bangan software kimia interaktif dan analisis wacana materi
advertisement
PENGEMBANGAN SOFTWARE PEMBELAJARAN KIMIA INTERAKTIF PADA BAHAN KAJIAN STRUKTUR ATOM SKRIPSI Oleh: SAMSUL RIZAL NIM. ACC 102 001 UNIVERSITAS PALANGKARAYA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN PALANGKA RAYA 2006 2 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Perkembangan teknologi yang begitu pesat dan globalisasi yang terjadi di seluruh dunia dewasa ini memberikan angin segar bagi perkembangan pendidikan di Indonesia, sekaligus tuntutan bagi insan pendidikan di Indonesia untuk terus meningkatkan mutu pendidikan dalam rangka meningkatkan kualitas sumber daya manusia, sebagai kunci dari pembangunan untuk mengimbangi kemajuan yang terjadi agar dapat bertahan dalam persaingan global yang sangat ketat. Sejalan dengan hal itu, pengelola pendidikan dituntut untuk memperkaya wawasan pengetahuannya dan sistem pengajaran yang harus selalu disesuaikan dengan kemajuan teknologi guna mempermudah pemahaman peserta didik dalam proses belajar mengajar (PBM) di kelas. Pemerintah melalui pusat kurikulum Balitbang Depdiknas kemudian menyusun perangkat kurikulum 2004. Kurikulum 2004 dikembangkan untuk memberikan keterampilan keahlian bertahan hidup (life skills) dalam segala fenomena kehidupan. Sedangkan salah satu fungsi mata pelajaran kimia adalah untuk mengembangkan keterampilan proses siswa dan untuk mengetahui sejauhmana siswa dapat mencapai tujuan pembelajaran. Kenyataannya ilmu kimia masih kurang disenangi oleh sebagian besar siswa karena dianggap sulit dan membosankan. Alasan utama siswa merasa 3 kesulitan dalam bidang ini adalah keabstrakan ilmu kimia, hal ini tidak terlepas dari ciri khas ilmu kimia itu sendiri. Sastrawijaya (1988) mengatakan bahwa beberapa ciri khas kimia adalah bersifat abstrak dan merupakan suatu penyederhanaan dari yang sesungguhnya. Hal yang sama juga dikatakan oleh Nahum, dkk (2004) yang mengatakan bahwa struktur materi ilmu kimia merupakan pembahasan dunia makroskopis terhadap dunia mikroskopis. Alasan lain siswa merasa kesulitan dalam bidang kimia adalah penggunaan kata-kata yang tidak lazim setiap hari karena memiliki arti serta pengertian yang berbeda (Ben Zvi, dkk dalam Septihartadi, 2002). Permasalahan lain yang timbul dalam pembelajaran kimia adalah masalah waktu. Karena keterbatasan waktu, maka tujuan pembelajaran yang diharapkan tidak dapat diselesaikan secara maksimal. Untuk mengatasi permasalahan ini, guru kimia dituntut dapat mengajarkan ilmu kimia tersebut dengan metode yang tepat agar tujuan yang ingin dicapai dapat terselesaikan dengan sebaik-baiknya. Salah satunya yaitu dengan penggunaan media pengajaran. Dari hasil penelitian yang dilakukan oleh Edmund Faison (dalam Sudjana, 1989) tentang media pengajaran, menunjukkan bahwa penggunaan media dapat meningkatkan prestasi siswa dibandingkan dengan tanpa mempergunakan media pengajaran. Perkembangan ilmu dan teknologi dewasa ini telah memberikan tempat bagi komputer sebagai salah satu media pembantu manusia dalam mengerjakan berbagai hal, termasuk dalam bidang pendidikan. Hal yang turut mendorong digunakannya komputer sebagai media pengajaran adalah kemampuan dari 4 program komputer untuk memudahkan ilustrasi, visualisasi dan analogi terhadap materi yang abstrak. Menurut Setiadi dan Agus (2001) penggunaan program aplikasi komputer di Indonesia dalam kegiatan belajar tampaknya belum dikembangkan secara luas. Hal ini disebabkan oleh banyaknya hambatan dalam penggunaan aplikasi komputer tersebut di dalam pembelajaran. Kondisi sosial-ekonomi pada dasarnya dipandang sebagai hambatan yang sangat sulit diatasi. Kesiapan sekolah dan guru, ketersediaan perangkat lunak (software), kurangnya kemampuan guru dalam memproduksi program aplikasi merupakan faktor penghambat, disamping hambatan psikologis seperti adanya kekhawatiran akan pengaruh negatif penggunaan komputer dalam pendidikan. Berbagai program aplikasi pengajaran telah banyak diproduksi dan diperdagangkan di negara maju, namun untuk digunakan di Indonesia, pada produk tersebut masih dijumpai adanya beberapa kendala, sehingga tidak dapat digunakan secara langsung. Kendala tersebut antara lain, tidak cukup tersedia paket aplikasi yang diperdagangkan di Indonesia dan produk tersebut masih dijumpai adanya kendala, sehingga tidak dapat digunakan secara langsung. Kendala tersebut antara lain tidak sesuainya topik yang diajarkan guru, berbedanya sistem perangkat keras komputer yang tersedia, tidak sesuainya teori pendidikan atau strategi pembelajaran yang diterapkan, dan hal bahasan yang dipergunakan dalam software. Proses memproduksi program aplikasi komputer dalam pengajaran, bukan merupakan persoalan yang sederhana. Walaupun banyak programmer dengan 5 kemampuan yang tak perlu diragukan, namun untuk membuat program aplikasi pembelajaran diperlukan pengetahuan lain, terutama pemahaman aspek pedagogi dan aspek materi subjek, serta strategi instruksional yang diterapkan. Pengetahuan pedagogi, materi subjek, dan strategi instruksional, bagi guru bukanlah masalah, namun kemampuan pemrograman bagi sebagian besar guru merupakan masalah (Setiadi & Agus, 1997). Berdasarkan pada uraian di atas maka peneliti tertarik untuk mengembangkan software pembelajaran kimia interaktif pada bahan kajian struktur atom. Alasan utama peneliti sehingga tertarik untuk mengembangkan software pada bahan kajian struktur atom karena bahan kajian ini mendasari bahan kajian kimia selanjutnya seperti bahan kajian sistem periodik unsur dan ikatan kimia. Bahan kajian struktur atom banyak menjelaskan hal-hal yang abstrak dan percobaan-percobaan penemuan partikel penyusun atom yang menuntut banyak visualisasi untuk menjelaskannya sehingga mudah dipahami oleh siswa. Selain itu juga di dalam kurikulum, bahan kajian struktur atom diajarkan di kelas X semester 1 di awal pertemuan materi kimia SMA dan kelas XI semester 1. Sebagai bahan kajian yang diajarkan pertama kali di kelas X, maka pembelajaran ini diharapkan membuat siswa termotivasi dalam mempelajari bahan kajian kimia selanjutnya. Sehingga pengembangan software pembelajaran pada bahan kajian struktur atom sangat cocok untuk mengatasi permasalahan-permasalahan dalam pengajaran tersebut. 6 1.2 Rumusan Masalah Masalah yang diselidiki dalam penelitian ini adalah: Bagaimana mengembangkan software pembelajaran kimia interaktif pada bahan kajian Struktur Atom? Agar lebih memperjelas masalah-masalah dalam penelitian ini, maka dirumuskan masalah-masalah sebagai berikut: (1) Bagaimana pengelolaan bentuk penyajian materi struktur atom dalam software pembelajaran kimia interaktif agar memenuhi kriteria accesible dan teachable? (2) Bentuk presentasi apa saja yang diperlukan untuk mempermudah pemahaman siswa terhadap bahan kajian struktur atom? (3) Bagaimana bentuk software pembelajaran bahan kajian struktur atom? 1.3 Batasan Masalah Pengolahan software pembelajaran kimia interaktif ini hanya menghasilkan suatu software pembelajaran dengan uraian materi yang menggambarkan eksplanasi menurut kriteria accesible dan teachable yang kemudian divalidasi oleh pakar. Materi yang menjadi sumber kajian adalah topik Struktur Atom, baik untuk siswa kelas X maupun siswa kelas XI. 1.4 Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan program komputer agar dapat difungsikan sebagai media pembelajaran. Pemecahan masalah dengan 7 menggunakan model penerapan pedagogi materi subyek ke dalam strategi pembelajaran yang dapat membantu siswa dalam memahami konsep-konsep materi subyek. Dengan demikian penelitian ini diharapkan dapat menghasilkan program pembelajaran kimia dalam bentuk software pembelajaran kimia interaktif pada bahan kajian Struktur Atom di kelas X dan XI SMA dengan uraian materi yang menggambarkan eksplanasi pedagogi materi menurut kriteria teachable dan accesible. 