelitian yang dipakai adalah rancangan acak kelompok (RAK). Penelitian eksperimental ini menggunakan 24 ekor mencit jantan galur Balb/C ber-umur 8 sampai 10 minggu yang dibagi dalam 4 perlakuan dan 6 ulangan dan di-gavage setiap hari selama 36 hari. Dosis genistein yang digunakan adalah 3,5 mg/kg bb, 4,2 mg/kg bb, dan 4,9 mg/kg bb, sedangkan untuk dosis 0 mg/kg bb digunakan pelarut genistein yaitu minyak ja-gung. Pengamatan persentase morfologi normal dan abnormal serta viabilitas spermatozoa di-lakukan di bawah mikroskop dengan perbesaran 400 kali. Data spermatozoa didapatkan de-ngan cara membuat apusan spermatozoa yang diwarnai eosin-nigrosin. Data morfologi dan viabilitas kemudian dihitung menggunakan ANAVA tunggal dan dilanjutkan dengan uji BNT 5%. Berdasarkan penelitian ini, diketahui bahwa genistein menurunkan kualitas spermatozoa. Genistein mulai berpengaruh secara signifikan pada dosis perlakuan terendah yaitu 3,5 mg/kg bb. Pada dosis ini, viabilitas dan morfologi normal spermatozoa menurun, serta abnormalitas morfologi meningkat. Abnormalitas spermatozoa yang terjadi dalam penelitian ini meliputi abnormalitas kepala, ekor, dan gabungan antara keduanya. Kata Kunci: Genistein, Kualitas Spermatozoa, Mencit

PENDAHULUAN Genistein (4', 5, 7-trihydroxy isoflavone) merupakan senyawa fitoestrogen dari golongan isoflavon. Struktur genistein mirip dengan estrogen. Genistein terkandung dalam berbagai tanaman leguminaceae terutama kedelai dan makanan olahannya. Jumlah genistein cukup tinggi dalam makanan sehari-hari yaitu 3 g dalam 100 g kedelai jenis pioneer 9111 (Muchtadi, 2010). Menurut Barlow et al (2007), terdapat 24 mg genistein dalam setengah cangkir kedelai rebus, 21 mg dalam 3 ons tempe, 19 mg dalam 1 ons kedelai sangrai, 17 mg dalam sari kedelai, dan 12 mg dalam 3 ons tahu. Meskipun genistein merupakan senyawa yang banyak terdapat dalam makanan sehari-hari, namun penelitian mengenai dampak genistein terhadap sistem reproduksi jantan masih kurang memadai dan hasil penelitiannya cenderung bertolak belakang. Pada penelitian yang dilakukan oleh Bennetau-Pelissero (2000) dinyatakan bahwa pada individu jantan dewasa, pemberian fitoestrogen dapat menurunkan jumlah spermatozoa dan meningkatkan jumlah spermatozoa cacat (abnormal). Penelitian Cederroth dalam Cederroth et al (2010) juga menyatakan bahwa pemberian genistein dapat mengganggu mekanisme spermatogenesis. Kedua hasil penelitian ini bertentangan dengan hasil penelitian dari Lee et al (2004) yaitu pemberian genistein tidak mengganggu sistem reproduksi jantan dan fungsinya. Kurzer dalam Muchtadi (2010) juga menyatakan bahwa pemberian isoflavon sebanyak 40-70 mg/hari tidak memberikan pengaruh negatif baik pada kadar hormon maupun kualitas sperma. Berdasarkan uraian tersebut maka perlu dilakukan penelitian mengenai potensi genistein terhadap sistem reproduksi jantan, khususnya terhadap kualitas


402


spermatozoa. Penelitian ini nantinya diharapkan dapat menambah informasi bagi masyarakat mengenai senyawa yang terdapat dalam makanan sehari-hari, yaitu genistein, dan pengaruhnya terhadap kualitas sperma. METODE Penelitian ini adalah penelitian eksperimental dengan Rancangan Acak Kelompok (RAK) yang dilakukan dalam 4 perlakuan masing-masing 6 ulangan. Hewan coba yang digunakan adalah 24 ekor mencit (Mus musculus) jantan galur Balb/C umur 8-10 minggu dengan berat badan awal 25-29 g. Terdapat empat dosis perlakuan pada penelitian ini yaitu 3,5 mg/kg bb, 4,2 mg/kg bb, 4,9 mg/kg bb dan kontrol atau 0 mg/kg bb. Masing-masing dosis perlakuan genistein tersebut dilarutkan dalam minyak jagung dan untuk kontrol atau 0 mg/kg bb digunakan pelarutnya saja yaitu minyak jagung. Setiap mencit di-gavage setiap hari dengan dosis masing-masing selama 36 hari. Pada hari ke-37, mencit didislokasi leher, dibedah, kemudian diambil epididimis kauda bagian kanan. Epididimis yang telah bersih dari jaringan lemak dicacah dalam 2 ml NaCl 0,9% sampai terbentuk suspensi. Suspensi ini kemudian diwarnai dengan teknik pewarnaan eosin-nigrosin untuk kemudian dibuat preparat apusan spermatozoa. Langkah-langkah untuk membuat preparat apusan spermatozoa adalah mengambil satu tetes suspensi sperma ke atas gelas arloji, kemudian mencampur suspensi dengan 2 tetes eosin 1% dan didiamkan selama 20 detik, setelah itu menambahkan 1 tetes nigrosin 10% dan dihomogenkan. Suspensi yang telah diwarnai tersebut diteteskan ke atas 5 kaca benda untuk diapus sehingga diperoleh 5 preparat apusan spermatozoa untuk 1 mencit. Pengambilan data terkait morfologi maupun viabilitas dilakukan dengan menghitung jumlah spermatozoa yang normal dan abnormal, serta yang mati dan hidup per 100 spermatozoa menggunakan hand counter, diulangi sebanyak 5 kali pada slide apusan yang berbeda, kemudian hasilnya dirata-rata. Spermatozoa dengan morfologi normal memiliki kait pada kepalanya dengan ekor yang panjang dan cenderung lurus. Spermatozoa yang hidup tidak berwarna sehingga nampak transparan, sedangkan spermatozoa yang mati akan berwarna merah keunguan pada bagian kepala dan ekor karena spermatozoa yang mati dapat menyerap warna. Data yang diperoleh dianalisis menggunakan Analisis varian (ANAVA) tunggal dengan taraf signifikansi 5% untuk mengetahui ada tidaknya pengaruh genistein terhadap kualitas spermatozoa mencit galur Balb/C,karena hasilnya signifikan maka dilanjutkan dengan Uji BNT 5% (Sulisetijono, 2006). HASIL DAN PEMBAHASAN Berdasarkan hasil penelitian ini, diketahui bahwa rerata persentase morfologi normal dan viabilitas spermataozoa menurun, sedangkan rerata morfologi abnormal meningkat. Ringkasan morfologi dan viabilitas spermatozoa dengan notasi masing-masing dipaparkan dalam Tabel 1. Tabel 1. Rerata dan Notasi Morfologi dan Viabilitas Spermatozoa Mencit Setelah Diberi Genistein dalam Berbagai Dosis Morfologi Viabilitas Normal Abnormal Hidup 0 69,33a 30,67a 77,83a 3,5 34,50b 65,50b 29,17b 4,2 29,67b 70,33b 16,83c c c 4,9 19,33 80,67 15,67c Keterangan: notasi yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan adanya perbedaan yang signifikan antar perlakuan dibandingkan dengan perlakuan kontrol. Dosis Perlakuan (mg/kg bb)

Hasil analisis anava tunggal pada data morfologi normal spermatozoa menunjukkan bahwa Fhitung perlakuan (52,48) lebih besar daripada Ftabel (2,13). Dengan demikian, berarti bahwa terdapat pengaruh genistein terhadap morfologi spermatozoa mencit galur Balb/C. Nilai BNT 5% pada data morfologi normal ini adalah 5,46, sehingga didapatkan notasi untuk masing-masing perlakuan seperti pada Tabel 1. Pada Tabel 1, nampak bahwa persentase morfologi spermatozoa normal semakin menurun sedangkan SESI PARALEL BIOLOGI

403


spermatozoa dengan morfologi abnormal meningkat dalam rentangan dosis perlakuan yang diberikan. Perbedaan yang nyata atau signifikan antara dosis kontrol terhadap dosis perlakuan mulai nampak pada dosis 3,5 mg/kg bb. Dengan demikian, besar dosis genistein yang mulai berpengaruh terhadap morfologi adalah perlakuan terendah yaitu 3,5 mg/kg bb. Terdapat berbagai bentuk abnormalitas morfologi pada spermatozoa yang ditemui dalam penelitian ini. Adapun abnormalitas tersebut meliputi: 1. Abnormalitas kepala, yang terdiri dari kepala pin, mikrosepali (kepala kecil), makrosepali, amorf, dan kepala ganda. 2. Abnormalitas ekor, diantaranya adalah ekor pendek, ekor panjang, bengkok, patah, ganda, dan koil. Spermatozoa dapat mengalami lebih dari satu abnormalitas sekaligus, baik dalam gabungan antar abnormalitas kepala atau antar abnormalitas ekor, maupun perpaduan antara abnormalitas kepala dan ekor. Gabungan antar abnormalitas ekor misalnya ekor bengkok dan panjang, sedangkan contoh perpaduan antara abnormalitas kepala dan ekor misalnya spermatozoa dengan kepala ganda dengan ekor pendek. Spermatozoa dengan morfologi normal dapat dilihat pada gambar 1 sedangkan gambar 2 dan 3 merupakan bentuk-bentuk abnormal spermatozoa yang ditemukan dalam penelitian ini.

Gambar 1. Morfologi Normal Spermatozoa Mencit (Mus musculus) Galur Balb/C. Perbesaran 10x40 (Sumber: Data Hasil Pengamatan)

a.

b.

Gambar 2. Morfologi Spermatozoa Mencit (Mus musculus) Galur Balb/C. a. Kepala Pin-Mikro; b. Kepala Amorf-Makro Perbesaran 10x40 (Sumber: Data Hasil Pengamatan)


404


a.

b.

c.

d.

e.

g.

f.

h.

Gambar 3. Morfologi Spermatozoa Mencit (Mus musculus) Galur Balb/C. ; a. Kepala Mikro-Ekor Koil dan Spermatozoa dengan Ekor Bengkok; b. Kepala Ganda (Double Head) dan Spermatozoa dengan Ekor Pendek; c. Kepala Ganda yang Menyatu di Ekor; d. Kepala Ganda dan Ekor Pendek, serta Ekor Koil; e. Ekor Ganda (double tail) dengan Salah Satu Ekor Koil dan droplet sitoplasma; f. Ekor Panjang (Long Tailed); g. Ekor Patah; h. Ekor menggulung (Koil). Perbesaran 10x40 (Sumber: Data Hasil Pengamatan)

Selain mempengaruhi morfologi, genistein juga berpengaruh terhadap viabilitas spermatozoa. Berdasarkan hasil penghitungan anava tunggal untuk data viabiliatas spermatozoa pada Tabel 1, diketahui bahwa Fhitung perlakuan (40,05) lebih besar daripada Ftabel (2,1315) sehingga hipotesis di


405


terima, yaitu terdapat pengaruh pemberian genistein terhadap viabilitas spermatozoa. Nilai BNT 5% adalah 8,97 untuk data viabilitas, sehingga didapatkan notasi tiap perlakuan. Berdasarkan penghitungan tersebut, maka diketahui bahwa genistein mulai berpengaruh secara signifikan terhadap viabilitas spermatozoa pada dosis perlakuan terendah yaitu 3,5 mg/kg bb. Spermatozoa yang hidup dicirikan dengan transparan atau tidak terwarnainya spermatozoa, baik kepala maupun ekornya seperti bentukan yang ditunjuk oleh panah pada pada gambar 4a. Spermatozoa yang mati akan berwarna merah keunguan pada bagian kepala dan ekor. Adapun perbandingan spermatozoa yang hidup dan yang mati dapat dilihat pada gambar 4.

a. b. Gambar 4. a. Spermatozoa Hidup; b. Spermatozoa Mati. Perbesaran 10x40 (Sumber: Data Hasil Pengamatan)

Berdasarkan hasil penelitian ini, diketahui bahwa genistein (4’, 5, 7- trihydroxy isoflavone) berpengaruh terhadap kualitas spermatozoa mencit galur Balb/C. Genistein merupakan senyawa yang berpengaruh negatif terhadap kualitas spermatozoa dengan meningkatkan morfologi abnormal dan menurunkan morfologi normal spermatozoa, serta menurunkan viabilitas spermatozoa pada dosis perlakuan terendah yaitu 3,5 mg/kg bb. Peran genistein dalam mempengaruhi kualitas (morfologi dan viabiltas) spermatozoa terkait dengan sifat genistein sebagai fitoestrogen yaitu senyawa yang bersifat sebagai estrogen dengan cara berkompetisi dengan estrogen untuk menempati reseptornya. Menurut Kuiper dalam Cederroth et al (2009), fitoestrogen adalah komponen yang dapat berikatan dengan reseptor estrogen ERα dan ERß karena kemampuannya dalam menyerupai struktur oestradiol. Kedua ER ini merupakan reseptor dari 17ß-estradiol yang ada di sel Leydig (Santti et al, 1998) dan sel Sertoli (Greenspan dan Baxter, 1998). Genistein mampu mengganggu kerja enzim-enzim kunci pengkonversi hormon testosteron dan dihidrotestosteron setelah berikatan dengan ER. Berdasarkan hasil beberapa penelitian, diketahui bahwa genistein mengganggu kerja 3ß-hidroksisteroid dehidrogenase (HSD3B) (Ye et al, 2011) yang penting dalam konversi testosteron di sel Leydig. Genistein juga mengganggu kerja 5α-reduktase yang membantu konversi testosteron menjadi steroid yang lebih potensial yaitu dihidrotestosteron di dalam sel Sertoli (Hiipakka et al, 2002). Turunnya kadar testosteron kemudian berakibat pada semakin rendahnya kadar dihidrotestosteron karena rendahnya kadar testosteron dari sel Leydig yang akan dikonversi menjadi dihidrotestosteron di sel Sertoli, dan terutama disebabkan karena terhambatnya 5αreduktase yang merupakan enzim pengkonversi testoseteron menjadi dihidotestosteron. Tidak memadainya kadar kedua hormon ini dapat menyebabkan terganggunya spermatogenesis dan sistem reproduksi jantan secara umum karena testosteron, dihidrotestosteron, dan estradiol merupakan tiga hormon terpenting dalam sistem reproduksi jantan (Greenspan dan Baxter, 1998). Penyebab turunnya viabilitas spermatozoa pada spermatozoa hewan coba oleh genistein kemungkinan adalah karena rendahnya kadar testosteron. Jonhson dan Everitt (2000) menyatakan bahwa spermatogenesis akan terhenti tanpa adanya testosteron. Testosteron juga diperlukan bagi organorgan reproduksi jantan lainnya, misalnya epididimis. Secara fungsional epididimis sangat tergantung pada hormon testosteron. Sebagaimana diketahui, testosteron diperlukan untuk daya hidup spermatozoa dalam epididimis (Arsyad, 1986). Ketidakseimbangan hormon testosteron dapat menyebabkan hambatan bagi epididimis sebagai tempat yang penting bagi viabilitas spermatozoa karena merupakan tempat disekresikannya zat yang penting dalam menunjang proses pematangan dan keberlangsungan hidup spermatozoa seperti ion (Ca, Na, K, Cl), substrat (protein, asam sialat, glikogen, asam laktat,


