BAB II KAJIAN PUSTAKA 1. Hakikat IPA IPA merupakan rumpun

BAB II
KAJIAN PUSTAKA
1. Hakikat IPA
IPA merupakan rumpun ilmu, memiliki karakteristik khusus yaitu
mempelajari fenomena alam yang factual (factual), baik berupa
kenyataan (reality) atau kejadian (events) dan hubungan sebabakibatnya (Asri Widi Wisudawari dan Eka Sulistyowati, 2015: 22).
Kemudian pendapat Trianto (2010: 136-137), pada hakikatnya IPA
dibangun atas dasar produk ilmiah, proses ilmiah, dan sikap ilmiah.
Menurut Chiappetta, dkk (2009: 102), terdapat empat hal pokok yang
ada pada IPA yaitu sains sebagai cara berfikir, sains melakukan
eksperimen untuk investigasi, sains sebagai fakta, konsep, prinsip,
hukum, hipotesis dan teori, kemudian yang terakhir ilmu pengetahuan
sangat dekat dengan teknologi dan masyarakat.
IPA pada hakikatnya ialah ilmu untuk mencari tahu, memahami alam
semesta secara sistematis yang dituangkan berupa fakta, konsep, prinsip dan
hukum yang teruji kebenarannya melalui metode ilmiah seperti observasi
dan eksperimen serta menuntut sikap ilmiah seperti rasa ingin tahu, terbuka
dan jujur. Dari hasil observasi dan experimen itulah yang membuat suatu
proses penemuan dan pengembangan. Oleh karena itu, untuk mendapatkan
pengetahuan harus melalui suatu rangkaian kegiatan dalam metode ilmiah
serta menuntut sikap ilmiah dalam mengerjakan suatu proses ilmiah. Cabang
dari rumpun Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) ialah biologi, fisika, kimia,
astronomi/astrofisika dan geologi. Semua bidang ini berkaitan dengan
makhluk hidup dan makhluk tak hidup serta benda penyusun alam semesta
yang dapat dicari tahu kebenarannya dengan sikap ilmiah.
10
Dari beberapa pendapat di atas dapat disimpulkan bahwa hakikat IPA
ialah ilmu yang memahami alam semesta yang telah teruji kebenarannya
melalui proses metode ilmiah yang dilakukan dengan benar. Dasar dari
hakikat IPA ialah produk ilmiah, proses ilmiah, dan sikap ilmiah yang tidak
dapat dipisahkan. Dalam penelitian ini, diperlukannya pemahaman konsep
dasar, fakta, hukum, dan prinsip agar siswa mampu mengolah dan
mengaplikasikan pengetahuan yang diberikan oleh guru yang telah teruji
kebenarannya untuk mendapatkan produk ilmiah yang dapat dimanfaatkan
oleh masyarakat.
2. Pembelajaran IPA
Pada dasarnya hakikat belajar adalah melakukan suatu perubahan
dalam dirinya dengan memiliki pengalaman baru (Syaiful Bahri
Djamarah, 2008: 14).
Pengalaman baru diperoleh dari proses pembelajaran yang dilakukan
kapan saja dan di mana saja. Salah satunya dalam pembelajaran IPA yang
merupakan suatu pembelajaran yang terdapat dalam kurikulum yang
diajarkan pada setiap sekolah dari tingkatan dasar hingga tingkatan
menengah pertama. Tujuan untuk mengarahkan siswa memperoleh suatu
pengetahuan, keterampilan dan pengalaman baru. Dari proses ilmiah yang
dilakukan selama pembelajaran IPA berlangsung dengan menggunakan
model dan metode yang membuat pembelajaran IPA dapat mudah
dimengerti oleh siswa.
Menurut (Nana Sudjana, 1996: 8), belajar dan mengajar merupakan
dua konsep yang tidak bisa dipisahkan dalam kegiatan pembelajaran
dengan memuat empat aspek yaitu tujuan, isi/bahan, metode atau alat
pembelajaran dan penilaian.
11
Tujuan pembelajaran akan sangat mempengaruhi bahan ajar yang
digunakan dalam pembelajaran. Setelah menentukan bahan ajar maka akan
timbul pertanyaan terkait metode yang akan digunakan dalam melakukan
pembelajaran yang bisa digunakan untuk penilaian hasil belajar pada siswa.
Menurut permendikbud No.58 tahun 2014 tentang kurikulum 2013
pembelajaran IPA adalah pembelajaran yang dikenal sebagai IPA terpadu.
Mengintegrasi semua konsep IPA dalam bidang biologi, fisika, kimia, ilmu
pengetahuan bumi dan antariksa yang diajarkan dalam satu pokok bahasan
dalam pembelajaran IPA. Cakupan materinya banyak diperlukan suatu
model pembelajaran dan metode pembelajaran yang tepat agar tujuan
pembelajaran dapat tercapai secara maksimal.