1.5 Manfaat Penelitian Penelitian ini dapat digunakan sebagai rujukan untuk mengembangkan software pembelajaran kimia interaktif pada topik kimia lainnya. Pengembangan ini berupa pengelolaan bentuk penyajian materi subjek dalam software pembelajaran, pengelolaan presentasi yang diperlukan dan pengelolaan bentuk software pembelajaran agar mempermudah pemahaman siswa. Selain itu penelitian ini diharapkan berguna untuk memberikan kontribusi dan arahan mengenai komputer pendidikan secara umum dan mengenai software pembelajaran secara khusus bagi guru kimia dalam proses belajar mengajar sehingga dapat membantu siswa dalam memahami konsep, mengatasi kesulitan yang dialami siswa sehingga tidak terjadi kejenuhan, dan memberikan informasi dalam perencanaan pengajaran bagi guru khususnya dalam menentukan metode pengajaran yang akan disampaikan yang memenuhi pedagogi materi subyek. Manfaat dari software pembelajaran kimia interaktif yang dihasilkan diharapkan dapat memberikan bantuan kepada pihak-pihak yang terkait, 8 khususnya guru maupun siswa, dalam proses pembelajaran yang efektif dan efisien pada topik struktur atom. Bagi guru diharapkan dapat mempermudah penyampaian topik struktur atom menurut kriteria accesible, sehingga mampu meningkatkan pemahaman siswa. Bagi siswa, software ini dapat dipelajari secara mandiri sebagai pelengkap dalam mempelajari topik struktur atom dengan. 1.6 Penjelasan Istilah Kunci 1. Abstrak berarti tidak berwujud, tidak berbentuk atau sesuatu yang tidak dapat dijangkau oleh pancaindera (Kamus Lengkap Bahasa Indonesia, 2001) 2. Animasi adalah rentetan pertukaran gambar dengan cepat, sehingga memberikan kesan bahwa rentetan gambar tersebut adalah hidup (Large dalam Vermaat, 2004). 3. Eksplanasi adalah penjelasan akademis dalam menjelaskan hubungan antara argumentasi dan uraian-uraian (Inayah, 2004) 4. Interaktif adalah perilaku dalam melakukan komunikasi secara dua arah antara pengguna (user) dengan program (komputer) yang dapat dilakukan dengan mengklik menu, icon, bar atau scroll bar, grafik, animasi, simulasi, video, atau suara dengan leluasa (Septihartadi, 2002). 5. Kriteria accesible adalah kriteria yang menghendaki agar transformasi materi subyek mudah diakses dan dipahami oleh peserta didik (Septihartadi, 2002). 6. Kriteria teachable adalah kriteria yang menghendaki agar materi subjek yang dihasilkan mudah diajarkan oleh guru (Septihartadi, 2002). 9 7. Pedagogi adalah suatu usaha atau tindakan pengelolaan bahan ajar diantaranya melalui penyederhanaan suatu materi pelajaran agar sesuai dengan tahap kognitif siswa (Nurhati, 2004) 8. Pembelajaran adalah kegiatan belajar ditinjau dari sudut kegiatan siswa, berupa pengalaman siswa, yaitu kegiatan siswa yang direncanakan guru untuk dialami siswa selama kegiatan belajar mengajar (Septihartadi, 2002). 9. Proposisi adalah suatu kalimat yang merupakan pernyataan pengukuhan antara hubungan konsep dan dibedakan menurut tingkat abstraksinya. Proposisi dengan tingkat abstraksi tinggi dirujuk sebagai proposisi makro, sedangkan yang memiliki abstraksi rendah dirujuk sebagai proposisi mikro (Nurhati, 2004). 10. Software adalah perangkat lunak, berupa kumpulan perintah yang dituliskan dalam bahasa komputer dan disebut program komputer (Farid, 2003). 11. Struktur Eksplanasi adalah susunan materi subyek yang disampaikan dalam kegiatan belajar mengajar yang menampilkan atau merumuskan hubungan antar konsep (Nurhati, 2004). 12. Struktur Makro adalah struktur yang diturunkan melalui pemetaan preposisi menurut dimensi progresi dan dimensi elaborasi dari proposisi yang membentuk suatu wacana (Nurhati, 2004). 10 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Umum Proses Belajar Mengajar Seorang guru memiliki tanggung jawab untuk membawa para siswanya menuju pada satu taraf kematangan tertentu. Untuk mencapai hal ini, maka setiap rencana, tindakan, keputusan dan penilaian yang dilaksanakan oleh seorang guru harus bisa didudukkan dan dibenarkan dari sudut pelaksanaan tanggung jawab tersebut. Tanggung jawab tersebut diimplementasikan seorang guru dengan menyelenggarakan suatu proses pengajaran yang mampu menciptakan suasana belajar yang baik. Syarat-syarat agar proses belajar berjalan dengan baik (Septihartadi, 2002) diantaranya: Ada kemauan dari siswa untuk belajar Siswa merasa tertarik dengan materi yang disajikan. Siswa merasa tertarik dengan metode belajar yang dibawakan oleh guru Siswa harus mengalami kemajuan Siswa harus menghargai pelajaran yang disajikan Pengajar harus memperoleh kepuasan karenanya Membangun pengetahuan siswa terjadi melalui proses-proses kognitif, untuk itu seorang harus melakukan hal-hal yang dapat merangsang proses memperoleh pengetahuan para siswa. Tindakan yang sering kali dilakukan dalam 11 bentuk pengajaran konvensional seorang guru dalam menyampaikan pengetahuan adalah: a. Memberikan penjelasan tentang materi subyek b. Mengajukan pertanyaan c. Memberi umpan balik Proses belajar mengajar merupakan suatu proses yang diantaranya mengandung serangkaian perbuatan guru dan siswa atas dasar hubungan timbal balik yang berlangsung dalam situasi edukatif untuk mencapai tujuan tertentu. Interaksi atau hubungan timbal balik antara guru dan siswa itu merupakan syarat yang utama bagi berlangsungnya proses belajar mengajar (Usman dalam Septihartadi, 2002). Keberhasilan pendidikan formal ditentukan oleh keberhasilan pelaksanaan kegiatan belajar yakni keterpaduan antara kegiatan guru dengan kegiatan siswa, serta tidak terlepas dari keseluruhan sistem pendidikan. Hal ini menghendaki guru untuk mengusahakan suatu lingkungan yang optimal untuk belajar dan mengatur urutan proses pembelajaran. Menurut Siregar (dalam Septihartadi, 2002) mengajar merupakan suatu kegiatan yang rumit karena menuntut pengintegrasian sejumlah pandangan teoritik dari berbagai disiplin ilmu. Hal ini masih dipersulit dengan adanya perbedaan pandangan terhadap tuntutan pengintegrasian tersebut. Terdapat pandangan yang mendefinisikan mengajar sebagai suatu fungsi mengelola dan fungsi logika. 12 2.2 Media Pembelajaran Secara umum istilah media dapat diartikan sebagai saluran yang digunakan untuk menyampaikan pesan atau informasi. Secara khusus media diartikan sebagai sarana (prasarana) yang membantu proses pendidikan, sehingga tujuan pendidikan dapat berhasil dengan baik (Arsyad, 2002). Sedangkan media pendidikan adalah alat, metode dan teknik yang dipergunakan dalam rangka meningkatkan efektivitas komunikasi dan interaksi edukatif antara guru dan siswa dalam proses pendidikan dan pengajaran di sekolah (Roestiyah, 1989). Sedangkan menurut Hamalik (dalam Primayuni, 2004) Media Pendidikan adalah alat, metode dan teknik yang digunakan dalam rangka lebih mengaktifkan komunikasi dan interaksi guru dan siswa dalam proses pendidikan dan pengajaran di sekolah. Menurut Miarso (dalam Primayuni, 2004) Sebagai bagian dari sistem pembelajaran, media mempunyai nilai-nilai praktis berupa kemampuan atau keterampilan untuk: a. Membuat konkrit konsep yang abstrak b. Membawa objek yang berbahaya atau sukar didapat dalam lingkungan belajar. c. Menampilkan objek yang terlalu besar d. Menampilkan objek yang tak dapat diamati dengan mata telanjang e. Mengamati gerakan yang terlalu cepat f. Memungkinkan siswa berinteraksi langsung dengan lingkungan g. Membangkitkan motivasi belajar h. Memberi kesan perhatian individual untuk seluruh anggota kelompok belajar. 13 i. Menyajikan pesan atau informasi belajar secara serempak, mengatasi batasan waktu maupun ruang j. Mengontrol arah maupun kecepatan belajar siswa 2.3 Komputer Sebagai Media Pembelajaran Pada mulanya penggunaan komputer di lembaga penelitian seperti laboratorium adalah untuk mengajar tentang cara memahami komputer dan memprogram dengan komputer. Selama tahun 1970-an penggunaan komputer meluas, sehingga pada era industrialisasi seperti sekarang amatlah sulit bagi sekolah menengah dan universitas jika tidak memiliki komputer atau memasukkan komputer programming ke dalam kurikulumnya (Melda, 2002). Komputer telah mulai diterapkan dalam bidang pendidikan semenjak awal perkembangannya. Walaupun hanya bersifat admisnistratif yaitu berupa pembuatan aplikasi database dan komputerisasi, namun dalam bentuk awal tersebut sudah mulai memasuki aspek pendidikan yang manual dan modul kerja sampai pada bentuk simulasi sederhana dalam suatu proses misalnya dalam kegiatan industri, penelitian, dan administrasi. Berkembangnya hardware komputer dalam 2 dekade terakhir dan mainframe yang mahal sampai komputer dalam bentuk sekarang yang kemampuannya secara bertahap telah meningkat drastis, memungkinkan penggunaan komputer dalam pendidikan pada berbagai bentuknya, seperti yang paling akhir ini, pendidikan jarak jauh lewat internet dan software pengajaran berbagai bidang studi dalam bentuk CD-software multimedia yang memuat animasi, film, gambar, musik dan suara yang interaktif. 