406


fosfolipid) dan enzim (LDH, fosfatase asam dan fosfatase basa) (Riar, et al, 1973, dalam Sutyarso, dkk., 1994). Apabila ketiga unsur tersebut tidak tersedia dalam jumlah cukup, maka proses pematangan spermatozoa akan terganggu, akibatnya kualitas spermatozoa akan menurun. Rentangan rerata viabilitas spermatozoa antara kontrol dan dosis perlakuan terendah yaitu 3,5 mg/kg bb yang besar, menunjukkan bahwa terdapat kemungkinan adanya dosis genistein yang kurang dari 3,5 mg/kg bb yang benar-benar mulai berpengaruh terhadap viabilitas spermatozoa mencit galur Balb/C. Hal ini juga menunjukkan bahwa genistein adalah senyawa yang memiliki efek yang kuat dalam penurunan viabilitas spermatozoa mencit galur Balb/C sesuai dengan penelitian yang dilakukan Opalka et al (2006) yang menyatakan bahwa genistein memiliki efek paling kuat dalam mempengaruhi sekresi testikular dibandingkan dengan jenis fitoestrogen lainnya. Pengaruh genistein dalam penelitian ini berbanding lurus terhadap abnormalitas morfologi spermatozoa pada rentangan 0 mg/kg bb sampai 4,9 mg/kg bb. Abnormalitas yang ditemukan dalam penelitian ini meliputi abnormalitas pada kepala dan ekor atau gabungan antara keduanya. Wibisono (2000) menyatakan bahwa terbentuknya ekor dan kepala ganda pada spermatozoa dikarenakan adanya gangguan pemisahan pada tahap telofase yang dapat berlanjut sampai akhir meiosis II sehingga dalam satu sel spermatosit terdapat banyak inti (multinuklei), dan kemudian pertumbuhannya dapat berlanjut ketahap berikutnya (spermiogenesis) sehingga terbentuk ekor maupun kepala ganda. Kerusakan morfologi spermatozoa mencit dalam penelitian ini lebih banyak terjadi pada bagian ekor dibandingkan dengan kepala. Kemungkinan penyebab terjadinya abnormalitas ekor spermatozoa adalah karena sifat genistein yang merupakan obat anti-mitotik yang dapat mempengaruhi spermatogenesis. Genistein merupakan salah satu senyawa yang memiliki potensi sebagai obat anti-kanker yang dapat menghambat Nuclear Factor (NF)-kB, b-Growth Factor, angiogenesis, DNA topoisomerase II, dan meningkatkan regulasi apoptosis sel (Ullmann et al, 2005). Selain itu menurut Messina et al dalam Barlow et al (2007), genistein dapat menghambat pertumbuhan dan perkembangan sel tumor pada kelenjar mamae dengan menghambat reseptor estrogen pada sel tersebut. Alberts (1994) menyatakan bahwa: “Microtubules are highly labile structures that are sensitive to specific anti-mitotic drugs” mikrotubula merupakan struktur yang sangat labil dan sensitif terhadap obat-obatan anti-mitotik. Mikrotubula dalam sel merupakan kesatuan yang labil, dan fungsinya sendiri sangat bergantung pada tingkat kelabilannya ini. Salah satu mekanisme yang telah ditemukan terkait labilnya mikrotubula terhadap obat anti-mitotik adalah adanya gangguan pada benang-benang spindel mitotik. Benang spindel yang muncul pada tahap pembelahan sel merupakan sasaran dari obat antimitotik dengan cara mencampuri pertukaran subunit tubulin antara mikrotubula dengan kelompok tubulin bebas (Alberts, 1994). Mikrotubula sendiri merupakan penyusun utama dari ekor spermatozoa, dan genistein adalah obat anti-kanker yang bekerja sebagai zat anti-mitotik. Dengan demikian, maka dapat dinyatakan bahwa peranan genistein dalam meningkatkan abnormalitas morfologi spermatozoa terutama pada bagian ekor adalah karena genistein dapat mengganggu pertumbuhan mikrotubula pada ekor spermatozoa sesuai dengan pernyataan Albert (1994). KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian ini disimpulkan bahwa genistein (4’,5,7-trihydroxy isoflavone) berpengaruh terhadap kualitas spermatozoa dengan meningkatkan persentase morfologi abnormal, menurunkan persentase morfologi normal, dan menurunkan viabilitas spermatozoa. Dosis genistein (4’,5,7-tryhidroxy isoflavone) yang mulai berpengaruh terhadap morfologi dan viabilitas spermatozoa adalah dosis perlakuan terendah yaitu 3,5 mg/kg bb. Saran yang diajukan adalah agar diadakan penelitian lanjutan mengenai genistein dengan menggunakan dosis kurang dari 3,5 mg/kg bb, serta penelitian mengenai pengaruh genistein terhadap motilitas dan konsentrasi spermatozoa. Ucapan Terima Kasih Ucapan terima kasih ingin peneliti sampaikan khususnya kepada Ibu Umie Lestari, Ibu Nursasi Handayani, teman-teman di laboratorium biologi molekuler UM, Ketua Jurusan dan Ketua Laboratorium Biologi, serta pihak-pihak lain yang telah membantu perampungan penelitian ini. Ucapan terima kasih juga peneliti sampaikan kepada para panitia seminar nasional FMIPA UM tahun 2012 atas kesempatan yang telah diberikan, serta kerja kerasnya dalam kepengurusan seminar ini.


407


DAFTAR RUJUKAN Alberts, B., Baray, D., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., dan Watson, J. D. 1994. Molecular Biology of The Cell (3rd edition). New York & London: Garland Publishing, ind. Arsyad, K.M. 1986. Kemungkinan Perkembangan Kontrasepsi Pria. Medika. 4R: 342-315. Barlow, J., Johnson, J. A. P., dan Scofield, L . 2007. fact sheet on the phytoestrogen genistein. the Breast Cancer and the Environment Research Centers, NIEHS/NCI Breast Cancer and the Environment Research Centers. Bennetau-Pelissero, C., Latonnelle,K., Séqueira, A., dan Lamothe, V. 2000. Phytoestrogens, endocrine disrupters from food. Analusis, (online), 28 (No.9): 763-775, (http://analusis.edpsciences.org), diakses tanggal 7 September 2011. Cederroth, C. R., Auger J., Zimmermann, C., Eutache, F., dan Nef, S. 2010. Soy, Phyto-Oestrogens and Male Reproductive Function: A Review. International Journal of Andrology, (online), 33: 304316, (http://web.ebscohost.com), diakses tanggal 7 September 2011. Greenspan, F. S., dan Baxter, J. D. 1998. Endokrinologi Dasar dan Klinik. Ed. Agnes Kartini, Lydia I Mandera, Vivi Sadikin. Jakarta: Penerbit buku kedokteran EGC. Hiipakka, R. A., Zhang, H. Z., Dai, W., Dai, Q., dan Lia, S. 2002. Structure-Activity Relationships for Inhibition of Human 5α-reductases by Polyphenols. Biochemical pharmacology, (online), 63 (2002): 1165-1176, (http://www.bettinamoritz.com.br), diakses tanggal 25 Juni 2012. Johnson, H.M. dan Everitt, B.J. 2000. Essential Reproduction 5th Ed. United Kingdom: Blackwell Science. Lee, B. J., Kang, J. K., Jung, E. Y., Yun, Y. W., Baek, I. J., Yon, J. M., Lee, Y. B., Sohn, H. S., Lee, J. Y., Kim, K. S., dan Nam, S. Y. 2004. Exposure to genistein does not adversely affect the reproductive system in adult male mice adapted to a soy based commercial diet. Journal of Veterinary science, (online), 5 (3), 227–234, (http://web.ebscohost.com), diakses tanggal 17 Juni 2010. Muchtadi, D. 2010. Kedelai Komponen untuk Kesehatan. Bandung: Alfabeta. Opalka, M., Kaminska, B., Piskula, M.K,. Skowronska, Puchajda H,. dan Dusza, L. 2006. Effects of Phytoestrogens on Testosterone Secretion by Leydig Cells from Bilgoraj Ganders (Anser anser). British Poultry Science, (online), 47 (2): 237-245, (http://web.ebscohost.com), diakses tanggal 7 September 2011. Santti, R., Makela, S., Strausss, L., Korkman, J., dan Kostian, M. L. 1998. Phytoestrogen: Potential Endocrine Distruptors in Males. Toxycology and Industrial Health, (online) 14 (1/2): 223-237, (http://tih.sagepub.com), diakses tanggal 7 September 2011. Sulisetijono. 2006. Hand Out Mata Kuliah Statistika untuk Biologi dan Ilmu-Ilmu yang Bertautan. Malang: Universitas Negeri Malang. Sutyarso, O. S. dan N. Suhana. 1994. Efek Anti Fertilitas Ekstrak Buah Pare Pada Mencit Jantan. Majalah Kedokteran Indonesia, (online), 44 (12), (http://bioscientie.unlam.ac.id), diakses tanggal 3 Desember 2011. Ullmann, U., Bendik, I., dan Flühmann, B. 2005. Bonistein (Synthetic Genistein), A Food Component in Development for A Bone Health Nutraceutical. Journal of Physiology and Pharmacology, (online),56 (1): 79-95, (http://www.jpp.krakow.pl), diakses tanggal 17 September 2011. Wibisono, H. 2010. Atlas Spermatologi, Buku Kedua dari Panduan Laboratorium Andrologi. Bandung: Refika Aditama.


408


Ye, L., Su, Z. J., dan Ge, R. S. 2011. Inhibitors of Testosterone Biosynthetic and Metabolic Activation Enzymes. Molecules, (online), 2011 (16): 9983-10001, (http://www.mdpi.com), diakses tanggal 24 Juni 2012.


409


PENGEMBANGAN TESAURUS ELEKTRONIK EKOLOGI Fatchur Rohman dan Mimien Henie Irawati Al Muhdhar Jurusan Biologi FMIPA Universitas Negeri Malang, Jl. Semarang No. 5 Malang 65145 Correspondence: [email protected] Abstrak: Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan Tesaurus Elektronik Ekologi yaitu sebuah software kamus istilah-istilah ekologi yang dapat dioperasikan secara offline dan dilampiri dengan buku petunjuk pemanfaatan program. Software Tesaurus Elektronik Ekologi yang dikembangkan akan disusun berdasarkan partisi keilmuan dalam ekologi meliputi: (1) asas-asas dan konsep-konsep ekologi dasar, (2) pendekatan habitat, dan (3) penerapan dan teknologi. Telah dilakukan penyusunan sebuah software Tesaurus Elektronik Ekologi. Kegiatan yang dilakukan meliputi: (1) perancangan design system dan database, (2) Pengumpulan data, (3) Pembuatan database, (4) Input data ke dalam database, (5) Pembuatan design dan program system, (6) Pengujian system, (7) Analisis kekurangan dan error pada program, (8) Penyempurnaan design dan program system, (9) Tersusun Tesaurus Elektronik Ekologi, dan (10) Uji validitas isi oleh empat orang pakar dosen Ekologi dan satu orang pakar Teknologi Informasi. Penyusunan Tesaurus Elektronik Ekologi dilakukan dengan aplikasi bahasa pemrograman JAVA. Selain produk berupa kamus elektronik juga dilampiri dengan buku petunjuk penggunaan program. Hasil penelitian menunjukkan bahwa Tesaurus Elektronik Ekologi tersebut telah divalidasi isi oleh Pakar ICT dengan skor 4,7 tergolong sangat tinggi. Hasil uji validitas isi oleh 4 Pakar Ekologi memiliki rata-rata skor 4,3 tergolong sangat tinggi. Kata kunci: tesaurus, elektronik, ekologi

PENDAHULUAN Biologi merupakan ilmu yang membahas tentang kehidupan. Biologi secara umum dibagi menjadi Morfologi, Fisiologi, dan Ekologi. Ekologi dapat dibedakan menjadi ekologi hewan dan ekologi tumbuhan meskipun pada pembahasannya keduanya sulit dipisahkan. Ekologi berasal dari bahasa Yunani, yaitu oikos yang artinya rumah atau tempat hidup, dan logos yang berarti ilmu. Ernest Haeckel pada tahun 1869 memperkenalkan istilah Ekologi yang diartikan sebagai ilmu yang mempelajari baik interaksi antar makhluk hidup maupun interaksi antara makhluk hidup dan lingkungannya. Sebagai Pembina matakuliah ekologi, banyak ditemukan istilah yang menuntut siswa untuk menghafal. Proses menghafal tersebut sulit dilakukan karena istilah-istilah dalam ekologi tidak menggunakan bahasa Indonesia melainkan didominasi dengan bahasa Latin (Greek). Kesulitan mahasiswa untuk menghafal, memberikan dampak pada kurang lancarnya proses belajar, sehingga hasil belajar menjadi rendah. Rendahnya hasil belajar tersebut menuntut dosen untuk melakukan perbaikan (remidi) sampai mahasiswa mampu mencapai kompetensi dasar yang telah ditentukan. Berbagai strategi telah dilakukan untuk pencapaikan kompetensi dasar misalnya inovative models based on ICT. Pemanfaatan ICT tersebut biasanya dilakukan untuk menayangkan power poin yang telah disiapkan sebelumnya baik oleh dosen maupun mahasiswa. Penerapan model tersebut dirasakan belum membuahkan hasil belajar maksimal. Pada era informasi sekarang ini, hampir seluruh insan akademika yaitu siswa, guru, mahasiswa, maupun dosen memiliki komputer PC maupun laptop. Kemudahan yang dimiliki oleh insane akademika tersebut diharapkan dapat dimanfaatkan kepada kegiatan positip termasuk