Dari beberapa pendapat di atas dapat disimpulkan bahwa metode dan
model pembelajaran IPA sangat berpengaruh di dalam proses pembelajaran
untuk mencapai tujuan pembelajaran secara maksimal. Pembelajaran IPA
bertujuan untuk memperoleh pengalaman baru yang mengajarkan kesatuan
konsep dalam IPA terpadu yang tidak dapat dipisahkan.Maka dari itu
Peneliti membuat suatu inovasi bahan ajar yang dapat mencakup kesatuan
konsep pembelajaran IPA yang bisa digunakan untuk memaksimalkan
potensi yang ada dalam diri siswa.
3. Model Pembelajaran Langsung/ Direct Instruction
Menurut Trianto Ibnu Badar al-Tabany (2014: 93), model
pembelajaran langsung adalah satu model pembelajaran teacher
center atau berpusat pada guru yang dirancang untuk menunjang
proses belajar siswa yang berkaitan dengan pengetahuan deklaratif
dan pengetahuan prosedural.
12
Kemudian menurut Jamil Suprihatiningrum (2016: 229), model
pembelajaran langsung didesain untuk mempelajari pengetahuan yang
terstruktur dan dipelajari tahap demi tahap dan berpusat pada guru
atau teacher center yang bertujuan agar siswa dapat menguasai dan
memahami bahan pelajaran dan memiliki berbagai keterampilan.
Model pembelajaran langsung (Direct Instruction) ialah model
pembelajaran yang berisi rancangan pembelajaran secara langsung dengan
mendemonstrasikan suatu model atau alat peraga serta menyampaikan
informasi tahap demi tahap secara terstruktur untuk membuat siswa mampu
membayangkan langsung suatu materi yang sedang diajarkan agar siswa
mampu menemukan konsep dasar dari materi yang telah diajarkan. Setelah
siswa mampu menemukan konsep dasar dari materi tersebut, siswa akan
lebih mudah untuk menjabarkan kembali materi yang telah diajarkan dengan
menggunakan kalimatnya sendiri. Pembelajaran langsung digunakan untuk
menyampaikan pelajaran yang ditransfer dari guru kepada siswa secara
langsung. Penyusunan waktu yang digunakan untuk mencapai tujuan
pembelajaran harus efisien. Sehingga guru dapat melakukan pembelajaran
dengan tepat waktu serta dapat mencapai tujuan pembelajaran.
Model pembelajaran dapat berfungsi sebagai sarana pembelajaran
yang telah dirancang sebelumnya dan digunakan dalam kegiatan proses
pembelajaran. Pemilihan model pembelajaran dapat dilakukan dengan
melihat karakteristik materi yang diajarkan serta karakteristik siswa di dalam
kelas.
13
Tabel 1. Sintaks Model Pembelajaran Langsung
FASE
Fase 1
menyampaikan
tujuan
dan
mempersiapkan siswa
Fase 2
Mendemonstrasikan pengetahuan
dan keterampilan
Fase 3
Membimbing pelatihan
Fase 4
Mengecek
pemahaman
dan
memberikan umpan balik
Fase 5
Memberikan kesempatan untuk
pelatihan lanjutan dan penerapan
PERAN GURU
Guru menjelaskan pentingnya pelajaran,
informasi latar belakang pelajaran, ,
mempersiapkan siswa untuk belajar
Guru mendemonstrasikan keterampilan
dengan
benar,
atau
menyajikan
informasi tahap demi tahap
Guru merencanakan dan memberi
bimbingan pelatihan awal
Mengecek apakah siswa telah berhasil
melakukan tugas dengan baik, memberi
umpan balik
Guru
mempersiapkan
kesempatan
melakukan pelatihan lanjutan, dengan
perhatian khusus pada penerapan kepada
situasi lebih kompleks dan kehidupan
sehari-hari.
Sumber: Kardi dan Nur, 2008: 8 (Trianto Ibnu Badar al-Tabany, 2014: 95)
Dari kelima fase dalam sintaks model pembelajaran langsung terdapat
tahapan-tahapan yang dilakukan selama pembelajaran berlangsung.
Pertama, menyampaikan suatu tujuan pembelajaran yang berfungsi
untuk membuat siswa mengetahui tujuan dari penyampaian materi yang akan
diajarkan. Fase ini adalah fase yang menentukan pola pikir siswa selama
pembelajaran.
Kedua, mendemonstrasikan pengetahuan dan keterampilan. Pada tahap
ini guru memberikan informasi pembelajaran dengan cara mendemonstrasikan
materi yang diajarkan kepada siswa. Tahap demonstrasi ini berfungsi agar
siswa mengamati sesuatu yang diajarkan kemudian menirukannya. Guru harus
mampu mengetahui semua konsep dengan baik agar tidak terjadi kesalahan
konsep pada pembelajaran.
14
Ketiga, membimbing pelatihan. Tahap ini guru memberi pelatihan yang
singkat dan bermakna kepada siswa dengan cara guru selalu membimbing
siswa agar tidak terjadi kesalahan dalam pengerjaan tugas yang diberikan
guru. Keterlibatan siswa secara aktif dalam pelatihan dapat meningkatkan
pengetahuan dan pemahaman siswa.
