10 BAB II LANDASAN TEORI DAN KERANGKA BERPIKIR A. Kajian

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