410


pemanfaatan komputer tersebut sebagai media belajar. Pemanfaatan komputer sebagai media belajar telah banyak dimanfaatkan insane akademika khususnya mahasiswa terutama dalam mencari informasi penunjang perkuliahan misalnya artikel dan film-film yang berkaitan dengan materi perkuliahan melalui internet. Namun tidak sedikit yang memanfaatkan sebagai sumber informasi negatip bagi mahasiswa. Pemanfaatan komputer sebagai media belajar tersebut dilakukan pada hamper seluruh matakuliah termasuk matakuliah Ekologi. Penanfaatan komputer pada matakuliah ekologi khususnya dalam membantu menghafal istilah-istilah keilmuan tertentu khususnya dalam bentuk Tesaurus, belum pernah dilakukan. Berdasarkan latar belakang tersebut, maka dibutuhkan sebuah pengembangan Tesaurus Elektronik Ekologi. Tesaurus adalah semacam kamus berisi kumpulan istilah berserta penjelasannya dalam bidang keilmuan tertentu Pengembangan Tesaurus Elektronik Ekologi yang akan dilakukan, membutuhkan proses yang sistematik berdasarkan partisi keilmuan dalam Ekologi yaitu: (1) asas-asas dan konsepkonsep ekologi dasar, (2) pendekatan habitat, dan (3) penerapan dan teknologi. Agar memudahkan pencarian istilah, maka software Tesaurus Elektronik Ekologi yang dikembangkan dirancang agar dapat dioperasikan secara offline. Bahasa pemrograman yang digunakan adalah JAVA. JAVA merupakan bahasa pemrograman yang dikembangkan oleh James Gosling di Sun Microsystems dan direlease pada 1995 sebagai inti komponen dari Sun Microsystems’ java platfom. Bahasanya kebanyakan mengambil dari C dan C++ tetapi mempunyai model object yang lebih simple lebih sedikit fasilitas level rendah. Aplikasi java biasanya dikompilasi ke dalam bytecode yang dapat berjalan di Java Virtual Machine (JVM) apapun tanpa memperhatikan kompurter. Java mempunyai beberapa keunggulan diantaranya adalah sebagai berikut. Multiplatform. Kelebihan utama dari Java ialah dapat dijalankan di beberapa platform atau operating system. Dengan kelebihan ini programmer cukup menulis sebuah program Java dan dikompilasi (diubah, dari bahasa yang dimengerti manusia menjadi bahasa mesin atau bytecode) lalu hasilnya dapat dijalankan di beberapa platform tanpa perubahan. Kelebihan ini memungkinkan sebuah program berbasis java dikerjakan di operating system Linux tetapi dijalankan dengan baik di atas Microsoft Windows. Platform yang didukung sampai saat ini adalah Microsoft Windows, Linux, Mac OS dan Sun Solaris. Penyebanya adalah setiap sistem operasi menggunakan programnya sendiri-sendiri untuk meninterpretasikan bytecode tersebut. Object Oriented Programming (OOP) merupakan semua aspek yang terdapat di Java adalah Objek. Java merupakan salah satu bahasa pemrograman berbasis objek secara murni. Semua tipe data diturunkan dari kelas dasar yang disebut Object. Hal ini sangat memudahkan pemrogram untuk mendesain, membuat, mengembangkan dan mengalokasi kesalahan sebuah program dengan basis Java secara cepat, tepat, mudah dan terorganisir. Kelebihan ini menjadikan Java sebagai salah satu bahasa pemograman termudah, bahkan untuk fungsi fungsi yang advance seperti komunikasi antara komputer sekalipun. Complete Class Library. Java terkenal dengan kelengkapan library atau perpustakaan (kumpulan program yang disertakan dalam pemrograman java) yang sangat memudahkan dalam penggunaan oleh para pemrogram untuk membangun aplikasinya. Kelengkapan library ini ditambah dengan keberadaan komunitas Java yang besar yang terus menerus membuat library baru untuk melingkupi seluruh kebutuhan pembangunan aplikasi. Contoh Syntax. Syntax atau Script dari java kebanyakan berasal dari C++, tetapi tidak seperti C++, yang menggabungkan syntax untuk struktur, generic, dan object oriented programming. Java dibangun hampir seluruhnya sebagai object oriented programming. Semua kode ditulis dalam sebuah kelas dan semuanya adalah sebuah object. JAVA telah menekan beberapa feature (seperti operator overloading dan multiple inheritance) pada kelas untuk membuat bahasanya lebih sederhana dan untuk mencegah error dan desain anti-pattern. Tujuan khusus penelitian ini untuk mengembangkan Tesaurus Elektronik Ekologi yaitu sebuah software kamus istilah-istilah ekologi yang dapat dioperasikan secara offline, dan dilampiri dengan buku petunjuk pemanfaatan program. Tesaurus Elektronik Ekologi yang dihasilkan dari


411


penelitian ini besar manfaatnya khususnya bagi insan akademika baik siswa, guru, mahasiswa, dan dosen. Manfaat penting bagi siswa, guru, mahasiswa, dan dosen tersebut akan dirasakan terutama dalam membantu menghafal istilah-istilah ekologi yang didominasi oleh istilah dari bahasa Latin (Greek). Proses menghafal membutuhkan pengulangan yang biasanya jarang diminati oleh siswa maupun mahasiswa. Mereka cenderung menyukai ilmu yang mudah dicerna secara logika, padahal Dalam mempelajari Biologi khususnya Ekologi tidak dipungkiri akan sering dijumpai istilah-istilah yang membutuhkan hafalan. Tesaurus Elektronik Ekologi diharapkan akan membantu proses pembelajaran khususnya di bangku perkuliahan pada matakuliah Ekologi. Pemanfaatan Tesaurus Elektronik Ekologi dapat dipadu dengan berbagai model pembelajaran sehingga menjadikan pembelajaran lebih berkesan dan menyenangkan. Tesaurus Elektronik Ekologi yang telah dikembangkan akan didesiminasi dan dipromosikan melalui internet. Kemudahan Tesaurus Elektronik Ekologi yang dioperasikan secara offline tersebut lebih memberikan kelonggaran bagi penggunanya tanpa bergantung pada ketersediaan jaringan internet. Hasil penelitian ini sangat penting artinya dan merupakan bagian dari Penelitian lain yaitu Pengembangan Sumber Belajar Ekologi lain yaitu berupa Buku, dengan demikian siswa maupun mahasiswa akan lebih mudah dalam mempelajari Ekologi. Ke depan diharapkan akan dikembangkan Tesaurus Elektronik sub bidang Biologi lain misalnya Fisiologi, Mikrobiologi, Biologi Sel, Bioteknologi Molekuler, Genetika, dan lain-lain. Dengan demikian Sebuah Tesaurus Elektronik Biologi akan dapat dikembangkan. METODE PENELITIAN Penelitian ini tergolong penelitian pengembangan yang bertujuan mengembangkan Tesaurus Elektronik Ekologi yaitu sebuah software kamus istilah-istilah ekologi yang dapat dioperasikan secara offline, dan dilampiri dengan buku petunjuk pengoperasian program. Software Tesaurus Elektronik Ekologi akan dikembangkan berdasarkan partisi keilmuan dalam ekologi meliputi: (1) asas-asas dan konsep-konsep ekologi dasar, (2) pendekatan habitat, dan (3) penerapan dan teknologi. Uji validitas isi akan dilakukan validitas pakar yaitu empat orang pakar dosen Ekologi dan satu orang pakar teknologi informasi. Rancangan penelitian yang digunakan akan diadaptasi dan dimodifikasi mengacu kepada rancangan penelitian pengembangan Borg & Gell (1979) yaitu terdiri atas langkah-langkah: (1) penelitian dan pengumpulan data melalui survei; (2) perencanaan; (3) pengembangan prototype awal; (4) pengujian awal terbatas; (5) revisi produk; (6) uji lapangan; (7) revisi produk berdasar masukan dari lapangan; (8) uji operasional dalam skala lebih luas; (9) revisi produk final; dan (10) desimenasi dan distribusi. Tujuan khusus yang ingin dicapai adalah terwujudnya salah satu media pendidikan berbasis elektronik. Berdasarkan langkah-langkah pengembangan Borg & Gell (1979) tersebut di atas maka secara menyeluruh tahap-tahap penelitian ini meliputi: (1) Penyusunan Tesaurus Elektronik Ekologi dilampiri buku petunjuk pengoperasian program, (2) Uji validitas isi oleh pakar, (3) Uji coba lapangan skala kecil, (4) Uji coba lapangan skala luas, dan (5) Desiminasi dan promosi. Bagan alir penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 1. Pada tahun pertama dilakukan penyusunan sebuah software Tesaurus Elektronik Ekologi. Kegiatan yang dilakukan meliputi: (1) Perancangan design system dan database, (2) Pengumpulan data, (3) Pembuatan database, (4) Input data ke dalam database, (5) Pembuatan design dan program system, (6) Pengujian system, (7) Analisis kekurangan dan error pada program, (8) Penyempurnaan design dan program system, (9) Tersusun Tesaurus Elektronik Ekologi, dan (10) Uji validitas isi oleh empat orang pakar dosen Ekologi dan satu orang pakar Teknologi Informasi. Berdasarkan masukan yang diperoleh dari uji validitas isi oleh para pakar tersebut digunakan sebagai dasar merevisi produk. Jadi pada tahun pertama ini akan diperoleh produk software Tesaurus Elektronik Ekologi hasil penyempurnaan tahap awal.


412


Penyusunan Tesaurus Elektronik Ekologi akan dilakukan dengan aplikasi bahasa pemrograman JAVA. Selain produk berupa kamus elektronik juga dilampiri dengan buku petunjuk pemanfaatan program. Bagan alir penelitian tahun pertama dapat dilihat pada Gambar 2. Pada tahun kedua dilakukan uji coba lapangan skala kecil pada 25 mahasiswa (satu kelas) penempuh matakuliah Ekologi Jurusan Biologi FMIPA Universitas Negeri Malang. Sedangkan ujicoba lapangan skala luas dilakukan terhadap seluruh mahasiswa penempuh matakuliah Ekologi kurang lebih 110 mahasiswa (seluruh kelas). Tes kompetensi ekologi diberikan kepada subyek penelitian sebelum dan sesudah ujicoba. Tes kompetensi Ekologi didasarkan pada materi Ekologi meliputi: (1) asas-asas dan konsep-konsep ekologi dasar, (2) pendekatan habitat, dan (3) penerapan dan teknologi. Sub bahasan dari tiga materi pokok tersebut dijabarkan secara detil pada bagian kajian pustaka. Untuk mengetahui keefektifan produk dilakukan dengan analisis Gain Score ternormalisasi. Ujicoba lapangan skala kecil dan skala luas keduanya dirancang sebagai penelitian tindakan dengan tahap-tahap planning, implementing, observing, dan reflecting (Gambar 3). Penyusunan Tesaurus Elektronik Ekologi, meliputi materi: 1. Asas-asan dan Konsep-konsep Ekologi 2. Pendekatan Habitat 3. Penerapan dan Teknologi

Uji Validitas Isi oleh Pakar: 1. Pakar Ekologi 2. Pakar Teknologi Informasi

Ujicoba Lapangan SkalaKecil: 25 mahasiswa (satu kelas) Penempuh Matakuliah Ekologi

Ujicoba Lapangan Skala Luas: 110 mahasiswa (seluruh kelas) Penempuh Matakuliah Ekologi

Desiminasi dan Promosi melalui Internet

Gambar 1 Bagan Alir Penelitian secara Keseluruhan Planning Pada tahap planning dilakukan kegiatan sebagai berikut. (1) Menyediakan software Tesaurus Elektronik Ekologi yang telah divalidasi pada tahun pertama; (2) Menyiapkan instrumen yaitu: tes kompetensi Ekologi untuk menjaring kompetensi awal dan akhir tindakan/ujicoba dan angket berskala untuk menjaring masukan dari responden; dan (3) Melakukan koordinasi dengan pihak lembaga pendidikan formal yang akan digunakan sebagai subyek ujicoba, dalam hal ini Ketua Jurusan Biologi FMIPA Universitas Negeri Malang.