Keempat, mengecek pemahaman siswa dan memberikan umpan balik.
Tahap ini guru memberikan beberapa pertanyaan kepada siswa dan guru
memberikan respon dari jawaban siswa. Umpan balik berfungsi untuk
mengecek kemampuan pemahaman siswa dan memperbaiki kekurangan
dalam penguasaan materi tersebut.
Kelima, memberikan kesempatan untuk pelatihan lanjutan dan
penerapan. Tahap ini guru memberikan tugas kepada siswa untuk pelatihan
dalam penerapan materi yang telah diajarkan sebelumnya, contohnya
penerapan materi pada kehidupan sehari-hari.
Dari beberapa pendapat di atas peneiti menyimpulkan bahwa model
pembelajaran langsung ialah model yang berpusat pada guru yang dibantu
oleh media untuk mendemonstrasikan suatu materi pembelajaran dengan
bertahap. Tahapan-tahapan tersebut dilihat dari sintaks Direct Instruction
yang harus ada pada kegiatan pembelajaran dan tidak dapat dipisahkan dan
diubah susunannya.
4. Media Pembelajaran Tiga Dimensi
Menurut Arief S. Sadiman, dkk (2011: 7), kata media berasal dari
bahasa latin yaitu Medòё yang secara harfiah berarti pengantar.
15
Kemudian menurut Blake and Haralsen (Ahmad Rohani, 1997: 2)
Media adalah medium yang digunakan untuk membawa/
menyampaikan suatu pesan, dimana medium ini merupakan jalan atau
alat dengan suatu pesan berjalan antara komunikator dengan
komunikan.
Media pembelajaran merupakan suatu media atau perantara yang
digunakan untuk membantu guru menyampaikan suatu materi pembelajaran
kepada siswa agar dapat menerima dan memahami informasi dengan baik.
Media pembelajaran bertujuan untuk memberikan suatu informasi yang
dapat merangsang siswa untuk mengikuti suatu pembelajaran. Media
pembelajaran sangatlah penting dalam proses pembelajaran agar siswa tidak
merasa bosan apabila media pembelajaran yang diberikan kepada siswa
tidak sesuai dengan karakter siswa maka pembelajaran tersebut tidak akan
efektif. Media mempunyai berbagai bentuk, salah satunya adalah media
berbentuk visual yang bisa dilihat langsung oleh siswa karena pada dasarnya
menurut Daryanto (2012: 13), belajar yang efektif harus mulai dengan
pengalaman langsung. Jika siswa belum mendapatkan suatu pengalaman
yang berkaitan dengan materi maka siswa tersebut akan kurang mampu
untuk memahami materi tersebut dibandingkan menggunakan media
pembelajaran, maka perlunya alat peraga yang dapat membantu siswa dalam
proses pembelajaran yaitu menggunakan media pembelajaran. Dapat
dijelaskan bahwa terdapat klasifikasi media pembelajaran yang dapat
membantu siswa untuk menyerap suatu informasi dalam pembelajaran,
adapun tahapan media pembelajaran dari yang berbentuk abstrak hingga
16
media pembelajaran yang konkret.klasifikasi ini akan dijelaskan pada
Gambar 1. Kerucut Pengalaman E. Dale.
verbal
abstrak
Simbol visual
visual
radio
film
tv
wisata
demontrasi
partisipasi
observasi
konkret
Pengalaman langsung
Gambar 1. Kerucut Pengalaman E. Dale
Sumber Arief S. Sadiman, dkk. 2014: 8
Sebelas klasifikasi tersebut ialah klasifikasi yang terdapat di dalam
pengalaman pembelajaran. Semakin ke bawah tanda panah pengalaman
siswa maka semakin besar peluang siswa untuk lebih memahami situasi
yang diajarkan. Sebaliknya semakin ke atas tanda panah pengalaman siswa
maka semakin sedikit peluang untuk memahami situasi yang diajarkan. Hal
ini ditunjang dari model pembelajaran yang digunakan guru serta
karakteristik siswa di kelas.
Pengertian media tiga dimensi, yaitu media yang tampilannya dapat
diamati dari arah pandang mana saja dan mempunyai dimensi panjang, lebar
17
dan tinggi. Media tiga dimensi juga dapat diartikan sekelompok media tanpa
proyeksi yang penyajiannya secara visual tiga dimensi. Kelompok media ini
dapat berwujud sebagai benda asli baik hidup maupun mati. Wujudnya
sebagai tiruan yang mewakili bentuk asli yang dapat diubah dengan cara di
perkecil atau di perbesar ukuran suatu objek yang dijadikan media.
Nana Sudjana (2011: 101), media tiga dimensi merupakan alat peraga
yang memiliki panjang, lebar dan tinggi.