14 Kegiatan pengajaran dengan bantuan komputer atau Computer-Based Instruction (CBI) merupakan suatu sistem pengajaran yang memanfaatkan komputer sebagai bagian dari kegiatan pengajaran. Beberapa istilah lainnya yang berhubungan dan masih dalam lingkup CBI dengan penekanan pada aspek tertentu (Septihartadi, 2002) antara lain adalah: Intelligent Tutoring System (ITS), suatu sistem tutorial yang menggunakan komputer dengan memasukkan aspek kendali belajar siswa Computer Assisted Instruction (CAI), pengajaran dengan bantuan komputer dengan penekanan pada instruksi-instruksi yang harus dijalankan siswa. Computer Assisted Learning (CAL), belajar melalui bantuan komputer dengan penekanan pada prinsip-prinsip siswa sebagai pembelajar. Computer Assisted Personalized Assigment (CAPA), paket tugas perseorangan dengan bantuan komputer. Hasil-hasil penelitian yang ditemukan dalam berbagai jurnal pendidikan menunjukkan bahwa keterlibatan komputer dalam kegiatan pengajaran pada berbagai bidang sains berpengaruh positif terhadap peningkatan kemampuan siswa (Morissey, et al, 1995; Whitney, et al, 1994; Spain dan Allen, 1990; Agus, 1998 dalam Septihartadi, 2002). Walaupun demikian terdapat beberapa perbedaan dalam hasil yang diperoleh antara penggunaan paket aplikasi komputer sebagai kegiatan pilihan dengan paket software aplikasi yang disyaratkan (Agus dalam Septihartadi, 2002). Dalam kegiatan yang melibatkan paket aplikasi komputer sebagai pilihan, materi yang terkandung dalam paket, mungkin tidak memenuhi tujuan instruksional tertentu. 15 Pengajaran dengan bantuan komputer dikembangkan dari model belajar terprogram (Programmed Instruction) yang berlandaskan pada konsep perilaku/ behavior (Agus dalam Septihartadi, 2002). Belajar terprogram ini merupakan istilah umum pada sistem belajar yang berbeda untuk tingkat-tingkat berbeda pula. Penekanannya terletak pada perlunya respon dengan tujuan untuk pembentukan hasil belajar melalui kontrol dari feedback atau reinforcement (pemberian support yang akan berpengaruh pada psikologis siswa) (Setiadi dan Agus, 2001). Menurut Setiadi dan Agus (2001) Belajar terprogram memiliki beberapa keuntungan, antara lain: 1. Siswa harus memberi perhatian penuh, bahwa jika program akan dilanjutkan, jawaban harus diberikan terlebih dahulu. Dengan demikian mereka harus sepenuhnya berkonsentrasi dan berpartisipasi aktif dalam proses belajat mengajar. 2. Setiap siswa dapat melakukan kegiatan belajar dengan kecepatan sesuai dengan kemampuannya masing-masing. 3. Reinforcement (dari Skiner), dan feedback (dari Bruner), dapat diperoleh langsung. Tidak diperlukan waktu untuk menunggu antara respon dan hasilnya. 4. Belajar berada dalam situasi yang menunjang reinforcement positif. 5. Mesin belajar dapat diset secara otomatis untuk mencatat kesalahan sehingga informasi ini dapat digunakan sebagai bahan diskusi kelak dengan siswa. 16 Diskusi atau tatap muka antara siswa dengan guru ini sangat penting, terutama untuk menghindari miskonsepsi. Menurut Setiadi dan Agus (2001) hal-hal yang dipandang kurang menguntungkan dari belajar terprogram adalah: 1. Jika ditulis dalam buku, untuk pengembangan suatu konsep diperlukan halaman lebih tebal. Dengan media komputer, hal ini dapat diatasi 2. Menuntut persiapan lebih banyak dalam mengontrol tingkat kesukaran antara frame (bagian terkecil dari suatu materi) yang satu dengan frame berikutnya. 3. Kecenderungan membawa siswa pada sikap individualisme Dengan demikian, faktor dasar dalam menyusun program instruksional yang baik adalah memperhatikan lingkup dan urutan program, model presentasi, urutan penyajian frame, tingkat kesukaran antarframe, dan asumsi yang harus dibuat mengenai pengetahuan awal siswa, motivasi, dan kapasitas mereka untuk bekerja secara mandiri. Program yang baik adalah yang sesuai dengan kondisi siswa (tidak terlalu mudah atau terlalu sulit), terbagi dalam segmen-segmen yang dapat dikuasai dalam waktu singkat, berurutan secara logis, ditulis dalam bahasa yang dapat diikuti oleh siswa dan disukainya, disiapkan sebagai suatu paket lengkap dan siap untuk digunakan siswa. Faktor-faktor tersebut pada akhirnya, lebih bersifat sebagai psikologi instruksional daripada psikologi belajar, dan dalam pengembangan interaksi, lebih memperhatikan stimulus kognitif daripada kontrol perilaku. 17 2.4 Dasar Pengembangan Program Pembelajaran Dalam pemrograman komputer, peranan analisis wacana diwujudkan melalui analisis tindakan pedagogi yang diterapkan terhadap aspek substantif pada berbagai tingkatan (makro dan mikro) untuk merekonstruksi aspek sintaktikal. Selanjutnya tindakan ini ditransformasi ke dalam operasi logika (Siregar, dkk dalam Septihartadi, 2002). Mengingat sebuah program aplikasi komputer bukan merupakan segalagalanya melainkan tidak lebih dari sebuah media cetak dalam bentuk yang khusus, maka perlu disadari bahwa implementasi pedagogi materi subyek ke dalam program komputer menuntut analisis cermat mengenai materi subyek agar program yang dihasilkan sesuai dengan karakter dari materi subyek yang diimplementasikan. Hal ini penting, terutama untuk aspek eksperimen yang memerlukan kegiatan kerja di laboratorium. Paling tidak, ada keterampilan intelektual yang sangat diperlukan dalam suatu kegiatan laboratorium, misalnya suatu analisis terhadap data atau pengubahan variabel tertentu dari topik yang dipelajari, atau sebagai manipulasi laboratorium yang dilakukan karena tidak dimilikinya suatu instrumen yang mahal, rumitnya mekanisme suatu instrumen atau mahalnya bahan kimia yang harus digunakan, atau manipulasi suatu proses yang berbahaya jika dikerjakan langsung oleh siswa. Menurut Agus (dalam Septihartadi, 2002) keefektifan program aplikasi sebagai alat instruksional, bergantung pada tiga hal, yaitu: 1. Kemampuan Programmer 2. Penelitian kuantitatif dalam menguji program (software) 18 3. Kesediaan pengajar dalam memanfaatkan komputer dalam pengajaran 2.5 Kriteria Teachable dan Accesible dalam Penerapan Pedagogi Materi Subyek Untuk menjaga teori dan hukum tetap berfungsi sebagai eksplanasi, komponennya harus mengikuti struktur kognitif ahli. Melihat konteks perkembangan ilmunya yang sudah berkembang, struktur kognitif ahli dapat dirujuk sebagai struktur formal. Transformasi struktur ini kedalam eksplanasi pedagogi tidak membawa resiko menurunnya ketepatan akibat dikeluarkannya informasi nonesensial dari struktur tersebut. Kriteria transformasi ini harus memenuhi kriteria accesible dan kriteria teachable. Dalam penenrapan pedagogi materi subyek, kriteria ini berfungsi menjaga ketepatan materi subyek dengan struktur kognitif pakar. Suatu penjelasan atau eksplanasi perlu disederhanakan agar memenuhi kriteria accesible berdasarkan kajian psikologi kognitif dan latar belakang pengalaman peserta didik. Kriteria accesible adalah kriteria bahwa eksplanasi harus mudah dijangkau oleh siswa. Menurut Siregar (dalam Septihartadi, 2002) Kriteria ini terpenuhi apabila pada transformasi materi subyek bagi peserta didik dapat: - Dimengerti sebagai suatu prosedur (intelligible) - Dimengerti karena berhubungan dengan pengalaman (plausible) - Dimengerti karena dapat digunakan untuk memecahkan masalah (fruitful) Kriteria teachable atau kriteria mudah diajarkan oleh guru maksudnya merujuk pada materi subyek yang memungkinkan penerapan tugas memanipulasi 19 oleh guru terhadap materi subyek agar sesuai dengan ranah kognitif siswa. Untuk menyesuaikan materi subyek agar mudah diajarkan guru sehingga menyentuh ranah kognitif siswa, maka materi subyek harus sesuai dengan kurikulum. 