UPAYA MENINGKATKAN AKTIVITAS BELAJAR FISIKA MELALUI PENGEMBANGAN EKSPERIMEN GLB PADA PEMBELAJARAN GERAK DI SMP Drs. Hikmat, M.Si*)
Permasalahan Salah satu kemampuan yang dituntut kepada para guru adalah menyelenggarakan proses pembelajaran yang interaktif, inspiratif, menyenangkan, menantang, memotivasi untuk kreatif, mandiri sesuai bakat, minat, dan perkembangangan fisik dan psikologis siswa. (PP 19/2005, SNP pasal 19). Mengajar bukanlah mentransfer pengetahuan dari guru kepada siswa, melainkan membantu siswa agar dapat mengkonstruksi sendiri pengetahuan lewat kegiatannya terhadap fenomena dan obyek yang ingin diketahui. Dalam kegiatan tersebut penyediaan prasarana dan situasi yang memungkinkan dialog secara kritis perlu dikembangkan. Tugas guru dalam proses ini lebih menjadi mitra yang aktif bertanya, merangsang pemikiran, menciptakan persoalan, membiarkan murid mengungkapkan gagasan dan konsepnya, serta kritis menguji konsep murid. Satu hal yang sangat penting adalah menghargai dan menerima pemikiran murid apa pun adanya sambil menunjukkan apakah pemikiran itu jalan atau tidak. Oleh karenanya, guru harus menguasai bahan secara luas dan mendalam sehingga dapat lebih fleksibel menerima gagasan murid yang berbeda (Betterncourt, 1989; Shymansky, 1992; Watts & Pope, 1989 dalam Suparno Paul, 1997). Namun untuk mengimplementasikan hal tersebut semua bukanlah hal mudah, seperti pada hasil diskusi saat tahap plan kegiatan Lesson Study di Kabupaten Karawang, terungkap bahwa salah satu kesulitan pencapaian kompetensi pada pembelajaran adalah sulitnya mendapatkan sarana eksplorasi atau percobaan yang memadai. Saat itu terungkap sebagai salah satu kasus pada pembelajaran gerak di SMP kelas VII Semester II, guru menjumpai kesulitan untutk menunjukkan fenomena gerak lurus beraturan. Biasanya yang mereka sering lakukan adalah dengan ilustrasi berjalan secara teratur, membayangkan gerak jatuh bulu ayam. Sedang contoh-contoh di buku biasanya mengamati jejak gerak benda menggunakan set percobaan gerak melalui ticker timer. Biasanya guru malas untuk melakukannya karena, selain listrik kadang tidak tersedia,
juga perlu waktu persiapan yang cukup lama. Padahal tuntutan kompetensi yang harus dicapai pada pembelajaran gerak tersebut adalah : 5. Memahami gejala-gejala alam melalui pengamatan 5.2 Menganalisis data percobaan gerak lurus beraturan dan gerak lurus berubah beraturan serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari (KTSP,2008) Jadi untuk memfasilitasi pencapaian kompetensi tersebut harus ada sarana pengamatan, sehingga diperoleh data yang memadai untuk selanjutnya dapat dianalisis. Karena itulah tim lesson study Fisika saat itu memikirkan untuk mencari alternatif percobaan yang lebih sederhana tapi mampu memenuhi keinginan diatas. Model pembelajaran gerak yang sementara ini dilakukan cenderung kurang menantang, karena biasanya dilakukan dengan informatif, sedikit tanya-jawab, contoh soal, latihan dan tugas. Kurang membelajarkan siswa untuk bereksplorasi, berkomunikasi maupun berekspresi. Kalaupun di beberapa sekolah yang memiliki cukup peralatan percobaan yang didemonstrasikan menggunakan air track, ticker timer, dan pita kertas. Percobaan ini kadang kurang mertarik guru, karena harus mempersiapkan lebih lama menyiapkan pita kertas, keras karbon. Jalan keluar yang digunakan biasanya para guru bersimulasi dengan gerak berjalan secara teratur. Hal itu semua belum mampu memfasilitasi tujuan pencapaian kompetensi diatas.
Masalah Ada tiga masalah yang diingin dipecahkan, yaitu mendapatkan informasi Bentuk eksperimen bagaimana untuk membelajarkan gerak lurus beraturan? Keunggulan dan kelemahan apa yang dimiliki set eksperimen alternatif ini? Kemampuan dan ketrampilan apa yang dapat dikembangkan melalui ekseperimen GLB?.
Tujuan Memperoleh set eksperimen alternatif untuk gerak lurus beraturan. Memperoleh informasi keunggulan dan kekurangan percobaan GLB baru. Mengetahui dampak penggunaan set eksperimen alternatif terhadap aktivitas belajar siswa.