Menurut Nana Sudjana dan Ahmad Rivai (2013: 156), model tiga
dimensi dapat dikelompokkan ke dalam enam kategori yaitu model
padat (solid model), model penampang (cutaway model), model susun
(builed-up model), model kerja (working model), mock-up, dan
diorama.
Media
dipergunakan
pembelajaran
untuk
merupakan
merangsang
segala
pikiran,
sesuatu
perasaan,
yang
perhatian
dapat
dan
ketrampilan pembelajaran sehingga dapat mendorong terjadinya proses
belajar. Semakin menarik media dan bahan ajar maka siswa akan berminat
untuk melakukan suatu pembelajaran. Menurut Azhar Arsyad, (2007: 5),
Media pembelajaran tiga dimensi selalu terdiri dari 2 unsur penting yaitu
perangkat keras dan pesan/informasi yang dibawanya. Peneliti menggunakan
media tiga dimensi yang sesuai dengan karakteristik siswa SMP. Telah
dijelaskan bahwa model media tiga dimensi mempunyai enam kategori.
Peneliti mengadopsi kategori model padat (sholid model) yaitu model yang
hanya memperlihatkan model luarnya saja atau permukaan objeknya saja.
Model mock up yaitu penyederhanaan dari susunan bagian pokok dari suatu
proses yang lebih rumit menjadi lebih sederhana. Model ini digunakan
18
karena melihat karakteristik siswa SMP yang masih belum mampu
menerima materi yang sangat spesifik. Peneliti juga menggunakan diorama
yaitu
sebuah
pemandangan
tiga
dimensi
yang
bertujuan
untuk
menggambarkan pemandangan sebenarnya yang digabungkan menjadi satu
dan diperkecil.
Menurut Azhar Arsyad (2011: 26), manfaat media pembelajaran
secara umum ialah 1) media dapat memperjelas suatu penyajian informasi
sehingga dapat memperlancar dan meningkatkan hasil belajar siswa, 2)
media pembelajaran dapat meningkatkan perhatian dan motivasi siswa
dalam interaksi langsung antar siswa dengan lingkungannya. Dari kedua
manfaat tersebut terlihat bahwa penggunaan suatu media yang tepat dapat
memaksimalkan potensi yang terdapat dalam diri siswa sehingga siswa
mampu untuk memahami pokok bahasan yang diajarkan.
Depdiknas (2008: 28), menyatakan bahwa komponen evaluasi
yang harus diperhatikan untuk mengembangkan suatu media sebagai
berikut:
1. Komponen kelayakan isi yang mencakup, antara lain:
a. Kesesuaian dengan SK dan KD
b. Kesesuaian dengan perkembangan anak
c. Kesesuaian dengan kebutuhan bahan ajar
d. Kebenaran substansi materi pembelajaran
e. Manfaat untuk penambahan wawasan
f. Kesesuaian dengan nilai, moral, dan nilai-nilai sosial
2. Komponen kebahasaan antara lain:
a. Keterbacaan
b. Kejelasan informasi
c. Kesesuaian dengan kaidah Bahasa Indonesia yang baik dan
benar.
d. Pemanfaatan bahasa secara efektif dan efisien
3. Komponen penyajian antara lain:
a. Kejelasan tujuan (indikator) yang ingin dicapai
b. Urutan sajian
c. Pemberian motivasi dan daya tarik
19
d. Interaksi
e. Kelengkapan informasi.
4. Komponen kegrafikan antara lain:
a. Penggunaan font, jenis dan ukuran
b. Tata letak
c. Ilustrasi, gambar, foto
d. Desain tampilan
Kemudian pada Buletin BPNS (2007: 20), menyatakan bahwa
sebuah media pelajaran yang baik yaitu:
1. Minimal mengacu pada sasaran yang akan dicapai peserta didik,
dalam hal ini adalah standar kompetensi (SK dan KD).
2. Berisi informasi, pesan, dan pengetahuan yang dituangkan dalam
bentuk tertulis yang dapat dikomunikasikan kepada pembaca
(khususnya guru dan peserta didik) secara logis, mudah diterima
sesuai dengan tahapan perkembangan kognitif pembaca.
3. Berisi konsep-konsep disajikan secara menarik, interaktif dan
mampu mendorong terjadinya proses berpikir kritis, kreatif,
inovatif dan kedalaman berpikir.
4. Secara fisik tersaji dalam wujud tampilan yang menarik.
Sedangkan Mulyanta St dan Marlon Leong (2009: 3-4)
mengemukakan bahwa hendaknya media yang baik memenuhi 4
kriteria yaitu:
1. Kesesuaian (relevansi), kesesuaian maksudnya media pembelajaran
susuai dengan kebutuhan belajar, rencana kegiatan belajar,
program kegiatan belajar, tujuan belajar dan karakteristik siswa.
2. Kemudahan, artinya media pembelajaran harus mudah dimengerti
dan dipelajari serta dipahami oleh siswa.
3. Kemenarikan, artinya media pembelajaran harus mampu
merangsang perhatian siswa, baik tampilan, pilihan warna maupun
isinya.