2.6 Animasi dan Penggunaanya dalam Pengajaran Kimia. Menurut Large (dalam Vermaat, 2004) Animasi adalah rentetan pertukaran gambar dengan cepat, sehingga memberikan kesan bahwa rentetan gambar tersebut adalah hidup. Sebuah animasi yang baik memiliki pertukaran gambar diatas 15 gambar perdetik sehingga memberikan pergerakan yang baik pada animasi tersebut. Menurut Mayer dan Moreno (dalam Vermaat, 2004) pada pembuatan animasi ada tiga hal yang harus diperhatikan agar menghasilkan animasi yang baik yaitu dari gambar-gambarnya, tampilan geraknya, dan simulasinya. Gambargambar diperlukan sebagai bahan dasar bagi sebuah animasi, gambar yang baik menghasilkan animasi yang baik pula, sedangkan gambar yang kurang baik akan menghasilkan animasi yang kurang baik pula. Gambar-gambar ini dikenal dengan istilah frame. Agar sebuah animasi memiliki tampilan yang nyata diperlukan pengaturan terhadap frame-framenya. Pengaturan ini meliputi pengaturan waktu dan pengaturan transisi antarframe. Hal yang ketiga yang perlu diperhatikan adalah bagaimana mensimulasikan animasi yang telah dibuat. Simulasi animasi ini pada umumnya dilakukan dengan 3 cara yaitu animasi berulang dengan menggunakan animasi gif, animasi plug-in dengan menggunakan Java Applet, Flash dan yang lainnya dan simulasi yang ketiga adalah berupa video. 20 Selain itu antara teks dan animasi ada unsur saling melengkapi, tanpa adanya komponen itu animasi akan mempersulit siswa dalam memahami pengajaran yang dilakukan (Vermaat, 2004). Atau dengan kata lain animasi yang tidak diperjelas dengan teks akan mempersulit siswa untuk memahami tujuan pembelajaran pada materi yang diajarkan. Animasi memberikan efek yang penting dalam pengajaran. Weiss, Knowlton, dan Morrison (dalam Vermaat, 2004) menyebutkan bahwa animasi dapat menyebabkan ketertarikan siswa, memberikan motivasi kepada siswa, dan memberikan stimulus visual pada suatu topik yang diajarkan. Selain itu animasi merupakan informasi tambahan dan menjelaskan pengetahuan yang kompleks atau fenomena kompleks. Williamson dan Abraham (dalam Vermaat, 2004) menemukan bahwa siswanya yang menggunakan animasi molekul memiliki skor yang lebih tinggi dibandingkan siswa yang tidak menggunakan animasi atau hanya menggunakan gambar saja dengan struktur yang sama. 2.7 Tinjauan Rekayasa Algoritmis Keinteraktifan Suatu Media Pembelajaran Komputer Dalam kegiatan instruksional berbasis komputer, terdapat berbagai faktor yang mempengaruhi efektifitas program instruksional diantaranya, yaitu : desain tampilan, penggunaan komponen grafis dan teks yang baik, dan strategi pengujian efektif. Salah satu hal yang sangat penting dalam program instruksional berbasis komputer adalah interaktifitas, yaitu komunikasi dua arah yang berlangsung antara media instruksional (komputer) dan pembelajar. Dalam hal ini, materi yang disajikan di dalam program dapat merespon dengan cara tertentu dan dapat 21 menyesuaikan dengan respon pembelajar. Berkaitan dengan komponen-komponen interaktif, Borsook dan Higginbotham-Wheat (dalam Septihartadi, 2002) menguraikan sejumlah kunci interaktifitas yang efektif yang diterapkan dalam program instruksionalnya yaitu: Kesegeraan respon, dimana pembelajar dapat mengulangi informasi yang diperlukan tanpa jeda. Akses tak berurutan terhadap informasi, dimana materi program responsif sebagaimana diperlukan terhadap kebutuhan pengguna Penyesuaian (adaptability), dimana komunikasi didasarkan pada kebutuhan atau permintaan pengguna Komunikasi dua arah, yaitu baik pengguna/pembelajar maupun program komputer saling memberikan informasi Ukuran ganjalan (lamanya waktu respon-respon pengguna), dimana pembelajar dapat sesering mungkin menyela presentasi materi atau memulia suatu tindakan. Interaktifitas di dalam proses pembelajaran dapat juga didefinisikan baik sebagai reaktif maupun proaktif, berdasarkan pada tujuan dari interaksi dalam suatu pembelajaran yang spesifik. Strategi reaktif, sebagai contoh, mengarah pada respon-respon yang relatif sederhana dari pembelajar seperti menekan tombol untuk melanjutkan program atau pilihan menu sederhana yang tidak membutuhkan penggalian hipotesis atau pemahaman materi. Strategi proaktif, sebaliknya didasarkan pada pendekatan konstruktivisme dalam belajar mengajar dan melibatkan pembelajar sebagai pemberi keputusan dalam pembelajaran yang 22 mereka lakukan melalui kegiatan yang dimulai dan di monitor sendiri. Selain itu, kedua strategi ini dapat dikombinasikan ke dalam suatu model interaksi dimana kedua strategi tersebut digabungkan menjadi suatu sistem pembelajaran yang memberikan kepada pembelajar suatu pengalaman belajar pribadi yang meliputi aspek-aspek menguntungkan dari perspektif keduanya. 2.8 Analisis Konsep dan Pedagogi Materi Subyek dalam Pengembangan Software Pembelajaran. Untuk mengembangkan konsep-konsep dalam suatu software pembelajaran diperlukan analisis konsep (Herron dalam Andawati, 2004). Konsep-konsep tersebut lebih dahulu meliputi label konsep dan attribut konsep (Attribut kritis dan variabel) dan hirarki konsep. Label konsep didefinisikan sebagai sesuatu dengan tingkat pencapaian konsep yang diharapkan dari siswa. Attribut kritis merupakan ciri-ciri utama konsep yang merupakan penjabaran definisi konsep. Attribut variabel menunjukkan ciri konsep yang nilainya bisa berubah, namun besaran dan satuannya tetap. Hirarki konsep menyatakan hubungan suatu konsep dengan konsep yang lain berdasarkan tingkatannya. Selain itu karakteristik yang dapat digunakan untuk pendekatan pembelajaran adalah jenis konsep. Herron (dalam Andawati, 2004) mengembangkan jenis-jenis konsep yaitu : a. Konsep konkrit yaitu konsep yang dapat dilihat misalnya gelas kimia, air b. Konsep Abstrak yaitu konsep yang contohnya tidak dapat dilihat misal atom, molekul, proton. 23 c. Konsep dengan atribut kritis yang abstrak tetapi contohnya dapat dilihat misal unsur dan senyawa d. Konsep berdasarkan suatu prinsip misal konsep mol e. Konsep yang melibatkan penggambaran simbol contohnya rumus kimia f. Konsep yang menyatakan proses contohnya destilasi Suatu konsep tidak dapat berdiri sendiri tetapi saling menunjang membentuk prinsip yang selanjutnya akan membentuk teori. Dengan menggunakan analisis konsep dapat mengarahkan guru untuk memilih strategi dalam mengajarkan konsep yang bersangkutan. Selain itu untuk mengembangkan software pembelajaran perlu dilakukan analisi pedagogi materi subyek. Bagi peserta didik, suatu eksplanasi perlu disederhanakan agar memenuhi kriteria accesible berdasarkan kajian psikologi kognitif dan latar belakang pengalaman peserta didik. Untuk menjaga teori dan hukum tetap berfungsi sebagai eksplanasi, komponen materi harus selalu mengikuti struktur kognitif ahli. Melihat konteks perkembangan ilmunya sudah berkembanga, struktur kognitif ahli dirujuk sebagai struktur formal. Transformasi struktur ini kedalam eksplanasi pedagogi tidak membawa resiko menurunnya ketepatan akibat dikeluarkannya informasi nonesensial dari struktur tersebut. Kriteria transformasi menurut kriteria teachable (mudah diajarkan oleh guru) dan accesible (mudah dijangkau siswa) dalam hal ini juga berfungsi menjaga ketepatan dengan jalan yang ditempuh dalam penelitianini dengan menggunakan peta konsep yang telah divalidasi oleh pakar. 24 Dalam pandangan pedagogi materi subyek, strategi instruksional harus dikembangkan dari materi subyek itu sendiri, karena materi subyek yang disajikan dalam buku teks dan lembar siswa merupakan produk akhir yang disiapkan untuk kepentingan pengajaran ilmu kepada siswa. Selanjutnya pedagogi materi subyek memandang bahwa fungsi belajar-mengajar merupakan interaksi kognitif antara pengajar, pembelajar dan materi subyek yang dipelajari di dalam ekologi kognitif. 2.9 Model Representasi Teks Materi pelajaran bisa disampaikan kepada siswa tanpa harus guru yang menyampaikan, akan tetapi suatu rekaman video yang berisi suatu pokok bahasan telah siap dipertontonkan kepada siswa. Materi pelajaran tersebut dibuat dengan kajian materi yang lebih terstruktur, yang dilengkapi dengan contoh, aplikasi dan animasi yang lebih Audio-Visual. Hal ini diharapkan dapat menarik perhatian siswa dalam proses belajar mengajar di kelas, sehingga mereka bisa belajar lebih bermakna. Pengembangan software pembelajaran kimia ini didasarkan pada model representasi teks yang digunakan sebagai kerangka dasar analisis suatu teks. Fungsi model dalam menjaga kejelasan antar hubungan unit-unit teks dan ketepatan struktur materi subyek ilmu yang diwakilinya pada berbagai tingkat (Agus dalam Septihartadi, 2002). Proposisi makro disusun dalam suatu struktur makro yang menunjukkan hubungan proposisi makro di dalam suatu keterpaduan progresi dan elaborasi. 