413


Gambar 2 Bagan Alir Penelitian Tahun Pertama PLANNING

IMPLEMENTING OBSERVING

REFLECTING

PENYEMPURNAAN PRODUK Gambar 3 Tahap-tahap Penelitian Tindakan Tahun Kedua untuk Menguji Keefektifan Produk

Implementing dan Observing Implementing merupakan tahap pelaksanaan tindakan terhadap subyek penelitian. Observing dilakukan pada saat implementing guna mengumpulkan data yang akan digunakan untuk mengetahui keefektifan produk. Data-data tersebut meliputi tingkat kompetensi Ekologi yang akan diukur melalui tes tulis sebelum dan sesudah implementing serta data yang dijaring menggunakan angket berskala sebagai bahan penyempurnaan produk. Secara rinci tahap implementing dan observing dijabarkan sebagai berikut. (1) Koordinasi dengan pihak terkait yaitu Ketua Jurusan Biologi FMIPA Universitas Negeri Malang; (2) Menentukan subyek penelitian yaitu mahasiswa Jurusan Biologi penempuh matakuliah Ekologi; (3) SESI PARALEL BIOLOGI

414


Tes awal kompetensi Ekologi; (4) Pelaksanaan penerapan pemanfaatan Tesaurus Elektronik Ekologi, pada matakuliah Ekologi; dan (5) Tes akhir kompetensi Ekologi. Reflecting Reflecting dilakukan untuk menganalisis data hasil observing untuk mengetahui keefektifan produk. Data yang dijaring meliputi tingkat kompetensi Ekologi dan data masukan umum untuk mengetahui keunggulan dan kelemahan produk yang akan digunakan sebagai bahan penyempurnaan produk. Subyek penelitian tindakan pada ujicoba skala kecil adalah 25 mahasiswa (satu kelas) penempuh matakuliah Ekologi yang ditemtukan melalui purposive sampling, sedangkan subyek penelitian tindakan pada ujicoba skala luas adalah 110 mahasiswa (seluruh kelas) penempuh matakuliah Ekologi (sampel populasi). Keefektifan produk sebagai hasil dari tindakan diukur menggunakan analisis statistik dengan rumus Gain Score Ternormalisasi (Yuliati, dkk. , 2006). Rumus Gain Score Ternormalisasi:

 g   g 

%G %  G  max (%  S f  %  S i ) (100%  %  S i )

Keterangan : Sf Si

adalah gain score ternormalisasi adalah score rerata post test adalah score rerata pretest

Gain Score ternormalisasi merupakan metode yang cocok untuk menganalisis hasil pretest dan post test (Hake, dalam Yuliati, dkk., 2006). Gain Score ternormalisasi juga merupakan indikator yang lebih baik dalam menunjukkan tingkat efektivitas perlakuan daripada perolehan skor atau post test. Tingkat perolehan Gain Score ternormalisasi dikategorikan ke dalam tiga kategori, yaitu : g – tinggi jika () > 0,7; g – sedang jika 0,7 ≥ () ≥ 0,3; dan g – rendah jika () < 0,3 HASIL DAN PEMBAHASAN Tesaurus Elektronik Ekologi Hasil Pengembangan awal software Tesaurus Elektronik Ekologi adalah sudah tersusunnya satu buah CD berisi software Tesaurus Elektronik Ekologi, daftar istilah yang diidentifikasi dari kajian literatur, serta buku Petunjuk Penggunaan Program. Validitas Tesaurus Elektronik Ekologi Uji Validias Isi oleh Pakar ICT Uji validitas isi oleh Pakar ICT telah dilakukan terhadap produk. Pakar yang dimaksud adalah Dr. Munzil, M.Si. Beliau adalah dosen Universitas Negeri Malang yang aktif dalam Badan Penjaminan Mutu Universitas dan menguasai bidang ICT. Hasil uji validitas dapat dijelaskan sebagai berikut. Rata-rata skor validitas isi dari aspek ICT adalah 4,7 tergolong sangat baik. Ditinjau dari segi kemudahan penggunaan memiliki skor 5 tergolong sangat baik. Dari segi kecepatan program dalam beroperasi memiliki skor 5 tergolong sangat baik. Dari segi tata letak memiliki skor 4 tergolong baik. Dari segi tingkat keterbacaan memiliki skor 4 tergolong baik. Dari segi kejelasan pesan memiliki skor 5 tergolong sangat baik. Dari segi interaktivitas memiliki skor 5 tergolong sangat baik (Tabel 1). Beberapa komentar diberikan oleh pakar ICT sebagai berikut. Perlu ditambahkan identitas pembuat software. Tata letak pada defiisi terlalu panjang, perlu dibuat dalam bentuk “wrap” sehingga mempermudah pembaca. Saat pencarian jumlah kata yang ditemukan perlu ditampilkan, jika tidak ada kata yang ditampilkan/tidak ada, “tampilkan pesan bahwa kata tidak ditemukan”, jika SESI PARALEL BIOLOGI

415


ingin menambahkan istilah user diarahkan pada penambahan data. Kata yang sesuai dengan pencarian, sebaiknya diberi warna yang berbeda. Jika memungkinkan, istilah-istilah dalam software menggunakan bahasa Indonesia. Komentar selanjutnya adalah secara umum software ini sangat bagus, mudah digunakan, kecepatannya tinggi (tidak membutuhkan komputer dengan spesifikasi tinggi), dan up to date. Saran yang diberikan adalah Tabel 1. Hasil Uji Validitas Isi oleh Pakar ICT ASPEK VALIDASI SUB ASPEK VALIDASI Program Kemudahan Penggunaan Kecepatan Program dalam Beroperasi Tata Letak Tingkat Keterbacaan Kejelasan Pesan Interaktivitas Rata-rata

SKOR 5 5 4 4 5 5 4,7

Keterangan: Skor 1 jika sangat buruk Skor 2 jika buruk Skor 3 jika sedang Skor 4 jika baik Skor 5 jika sangat baik software ini bisa dikembangkan agar bisa diinstall pada HP berbasis Java, sehingga tingkat mobilitasnya lebih tinggi. Berbagai masukan dan saran telah diakomodasi pada software ini. Uji Validias Isi oleh Pakar Ekologi Uji validitas isi produk juga telah dilakukan oleh 4 pakar Ekologi yaitu: (1) Drs. Fathurrachman, M.S. dosen matakuliah Ekologi pada Jurusan Biologi FMIPA Universitas Negeri Malang; (2) Dr. Hadi Suwono, M.Si dosen matakuliah Ekologi pada Jurusan Biologi FMIPA Universitas Negeri Malang; (3) Dr. Ibrahim, M.Si dosen matakuliah Ekologi pada Jurusan Biologi FMIPA Universitas Negeri Malang; dan (4) Amin Setyolaksono, S.Si, M.Sc, Ph.D dosen matakuliah Ekologi pada Jurusan Biologi FMIPA Universitas Brawijaya Malang. Hasil uji validitas isi tertera pada Tabel 2. Dari Tabel.2 dapat dijelaskan bahwa produk Tesaurus Elektronik Ekologi memiliki rata-rata skor validitas 4,3 artinya sangat baik. Jika ditinjau dari masing masing aspek validasi dapat dijelaskan sebagai berikut. Dari aspek kemudahan dipahami memiliki rata-rata skor 4, artinya tergolong baik. Dari segi kelengkapan istilah memiliki rata-rata skor 4, artinya tergolong baik. Dari segi kebermanfaatan dalam menunjang perkuliahan memiliki rata-rata skor 4,8 tergolong sangat baik. Materi  Asas dan Konsep Ekologi  Pendekatan Habitat  Penerapan dan Teknologi

Tabel 2. Hasil Uji Validitas oleh Pakar Ekologi Aspek Validasi Pakar 1 Pakar 2 Pakar 3 1. Kemudahan 5 4 3 dipahami 2. Kelengkapan 5 3 4 istilah 3. Kebermanfaatan 5 5 4 dalam menunjang perkuliahan 5 4 3,7 Rata-rata Skor

Pakar 4 4

Rerata 4

4

4

5

4,8

4,3

4,3

Keterangan: Pakar 1 adalah Drs. Fathurrachman, M.S. Pakar 2 adalah Dr. Hadi Suwono, M.Si Pakar 3 adalah Dr. Ibrahim, M.Si Pakar 4 adalah Amin Setyolaksono, S.Si, M.Sc, Ph.D


416


Skor 1 jika sangat buruk Skor 2 jika buruk Skor 3 jika sedang Skor 4 jika baik Skor 5 jika sangat baik Pakar Ekologi juga memberikan komentar dan saran perbaikan demi kesempurnaan produk Tesaurus Elektronik Ekologi. Komenter dari Pakar Ekologi 1 adalah: “Asas-asas dan konsep tersebut sangat bermanfaat bagi mahasiswa maupun siswa”. Komenter dari Pakar Ekologi 2 adalah: “Masih ada beberapa istilah di Ekologi yang perlu dimasukkan”. Komentar dari Pakar Ekologi 3 adalah “Istilah atau terminologi sebaiknya ditulis dalam bahasa Indonesia, boleh dilengkapi dengan istilah aslinya bahasa Inggris atau bahasa Latin atau ditulis keduanya. Masih ditemukan beberapa salah ketik, serta untuk memperjelas pengertian beberapa istilah atau terminology perlu diberi contoh”. Komentar dari pakar Ekologi 4 adalah: “ Sebaiknya istilah yang sudah ada padanan bahasa Indonesia digunakan istilah Indonesia saja, istilah yang masih dalam bahasa Inggris dicetak miring. Lebih baik disertai contoh. Berbagai saran ditulis langsung pada lembar naskah yang divalidasi. Revisi produk telah diselesaikan sesuai saran yang diberikan oleh para pakar baik berkaitan dengan penyempurnaan istilah hingga penambahan istilah tertentu. Setelah dilakukan penambahan istilah, jumlah istilah sebelum validasi adalah 314 menjadi 415 istilah setelah validasi. Tesaurus tidak sama dengan kamus. Tesaurus memuat istilah beserta pengertian dan penjelasan yang diperlukan, sedangkan kamus hanya berisi daftar kata beserta arti kata tersebut. Dengan demikian kamus bias berisi ribuan kata, sedangkan Tesaurus hanya beberapa ratus kata. Setelah tersusun Tesaurus yang telah diuji validasi isi oleh pakar, pada tahun kedua akan dilakukan ujicoba kelompok kecil dan ujicoba kelompok besar. Ujicoba dimaksudkan untuk mengetahui keefektifan produk Tesaurus tersebut dalam meningkatkan kualitas perkuliahan. Sebagai indicator terjadinya peningkatan kualitas perkuliahan akan diukur dengan Gain Score ternormalisasi. Gain Score ternormalisasi membandingkan antara hasil rata-rata pretes dengan postes. Jika Gain Score diperoleh kurang dari 0,3 berarti produk Tesaurus ekeltronik Ekologi memiliki efektivitas rendah dalam meningkatkan pemahaman mahasiswa terhadap materi ekologi. Jika Gain Score 0,3-0,7 tergolong cukup, dan jika lebih dari 0,7 tergolong tinggi. Selain Gain Score juga akan dijring informasi menggunakan lembar uji validitas sehingga visibilitas produk akan mudah diketahui. DAFTAR PUSTAKA Odum, E.P., 1989. Ecology and Our Endangered Life-Support Systems.USA: Sinauer Associates, Inc. Publishers Odum, E.P., 1971. Fundamentals of Ecology. Athens: Sauders College Publishing Yuliati L., Sulasmi. E. S, Suaidy M., Herutomo 2006. Monitoring dan Evaluasi Lesson Study. Makalah disajikan dalam pelatihan lesson study untuk meningkatkan kompetensi guru berprestasi dan pengurus MGMP Bidang MIPA dan Bidang Study lainnya jenjang SMP/MTs dan SMA/MA wilayah Indonesia Timur.


417


ISOLASI GEN ACYLTRANSFERASE (AT3) DARI CAPSICUM FRUTESCENSE CV. CAKRA HIJAU Habibi, M.1, Sulasmi, E.S.2, & Listyorini, D.2 1

Mahasiswa S1 jurusan Biologi FMIPA Universitas Negeri Malang; 2,3Jurusan Biologi FMIPA Universitas Negeri Malang, Jl. Semarang No. 5 Malang 65145 Email: [email protected]

Abstrak: bai merupakan salah satu tanaman yang telah banyak dimanfaatkan dan dibudidayakan masyarakat Indonesia. Terdapat tiga spesies cabai yang ditemukan di Indonesia, yaitu Capsicum annuum L., Capsicum frutescens L., dan Capsicum violaceum H.B.K. Capsicum frutescens merupakan tanaman yang mempunyai nilai ekonomi yang tinggi disebabkan karena rasa pedas dan kandungan karotenoidnya. Capsicum frutescens mempunyai beberapa kultivar, salah satunya adalah Capsicum frutescens cv. Cakra Hijau. Kultivar ini tahan terhadap hama dan penyakit serta mempunyai rasa yang pedas. Rasa pedas pada tanaman cabai dikarenakan adanya senyawa kapsaisin. Selain memberikan rasa pedas, kapsaisin juga berfungsi untuk pertahanan tanaman cabai, antiartritis, analgesik, dan antikanker. Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi gen Acyltransferase (AT3) sebagai gen pengkode enzim CS (Capsaicin synthase). Gen AT3 diisolasi menggunakan metode PCR dengan primer forward 5’-ATG GCT TTT GCA TTA CCA TCA-3’ dan reverse 5’-CCT TCA CAA TTA TTC GCC CA-3’. Data dianalisis dengan menggunakan DNA baser, BLAST, dan ClustalW. Dari penelitian ini diperoleh sekuen parsial sepanjang 404 basa dari gen AT3. Hasil alignment dengan gen AT3 dari Capsicum frutescens cv. Shuanla dan Capsicum frutescens cv. BG2814.6 menunjukkan bahwa gen AT3 yang teramplifikasi adalah pada bagian tengah. Sebanyak 1917 basa dari bagian upstream dan 1435 downstream masih belum teramplifikasi, sehingga diperlukan design primer untuk mendapatkan gen AT3 secara utuh. Kata Kunci: Capsicum frutescens cv. Cakra Hijau, Kapsaisin, gen AT3

PENDAHULUAN Cabai merupakan salah satu tanaman yang telah banyak dimanfaatkan dan dibudidayakan masyarakat Indonesia. Terdapat tiga spesies cabai yang ditemukan di Indonesia, yaitu Capsicum annuum L., Capsicum frutescens L., dan Capsicum violaceum H.B.K.(Backer et al., 1965) Capsicum annuum L. dan Capsicum frutescens L. merupakan spesies cabai yang paling banyak dibudidayakan di Indonesia (Djarwaningsih, 2005). Cabai rawit (Capsicum frutescens) merupakan tanaman yang mempunyai nilai ekonomi yang tinggi disebabkan karena rasa pedas dan kandungan karotenoidnya (Sukrasno et al., 1997). Capsicum frutescens mempunyai beberapa kultivar, seperti Sky line, White chilli, Bara, Cakra putih, dan Cakra hijau. Cakra hijau merupakan kultivar unggul. Kultivar ini tahan terhadap hama dan penyakit, mempunyai rasa yang pedas, dapat dipanen pada umur ±80 hari, dan berpotensi menghasilkan 12.000 kg/ha buah cabai (Rukmana, 1996:18). Rasa pedas pada tanaman cabai dikarenakan adanya senyawa kapsaisin. Kapsaisin hanya ditemukan pada genus Capsicum. Kapsaisin juga berfungsi dalam bidang pengobatan dan farmasi sebagai antiartritis dan analgesik (Mori et al., 2006), selain itu Kapsaisin juga berfungsi sebagai pengatur distribusi lemak dalam tubuh (Leung, 2008), antibakteri (Xu et al., 2005), dan anti-kanker (Lee et al., 2000). Biosintesis kapsaisin melibatkan beberapa enzim. Capsaicin Synthase (CS) merupakan enzim tahap akhir yang mempunyai peranan penting dalam biosintesis kapsaisin dengan mengkondensasi