Landasan Teori Prinsip Gerak Lurus Beraturan Suatu benda akan bergerak lurus beraturan bila ∑F dan ∑ yang berkerja pada benda sama dengan nol, sesuai hukum Newton. Suatu benda dinyatakan tidak memiliki percepatan linier bila tidak mengalami perubahan kecepatan. Karena kecepatan merupakan besaran vektor, jadi suatu kecepatan dinyatakan tetap bila tidak berubah baik nilainya maupun arahnya. Kondisi ini bisa dicapai bila resultan gaya maupun momen gaya yang dialami benda sama dengan nol. Menurut definisi, besar kecepatan dinyatakan oleh besar perubahan posisi tiap satuan waktu. Sedang arah kecepatan sama dengan arah perubahan posisi yang dialami benda atau partikel tersebut. Suatu benda bebas akan mengalami gaya dari lingkungannya. Interaksi dengan lingkungan itulah yang akan mempengaruhi besar kecil gaya yang dialaminya. Sebagai akibat interaksi tersebut akan menyebabkan benda mengalami percepatan. Ada aneka macam gaya interaksi yaitu gaya gravitasi, gaya listrik, gaya inti dan gaya lemah. Maka untuk memperoleh suatu benda agar bergerak lurus beraturan, atau tidak mengalami percepatan, harus mengidentifikasi aneka gaya yang mempengaruhi benda tersebut. Suatu benda yang dilepaskan kedalam suatu fluida, akibat gaya gravitasi bumi akan mengalami gaya vertikal menuju bumi. Tapi bersamaan itu pula suatu benda yang tercelup dalam suatu fluida akan mengalami gaya keatas, sesuai hukum archimedes, sebesar berat fluida yang ditempati benda tersebut. Dari tinjauan gaya tersebut sudah menunjukkan adanya dua gaya yang saling
berlawanan yang mempengaruhi benda
tersebut. Jadi dicapainya resultan gaya yang dialami benda sama dengan nol adalah memungkinkan bisa dirancang. Selain gaya archemedes dalam fluida ada pula yang disebut gaya stokes, berkaitan dengan gerak benda dalam fluida.
Teori Stokes Menurut stokes bila suatu benda bergerak dalam fluida maka semakin besar kecepatan yang dilakukannya akan semakin besar gaya stoke’s yang dialaminya yang arahnya melawan arah gerak benda tersebut. Bila semakin besar lajunya maka gaya hambat yang dialaminya semakin besar pula.
Gelembung air dalam minyak Untuk mendapatkan benda yang bergerak konstan namun lajunya cukup kecil, agar mudah diamati, perlu dicari benda yang tidak terlalu besar masanya, dan beda massa jenisnya tidak terlalu besar. Maka kami memilih gelembung air yang dihasilkan dari jarum suntik kecil. Kemudian gelembung tersebut dijatuhkan kedalam fluida, dalam hal ini dipilih minyak goreng. Massa jenis air lebih besar dari minyak goreng. Karena itu saat tetes air jatuh kedalam minyak pertama ia mengalami gaya gravitasi, gaya archimedes dan gaya stokes. Karena ukuran tetes minyak cukup kecil, maka gaya archemedes yang dialaminyapun cukup kecil, maka akan mendapat resultas gaya kebawah, dan mengalami percepatan. Namun seiring makin besar kecepatannya akan menyebabkan semakin besar pula gaya stokes yang dialaminya. Sehingga beberapa saat kemudian dicapai kesetimbangan, resultan gayanya sama dengan nol pada laju tertentu. Itulah yang disebut kecepatan terminal. Maka saat itu tetes air bergerak dengan laju konstan, atau dinyatakan bergerak lurus beraturan. Ukuran tetes air yang keluar dari jarum suntik ternyata bisa berbeda-beda, bergantung cara menyemprotkannya. Tentunya dengan semakin besar ukuran tetes air, massanya pun akan semakin besar. Kecepatan terminal yag dicapai pun akan berbeda. Dari hasil ujicoba beberapa tetes air yang telah dilakukan diperoleh hasil seperti diuraikan pada bab hasil.