25 Model struktur diberikan pada gambar 2.1. Kriteria kejelasan antar hubungan unit-unit dicapai melalui pertahapan wacana dalam dimensi progresi, sedangkan kriteria ketepatan materi struktur materi subyek dari ilmu yang diwakilinya pada berbagai tingkat melalui fungsi elaborasi materi subyek dalam dimensi elaborasi. Dimensi progresi dialurkan dari atas ke bawah. Semakin kebawah tingkat abstraksinya semakin rendah (mendekati konkret). Sedangkan dimensi elaborasi mengikuti alur dari kiri ke kanan untuk memungkinkan keutuhan hubungan hierarki antar unit-unit dalam materi subyek. Untuk setiap dimensi berlaku ketentuan : proposisi yang ditempatkan lebih belakang mempunyai hubungan subordinat terhadap proposisi yang ditempatkan lebih awal. Untuk dimensi elaborasi jika hubungan tersebut merupakan subordinat, maka sekuensial berdasarkan waktu atau ruang, preposisi tersebut ditempatkan berdampingan (hubungan koordinat). Untuk dimensi progresi, hubungan koordinat berlaku jika proposisi merupakan rujukan bagi proposisi yang mendahuluinya. Pada Gambar 2.1 terdapat model representasi teks menurut dimensi progresi dan elaborasi. Dimensi progresi mengendalikan pengembangan teks secara makro, dinyatakan oleh P-I sampai P-IV. P-I dan P-IV merupakan progresi linier karena berada pada tingkat yang sama dengan topik. Pada dimensi progresi menjelaskan langkah-langkah pengendalian umum sebagai proses pengembangan wacana yang lebih menyeluruh terlepas dari struktur materi subyek, serta fasilitas untuk menerapkan fungsi pedagogi dan materi subyek merupakan pengendalian materi subyek secara makro. 26 ELABORASI TOPIK P -I S-1 PROGRESI P -II S-2 S-3 S-4 P -III S-5 S-7 S-6 S-9 S-8 P -IV S-10 S-12 S-11 (Siregar dalam Septihartadi, 2002) Gambar 2.1 Model Struktur Makro Menurut Siregar (dalam Septihartadi, 2002) proposisi merupakan pernyataan pengukuhan dibedakan menurut tingkat abstraksinya. Proposisi dengan tingkat abstraksi tinggi dinyatakan dalam kotak tebal dan dirujuk sebagai proposisi makro, tingkat abstraksi rendah dinyatakan dalam kotak biasa dan 27 dirujuk sebagai proposisi mikro. Baik proposisi makro (P) maupun mikro (S) masih dapat diuraikan kedalam beberapa proposisi bawahan. Penguraian ini ditunjukkan oleh P-II dan P-III terhadap P-I dan S-3 terhadap S-2. Dari Gambar 2.1 tersebut, proposisi makro utama ditunjukkan oleh P-I dan P-IV, sedangkan P-II dan P-III adalah makro bawahan. Begitu pula dengan struktur mikro, struktur mikro utama ditunjukkan oleh S-1, S-2, S-4, S-5, S-7, S-9, S=10, dan S-12, sedangkan mikro bawahan ditunjukkan oleh S-3, S-6, S-8, S-11 2.10 Struktur Atom Struktur Atom adalah salah satu konsep yang penting dalam kimia, karena merupakan dasar dari konsep kimia lainnya seperti Sistem Periodik Unsur, dan Ikatan Kimia. Di dalam pengajarannya di sekolah konsep Struktur Atom diajarkan di kelas X dan kelas XI. Konsep Struktur Atom di kelas X di titik beratkan secara umum pada topik perkembangan model atom (Dalton, Thomson, Rutherford dan Niels Bohr) dan konfigurasi elektron perkulit. Sedangkan materi di kelas XI konsep Struktur Atom yang diajarkan adalah Model Atom mekanika Kuantum dan Konfigurasi elektron. Dalam pengajarannya di SMA, Standar Kompetensi yang diharapkan pada pokok bahasan ini adalah “Mendeskripsikan struktur atom dan hubungannya dengan sistem periodik dan ikatan kimia serta sifat senyawa yang terbentuk”. 2.10.1 Perkembangan Model Atom 2.10.1.1 Model Atom Dalton Dalton seorang guru ilmuwan Inggris tahun 1803 mengajukan beberapa postulat tentang atom, yaitu materi terdiri atas partikel terkecil yang disebut atom, Atom suatu unsur bersifat seragam, atom-atom unsur yang berbeda dapat 28 saling bergabung dengan perbandingan bilangan bulat yang sederhana untuk membentuk senyawa, dan reaksi kimia hanyalah berupa pemisahan, penggabungan atau penyusunan ulang atom-atom. Anggapan dalam teori atom Dalton bahwa atom adalah partikel terkecil materi, mempunyai kelemahan yaitu tidak dapat menjelaskan mengapa zat-zat ada yang dapat menghantarkan arus listrik dan tidak dapat menjelaskan secara memuaskan tentang pembentukan molekul dari atom-atomnya. 2.10.1.2 Penemuan Elektron Keberadaan dan sifat-sifat elektron diketahui berdasarkan percobaan sinar katoda oleh sir William Crookes tahun 1875 menggunakan tabung sinar katoda. Dari percobaannya, Crookes mendapatkan sifat-sifat sinar katoda, yaitu : - Sinar ini dibelokkan mendekati kutub positif medan listrik (berarti sinar katoda bermuatan negatif) - Sinar katoda memiliki sifat massa karena dapat memutar baling-baling yang dipasang pada jalannya berkas sinar katoda. - Jika bahan untuk katoda digantikan logam-logam lain hasilnya tetap sama, hal ini membuktikan bahwa sinar ini terdapat pada setiap materi. Stoney memberi nama sinar ini elektron. Tahun 1897 J.J Thomson melakukan percobaan dengan menggunakan tabung sinar katoda dan ia menemukan nisbah perbandingan muatan dan massa elektron yaitu 1,76 x 108 C/g. Pada tahun 1908 R.A Millikan berhasil menentukan harga muatan elektron melalui percobaan tetes minyak. Millikan memperoleh nilai dari muatan elektron adalah 1,6 x 10-19 C. Sehingga dapat ditentukan massa elektron, yaitu 9,11 x 10-28 gram. 29 2.10.1.3 Penemuan Proton Tahun 1886 Goldstein melakukan percobaan dengan tabung sinar terusan dimana katodanya diberi lubang. Setelah dihubungkan dengan sumber arus listrik searah bertegangan tinggi, di bagian belakang katoda terbentuk seberkas sinar, oleh Goldstein dinamakan sinar terusan atau sinar positif. Sinar ini memiliki muatan kelipatan dari + 1,6 x 10-19C yang kemudian sinar positif ini pada jaman Rutherford dinamai Proton dan diketahui massanya yaitu 1,673 x 10-24gram. 2.10.1.4 Model Atom Thomson Berdasarkan penemuan elektron dan proton, Thomson mengemukakan model atomnya yang dikenal dengan plum pudding. Atom dipandang terdiri atas sejumlah elektron yang terbenam dalam cairan seperti jeli yang bermuatan positif. Dengan model “plum pudding” Thomson mengajukan bahwa setiap atom memiliki elektron sejumlah bilangan bulat Z yang muatan nya sama dengan muatan positifnya jeli, sehingga atom berbentuk netral. 2.10.1.5 Gejala Keradioaktifan Tahun 1896, Antoine Henri Becquerel dari Perancis menemukan bahwa unsur Uranium dan senyawa-senyawa secara spontan memancarkan partikelpartikel. Partikel yang dipancarkan itu ada yang bermuatan listrik dan memiliki sifat yang sama dengan sinar katoda atau elektron. Unsur-unsur yang memancarkan sinar itu disebut unsur radioaktif, dan sinar yang dipancarkan juga dinamai sinar radioaktif. Ada tiga macam sinar radioaktif, yaitu: 1. Sinar Alpha, yang bermuatan positif 2. Sinar Beta, yang bermuatan negatif 3. Sinar Gamma, yang tidak bermuatan 30 2.10.1.6 Percobaan Rutherford dan Teori Atom Rutherford Setelah penemuan gejala radioaktif, pada tahun 1910 Ernest Rutherford dan anggota kelompok penelitiannya melakukan percobaan penembakan lempeng tipis logam dengan partikel α. Lempeng emas ditipiskan hingga 0,00004 cm. Ternyata sebagian besar partikel α diteruskan tanpa pembelokan atau dengan penyimpangan yang amat kecil, dan sebagian yang amat kecil dibelokkan, dan bahkan dipantulkan balik. Berdasarkan eksperimennya, Rutherford menyimpulkan bahwa bagian terbesar dari atom adalah ruang kosong dan di dalam atom ada suatu bagian yang memiliki kerapatan sangat kecil, bermuatan positif, dan menempati ruang sangat kecil yang disebut inti atom. Teori ini bertentangan dengan teori Maxwell menurut teori ini suatu partikel bermuatan listrik yang bergerak dengan kecepatan tertentu, maka partikel-partikel tersebut akan meradiasi energi. Elektron yang bergerak di sekeliling inti akan kehilangan energi terus menerus karena radiasi, sehingga elektron akan jatuh ke inti. Selain itu teori ini gagal untuk menjelaskan mengapa inti helium memiliki massa dua kali lebih besar dari massa proton, tetapi Rutherford meramal adanya partikel yang lain pada inti atom. 2.10.1.7 Penemuan Neutron Partikel yang telah diramalkan oleh Rutherford kemudian dibuktikan oleh James Chadwick tahun 1932 ketika ia menembaki inti atom Berilium dengan partikel α dan menemukan radiasi partikel yang berdaya tembus tinggi. Radiasi 31 partikel ini tidak dibelokkan baik oleh medan magnet maupun medan listrik. Karena sifat inilah partikel ini kemudian dinamakan neutron. 