418


vanillylamin dengan acyl moieties dan selanjutnya akan membentuk kapsaisin (Lang et al., 2006). Enzim CS juga berfungsi sebagai regulator pembentukan kapsaisin (Prasad et al., 2006). Stewart et al. (2005) mengusulkan gen AT3 sebagai gen yang mengkode CS. Pernyataan ini didukung oleh Lee et al. (2005) dengan beberapa alasan, yaitu gen AT3 terekspresi di plasenta dan gen ini tersegregasi pada lokus C, sementara itu Kim et al. (2009) melaporkan bahwa gen AT3 terlokalisasi dengan lokus Pun1 dan delesi 2,3 kb dari gen AT3 menyebabkan cabai tidak pedas. Isolasi gen AT3 telah dilakukan pada kultivar Capsicum annuum (Stewart et al., 2007) dan beberapa Capsicum frutescens (Lee et al., 2004). Sejauh ini belum ada laporan mengenai gen AT3 C. frutescens dari Indonesia, data gen ini juga belum terekam di Gene Bank. Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi gen AT3 dari Capsicum frutescens cv. Cakra Hijau. BAHAN DAN METODE Tanaman Capsicum frutescens cv. Cakra Hijau diperoleh dari BPTP (Balai Pengkajian Teknologi Pertanian) Karangploso, Malang. Isolasi DNA total dari daun dilakukan dengan menggunakan kit isolasi DNA tumbuhan (Nucleospin® II, Macherey-Nagel, germany). Primer yang digunakan adalah primer forward 5’-ATG GCT TTT GCA TTA CCA TCA-3’ dan reverse 5’ –CCT TCA CAA TTA TTC GCC CA-3’. PCR dilakukan dengan pre-denaturasi pada 94oC selama 5 menit, denaturasi 94oC selama1 menit, annealing 53oC selama 1 menit, polimerisasi 72oC selama 2 menit, dan polimerisasi akhir 72oC selama 10 menit; dalam 30 siklus. Produk PCR dielektroforesis dengan menggunakan gel agarose 1% untuk mengetahui hasilnya. Sekuensing dilakukan di Lembaga Biologi Molekuler Eijkman Jakarta dengan Big Dye Transluminator melalui mesin ABI 3130 Genetic analyzer. Hasil sekuensing dianalisis dengan menggunakan software Bioedit, Peaktrace, DNA Baser, BLAST, dan ClustalX. HASIL DAN PEMBAHASAN Isolasi gen AT3 dari Capsicum frutescens cv. Cakra Hijau menggunakan teknik PCR dengan sepasang primer menghasilkan sekuen sepanjang 404 basa. Gen target yang teramplifikasi adalah pada bagian “tengah” gen AT3 merujuk C. frutescens (Kode akses: HM854860.1 dan AY819026.1). Sekuen DNA dari gen AT3 Capsicum frutescens cv. Cakra Hijau yang diperoleh disajikan pada gambar 1. 10 20 30 40 50 60 70 5’....|....| ....|....| ....|....| ....|....| ....|....| ....|....| ....|....| TACCATCATC ACTTGTTTCA GTTTGTNACA AATCTTTTAT CAAACCTTCC TCTCTCACCC CCTCTACACT 80 90 100 110 120 130 140 ....|....| ....|....| ....|....| ....|....| ....|....| ....|....| ....|....| TAGATTTCAC AAGCTATCTT TCATCGATCA ATCTTTAAGT AATATGTATA TCCCTTGTGC ATTTTTTTAC 150 160 170 180 190 200 210 ....|....| ....|....| ....|....| ....|....| ....|....| ....|....| ....|....| CCTAAAGTAC AACAAAGACT AGAAGACTCC AAAAATTCTG ATGAGCTTTC CCATATAGCC CACTTGCTAC 220 230 240 250 260 270 280 ....|....| ....|....| ....|....| ....|....| ....|....| ....|....| ....|....| AAACATCTCT ATCACAAACT CTAGTCTCTT ACTATCCTTA TGCTGGAAAG TTGAAGGACA ATGCTACTGT 290 300 310 320 330 340 350 ....|....| ....|....| ....|....| ....|....| ....|....| ....|....| ....|....| TGACTGTAAC GATATGGGAG CTGAGTTCTT GAGTGTTCGA ATAAAATGTT CCATGTCTGA AATTCTTGAT 360 370 380 390 400 ....|....| ....|....| ....|....| ....|....| ....|....| ....3’ CATCCTCATG CATCTCTTGC AGAGAGCATA GTTTTGCCCA AGGATTTGCC TTGG

Gambar 1. Partial sequence Gen AT3 Capsicum frutescens cv. Cakra Hijau yang berhasil diisolasi

Analisis sekuen dengan menggunakan program BLAST dibandingkan dengan gen AT3 dari Capsicum frutescens cv. Shuanla (Gambar 2A) dan Capsicum frutescens cv. BG2814.6 (Gambar 2B)


419


menunjukkan query coverage 24% dan 10% berturut-turut dengan indeks similaritas masing-masing 99%. Berdasarkan hal tersebut maka sekuen yang diperoleh adalah benar gen AT3.

A)

B)

Gambar 2 Hasil BLAST gen target dengan a) gen AT3 C. frutescens cv. Shuanla, b) gen AT3 C. frutescens cv. BG2814.6

Sekuen DNA dari gen AT3 Capsicum frutescens cv. Cakra Hijau dianalisis dengan menggunakan program ClustalX untuk membuat alignment asam aminonya dengan asam amino gen AT3 Capsicum frutescens cv. Shuanla dan Capsicum frutescens cv. BG2814.6. Hasil alignment asam amino dari ketiga spesies tersebut menunjukkan bahwa gen AT3 Capsicum frutescens cv. Cakra Hijau berada pada 43 sampai 139 dari sekuen asam amino gen AT3 Capsicum frutescens cv. Shuanla dan Capsicum frutescens cv. BG2814.6. (Gambar 3). C. frutescens cv. Cakra Hijau C. frutescens cv. Shuanla C. frutescens BG2814.6 Clustal Consensus C. frutescens cv. Cakra Hijau C. frutescens cv. Shuanla C. frutescens BG2814.6 Clustal Consensus C. frutescens cv. Cakra Hijau C. frutescens cv. Shuanla C. frutescens BG2814.6 Clustal Consensus


10 20 30 40 ....|....|....|....|....|....|....|....| ---------------------------------------MAFALPSSLVSVCDKSFIKPSSLTPSKLRFHKLSFIDQSL MAFALPSSLVSICDKSFIKPSSLTPSTLRFHKLSFIDQSL 50 60 70 80 ....|....|....|....|....|....|....|....| --MYIPCAFFYPKVQQRLEDSKNSDELSHIAHLLQTSLSQ SNMYIPCAFFYPKVQQRLEDSKNSDELSHIAHLLQTSLSQ SNMYIPCAFFYPKVQQRLEDSKNSDELSHIAHLLQTSLSQ ************************************** 90 100 110 120 ....|....|....|....|....|....|....|....| TLVSYYPYAGKLKDNATVDCNDMGAEFLSVRIKCSMSEIL TLVSYYPYAGKLKDNATVDCNDMGAEFLSVRIKCSMSEIL TLVSYYPYAGKLKDNATVDCNDMGAEFLSVRIKCSMSEIL ****************************************

420


C. frutescens cv. Cakra Hijau C. frutescens cv. Shuanla C. frutescens BG2814.6 Clustal Consensus C. frutescens cv. Cakra Hijau C. frutescens cv. Shuanla C. frutescens BG2814.6 Clustal Consensus C. frutescens cv. Cakra Hijau C. frutescens cv. Shuanla C. frutescens BG2814.6 Clustal Consensus C. frutescens cv. Cakra Hijau C. frutescens cv. Shuanla C. frutescens BG2814.6 Clustal Consensus

130 140 150 160 ....|....|....|....|....|....|....|....| DHPHASLAESIVLPKDLPW--------------------DHPHASLAESIVLPKDLPWANNCEGGNLLVVQVSKFDCGG DHPHASLAESIVLPKDLPWANNCEGGNLLVVQVSKFDCGG ******************* 170 180 190 200 ....|....|....|....|....|....|....|....| ---------------------------------------IAISVCFSHKIGDGCSLLNFLNDWSSVTRDHTTTALVPSP IAISVCFSHKIGDGCSLLNFLNDWSSVTRDHTTTTLVPSP 210 220 230 240 ....|....|....|....|....|....|....|....| ---------------------------------------RFVGDSVFSTKKYGSLITPQILSDLNECVQKRLIFPTDKL RFVGDSVFSTKKYGSLITPQILSDLNECVQKRLIFPTDKL 250 260 270 ....|....|....|....|....|....|....| ----------------------------------DALRAKVILPSSIIVCLTVFLKRIIFNSLLETYFT DALRAKVILPSSIIVCLTVFLKRLIFNSLLET---

Gambar 4.4 Hasil alignment asam amino gen AT3 C. frutescens cv. Cakra Hijau dengan gen AT3 dari C. frutescens cv. Shuanla dan C. annuum cv. Hot.

KESIMPULAN Gen AT3 (Acyltransferase) dari Capsicum frutescens cv. Cakra hijau sepanjang 404 basa yang mengkode 97 asam amino berhasil diisolasi dengan metode PCR menggunakan sepasang primer. Sekuen yang diperoleh adalah bagian tengah gen AT3. Masih perlu dilakukan isolasi bagian up-stream dan down-stream gen ini untuk memperoleh sekuen utuhnya. Daftar Pustaka Backer, C. A. & Bakhuizen Van Den Brink Jr. 1965. Flora of Java Vol II. Netherland : N.V.P Noordhoff. Djarwaningsih, Tutie. 2005. Capsicum spp. (Cabai): Asal, persebaran dan Nilai Ekonomi. Biodiversitas 6 : 292-196. Lang, Y.Q., Kisaka, H., Sugiyama, R., Nomura, K., Morita, A., Watanabe, T., Tanaka, Y., Yazawa, S., Miwa, T. 2009. Functional loss of pAMT results in biosynthesis capsinoids, capsaicioids analog, in Capsicum annuum cv. CH-19 sweet. Plant Journal 59 : 953-961. Lee YS., Nam DH., and Kim JA. 2000. Induction of apoptosis by capsaicin in A172 human glublastoma cells. Cancer Lett. 161 : 121-130. Lee CJ, Yoo EY, Shin J, Lee J, Hwang HS, Kim BD. 2005. Non-pungent Capsicum contain a deletion in the capsaicinoid synthetase gene, wich allow early detection of pungency with SCAR markers. Mol. Cells 19:262-267. Mori, A., Lehmann, S., O’kelly, J., Kumagai, T., Desmond, J.C., Pervan, M., McBride, W.H., Kizaki, M. & Koefler, H.P. 2006. Capsaicin, a component of red peppers, inhibits the growth of Androgen-independent, p53 mutant prostate cancer cells. Cancer Res. 66(6): 3222-3229. Prasad Narasimha B. C. 2006. Characterization of Capsaicin Synthase And Identification of its Gene (csy1) For Pungency Factor Capsaicin In Pepper. 2006. India. Central food and Technological Research Institute.


421


Rukmana, Rahmat. 2002. Usaha Tani Cabai Rawit. Kanisius: Yogyakarta. Stewart, C., Kang, B. C., Liu, K., Mazourek, M., Moore, S. L., Yoo, E. Y., Kim, B. D., Paran, I., Jahn, M. M. 2005. The Pun1 Gene for Pungency in Pepper Encodes a Putative Acyltransferase. The Plant Journal 42, 675-688. Stewart, Charles. Mazourek, M. Stellari, M. O’Connel, Mary. Jahn, Molly. 2007. Genetic Control of Pungency in Capsicum chinense via the Pun1 Locus. Journal of Experimental Botany 58, 979991. Sukrasno, Kusmadiyarni. S., Tarini. S., Sugiarso N.C., Kandungan Kapsaisin dan Dihidrokapsaisin pada berbagai Buah Capsicum. JMS 2 : 28-34. Xu, H.K., Kim, Y.C., Lee, J.W., Kim, I.S., Yoo, K.C., and Higashio, H. 2002. Change of Some Constituents along with the fruit maturity in Capsicum species. Journal Kor. Soc. Hort. Sci. 43, 39-42.


422


STRATEGI RQA DALAM PERKULIAHAN GENETIKA BERBASIS METAKOGNITIF DAN RETENSI Herry Sumampouw

Jurusan Biologi Universitas Negeri Manado Jln. Tounsaru Kampus Tondano Email: [email protected] Abstrak: Penelitian ini bertujuan untuk mengungkap model perkuliahan genetika di Jurusan Biologi UM dalam memberdayakan metakognitif dan retensi mahasiswa program studi pendidikan dan nonpendidkan. Instrumen penelitian yang digunakan adalah lembar observasi, tes hasil belajar yang telah divalidasi dan uji reliabilitas, serta rubrik penskoran. Data yang terkumpul dianalisis secara deskriptif, yaitu mendeskripsikan proses perkuliahan genetika dan anakova yang digunakan untuk melihat perbedaan keterampilan metakognitif dan daya retensi berdasarkan jenjang pendidikan strata satu yang terdiri dari kelas pendidikan biologi 57 mahasiswa dan nonkependidikan 46 mahasiswa semester ganjil dan genap tahun ajaran 2010/2011. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perkuliahan genetika secara teoritis memiliki tujuh topik dengan sub-sub topiknya dan 16 tema kegiatan praktikum berbasis proyek dan tiga tema kegiatan berbasis klasikal. Perkuliahan genetika menunjukkan model pembelajaran kooperatif yang berlandaskan filosofi konstruktivisme yang berpusat pada mahasiswa (student-centered). Strategi yang teramati berupa sintaks atau langkah-langkah, yaitu RQA (Reading, Questioning and Answering). Perkuliahan genetika ini dapat mengembangkan keterampilan metakognitif, dan daya retensi. Perkuliahan ini dapat mengembangkan kemampuan bertanya, kemampuan berpikir, meningkatkan motivasi kerja kelompok dan komunikasi antar kelompok. Rata-rata daya retensi mahasiswa S1 meningkat. Keterampilan metakognitif mahasiswa S1 Program Studi Pendidikan Biologi dan nonpendidikan tidak berbeda secara signifikan, sedangkan daya retensi berbeda signifikan. Kata kunci: RQA, metakognitif, retensi PENDAHULUAN Genetika adalah cabang ilmu biologi yang mempelajari materi genetik, tentang strukturnya, reproduksinya, kerjanya (ekspresinya), perubahan dan rekombinasinya, keberadaannya dalam populasi, serta perekayasaannya (Corebima, 2009). Pengertian genetika yang dikemukakan oleh Corebima adalah hasil kajian atas dasar konsep-konsep yang terkumpulkan semenjak tahun 1989, selama membina perkuliahan genetika di Jurusan Biologi Universitas Negeri Malang (UM). Hasil kajian yang dilakukan adalah pendekatan perkuliahan yang berbasis konsep (conceptual approach), karena konten genetika yang sangat banyak. Venville (2002) menyatakan bahwa hal penting mempelajari genetika saat ini adalah bahwa pembelajaran genetika harus diubah, berpindah dari bayang-bayang Mendel hubungan di antara konsep menuju pada tingkat representative. Bagaimana membuat genetika yang bukan lagi menyajikan bagian yang terfragmentasi, tetapi menjadi suatu konsep yang utuh dan komprehensif, dapat bermakna sehingga peserta didik memiliki motivasi belajar genetika dan berhasil.