Hasil Dari hasil percobaan terhadap lima tetesan gelembung air didalam minak goreng dipeoleh data dan grafik sebagai berikut: B Book2B
Percobaan 1 Gelembung 1 40 35 30
Waktu (det)
Percobaan 1 Posisi Waktu (Cm) (det) 4 4 6 10 8 14 10 19 12 24 14 28 16 33 18 37
25 20 15 10 5 0 2
4
6
8
10
12
14
16
18
posisi (cm)
A Data1A
Percobaan 2 Percobaan 2 Gelembung 2
20
Waktu (det) 0 3 6 10 14 18 22 25 29
Linear Regression for Percobaan 2: Y = A + B * X
18 16 14
posisi (cm)
Posisi (Cm) 2 4 6 8 10 12 14 16 18
20
12 10 8 6 4 2 0 0
5
10
15
waktu (det)
Parameter Value Error -----------------------------------------------------------A 2,38617 0,148 B 0,53956 0,00868 -----------------------------------------------------------R SD N P -----------------------------------------------------------0,99909 0,24907 9 <0.0001
20
25
30
Percobaan 3 Gelembung 3
Percobaan 3 Waktu (det) 0 9 18 28 38 48 58
8 7 6
posisi (cm)
Posisi (Cm) 2 3 4 5 6 7 8
5 4
Linear Fit of Book1_B Linear Fit of LinearFit_Book1B B
3 2 0
10
Linear Regression for Book1_B: Y = A + B * X
20
30
40
50
60
waktu (det)
Parameter Value Error -----------------------------------------------------------A -20,14286 0,54398 B 9,71429 0,10102 -----------------------------------------------------------R SD N P -----------------------------------------------------------0,99973 0,53452 7 <0.0001 ------------------------------------------------------------
A Book2A
Percobaan 4 Gelembung 4
20 18 16 14
posisi (cm)
Percobaan 4 Posisi Waktu (Cm) (det) 1 0 2 8 3 18 4 28 5 37 6 45 7 54 8 65 9 73 10 80 11 90 12 99 13 108 14 117 15 127 16 136 17 146 18 152
12 10 8 6 4 2 0 -20
0
20
40
60
80
100
120
140
160
waktu (det)
Parameter Value Error ----------------------------------------------------------A 0.98935 0.04643 B 0.11077 5.1603E-4 ----------------------------------------------------
-------R SD N P -----------------------------------------------------------0.99983 0.10253 18 <0.0001
Data1B B Percobaan 5 Gelembung 5
10
8
Posisi (cm)
Percobaan 5 Posisi Waktu (Cm) (det) 2 0 3 4,5 4 15,1 5 25,9 6 37,6 7 48,8 8 59,8 9 70 10 82
6
4
2
0
20
40
60
80
Waktu (det)
Linear Regression for Data1_B: Y = A + B * X Parameter Value Error -----------------------------------------------------------A -4,38889 0,33505 B 1,85 0,02977 -----------------------------------------------------------R SD N P -----------------------------------------------------------0,99909 0,46119 9 <0.0001
Dari lima grafik yang diperoleh, dengan menggunakan tetes air dalam minyak setiap tetes memiliki keepatan rata-rata yang berbeda. Semakin kecil ukuran tetesan air semakin kecil laju rata-ratanya. Nilai laju rata-rata tiap tetesan relative konstan dengan orde 2 sampai 5 cm/det. Nilai ini cukup memadai untuk diamati siswa. Telah dilakukan uji coba pembelajaran menggunakan eksperimen ini secara berkelompok pada kegiatan lesson study di SMPN3 Karawang, diperoleh hasil sebagai berikut: 1. Siswa lebih tertarik dan tertantang dalam menjalani proses pembelajaran gerak ini.
2. Terjadi komunikasi antar siswa maupun siswa dengan guru lebih baik. 3. Eksperimen ini mampu memfasilitasi siswa untuk mengembangkan aneka ketrampilan proses siswa. 4. Bahan dan peralatan untuk kegiatan eksperimen cukup murah dan mudah disediakan disekitar lingkungan kita
Pembahasan Melalui eksperimen ini memang sudah mampu
memfasilitasi pengembangan
ketrampilan proses di kegiatan pembelajaran namun masih ditemukan beberapa kelemahan pada prakteknya. Beberapa kelemahan tersebut antara lain:
Siswa dituntut hati-hati dalam menggunakan jarum suntik dan tabung gelas ukur.
Percobaan ini menuntut latihan meneteskan air secara hati-hati, karena bila kurang terbiasa dan hati-hati tidak memperoleh gerak yang diinginkan.
Percobaan ini menuntut kemampuan prasarat ketrampilan menggunakan dan membaca alat ukur waktu dan panjang.
Eksperimen ini lebih cocok digunakan secara kelompok, karena menuntut kerjasama antara pengamat dengan pencatat data.
Kesimpulan Telah diujicoba percobaan gerak lurus beraturan yang memadai untuk pengamatan siswa. Percobaan ini mampu memfasilitasi ketrampilan proses siswa. Mampu melatihan kemampuan mengamati, mengukur, membuat grafik dan menanalisis grafik serta menyimpulkan.
Daftar Pustaka -----------------, Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan SMPN 3 Karawang, 2008 Sumar, dkk. Pedoman Lesson Study. Restick, Halliday, 2000, Fisika 1, Erlangga, Jakarta