4. Kemanfaatan, kemanfaatan berarti media pembelajaran harus
bernilai atau berguna, mengandung manfaat bagi pemahaman
materi pembelajaran serta tidak mubazir atau sia-sia apa lagi
merusak siswa.
Dari beberapa pendapat di atas dapat disimpulkan bahwa media tiga
dimensi adalah media atau perantara yang memiliki panjang, lebar dan
tinggi yang dapat dilihat secara langsung yang berguna untuk merangsang
pikiran, perasaan dan perhatian siswa serta dapat memperjelas suatu
20
penyajian informasi sehingga siswa dapat dengan mudah memahami materi
yang diajarkan oleh guru. Pada pembuatan suatu media pembelajaran perlu
adanya komponen yang harus dipenuhi agar suatu media pembelajaran dapat
digunakan untuk proses pembelajaran.
Komponen yang harus ada dalam media tiga dimensi yang utama
yaitu perangkat keras, maksud dari perangkat keras adalah objek yang ditiru
yang kemudian dibentuk menyerupai benda aslinya. Dalam media tiga
dimensi yang dibuat oleh peneliti terdapat objek-objek yang dibuat
menerupai bentuk asli yang telah disesuaikan ukurannya yang kemudian
digabungkan dengan objek lain agak membuat kesatuan siklus dan yang
kedua adalah informasi. Untuk penyampaian informasi agar lebih jelas
diperlukan keterangan-keterangan yang komunikatif yang diberikan oleh
peneliti agar tidak bersifat verbalisme. Informasi yang terdapat pada media
tiga dimensi tersebut antara lain keterangan-keterangan dalam setiap objek,
tanda panah yang berisi informasi yang komunikatif untuk menunjukkan ke
bagian siklus selanjutnya. Pada penelitian ini untuk mengembangkan suatu
media tiga dimensi peneliti harus melihat silabus pembelajaran terlebih
dahulu sebelum membuatnya setelah itu mengkaitkan desain pembelajaran
dengan materi dan melihat permasalahan-permasalahan yang terdapat di
lingkungan yang bisa dijadikan objek untuk pembelajaransetelah itu
memberikan keterangan kepada objek agar siswa mengetahui informasi yang
sedang dipelajari.
21
Kemudian untuk melihat kelayakan dari media tiga dimensi yang
telah dibuat kriteria/komponen yang harus ada dalam evaluasi media
pembelajaran antara lain,
Kelayakan materi dalam media pembelajaran, antara lain:
1) Materi mengacu pada KI dan KD
2) Kebenaran substansi materi pembelajaran
3) Manfaat untuk penambahan wawasan
4) Berisi konsep-konsep disajikan secara menarik
5) Kesesuaian dengan kebutuhan bahan ajar
6) Kesesuaian dengan perkembangan anak
Kelayakan media dalam media pembelajaran, antara lain:
1) Media mengacu pada KI dan KD
2) kemudahan penggunaan
3) penyesuaian dengan kondisi siswa
4) hubungan dengan program pengajaran
5) Kesesuaian dengan kebutuhan bahan ajar
6) Secara fisik tersaji dalam wujud tampilan yang menarik
5. Hasil Belajar (Kognitif)
Menurut Nana Sudjana (1989: 37), hasil belajar adalah kemampuan
yang dimiliki siswa setelah menerima suatu pengalaman belajar. Setelah
siswa menerima pengalaman belajar, kemampuan siswa dapat diukur
melalui penilaian kemampuan 3 aspek yaitu kognitif, afektif dan
psikomotorik. Dalam ketiga ranah tersebut mempunyai bidang yang berbeda
22
namun saling melengkapi. Seperti halnya di dalam ranah kognitif lebih
menekankan kepada penilaian pengetahuan siswa. Pada ranah afektif lebih
menekankan pada tingkah laku dan sifat siswa selama pembelajaran. Dan
yang terakhir, ialah ranah psikomotorik yaitu lebih menekankan pada
aktivitas fisik siswa di dalam kelas misalnya keterampilan dalam melakukan
suatu praktikum.
Menurut Taksonomi Bloom (Widyaiswara Madya dan Pusdiklat
KNPK (2013: 3), (penggolongan) ranah kognitif ada enam tingkatan,
yaitu:
1. Pengetahuan (Knowledge), tahap ini menuntut siswa untuk
mampu menyebutkan kembali misalnya mendefinisikan,
menyatakan, mengidentifikasikan.
2. Pemahaman
(Comprehension),
merupakan
kemampuan
memahami instruksi/masalah dan menyatakan kembali dengan
kata-kata sendiri misalnya menerangkan, menjelaskan,
membedakan
3. Penerapan (Application), merupakan kemampuan menggunakan
konsep dalam situasi yang baru, misalnya menerapkan,
mengubah, melengkapi, menemukan.
4. Analisis
(Analysis),
merupakan
kemampuan
untuk
mengidentifikasi, memisahkan konsep ke dalam beberapa
komponen untuk memperoleh pemahaman misalnya menganalisa,
membuat skema/ diagram, membedakan, membandingkan.