2.10.1.8 Gelombang Elektromagnet Tahun 1865, James Clark Maxwell menyatakan bahwa cahaya adalah gelombang yang mempunyai komponen medan listrik dan medan magnet, yang disebut gelombang elektromagnet. Cahaya, atau biasa disebut cahaya tampak, merupakan sebagian saja dari gelombang ini, dengan panjang gelombang antara 400nm hingga 700nm. Panjang gelombang elektromagnet bisa amat kecil hingga 10-5nm (termasuk sinar kosmik), dan bisa pula mencapai 40m (daerah gelombang radio). Laju semua gelombang elektromagnet di udara atau dalam ruang hampa sama dengan laju cahaya, yaitu sekitar 3x108m/det. Seperti gelombang pada umumnya, hubungan antara laju cahaya, panjang gelombang dan frekuensi ditunjukkan dengan persamaan c = / dimana c = laju cahaya, = panjang gelombang (m) dan = frekuensi gelombang (Hz atau s-1). 2.10.1.9 Foton dan Spektrum Atom Menurut Max Planck dan Albert Einstein, cahaya atau gelombang elektromagnet secara umum terdiri dari paket-paket energi terkecil yang disebut foton. Energi setiap foton dirumuskan dengan : E=h dengan h adalah tetapan Planck yang nilainya 6,6 x10-34 Js, dan adalah frekuensi gelombang elektromagnet. 32 Spektrum atom ada 2 jenis yaitu spektrum diskrit dan spektrum kontinyu. spektrum kontinyu memiliki hampir semua panjang gelombang, sedangkan spektrum diskrit hanya pada wilayah gelombang tertentu. 2.10.1.10 Postulat Niels Bohr Berdasarkan teori mekanika kuantum (Planck) dan spektrum atom hidrogen maka Bohr mengajukan beberapa postulatnya tentang atom, yaitu : - Elektron bergerak mengelilingi inti atom dengan lintasan atau orbit yang berbentuk lingkaran. Lintasan yang diperbolehkan adalah lintasan dengan tingkat energi tertentu (lintasan kuantum) - Tiap lintasan ditandai dengan bilangan kuantum n. Dimana Kulit dekat inti dengan n=1 dan Kulit K. - Elektron yang bergerak pada lintasan tertentu tidak akan meradiasikan atau menyerap energi, yang disebut keadaan stasioner. - Bila elektron berpindah pada lintasan dengan tingkat energi E1 ke tingkat E2 maka akan terjadi radiasi energi sebesar E1-E2=h, dimana h=tetapan Planck =frekuensi radiasi. Jika E1<E2 maka elektron akan mengabsorpsi energi sebesar E1-E2 = h Perpindahan elektron ini akan menimbulkan penyerapan energi dan pelepasan energi. Penyerapan energi ini disebut spektrum absorpsi, pelepasan energi ini disebut spektrum emisi berupa emisi warna. Kelemahan dari teori ini adalah tidak dapat menjelaskan spektrum atom yang dikenai medan magnet yang dikenal dengan efek Zeeman. Sommerfeld pakar Jerman menyarankan selain orbit berbentuk lingkaran juga ada orbit berbentuk ellips. Hasilnya efek Zeeman dapat 33 dijelaskan dengan model ini, namun kelemahan model Sommerfeld-Bohr adalah tidak dapat menjelaskan tentang spektrum atom poli-elektron. 2.10.1.11 Dualisme Partikel Menurut De Broglie jika energi radiasi bersifat sebagai gelombang maka materi pun akan memiliki sifat gelombang dan mempunyai lintasan seperti gelombang. Hal ini dibuktikan dengan difraksi sinar-x dan difraksi elektron. Dimana dihasilkan pola difraksi yang hampir sama, dengan kata lain elektron memiliki sifat seperti sinar-x yang merupakan gelombang elektromagnetik. Ia menurunkan persamaan Planck dan Einstein sehingga menghasilkan rumusan = h/m. 2.10.1.12 Prinsip Ketidakpastian Heisenberg Setelah tahun 1927 Heisenberg (Ilmuwan Jerman) mengemukakan bahwa pendekatan apapun yang digunakan dalam menentukan secara bersama-sama posisi dan momentum suatu objek yang sedang bergerak tidak dapat diukur secara tepat, sebab benda bergerak memiliki momentum dan posisi yang berubah. Jika diukur momentum dan kecepatan elektron secara tepat maka posisi tidak dapat ditentukan atau sebaliknya yang mungkin hanya kebolehjadian. 2.10.1.13 Bilangan Kuantum Bilangan kuantum utama menyatakan tingkat energi utama atau kulit atom. Bilangan kuantum utama mempunyai harga mulai dari 1,2 ,3 , 4 dan 34 seterusnya (bilangan bulat positif), dan dinyatakan dengan lambang K (n=1), L(n=2), M(n=3), N(n=4) dan seterusnya. Bilangan kuantum azimut (l) menyatakan subkulit tempat elektron berada, juga menyatakan bentuk orbital. Nilai-nilai untuk bilangan kuantum azimuth dikaitkan dengan nilai bilangan kuantum utama tempat subkulit berada, yaitu semua bilangan bulat dari 0 hingga n-1. Subkulit dinyatakan dengan lambang s (untuk l=0), p (untuk l=1), d (untuk l=2), f (untuk l=3), dan seterusnya. Bilangan kuantum magnetik (m) menyatakan orientasi khusus dari orbital itu dalam ruang relatif terhadap inti. Nilai bilangan kuantum magnetik bergantung pada nilai bilangan kuantum azimut, yaitu semua bilangan bulat mulai dari – l sampai + l termasuk 0. Bilangan kuantum spin menggambarkan arah perputaran elektron mengelilingi sumbunya. Rotasi nya hanya dua yaitu searah dengan jarum jam dan tidak searah dengan jarum jam. Nilainya yaitu –1/2 dan +1/2. 2.10.2 Model Atom Modern 2.10.2.1 Susunan Partikel di dalam Atom Menurut pandangan modern, atom terdiri atas inti yang bermuatan positif dan awan partikel yang bemuatan negatif yang disebut elektron. Inti atom sangat kecil jika dibandingkan terhadap atom secara keseluruhan tetapi sangat pejal. Inti atom merupakan tumpukan dari dua jenis nukleon (partikel penyusun inti), yaitu proton dan neutron. Proton dan neutron mempunyai massa yang dapat dikatakan sama, masing-masing 1 sma. Proton bermuatan listrik positif, sedangkan neutron 35 tidak bermuatan (netral). Massa elektron lebih kecil yaitu 1/1836 sma. Jadi massa atom terpusat pada intinya. Muatan elektron sama dengan muatan inti atom yaitu 1,6 x 10-19C. Elektron berada diluar inti dan senantiasa beredar mengelilingi inti atom. Akan tetapi kedudukan elektron dalam atom tidak dapat ditentukan secara pasti karena selain sebagai materi elektron juga berperilaku sebagai gelombang. Yang dapat dikatakan adalah kebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti. Oleh karena itu kedudukan elektron digambarkan berupa awan. Tebal tipisnya awan menyatakan besar kecilnya kebolehjadian menemukan elektron di daerah itu. Daerah dengan kebolehjadian menemukan elektron itu disebut orbital. Dalam atom terdapat banyak orbital dan tiap orbital dapat ditempati maksimum oleh dua elektron. Elektron dalam satu orbital mempunyai energi tertentu yang khas bagi orbital itu. Jadi orbital mana yang akan ditempati oleh suatu elektron bergantung pada energi elektron itu. Elektron dengan energi terendah menempati orbital yang lebih dekat dengan inti. Oleh karena itu orbital disebut juga tingkat energi. Makin jauh dari inti makin besar tingkat energinya. Orbital yang mempunyai tingkat energi sama atau hampir sama membentuk apa yang disebut kulit atom. Jadi kulit atom adalah himpunan dari 1 atau lebih orbital. Kulit yang dekat dengan inti disebut kulit K, kemudian kulit L, kulit M dan seterusnya. Bilangan kuantum utama kulit K adalah 1, bilangan kuantum utama untuk L adalah 2 dan seterusnya. Sehingga jumlah orbital adalah sama dengan n2 dan jumlah elektron sama dengan 2n2. 36 2.10.2.2 Nomor Atom dan Nomor Massa Nomor atom adalah bilangan yang menunjukkan jumlah proton yang dimiliki oleh suatu atom. Besaran nomor atom sering dilambangkan dengan Z. Karena massa elektron kira-kira 1/1836 massa proton, sedangkan massa neutron kira-kira sama dengan massa proton, maka massa suatu atom terutama ditentukan oleh jumlah proton dan neutron yang dimilikinya. 2.10.2.3 Isotop, Isobar dan Isoton Isotop adalah atom-atom yang memiliki nomor atom yang sama tetapi nomor massa yang berbeda. Isobar adalah unsur yang memiliki nomor atom yang berbeda tetapi mempunyai nomor massa yang sama. Isoton adalah unsur yang memiliki nomor atom yang berbeda, tetapi mempunyai neutron yang sama. 2.10.2.4 Konfigurasi Elektron Konfigurasi elektron menggambarkan persebaran elektron dalam kulit atom. Ada 3 kaidah dalam penentuan konfigurasi elektron, yaitu: 2.10.2.4.1 Asas Aufbau Pengisian orbital dimulai dari tingkat energi yang rendah ke tingkat energi tinggi. Dengan demikian atom berada pada tingkat energi minimum. Jadi pada keadaan normal (tingkat dasar), elektron-elektron menempati orbital-orbital dengan tingkat terendah yang mungkin. 2.10.2.4.2 Asas Larangan Pauli 37 Menurut Pauli (1926), bahwa tidak ada dua elektron dalam satu atom yang boleh mempunyai keempat bilangan kuantum yang sama. Dua elektron yang menempati satu orbital harus mempunyai bilangan kuantum spin yang berbeda. 