423


Perkuliahan genetika di Jurusan Biologi UM sejalan dengan penjelasan yang dikemukakan oleh Marzano (1993) dalam Corebima 2008 bahwa upaya-upaya utama yang dapat dilakukan untuk meningkatkan kemampuan berpikir pebelajar yaitu; 1) melalui teknik bertanya, 2) teknik menulis, dan 3) strategi pemrosesan informasi. Strategi pembelajaran genetika yang dirangkum menjadi strategi pembelajaran RQA jelas memperlihatkan pola pemberdayaan keterampilan metakognitif. Sejalan dengan itu, Eggen dan Kauchak (1996) menyatakan bahwa pengembangan kecakapan metakognitif pebelajar adalah suatu tujuan pendidikan yang berharga, karena kecakapan itu dapat membantu menjadi self regulated learners. Self regulated learner bertanggung jawab terhadap kemajuan belajarnya sendiri, dan mengadaptasi strategi belajarnya mencapai tuntutan tugas. Pendapat ini memberikan gambaran bahwa metakognitif berperan penting dalam menunjang keberhasilan belajar. Susantini (2004) menyatakan bahwa pebelajar yang memiliki metakognitif akan lebih cepat menjadi anak yang mandiri, melalui metakognitif peserta didik mampu menumbuhkan sikap jujur, berani mengakui kesalahan dan akan dapat meningkatkan hasil belajar secara nyata. Sejalan dengan pendapat Eggen dan Kauchak (1996), hasil penelitian yang dilakukan Khairil (2009) dan Sumampouw (2011) menyatakan bahwa setelah mengikuti pembelajaran genetika di Jurusan Biologi UM, tidak terdapat perbedaan kemampuan metakognitif pada mahasiswa Program Studi Pendidikan Biologi dan Biologi. Eggen dan Kauchak (1996) menyatakan bahwa berpikir tingkat tinggi dan berpikir kritis mencakup kombinasi antara pemahaman mendalam terhadap topik-topik khusus, kecakapan menggunakan proses kognitif dasar secara efektif, pemahaman dan kontrol terhadap proses kognitif dasar (metakognitif), maupun sikap serta pembawaan. Sumampouw (2010) memberikan gambaran bahwa aspek metakognitif merupakan salah satu penunjang berpikir tingkat tinggi. Menurut Liliasari (2000), kemampuan berpikir tingkat tinggi yang dimiliki pebelajar akan menentukan kemampuannya dalam menyusun strategi dan taktik untuk meraih peluang dalam upaya memenangkan persaingan global. Demikian sangatlah penting untuk dilakukan kajian yang dapat memberikan informasi tentang potensi pembelajaran terhadap pemberdayaan metakognitif. Perkuliahan Genetika pada jenjang S1 di Jurusan Biologi UM dilakukan pada program studi Pendidikan Biologi dan Biologi. Perbedaan kedua program studi ini didasarkan pada mandat yang diberikan pada beberapa LPTK Negeri di Indonesia untuk membuka porgarm studi Biologi dan pendidikan Biologi. Berdasarkan mandat yang diberikan maka terlihat kedua program studi tersebut memiliki struktur kurikulum berbeda berdasarkan sebaran matakuliah. Pada perkuliahan Genetika selain disajikan dalam bentuk tatap muka juga dilakukan dengan bentuk praktikum. Praktikum genetika di Jurusan Biologi UM telah dilakukan sejak tahun 1989 dengan karakteristik praktikum yang dilaksanakan dalam pola proyek kelompok. Dijelaskan lebih lanjut bahwa praktikum genetika dilaksanakan sebagai kegiatan kelompok untuk menemukan konsep dan hasil praktikum dilaporkan sebagai laporan penelitian yang dipresentasikan dalam forum seminar. Konsep-konsep yang ditemukan melalui kegiatan praktikum tidak diikutkan menjadi materi perkuliahan teori, dan sebaliknya materi perkuliahan teori juga tidak merupakan konsep yang akan ditemukan melalui kegiatan praktikum. Potensi pembelajaran genetika tidak hanya akan diukur dalam memberdayakan keterampilan metakognitif, tetapi juga akan dikaji tentang potensi daya retensi peserta didik. Pranata (2006) menyatakan bahwa retensi adalah banyaknya pengetahuan yang dipelajari oleh pebelajar yang dapat disimpan dalam memori dan dapat diungkapkan kembali pada selang waktu tertentu. Memori atau ingatan merupakan suatu retensi informasi dari waktu ke waktu yang melibatkan penyimpanan, pengkodean dan pemanggilan kembali informasi (Santrock, 2004). Sejalan dengan rujukan di atas, gambaran awal karakteristik perkuliahan genetika di Jurusan Biologi UM menunjukan penekanan pembelajaran keterampilan metakognitif dan dengan model praktikum yang ada, dapat diduga pebelajar akan lebih mudah mengingat materi genetika dalam jangka waktu tertentu.


424


Berdasarkan paparan latar belakang di atas, maka yang menjadi urgensi sehingga penelitian ini dapat dilakukan di S1 Jurusan Biologi UM, adalah kedua program studi tersebut tersebut memiliki dan membelajarkan matakuliah genetika pada mahasiswa. Di samping hal tersebut, maka penelitian yang penting, dapat dilakukan adalah: a) pentingnya mengobervasi secara mendetail tingkah laku mahasiswa dan dosen selama perkuliahan genetika sehingga didapatkan pola pembelajaran atau sintaks pembelajaran yang baku, b) pentingnya memperoleh gambaran secara terukur tentang potensi proses pembelajaran genetika kedua program studi Jurusan Biologi S1 UM dalam memberdayakan keterampilan metakognitif dan daya retensi. Adapun tujuan dilakukannya penelitian adalah berikut ini: 1) mendeskripsikan gambaran strategi perkuliahan genetika di S1 Jurusan Biologi UM, 2) menjelaskan perbedaan keterampilan metakognitif, dan daya retensi mahasiswa S1 Program Studi Pendidikan Biologi dan Biologi setelah pembelajaran genetika. METODE Penelitian ini merupakan penelitian deskriptif kuantitatif yang bertujuan untuk mendeskripsikan pelaksanaan model perkuliahan genetika di Jurusan Biologi S1 UM. Subyek yaitu mahasiswa semester ganjil pada saat berlangsung perkuliahan genetika I, dan semester genap tahun ajaran 2010/2011 saat berlangsung perkuliahan genetika II yang berjumlah 57 mahasiswa S1 Program Studi Pendidikan Biologi, dan Biologi terdiri dari 46 mahasiswa. Sedangkan instrumen yang dipakai dalam penelitian ini terdiri dari: Lembar observasi digunakan untuk memperoleh gambaran terkait dengan pola perkuliahan genetika di Jurusan Biologi UM. Instrumen tes terdiri dari: a) Tes hasil belajar, instrumen tes yang digunakan berupa essay test yang bertujuan untuk mengukur pemahaman konsep. Aspek kognitif yang diukur adalah dimensi proses dari ranah kognitif taksonomi Bloom yang telah direvisi yang meliputi: C1 (mengingat), C2 (memahami), C3 (menerapkan), C4 (menganalisis), C5 (mengevaluasi), dan C6 (mencipta) (Anderson & Krathwol, 2001). Sebelum instrumen tes digunakan terlebih dahulu dilakukan uji validasi, reliabilitas, tingkat kesukaran dan daya beda. Data setiap variabel terikat dalam penelitian ini diperoleh dengan menggunakan rubrik penskoran. Rubrik yang digunakan terdiri dari: a) Rubrik penilaian keterampilan metakognitif yang diadaptasi dari Corebima (2006) yang terdiri dari skala 0 sampai 7. b) Rubrik penilaian hasil belajar (retensi).Tes akhir, untuk mengetahui keterampilan metakognitif, setelah mengikuti seluruh kegiatan perkuliahan. Tes retensi, untuk mengetahui daya retensi setelah selang waktu dua minggu setelah pelaksanaan pembelajaran atau postes. Data yang terkumpulkan dinalisis dengan statistik sebagai berikut: a) Analisis deskriptif, digunakan untuk menjawab tujuan nomor 1, yaitu mendeskripsikan proses perkuliahan , presentase keterampilan metakognitif, dan retensi mahasiswa sesudah pembelajaran. 2) Anacova, digunakan untuk menjawab tujuan nomor 2, yaitu melihat perbedaan keterampilan metakognitif, dan daya retensi, mahasiswa S1, terdiri dari kelas pendidikan biologi dan biologi. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Deskripsi Perkuliahan Genetika Perkuliahan genetika Jurusan Biologi S1, yaitu terdiri dari matakuliah genetika I dan II yang dilaksanakana pada kedua semester. Observasi yang dilakukan mencakup proses perkuliahan teori, dan praktikum. Sesuai dengan pengertian genetika yang dianut, terdapat tujuh konsep penting yang dipelajari pada perkuliahan genetika. Konsep-konsep tersebut masih memiliki beberapa subkonsep. Tujuh konsep genetika tersebut dipelajari pada dua mata kuliah, yaitu genetika I dan genetika II. Secara rinci, pembagian materi matakuliah genetika I adalah: 1) Pengantar genetika (pengertian ilmu genetika, ruang lingkup genetika, posisi ilmu genetika dalam bidang ilmu biologi lainnya, manfaat genetika dalam kehidupan sehari-hari. 2) Materi genetika (kromosom, asam nukleat (DNA dan RNA) plasmid, episome, elemen transposable. 3) Reproduksi matari genetika (mitosis, meiosisi, replikasi DNA, rolling circle replicationcel, transkripsi balik, cytoplasmic


425


inheritance. 4) Ekspresi materi (tingkat ekspresi gen, transkripsi translasi, modifikasi pasca transkripsi, regulasi ekspresi gen pada prokariotdan eukariot. Matakuliah genetika II: 1) Perubahan materi genetika (mutasi) terdiri lanjutan dari materi genetika lanjutan, reproduksi materi genetika lanjutan, kerja materi genetika lanjutan, perubahan materi genetika (rekombinan). 2) Materi Genetika dalam populasi. 3) rekayasa materi genetika. Selain materi-materi yang dibahas pada perkuliahan teori, terdapat pula materi yang dikaji melalui praktikum berbasis kerja proyek dan klasikal. Materi yang terdapat pada praktikum merupakan materi yang tidak diajarkan pada materi perkuliahan teori. Deskripsi tema-tema yang menjadi fokus kegiatan praktikum berbasis klasikal adalah: 1) mitosis pada akar bawang merah, 2) kromosom raksasa Drosophila melanogaster dan 3) isolasi DNA. Praktikum berbasis kerja proyek ada 16 judul. Strategi perkuliahan genetika yang dijelaskan di atas telah dikembangkan di Jurusan Biologi S1 di UM semenjak tahun 1989. Materi-materi tersebut diberikan pada dua tahapan mata kuliah, dimana matakuliah genetika II merupakan kelanjutan dari matakuliah genetika I baik pada program studi pendidikan biologi dan biologi. Masing-masing kelas di S1 mendapat perlakuan yang sama dalam arti ditangani oleh dosen, topik dan strategi pembelajaran yang sama. Secara spesifik pola pembelajaran genetika tidak merujuk pada suatu model pembelajaran tertentu, tetapi menggunakan beberapa model pembelajaran dengan berlandaskan filosofi konstruktivisme. Pola perkuliahan genetika di Jurusan Biologi UM juga menunjukkan model pembelajaran kooperatif. Mahasiswa bekerja bersama di dalam kelompok-kelompok yang terdiri dari 2-3 orang. Pelaksanaan perkuliahan genetika selama ini sudah mengarah pada pembelajaran yang berpusat pada mahasiswa (student-centered), yaitu memberikan pengalaman kepada pebelajar untuk mengembangkan kemampuan berpikir dan mahasiswa sudah terbiasa menggunaan strategi belajar ini. Strategi pembelajaran yang teramati pada saat perkuliahan adalah strategi yang saat ini dikembangkan, yaitu RQA (Reading, Questioning and Answering). Berikut ini disajikan Tabel sintaks strategi RQA yang dilakukan dalam perkuliahan genetika di Jurusan Biologi UM Tabel. Sintaks Strategi RQA Sintaks/fase Membaca (Reading) Bertanya (Questioning)

Menjawab (Answering)

Kegiatan dosen dan mahasiswa Dosen menugaskan mahasiswa untuk membaca dan meringkas literatur yang berkaitan dengan materi yang sedang dipelajari. Dosen menugaskan mahasiswa untuk membuat pertanyaan berdasarkan hasil bacaan. Jumlah pertanyaan bervariasi sesuai arahan dosen. Dosen menugaskan mahasiswa untuk menjawab pertanyaanpertanyaan yang telah disusun sebelumnya.