5. Sintesis (Synthesis), merupakan kemampuan menyusun kembali
komponen-komponen untuk menciptakan arti/struktur baru
misalnya mengkategorikan, mengkombinasikan, mengatur
memodifikasi, mendisain.
6. Evaluasi (Evaluation) level tertinggi pada tahap taksonomi bloom
yaitu kemampuan mengevaluasi dan menilai sesuatu berdasarkan
norma, kriteria, misalnya membandingkan, menyimpulkan.
Terdapat enam tingkatan di dalam ranah kognitif, enam tingkatan
tersebut disimbolkan dengan C1-C6. Pengetahuan atau C1 adalah tingkatan
yang paling mendasar pada taksonomi bloom, yaitu mengingat informasi
yang telah diberikan, karakteristik dari C1 ialah menyebutkan, mengutip,
meniru dan sebagainya. Pemahaman atau C2 adalah tahap siswa untuk
23
mengingat kembali pembelajaran sebelumnya dan dapat menguraikan
kembali dengan kata-kata sendiri. Untuk mencapai tahap pemahaman, siswa
harus mengetahui konsep dasar yang ada pada materi yang dipelajari
sebelumnya. Karakteristik pemahaman dalam taksonomi bloom ialah
menjelaskan, memodifikasi, mengurutkan, membandingkan dan sebagainya.
Penerapan atau C3 adalah tahap siswa untuk menerapkan konsep materi
yang telah dipahami pada pembelajaran sebelumnya. Analisis atau C4
adalah tahap siswa untuk mengidentifikasi suatu komponen dalam situasi
yang termasuk kedalam fakta, konsep, pendapat atau hipotesis. Sintesis atau
C5 termasuk kedalam tahap tingkat tinggi yaitu kemampuan siswa untuk
mengaitkan suatu unsur pengetahuan sehingga membentuk pola pikir yang
baru. Terakhir yaitu evaluasi atau C6 termasuk tahap tingkat paling tinggi
dalam tahapan taksonomi bloom. Tahap ini adalah kemampuan siswa untuk
mengevaluasi semua pengetahuan yang telah diterima dan mampu membuat
sesuatu penilaian dari suatu metode atau gagasan dengan menggunakan
kriteria tertentu.
Menurut Winkel dan Mukhtar (Sudaryono, 2012: 44),
pemahaman adalah kemampuan seseorang untuk menangkap makna
dan arti dari bahan yang dipelajari, yang dinyatakan dengan
menguraikan isi pokok dari suatu bacaan atau mengubah data yang
disajikan dalam bentuk tertentu ke bentuk yang lain.
Dari beberapa pendapat di atas dapat disimpulkan bahwa hasil
belajar dibagi menjadi 3 yaitu afektif, psikomotorik, dan kognitif. Dalam
ranah kognitif terdapat 6 tahapan yakni pengetahuan (knowledge) atau C1,
pemahaman (comprehension) atau C2, penerapan (application) atau C3,
24
analisis (analysis) atau C4, sintesa (synthesis) atau C5 dan evaluasi
(evaluation) atau C6. Pada ranah kognitif terdapat salah satu tingkatan yang
penting yaitu tahapan C2 atau pemahaman. Jika siswa telah dapat
memahami suatu materi dan bisa menerjemahkan dengan menggunakan
kalimat sendiri maka siswa juga akan mampu untuk menerapkan,
menganalisis, menyintesis dan mengevaluasi materi yang telah diberikan.
Peneliti menggunakan tahap pengetahuan (knowledge) atau C1 sampai
dengan analisis (analysis) atau C4 dengan indikator sebagai berikut:
1. C1 atau pengetahuan, kemampuan untuk menyebutkan atau
mengulang kembali materi yang telah diajarkan, indikatornya adalah
a. Sebutkan salah satupernyataan ….
b. Sebutkan pengertian dari…
c. Sebutkan dimana…
2. C2 atau pemahaman, kemampuan untuk menjelaskan, menguraikan
konsep, memberikan contoh dengan kalimat sendiri, indikatornya
adalah
a. Uraikanlah….
b. Jelaskan apasaja hasil dari….
c. Berikanlah salah satu contoh….
3. C3 atau penerapan, kemampuan untuk menerapkan, melengkapi dan
menemukan sesuatu dari konsep tersebut.
a. Mengapa tumbuhan dapat digunakan…
b. Dari hasi konsep tersebut, manakah yang dapat diterapkan…
25
c. Lengkapilah reaksi…
4. C4 atau analisis, kemampuan untuk menemukan atau menganalisa
sesuatu yang berkaitan dari konsep tersebut.
a. Analisalah….
6. Kajian Keilmuan
a. Fotosintesis
Fotosintesis pada hakikatnya merupakan satu-satunya
mekanisme masuknya energi ke dalam kehidupan manusia (Salisbury
F.B and C.W Ross, 1995:19).