2.10.2.4.3 Kaidah Hund Pada pengisian orbital-orbital yang mempunyai energi yang sama, mulamula elektron menempati orbital secara sendiri-sendiri dengan spin yang paralel, baru kemudian berpasangan. 2.10.2.4.4 Cara Penulisan Konfigurasi Elektron Konfigurasi elektron unsur-unsur dapat digambarkan dengan suatu notasi singkat atau diagram orbital. Contoh 1: Konfigurasi elektron untuk karbon : Notasi singkat : 6C = 1s2 Diagram orbital : 1s 2s 2s2 2p2 2px1 2py1 2.10.2.5 Elektron Valensi Elektron yang terdapat pada kulit terluar disebut elektron valensi. 38 2.11 Kompetensi Dasar dan Indikator Pembelajaran Topik Struktur Atom Dalam Kurikulum 2004, Kompetensi dasar dari topik Struktur Atom untuk SMA kelas X adalah “ Mengidentifikasi atom, struktur atom, sifat-sifat unsur, massa atom relatif, dan sifat-sifat periodik dari tabel periodik”. Sedangkan untuk kelas XI adalah “ Menerapkan teori atom mekanika kuantum untuk menuliskan konfigurasi elektron dan diagram orbital serta menggunakannya pada penentuan letak unsur dalam tabel periodik”. indikator pembelajaran yang ingin dicapai dari topik struktur atom bagi anak SMA kelas X dan kelas XI adalah sebagai berikut: 1. Menentukan elektron valensi unsur dari nomor atom, konfigurasi elektron, dan tabel periodik 2. Menentukan jumlah proton, elektron, dan neutron suatu unsur berdasarkan nomor atom dan nomor massanya atau sebaliknya. 3. Menentukan Isotop, Isobar, dan Isoton suatu unsur 4. Membandingkan perkembangan teori atom mulai teori atom Dalton hingga teori atom Niels Bohr 5. Menjelaskan teori atom mekanika kuantum 6. Menjelaskan pengertian bilangan kuantum dan bentuk-bentuk orbital 7. Menggunakan prinsip Aufbau, aturan Hund, dan Azas larangan Pauli untuk menuliskan konfigurasi elektron dan diagram orbital 39 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Desain Penelitian Penelitian ini berusaha untuk mengembangkan suatu software pembelajaran kimia interaktif yang beracuan pada pedagogi materi subyek. Adapun metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksplorasi. Metode ini bertujuan untuk mengembangkan model pembelajaran konsep-konsep kimia topik struktur atom. Dengan menggunakan komputer, diharapkan konsep tersebut akan lebih mudah dimengerti dan dipahami oleh siswa, karena di dalamnya terdapat animasi dan disertai dengan gambar yang membangkitkan motivasi siswa untuk belajar. Desain penelitian ini dapat dilihat pada Gambar sebagai berikut : Materi Subyek Analisis Pedagogi Materi Subyek Software Pemrograman Software Pembelajaran Kimia Interaktif Gambar 3.1. Desain Penelitian Software Pendukung dapat 40 Materi subyek yang akan dibuat software pembelajaran terlebih dahulu di analisis dengan menerapkan metode analisis pedagogi materi subyek, kemudian dikembangkan menggunakan perangkat software aplikasi pengembang program dan software aplikasi pendukung lainnya menjadi media pembelajaran komputer. 3.2 Subyek Penelitian Subyek penelitian ini adalah materi pelajaran kimia SMU kelas X dan XI pada topik struktur atom berdasarkan kurikulum 2004. 3.3 Prosedur Penelitian Proses pengembangan media pembelajaran kimia topik struktur atom ini melibatkan 3 tahapan besar yang digambarkan sebagai berikut: 41 Analisis Kurikulum Berbasis Kompetensi tentang bahan kajian Struktur atom Peta Konsep Pembuatan struktur global Pembuatan struktur makro TAHAP 1 Validasi oleh pakar Analisis teks materi subyek dari berbagai buku teks & buku paket SMA dan literatur lain yang berhubungan dengan bahan kajian struktur atom dari struktur makro Identifikasi materi presentasi berupa wacana materi subyek Transformasi wacana materi subyek ke TAHAP 2 dalam bentuk presentasi software Studi pedoman pembuatan Penyusunan skenario pengambilan gambar software pembelajaran atau video berdasarkan kriteria teachable dan kimia interaktif accesible menggunakan Pembuatan rancangan flowchart software pemrograman Flash MX` pembelajaran kimia interaktif Pengolahan animasi dan Pembuatan software pembelajaran kimia validasi terhadap animasi interaktif pada bahan kajian Struktur Atom TAHAP 3 menggunakan pemrograman Flash MX Validasi software Transfer produk software ke dalam CD Penyusunan laporan (skripsi) sebagai acuan pengembangan software pembelajaran Produk berupa software pembelajaran dan acuan pengembangan software pembelajaran Gambar 3.2 Prosedur Pengembangan Software Pembelajaran 42 Tahap-tahap di atas diuraikan sebagai berikut: Tahap 1 : Analisis pedagogi materi subyek struktur atom untuk pengembangan software kimia interaktif dan analisis wacana materi subyek Tahap 2 : Pembuatan rancangan pengembangan software pembelajaran kimia interaktif bahan kajian struktur atom Tahap 3 : Pembuatan software pembelajaran kimia interaktif bahan kajian struktur atom yang beracuan pada kriteria accesible dan teachable Ketiga tahapan ini dapat dirinci pada penjelasan berikut: Tahap 1: 1. Analisis kurikulum 2004 tentang bahan kajian struktur atom 2. Pembuatan struktur global bahan kajian struktur atom dari kurikulum berbasis kompetensi 3. Pembuatan struktur makro dari bahan kajian strukur atom berdasarkan peta konsep 4. Analisis teks materi subyek dari berbagai buku teks & buku paket SMA dan literatur lain yang berhubungan dengan bahan kajian struktur atom berdasarkan jenis konsep penyusun materi subyek 5. Identifikasi materi presentasi berupa wacana materi subyek 43 Tahap kedua: 1. Melakukan studi pedoman pembuatan software pembelajaran khususnya terhadap software pemrograman Macromedia Flash MX 2. Mentransformasikan produk wacana materi subyek dan hasil analisis pedagogi materi subyek ke dalam bentuk presentasi/penyajian visual dan teks dalam software pembelajaran, melalui validasi oleh 2 orang dosen ahli/pakar 3. Pembuatan skenario pengambilan gambar dan/ atau video yang diharapkan dapat memenuhi kriteria teachable dan accesible dengan acuan pedagogi materi subyek 4. Pembuatan rancangan bagan alir (flowchart) software pembelajaran kimia dengan memperhatikan desain interaksi pemakai (guru, terutama siswa) dengan software pembelajaran. Tahap ketiga: 1. Pengumpulan dan pengolahan gambar dan video tentang konsep-konsep Struktur Atom 2. Pengolahan animasi tentang konsep-konsep Struktur Atom yang kemudian hasil animasi ini di validasi oleh 2 orang dosen ahli/pakar. 3. Pembuatan software pembelajaran kimia pada bahan kajian Struktur Atom 4. Validasi software pembelajaran 5. Transfer bentuk software ke dalam Compact Disc (CD) untuk memudahkan pemakaian 44 3.4 Strategi Pengembangan Software Pembelajaran Sebuah software instruksional, didalamnya terkandung dua aspek utama, yaitu materi subyek dan aspek pedagogi yang dibawanya. Selain itu, pengembangan software pembelajaran juga menuntut aspek psikologi interaktif dan teknologi pengembang software (Setiadi & Agus, 2001). Dalam penelitian ini, proses pengembangan software pembelajaran melibatkan keempat aspek di atas. Aspek pedagogi materi subyek merupakan aspek yang menggambarkan sintaks atau alur pembelajaran. Untuk mencapai aspek pedagogi materi subyek, maka dilakukan analisis terhadap kurikulum 2004 dan hierarki konsep bahan kajian struktur atom. Hasil dari analisis kurikulum berbasis kompetensi dan hierarki konsep ini akan menghasilkan struktur global dan struktur makro yang menggambarkan aspek pedagogi materi subyek sehingga memenuhi standar sebagai software instruksional. Aspek materi subyek merupakan aspek yang utama dalam pengembangan software pembelajaran. Untuk menghasilkan materi presentasi yang tepat dan sesuai, maka dilakukan analisis terhadap materi subyek. Analisis ini terdiri atas analisis terhadap kedalaman materi subyek dan analisis jenis konsep penyusun materi subyek. Kedalaman materi subyek didasarkan atas kurikulum berbasis kompetensi, sehingga buku utama yang menjadi acuan sebagai materi subyek adalah buku kimia SMA yang didasarkan atas kurikulum ini. Analisis jenis konsep akan dipetakan dalam tabel identifikasi materi subyek, yang kemudian akan divalidasi oleh dosen ahli atau pakar akan ketepatan materi presentasinya. 