Setelah melewati fase-fase yang tertera pada Tabel di atas, pembelajaran selanjutnya dilakukan dengan presentasi kelas. Materi-materi yang telah dibaca diringkas sesuai dengan tugas yang diberikan dosen, dipresentasikan secara berkelompok dan ditanggapi oleh peserta didik yang lain. Pada bagian akhir tiap kali tatap muka, dosen memberikan tanggapan tentang setiap pertanyaan yang ada, memberikan kesempatan kembali pada peserta didik bila ada pertanyaan dan memberikan komentar tentang materi yang sedang dibahas sekaligus merangkum. Deskripsi keterampilan metakognitif, dan retensi mahasiswa S1. Rata-rata keterampilan metakognitif mahasiswa pada Program Studi Pendidikan Biologi sebelum mengikuti pembelajaran adalah 42,14 dan setelah mengikuti pembelajaran adalah 53,04. Program Studi Biologi, rata-rata keterampilan metakognitif mahasiswa sebelum pembelajaran adalah 35,20 dan setelah pembelajaran adalah 47,33. Untuk rata-rata postes keterampilan metakognitif mahasiswa Program Studi Pendidikan Biologi adalah 53,04, sedangkan daya retensi adalah 62,11. Berdasarkan selisih, terlihat ada peningkatan rata-rata keterampilan metakognitif daya retensi dibanding dengan ratarata postes. Peningkatan rata-rata keterampilan metakognitif mahasiswa pada daya retensi sebesar


426


17,10%. Pada Program Studi Biologi, rata-rata keterampilan metakognitif mahasiswa pelaksanaan postes adalah 47,33, sedangkan daya retensi adalah 48,46, sehingga terjadi peningkatan sebesar 2,39%. Pengujian perbedaan keterampilan metakognitif mahasiswa S1. Uji normalitas kelompok masing-masing data dengan uji statistk non parametrik One sample Kolmogoro-Smirnov yaitu keterampilan metakognitif pretes 0,000 (tidak normal), postes 0,0200 (normal), retensi 0,200 (normal). Uji homogenitas dengan Levens Test of Equality of Error Variance yaitu pre (F 0,505, df1 1, df2 101 sig 0,064 dan alpha 0,05 homogen, postes 0,192, 1101, 0,662 dan alpha 0,5 homogen, retensi 0,116, 1, 101, 0,662,0,05 homogen. Melalui uji anakova, ternyata tidak berbeda signifikan. Meskipun demikian, rata-rata keterampilan metakognitif mahasiswa Program Studi Pendidikan Biologi lebih tinggi 3,32% dari mahasiswa Program Studi Biologi. Rata-rata daya retensi keterampilan metakognitif mahasiswa Program Studi Pendidikan Biologi adalah 60,69 dan Biologi adalah 50,20. Melalui uji anakova ternyata berbeda signifikan. Rata-rata daya retensi keterampilan metakognitif mahasiswa Program Studi Pendidikan Biologi lebih tinggi 20,89% dari Program Studi Biologi. PEMBAHASAN Genetika sebagai salah satu cabang ilmu biologi kini menjadi topik yang tidak hanya menjadi concern dalam biologi, tetapi telah banyak dikenal luas oleh masyarakat umum. Munculnya berbagai penelitian dan penemuan dalam ilmu genetika juga telah mempengaruhi kehidupan masyarakat (Bowling dkk. 2008). Dalam hubungan ini ada pendapat yang menyatakan bahwa bukan hanya pengetahuan tentang genetika yang berkembang sangat pesat, tetapi dewasa ini banyak aplikasinya sudah terbukti mempengaruhi kehidupan kita sehari-hari (Corebima, 2008). Isu-isu genetik memainkan peran penting dalam kehidupan masyarakat, meskipun peningkatan dalam penemuan-penemuan genetik tidak berbanding lurus dengan peningkatan pemahaman tentang konsep-konsep genetika (Alozie dkk, 2010). Hasil penelitian Bowling dkk. (2008) menegaskan bahwa dibutuhkan pemahaman yang lebih, tentang pengaruh metode pembelajaran terhadap pemahaman konsep-konsep genetika. Di perguruan tinggi, khususnya Jurusan Biologi, genetika menjadi salah satu matakuliah yang dikenal rumit karena fokus kajian pada gen yang sulit dilihat dengan mata telanjang. Herlanti dkk. (2007) mengemukakan bahwa genetika merupakan materi yang sulit dimengerti. Kesulitan ini disebabkan konsep genetika bersifat abstrak yang meliputi obyek-obyek mikroskopis dan prosesproses di luar pengalaman sehari-hari. Sedangkan Liang (2004) menjelaskan bahwa genetika merupakan dasar (basic) yang penting dalam ilmu biologi. Zubaidah (2011) menyatakan bahwa dewasa ini hampir atau tidak satupun ilmu biologi yang dapat berkembang tanpa konsep genetika, dengan kata lain genetika adalah ilmu biologi yang melingkupi seluruh ilmu hayati. Ditambahkan pula oleh Ruijong (2004) bahwa pemahaman tentang genetika merupakan suatu tantangan terbesar bagi guru dalam pembelajaran biologi, dengan demikian, diperlukan perubahan paradigma pembelajaran yang sesuai dengan karakteristik genetika, agar pemahaman tentang genetika menjadi lebih baik. Dijelaskan lebih lanjut oleh Alozie dkk. (2010) bahwa untuk membelajarkan genetika, Dosen dapat menciptakan lingkungan belajar yang dapat mendorong mahasiswa untuk mengkonstruksi pengetahuan. Pembelajaran genetika tidak menekankan pembelajaran pada proses penyampaian materi (content transmision) oleh dosen kepada mahasiswa, tetapi menurut konstruktivisme, mengajarkan sifat dasar bagaimana manusia belajar, adalah constructing understanding atau knowledge, dengan cara mencocokan fenomena, ide atau aktivitas yang baru sesuai dengan ide yang telah ada. Hal ini kata kunci konstruktivisme adalah to construct, dimana para pebelajar sungguh-sungguh membangun arti atau makna dalam sudut pandang pembelajaran bermakna, bukan sekedar hafalan atau tiruan yang berpusat pada pebelajar, dan dosen berperan sebagai fasilitator. Hal ini sesuai dengan Suparno (1997) yang menjelaskan bahwa konstruktivis memandang pengetahuan tidak dapat ditransfer begitu saja dari seseorang kepada orang lain tetapi harus diinterpretasikan sendiri


427


oleh setiap orang. Artinya, pengetahuan tentang genetika yang dimiliki oleh mahasiswa merupakan hasil interpretasi terhadap konsep-konsep yang didiskusikan di dalam kelompok maupun dalam kelas yang dipandu oleh dosen matakuliah. Pembelajaran genetika di biologi UM, fungsi dosen bukan sebagai sumber belajar utama di dalam kelas, tetapi mahasiswa dituntut memiliki keterampilan untuk mencari dan menemukan sumber-sumber belajar lainnya dan mempresentasikannya untuk didiskusikan secara bersama di dalam kelas. Jika terdapat konsep-konsep yang terkait dengan substansi genetika yang tidak relevan dengan karateristik materi genetika yang dianut, maka dosen matakuliah akan memberikan evaluasi dan memperbaiki konsep-konsep tersebut. Jelas prinsip ini sesuai dengan premis “students may learn more if we teach them less” (Schraw, 1998). Artinya, pebelajar mungkin akan belajar lebih baik jika Dosen tidak selalu mengajar. Tidak selalu mengajar dalam arti bahwa tidak memposisikan diri sebagai satu-satunya sumber pengetahuan di dalam kelas. Pembelajaran genetika di Jurusan Biologi UM yang teramati pada saat perkuliahan adalah strategi yang sedang dikembangkan, yaitu RQA (Reading, Questioning and Answering). Peserta didik diwajibkan untuk membaca literatur yang berkaitan dengan topik pembelajaran genetika, baik literatur yang berbahasa asing maupun bahasa Indonesia. Selanjutnya pebelajar membuat pertanyaan dan jawaban berdasarkan hasil bacaannya. Pola pembelajaran semacam ini memperlihatkan pola pembelajaran yang memberdayakan kemampuan berpikir secara sengaja. Artinya, perkuliahan genetika yang dilakukan tidak hanya menekankan penguasaan materi pembelajaran genetika, tetapi juga memberdayakan kemampuan metakognitif. Keterampilan berpikir tidak dapat berkembang dengan sendirinya sehingga harus diajarkan. Hal ini diperkuat oleh pendapat Nagappan (2010) yang menyatakan bahwa keterampilan metakognitif dapat diajarkan sehingga diperlukan pengajaran yang efektif. Jika ingin mendorong kemampuan berpikir maka pelaksanaan pembelajaran dan evaluasinya harus dikelolah, secara sengaja. Mendukung kepentingan itu, dalam hal pelaksanaan yang benar-benar harus diperhatikan adalah pendekatan, strategi, metode, serta teknik pembelajaran lain. Perkuliahan yang dilakukan juga memperlihatkan pola pembelajaran kooperatif. Pebelajar bekerja secara berkelompok untuk menyelesaikan tugas-tugas yang diberikan oleh dosen pembina mata kuliah selama perkuliahan. Hal ini sesuai dengan pendapat Lie dkk. (2001) yang mengartikan pembelajaran kooperatif sebagai sistem pembelajaran yang memberikan kesempatan kepada pebelajar untuk bekerjasama dengan sesama pebelajar dalam tugas-tugas terstruktur dalam sebuah tim atau kelompok kecil. Selanjutnya Nur (2011) menyatakan bahwa dengan model pembelajaran kooperatif dapat menerapkan ide bahwa pebelajar bekerja sama untuk belajar dan bertanggungjawab terhadap pembelajaran teman sekelompok sembari bertanggungjawab pula atas pembelajaran sendiri. Arti keberhasilan-keberhasilan tim/kelompok hanya dapat dicapai apabila seluruh anggota kelompok itu belajar tentang tujuan-tujuan yang sedang dipelajari. Pembelajaran kelompok tugas-tugas bukan hanya melakukan sesuatu sebagai sebuah tim, tetapi belajar sesuatu sebagai sebuah tim. Perkuliahan genetika di UM, mahasiswa mengerjakan tugas secara berkelompok yang terdiri dari dua sampai tiga orang. Kelompok-kelompok tersebut mengerjakan tugas yang diberikan dan dipertanggungjawabkan di depan kelas dan kemudian ditanggapi oleh kelompok lainnya. Isjoni (2010) mengemukakan pula bahwa cooperative learning adalah mengelompokan pebelajar di dalam kelas ke dalam kelompok kecil agar pebelajar dapat bekerja sama dengan kemampuan maksimal yang mereka miliki dan mempelajari satu sama lain dalam kelompok tersebut. Materimateri yang dibahas dalam kelompok meliputi tujuh konsep penting sesuai pengertian genetika yang dianut pada Jurusan Biologi UM. Zubaidah (2010) menyatakan bahwa kemampuan berpikir adalah potensi intelektual yang dapat dikembangkan melalui proses pembelajaran dan setiap manusia memiliki potensi untuk tumbuh dan berkembang menjadi pemikir yang kritis. Dalam hal ini yang perlu dikembangkan melalui proses pendidikan adalah keterampilan berpikir, kemampuan seseorang untuk dapat berhasil dalam kehidupan, antara lain ditentukan oleh keterampilan berpikirnya, terutama dalam upaya memecahkan masalah-masalah kehidupan yang dihadapinya.


428


Browne & Freeman (2000) menyatakan bahwa kunci untuk mengembangan kemampuan berpikir kritis dan berpikir tingkat tinggi pebelajar adalah dengan menciptakan kondisi pembelajaran yang memungkinkan pebelajar untuk aktif dan secara emosional akan menyatu dengan materi yang diajarkan. Kutipan tersebut memperkuat hasil temuan penelitian bahwa kondisi perkuliahan yang tercipta selama pembelajaran genetika lingkungan pembelajaran yang memberdayakan kemampuan metakognitif. Keaktifan dan tanggung jawab mahasiswa untuk menyelesaikan materi-materi perkuliahan secara berkelompok merupakan aspek penting dalam meningkatkan kemampuan berpikir. Selain itu, diskusi yang terjadi di dalam kelas antara kelompok yang menyampaikan gagasan-gagasannya dan kelompok lain yang memberikan tanggapan, merupakan kultur belajar yang mendorong pemberdayaan berpikir tingkat tinggi. Supriyono (2009) menegaskan cooperative learning meningkatkan kemampuan berpikir pebelajar dan membantu mengkonstruksi pemahaman sains, memperkuat dan memperluas pengetahuan tentang topik. Selain perkuliahan teori, dalam perkuliahan genetika juga terdapat praktikum yang dilaksanakan dengan pola proyek dan klasikal yang berbasis kelompok. Materi-materi praktikum tidak diikutsertakan dalam perkuliahan teori. Artinya, materi-materi yang diajarkan pada perkuliahan teori tidak dipraktekan dan materi-materi genetika yang terdapat di dalam topik praktikum tidak diajarkan pada perkuliahan teori. Selain itu, praktikum dilakukan tanpa adanya topik praktikum yang ditentukan terlebih dahulu. Masing-masing kelompok diberikan tugas yang berbeda dan hanya diberikan langkah-langkah kerja dan berdasarkan hasil pengamatannya mahasiswa menentukan topik praktikumnya sendiri serta membuat laporan selayaknya laporan hasil penelitian. Model praktikum genetika di Jurusan Biologi UM memberi kesempatan mahasiswa melakukan keterampilan-keterampilan proses dan keterampilan inkuiri. Model praktikum genetika di Jurusan Biologi UM juga memperlihatkan pola pembelajaran kooperatif group investigation. Dalam hal ini pebelajar melakukan penyelidikan dan bekerja secara berkelompok yang terdiri dari 2-3 orang. Kegiatan kelompok ini merupakan kegiatan penelitian untuk menemukan sesuatu, dimana setiap kelompok mahasiswa berusaha menemukannya sendiri dalam bimbingan dosen dan asisten. Jadwal kerja ditetapkan sendiri sesuai kondisi kelompok dan dikerjakan selama setengah semester. Laporan penelitian diseminarkan pada tiap-tiap kelas yang berlangsung selama setengah semester berdasarkan urutan topik praktikum. Model praktikum semacam ini tidak lazim diterapkan karena umumnya praktikum yang dilakukan adalah melakukan eksperimen terhadap konsep-konsep yang diajarkan pada perkuliahan teori. Meskipun tidak lazim, model praktikum ini memungkinkan pebelajar mampu menemukan konsep-konsep baru yang sebelumnya belum pernah ada. Corebima (2011) menyatakan bahwa konsep-konsep pembelajaran yang merupakan karakteristik pembelajaran konstruktivisme sebagaimana telah dikemukakan, diyakini memberi peluang yang sangat besar bagi pebelajar untuk menyusun sendiri pemahaman. Seperti diketahui kunci filosofi pembelajaran konstruktivisme adalah to construct. Variabel lainnya yang menjadi fokus penelitian ini adalah keterampilan metakognitif dan daya retensi. Metakognitif menunjuk pada kecakapan pebelajar sadar dan memonitor proses pembelajarannya (Peters, 2000). Salah satu tujuan pembelajaran genetika, selain peningkatan pemahaman materi, adalah peningkatan keterampilan metakognitif mahasiswa. Perkuliahan genetika yang dilakukan pada Jurusan Biologi S1 merupakan model pembelajaran yang mengutamakan proses metakognitif. Keaktifan mahasiswa secara mandiri untuk memperoleh pengetahuan dan mengontrol proses-proses kognitif adalah karakteristik dari perkuliahan genetika. Observasi terhadap pola pembelajaran memperlihatkan bahwa perkuliahan genetika menekankan pembelajaran pada keaktifan mahasiswa untuk menemukan konsep-konsep penting dalam materi pembelajaran melalui pembuatan ringkasan. Proses semacam ini membutuhkan kemampuan pemahaman bacaan yang tinggi untuk menemukan gagasan-gagasan utama serta menuliskannya kembali dalam bentuk berbeda dengan naskah yang dibaca. Blakey (1990) menyatakan bahwa manfaat keterampilan metakognitif membantu para pebelajar memecahkan problem atau mengerjakan soal-soal berhasil melalui kehidupan mereka. Keterampilan metakognitif sangat