Fotosintesis dilakukan oleh sebagian besar tumbuhan yang membuat
makanannya sendiri, hasil fotosintesis antara lain ialah oksigen (O2) dan
karbohidarat (C6H12O6) yang sangat dibutuhkan oleh semua makhluk
hidup untuk bertahan hidup. Manfaat dari kedua hasil fotosintesis dari segi
produk ialah oksigen (O2) berfungsi untuk bernafas. Semua makhluk hidup
membutuhkan oksigen (O2) agar dapat bertahan hidup, jika oksigen (O2) di
bumi ini tidak ada maka manusia tidak mempunyai energi untuk bertahan
hidup dan tidak akan ada kehidupan di bumi ini, yang kedua adalah
karbohidrat (C6H12O6) sebagai sumber energi. Salah satu sumber energi
makhluk hidup berasal dari makanan yang mengandung karbohidrat
(C6H12O6). Tumbuhan adalah salah satu produsen yang terdapat di dalam
rantai makanan. Didukung dengan pendapat Tutun Nugraha dan Didik
Sunardi, (2012: 13), menyatakan manusia dan hewan dapat memanfaatkan
energi yang bersumber dari cahaya matahari, yang telah diproses oleh
tanaman melalui fotosintesis dengan menyerap sinar matahari dan gas CO2
26
dari lingkungan serta melepas O2 ke udara dan menghasilkan karbohidrat
yang digunakan sebagai bahan makanan oleh makhluk hidup.
Menurut Purwo Arbianto (1994: 209), fotosintesis merupakan
perubahan CO2 menjadi senyawa organik yang dibantu oleh sinar
matahari. Pada 1905 blackman menunjukkan bahwa fotosintesis terjadi
melalui dua tahap yaitu reaksi terang yang membutuhkan energi cahaya
yang akan dikonversi menjadi energi kimiawi biasanya dalam bentuk ATP
dan NADPH serta pengeluaran O2 ke lingkungan dan tahap kedua yaitu
reaksi gelap mereduksi CO2 dengan energi tinggi hasil dari proses reaksi
terang yang menghasilkan glukosa/karbohidrat (C6H12O6).
Menurut Suyitno Aloysius (2005: 3), Ahli kimia dan ahli fisiologi
Swiss yaitu Nicholas de Saussure (1804) menunjukkan bahwa tanaman
tumbuh dari air dan CO2 yang diserapnya. Sachs (1860) menunjukkan
bahwa fotosintesis menghasilkan zat gula atau karbohidrat yang disebut
amilum.
Berdasar temuan-temuan itu maka pemahaman tentang
fotosintesis menjadi semakin lengkap. Fotosintesis kemudian dirumuskan
dalam persamaan reaksi kimia sebagai berikut:
Tempat dan Perangkat Alat Fotosintesis
Fotosintesis dikatakan sebagai suatu proses yang terjadi dalam sebuah
produsen yang menghasilkan suatu produk. Pada umumnya, produsen
yang mengelola tempat fotosintesis adalah daun. Sel-sel daun memiliki
27
kelengkapan alat untuk menangkap energi matahari. Pada tumbuhan
tertentu yang tidak berdaun seperti bangsa kaktus, kelengkapan alat
fotosintesisnya terdapat pada sel-sel lapisan luar dari batangnya.
Menurut Campbell, N.A and J.B Reece (2000: 183), seluruh bagian
hijau tumbuhan termasuk batang hijau dan buah yang belum matang
memiliki kloroplas, namun daun merupakan tempat utama fotosintesis
pada bagian besar tumbuhan. Warna hijau berasal dari klorofil, pigmen
yang terletak pada kloroplas. Energi cahaya yang diabsorpsi (diserap) oleh
klorofil menggerakkan sintesis molekul organik dalam kloroplas, kloroplas
terutama ditemukan pada mesofil. Karbondioksida memasuki daun dan
oksigen keluar melalui pori-pori mikroskopik yang disebut stomata. Di
bawah ini adalah gambar 2. Perbesaran dari lokasi fotosintesis pada
tumbuhan terutama pada daun. Dapat dilihat pada halaman selanjutnya.
Gambar 2. Perbesaran Lokasi Fotosintesis
Sumber: Campbell, N.A and J.B Reece. 2000: 183
28
1) Kloroplas merupakan alat atau organela sel yang khas pada sel-sel
daging
daun.
Bentuknya
bermacam-macam,
tergantuing
jenis
tumbuhannya, kloroplas mempunyai macam-macam klorofil yaitu
klorofil a dan klorofil b serta karotenoid. Namun klorofil yang paling
mendominasi hanya klorofil a karena dapat berperan secara langsung
dalam terjadinya reaksi terang.
Gambar 3. Bagian dalam Kloroplas
Sumber: Campbell, N.A and J.B Reece. 2000: 183
1) Bangunan seperti tumpukan piring, disebut grana dan tempat
terjadinya reaksi terang.