45 Aspek psikologi interaktif dilihat dari validasi terhadap software pembelajaran yang dilakukan oleh 2 orang dosen ahli atau pakar. Aspek teknologi pengembang software dilakukan dengan menggunakan software macromedia flash MX dalam pengolahan softwarenya. Pemilihan pakar dilihat berdasarkan latar belakang pengembangan software. Dalam pengembangan software ini ada 2 hal yang sangat mendasar yaitu aspek isi (content) dari materi subyek dan langkah-langkah (sintaks) pembelajaran. Pemilihan pakar didasarkan atas kedua komponen ini, sehingga peneliti memilih pakar 1 adalah Dr. I Nyoman Sudyana, M.Sc yang berlatar belakang pendidikan model pembelajaran dan pakar 2 adalah Drs. I Made Sadiana, M.Si yang berlatar belakang pendidikan kimia fisik. 3.4.1 Langkah Kegiatan Analisis Pedagogi Materi Subyek pada Bahan Kajian Struktur Atom Langkah-langkah analisis pedagogi materi subyek bahan kajian Struktur Atom diuraikan sebagai berikut 1. Melakukan analisis kurikulum berbasis kompetensi mengenai bahan kajian struktur atom. Hasil analisis kurikulum kemudian dijadikan struktur global dari software pembelajaran yang akan dikembangkan. Selain itu hasil analisis dapat dijadikan acuan untuk menentukan kedalaman dan keluasan materi yang dipresentasikan dalam software pembelajaran 2. Mengolah peta konsep bahan kajian struktur atom dari kurikulum berbasis kompetensi dan juga dari struktur global yang telah diolah. Dari Peta konsep ini kemudian dikembangkan struktur makro dari bahan kajian struktur atom. 46 3. Struktur global dan struktur makro kemudian dikonsultasikan dengan pakar untuk ketepatan penurunannya, kesesuaiannya dengan kurikulum, dan kedalaman materi subyeknya. Hasil analisis terhadap materi subyek ini akan menghasilkan aspek pedagogi materi subyek yang berupa struktur global dan struktur makro. Struktur global dan struktur makro ini kemudian di validasi oleh 2 orang pakar akan hal: Penurunan struktur global dari analisis indikator pembelajaran kurikulum berbasis kompetensi Kesesuaian antara struktur global yang diolah dengan pencapaian indikator kurikulum berbasis kompetensi. Kesesuaian peta konsep dengan kedalaman materi topik struktur atom Penurunan struktur makro dari peta konsep Aspek penilaian terhadap struktur global dan struktur makro dinilai dengan kriteria penilaian dari 0-4. Kriteria penilaian ini mengikuti kriteria yang dibuat oleh Vermaat (2004). Struktur global dan struktur makro dikatakan sudah layak menjadi pedagogi materi subyek apabila memiliki nilai ≥2, dan tidak layak apabila rata-rata penilaian terhadap struktur makro <2. 3.4.2 Identifikasi Materi Presentasi Hasil analisis terhadap pedagogi materi subyek Untuk menghasilkan presentasi yang tepat terhadap kedalaman materi subyek yang didasarkan atas kriteria accesible dan teachable maka materi subyek kemudian di analisis jenis 47 konsep penyusunnya. Kemudian dari jenis konsepnya akan dapat ditentukan materi presentasi dari materi subyeknya yang dikenal dengan wacana presentasi software pembelajaran. Hasil analisis terhadap materi subyek atau hasil wacana presentasi software pembelajaran ini akan dipetakan seperti Tabel 3.1. berikut: Tabel 3.1. Wacana Presentasi Software Pembelajaran No Materi Subjek Jenis Konsep Materi Presentasi Teks Grafis Animasi Kolom 1 adalah nomor urut kolom, 2 menunjukkan informasi yang akan disampaikan dalam software pembelajaran yang merupakan pengembangan dari buku sumber atau dikenal dengan istilah materi subjek. Kolom 3 berisi jenis konsep yang berperan sebagai pengendali kegiatan transformasi, kolom 4 menunjukkan 3 macam tampilan presentasi berupa teks, grafis dan animasi. Sebagai pedoman transformasi, materi subjek yang akan dipresentasikan dalam program komputer harus direduksi menjadi teks yang layak untuk tampil dalam layar monitor. Hasil analisis wacana presentasi software pembelajaran kemudian divalidasi oleh 2 orang pakar akan teks yang dicuplik dan kesesuaian teks dan materi presentasinya. Aspek penilaian terhadap hasil analisis wacana presentasi software pembelajaran dinilai dengan kriteria penilaian dari 0-4. Kriteria penilaian ini mengikuti kriteria yang dibuat oleh Vermaat (2004). Hasil analisis wacana presentasi software pembelajaran dikatakan sudah layak menjadi sumber masukan 48 ke dalam software pembelajaran apabila memiliki nilai ≥2, dan tidak layak apabila rata-rata nya <2. 3.4.3 Bentuk Presentasi Software Pembelajaran Hasil analisis terhadap pedagogi materi subyek menghasilkan struktur global dan struktur makro, sedangkan analisis terhadap materi subyek menghasilkan jenis presentasi dari materi subyek tersebut. Untuk menghasilkan software pembelajaran yang memenuhi kedua aspek tersebut, maka dilakukan transformasi terhadap pedagogi materi subyek dan wacana presentasi materi subyek. Hasil transformasi terhadap pedagogi materi subyek dan wacana presentasi materi subyek dipetakan seperti tabel berikut: Tabel 3.2. Transformasi Wacana Presentasi Software dan Pedagogi Materi Subyek Jenis Konsep Pedagogi Materi Subyek Bentuk Presentasi Visualisasi Teks Kolom 1 adalah jenis konsep dari materi subyek, kolom 2 menunjukkan pedagogi materi subyek berupa struktur global dan struktur makro. Kolom 3 berisi bentuk presentasi yang berupa visualisasi dan teks. Di dalam bentuk presentasi ini terdapat jumlah frame yang menyusun setiap pedagogi materi subyek. Proses pengembangan software pembelajaran ini menuntut berbagai bentuk presentasi visual/grafis berdasarkan pedagogi materi subyek dan jenis konsep yang dikandung materi subyek. Bentuk presentasi berupa gambar diperoleh dengan menscan gambar dan mendownload gambar dari internet. Selain itu juga sumber gambar adalah dari program seperti orbital viewer dan 49 schrodinger. Kemudian gambar ini diolah dengan menggunakan software seperti Arcsoft Photostudio dan Macromedia Flash MX Animasi dikembangkan dengan pemrograman Macromedia Flash MX, dan didukung dengan SWF Decompiler dan SWF Quicker. Kemudian animasi yang dihasilkan divalidasi oleh 2 orang pakar. 3.4.4 Penyusunan Bagan Alir (flowchart) Software Pembelajaran Penyusunan bagan alir (flowchart) program sebagai skenario software pembelajaran dapat memberikan gambaran umum proses berjalannya software pembelajaran. Flowchart adalah suatu bagan yang berisi simbol-simbol grafis yang menunjukkan arah aliran kegiatan dan data-data yang dimiliki program sebagai suatu proses eksekusi. Menurut Setiadi dan Agus (2001) flowchart yang dibuat sebaiknya mengikuti aturan internasional, sehingga dapat dibaca oleh setiap programmer dan dapat diimplementasikannya ke dalam program menggunakan bahasa pemrograman yang dikuasainya. 3.4.5 Pembuatan Software Pembelajaran Kimia Interaktif pada Bahan Kajian Struktur Atom Pembuatan software pembelajaran ini menggunakan pemrograman Macromedia Flash MX. Adapun kegiatan yang dilakukan adalah sebagai berikut: 1. Perancangan induk tampilan (windows) dengan acuan pada bagan alir dan aspek-aspek presentasi software pembelajaran hasil analisis materi. 2. Memasukkan materi (baik teks ataupun grafis) ke dalam program sesuai dengan tuntutan presentasi setiap konsep 50 3. Software yang dihasilkan kemudian dimasukkan ke dalam bentuk CD untuk memudahkan penggunaan bagi user. Pengembangan program pembelajaran ini diharapkan dapat menghasilkan suatu software pembelajaran kimia interaktif pada bahan kajian struktur atom dengan struktur eksplanasi materi subyek didasarkan pada pedagogi materi subyek sesuai dengan kriteria teachable dan accesible. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan kontribusi sebagai langkah awal dalam rangka pengembangan program komputer dalam pendidikan di Indonesia. Untuk mengetahui apakah software pembelajaran yang diolah telah memiliki sisi keinteraktifan, maka dilakukan validasi terhadap software pembelajaran oleh 2 orang pakar. Pemilihan pakar dilihat berdasarkan latar belakang pengembangan software. Dalam pengembangan software ini ada 2 hal yang sangat mendasar yaitu aspek isi (content) dari materi subyek dan langkahlangkah (sintaks) pembelajaran. Pemilihan pakar didasarkan atas kedua komponen ini, sehingga peneliti memilih pakar 1 adalah Dr. I Nyoman Sudyana, M.Sc yang berlatar belakang pendidikan model pembelajaran dan pakar 2 adalah Drs. I Made Sadiana, M.Si yang berlatar belakang pendidikan kimia fisik. Aspek penilaian terhadap software dinilai dengan kriteria penilaian dari 0 - 4. Kriteria penilaian ini mengikuti kriteria yang dibuat oleh Vermaat (2004). Software ini dikatakan sudah layak menjadi software pembelajaran kimia interaktif apabila rata-rata memiliki nilai ≥2, dan tidak layak apabila rata-rata nya <2.