429


bermanfaat dalam meningkatkan hasil belajar, pengembangan pengetahuan bagi dirinya. Pebelajar yang memiliki strategi metakognitif akan lebih cepat menjadi anak yang mandiri. Selanjutnya tentang retensi. Retensi merupakan daya ingat peserta didik terhadap materi pembelajaran yang telah dilalui meskipun pembelajaran telah selesai diikuti. Tes retensi dalam penelitian ini dilakukan dua minggu setelah pembelajaran genetika selesai dilakukan atau pelaksanaan postes. Hal ini bertujuan untuk mengetahui seberapa besar kemampuan mahasiswa dalam mengingat materi pembelajaran yang telah diterima dalam pembelajaran genetika. Menurut Slavin (2000), seseorang dapat menyimpan informasi pada memori, tidak hanya berupa informasi terkait dengan fakta-fakta, tetapi juga dalam bentuk strategi pembelajaran agar lebih mudah untuk diakses kembali. Yeli (2007) menjelaskan bahwa memori terkait dengan pengalaman yang dialami seseorang akan disimpan pada memori yang berisikan fakta-fakta, konsep-konsep, prinsip serta aturan tentang bagaimana menggunakannya kembali. Selanjutnya dikatakan aspek-aspek yang tidak dapat diingat kembali disebut lupa. Rentang waktu (interval, jarak) dengan proses mencamkan (belajar) akan mempengaruhi memori (ingatan) seseorang. Hal ini dapat dilihat dari 2 sisi, yaitu: 1) lama interval, menunjukkan lamanya rentang waktu antara pemasukan bahan dengan masa ditimbulkan kembali bahan tersebut, makin panjang jarak (interval) antara keduanya maka makin lemah retensinya; 2) isi interval, menunjukkan aktivitas-aktivitas yang terdapat (dilakukan) selama interval waktu akan mempengaruhi memori, sehingga dapat menyebabkan orang tersebut lupa. Simpulan Pembelajaran yang diterapkan pada perkuliahan genetika merupakan pola pembelajaran konstruktivisme, dengan model kooperatif melalui strategi Reading, Questioning and Answering (RQA), Tidak terdapat perbedaan keterampilan metakognitif mahasiswa S1 Program Studi Pendidikan Biologi dan Biologi, meskipun tidak berbeda, rata-rata keterampilan metakognitif mahasiswa Program Studi Pendidikan Biologi 53,04 dan Biologi 47,33.Terdapat perbedaan daya retensi keterampilan metakognitif mahasiswa S1 Program Studi Pendidikan Biologi dan Biologi, rata-rata daya retensi keterampilan metakognitif mahasiswa Program Studi Pendidikan Biologi ada kenaikan 17,1% dan Biologi 2,39%. Deseminasi dari hasil penelitian, dapat berupa masih terdapat variabel-variabel lain yang tidak tercakup dalam penelitian ini, misalnya: IQ, asal sekolah, latar belakang ekonomi, suku, namun mempengaruhi pencapaian hasil belajar mahasiswa. Demikian, diperlukan penelitian lanjutan secara eksperimen untuk membuktikan efektifitasnya langkah-langkah pembelajaran genetika di Jurusan Biologi UM. Selain itu strategi pembelajaran genetika di Jurusan Biologi UM tentang RQA dalam hal ini memberdayakan kemampuan berpikir pebelajar dapat dijadikan rujukan untuk kegiatan perkuliahan genetika lainnya. Artinya strategi ini dapat digunakan di Perguruan Tinggi lainnya. DAFTAR RUJUKAN Alozie N, Eklund J, Rogat A, Krajcik J. 2010. Genetics in the 21st Century: The Benefits & Challenges of Incorporating a Project-Based Genetics Unit in Biology Classrooms. The American Biology Teacher, Vol. 72, No. 4, pages 225–230. Anderson & Krathwohl. 2001. A Taxonomy for Learning, Teaching, and Assessing. A Revision of Bloom’s Taxonomy of Educational Objectives. New York: Addison Longman, Inc. Brown. G. 2003. A Microteaching Programe Teaching Skill. London: Betler Hhgg. Bowling B. V., Acra, E.A., Wang, L., Myers, M. F., Dean, G. E., Markle G. C. 2008. Development and Evaluation of a Genetics Literacy Assessment Instrument for Undergraduates. Genetics 178: 15–22 ( January 2008).


430


Blakey, E. S. & Sheila. 1990. Developing Metacognition. Erick Digest. ERIC Clearinghouse on Information Resources Syracuse NY: ED 327218. http://amazon.com/xc/obidos/redirect.tag. Diakses 12 November 2010. Corebima, A. D. 2006. Metakognisi: Suatu Ringkasan Kajian. Makalah disajikan dalam Pelatihan Strategi Metakognitif pada Pembelajaran Biologi Guru Biologi SMA, Lembaga Pengabdian Kepada Masyarakat (LPKM) UNPAR, Palangkaraya, 23 Agustus. Corebima, A. D. 2009. Pengalaman Berupaya Menjadi Guru Profesional, Pidato Pengukuhan Guru Besar Bidang Genetika. Malang. FMIPA. UM. Corebima, A.D.2011. Jadikan Peserta Didik Pebelajar Mandiri. Makalah disajikan di Pelatihan Guru IPA SMP, SMA di Bitung. Sulut, 18 Januari. Eggen, P, D & Kauchak. 1996. Strategies for Teachers; Teaching Content and Thinking Skils. Boston: Allyn & Bacon. Friedrichen, P.M. 2001. A Biologi Course for Prospective Elementary Teachers Journal The American Biology Teacher, Vol. 63(8): 562-568. Herlanti, H., Rustaman, N,Y. dan Setiawan, W. Kontribusi Wacana Multimedia Terhadap Pemahaman Konsep Hereditas Dan Retensi. Jurnal Pendidikan IPA: Metamorfosa. Vol. 2. No. 1 April 2007 hal 29-38 Henia., Dhieb, N. 2006. Applying Metacognitive Strategies to Skimming Research Article in an ESP Context. English Teaching Forum. Number 1. Khairil, 2009. Potensi Perkuliahan Genetika di Jurusan Biologi FMIPA UM Dalam Memberdayakan Kemampuan Metakognisi, Keja Ilmiah, dan Hasil Belajar Kognitif Mahasiswa. Universitas Negeri Malang. Program Studi Pendidikan Biologi. Disertasi. Tidak dipublikasi. PPS. UM. Lawson, A. B. 2004. The Development of Reasoning Among College Biology Student. A review of Recearch. Journal of College Science Teaching XXI (16) 338-344. Livingston, J.A. 1997. Metacognition: An Overview State Univ. Of New York at Buffalo,(Online),http://www.gse.buffalo.edu/fas/shuell/cep564/ Metacog. htm. Diakses 16 Mei 2011 Lie, Q. 2004. A Shift from Traditional Teacher-Centred Strategy to Student-Centred Strategy in Genetics Teaching. The China Papers, July 2004 Liliasari, 2000. Model Pembelajaran IPA untuk Meningkatkan Keterampilan Berpikir Tingkat Tinggi Calon Guru Sebagai Kecenderungan Baru Era Globalisasi. Jurnal Pengajaran MIPA. 2 (1) Juni : 55 – 56. Lin, G., Laffey, J. & Buss, K. 2001. Effects of Cooperation Script and Technology on Social Ability. In C. Montgomerie & J. Seale (Eds.), Proceedings of World Conference on Educational Multimedia, Hypermedia and Telecommunications 2007 (pp. 1847-1854). Chesapeake, VA: AACE. McMurarry, M.A., Beisenherz, and Thompson, B. 1991. Reliability and Concurrent Validity of A Measure of Critical Thinking Skills in Biology. Journal of Research in Science Teacher, 28(2). Nagappan R. 2010. Teaching Thinking Skills at Institutions of Higher Learning: Lessons Learned. Pertanika J. Soc. Sci. & Hum. 18 (S): 1 - 14 (2010) Nur, M. 2000. Model Pembelajaran Bermasalah, Keterampilan Berpikir Surabaya: Unesa


431


Peters, M. 2000. Does Constructivist Epistemology Have a Place in Nurse Education. Journal of Nursing Education 39, no. 4: 166-170. Peirce, W. 2004. Metacognition: Study Strategies, Monitoring, and Motivation. A greatly expanded text version of a workshop presented November 17, 2004, at Prince George's Community College. http:// academic. pgcc. edu/~wpeirce/MCCCTR/metacognition.htm. Diakses 1410-09. Pranata, H. 2006. Standar Kompetensi dan Retensi. (online). www dolstoc.cm/docs/102407684. Diakses 5 November 2010. Phillips, J. A., Tanpa Tahun. Metakognisi. Malaysia: Faculty of Education, Arts & Social Sciences Open University Malaysia. (Online), e-mail: [email protected] . website: http://www.oum.edu.my, Diakses, 5-12-2006. Rivers, W. Summer. 2001. Autonomy at All Costs: An Etnography of Metacognitive Self Assesment and Self Management Among Experienced Language Learners, Modern Language – Journal 86 (2) : 279 – 290 Ruiyong w. 2004. How to Teach Students to Understanding of Genetics—Thinking as a Geneticist. The China Papers, November 2004. Email. [email protected]. Rasekh, S. E., & Ranjbary, R. 2003 Metacognitive Strategy Training for Vocablary Learning. TESL-EJ. ISSN: 1072-4303. Vol 7 No 2. Santrock, J. 2008. Psikologi Pendidikan. Edisi 2. Kencana Prenada Media Group. Schneider, Wolfang. 2008. The Development of Metacognitive Knowledge in Children and Adolescents: Major trends and implications for education. Journal compilation 2008 International Mind, Braid an Education Society and Wiley Periodical, Inc.Vol. 2-Number3. Schraw, G. & Dennison, R. S. 1994. Assessing Metacognitive Awareness. Contemporary Educational Psycology. 19 No 4. 460-475. Schraw, G. M.1998. Promoting General Metacognitive Awareness. Instructional Science 26, No. 1-2:.http://literacy.kent.edu/ohioeff/resources/06newsmetacognition.doc.1 okt 2011. Slavin, R .1995. Educational Psychology: Theory and Practice. Masschusetts: Allyn &Bacon Suprijono, A. 2009. Cooperatif Learning. Yogyakarta: Pustaka Belajar. Susantini, E. 2004. Memperbaiki Pembelajaran Genetika dengan Menerapkan Metakognitif pada Beberapa SMU Negeri di Surabaya. Disertasi tidak diterbitkan. PPS UM. Sumampouw, H, 2010. Pembelajaran Genetika Berbasis Metakognitif. Prosiding Seminar Nasional MIPA disajikan di UM: Peran MIPA dalam Pengembangan Teknologi dan Pendidikan Karakter. UM. 13 November. Sumampouw, H. 2011. Pembelajaran Kemampuan Berpikir Tingkat Tinggi dalam Perkuliahan Genetika di Jurusan Biologi UM. Prosiding Seminar Nasional dan Workshop 2011.Disajikan di FMIPA UNESA. 23 Juli. Veenman, M.V.J., 2006. Metacognition and Learning: Conceptual and Methodological Considerations. Recieved: 08 December 2005/Accepted: 08 December 2005/Published online: 08 March 2006 # Springer Science + Business Media, Inc. 2006. www://springerlink.com. Diakses 10 Januari 2011 Venville G. & Traegust. 2002. Teaching Abaut the Gene in the Genetic Information Age. Australian Science Teachers. Juni 2002.


432


Yeli, S. 2009. Memori dan Pembelajaran. (online) :http/unsuda.info/tarbiyah/ image/salmapemb.pdf. Diakses 18 November Zubaidah, S. 2010. Berpikir Kritis; Kemampuan Berpikir Tingkat Tinggi yang dapat Dikembangkan Melalui Pembelajaran Sains. Makalah disampaikan pada Semnas Sains tema: Optimalisasi Sains untuk Memberdayakan Manusia di PPS Unesa 16 Januari.


433

PROSIDING PROSIDING JILID 1 SEMINAR NASIONAL. Jilid 1 MIPA DAN PEMBELAJARAN 2012 SEMINAR NASIONAL PERAN MIPA DAN PEMBELAJARAN MENUJU REVITALISASI

Recommend Documents