2) Tilakoid adalah suatu sistem yang rumit terdiri dari kantongkantong bermembran yang saling berhubungan, dan memisahkan
stroma dari kompertemen lain.
3) Bahan yang mengisi di luar grana, disebut matrik stroma tempat
terjadinya reaksi gelap
Tahapan Fotosintesis
Fotosintesis bukanlah proses sederhana melainkan proses yang
kompleks yang terdiri dari dua proses yang berlangsung dalam kloroplas,
pada tahap I atau reaksi terang merupakan proses-proses yang bergantung
29
langsung pada keberadaan cahaya. Di dalam reaksi terang terdapat tahaptahapan fotosintesis yang mengubah energi surya menjadi energi kimiawi
yaitu dengan cara proses fotosistem I dan fotosistem II.
Menurut Lehninger A. L (1982: 359), Pada fotosistem II klorofil a
menyerap cahaya (P680) kemudian ditangkap oleh akseptor eletron primer
yang
menyebabkan
penguraian
molekul
air
menjadi
dua
yaitu
menyediakan sumber elektron dan ion hidrogen (H+) serta melepaskan O2
sebagai produk sampingan, selajutnya pada Fotosistem I, cahaya (P700)
oleh klorofil menggerakkan transfer elektron dan ion hidrogen (H+) dari
air menuju penerima yang disebut NADP+ (nikotinamida adenine
dinukleotida fosfat) tempat penyimpanan partikel-partikel sementara.
Dalam reaksi terang menggunakan energi cahaya untuk mereduksi NADP+
menjadi NADPH dengan cara menambahkan sepasang elektron dengan
H+. Didalam reaksi terang juga menghasilkan ATP, Proses ini bisa dilihat
dalam gambar 4. menjelaskan terbentuknya NADPH dan ATP dalam
reaksi terang.
Gambar 4. Skema Terbentuknya NADPH dan ATP dalam Reaksi Terang
Sumber: Campbell, N.A and J.B Reece. 2000: 193
30
Reaksi-reaksi yang memerlukan cahaya berlangsung pada bagian
grana kloroplas. Sebagian energi matahari yang diserap akan diubah
menjadi energi kimiawi yaitu NADPH dan ATP, yang merupakan zat
kimia berenergi tinggi. Selanjutnya, zat itu akan digunakan untuk proses
penyusunan zat gula. Sebagian energi matahari juga digunakan untuk
fotolisis air (H2O) sehingga dihasilkan ion hidrogen (H+) dan O2. Ion
hidrogen tersebut akan digabungkan dengan CO2 membentuk zat gula
(CH2O)n. Sedangkan O2 -nya akan dikeluarkan.
Tahap II adalah proses-proses yang tidak bergantung langsung pada
keberadaan cahaya. Proses-proses atau reaksi-reaksi pada tahap ini disebut
reaksi gelap yang dapat dilihat dalam gambar 5. Di dalam reaksi gelap
inilah terjadinya siklus calvin yaitu pada siklus inilah yang menghasilkan
karbohidrat. Siklus ini berawal dari masuknya CO2 dari udara ke dalam
molekul organik yang telah disiapkan dalam kloroplas, pemasukan karbon
ini disebut fiksasi karbon (Campbell, N.A and J.B Reece. 2000: 189).
Siklus calvin mereduksi karbon terfiksasi menghasilkan karbohidrat
melalui penambahan elektron. Tenaga pereduksi ini berasal dari NADPH
yang telah dibuat pada tahap I untuk mengubah CO2 menjadi karbohidrat,
siklus calvin juga membutuhkan energi kimiawi dalam bentuk ATP yang
juga telah dihasilkan dalam reaksi terang. Gambar dari skema reaksi terang
dan reaksi gelap dapat dilihat pada gambar 5. Pada halaman selanjutnya.
31
Gambar 5. Skema Reaksi Terang dan Reaksi Gelap.
Sumber: Campbell, N.A and J.B Reece. 2000: 198
Reaksi penyusunan ini tidak lagi bergantung langsung pada
keberadaan cahaya, walaupun prosesnya berlangsung bersamaan dengan
proses-proses reaksi cahaya. Karena itulah, reaksi-reaksi pada tahap ini
disebut reaksi gelap. Reaksi tersebut dapat terjadi karena adanya enzimenzim fotosintesis. Sesuai dengan nama penemunya yaitu Benson dan
Calvin, maka daur reaksi penyusunan zat gula ini disebut daur Benson –
Calvin. Hasil awal fotosintesis adalah berupa zat gula sederhana yang
disebut glukosa/karbohidrat (C6H12O6). Selanjutnya, sebagian akan diubah
menjadi amilum (zat tepung = pati) yang ditimbun di daun, atau organorgan penimbunan yang lain.
Menurut Soeharsono Martohasono (2006: 99), diketahui bahwa besar
ΔFo glukosa adalah +686 kkal. Jika angka tersebut dibagi menjadi 6 maka
dperoleh +114 kkal. Energi sebesar itu digunakan untuk mereduksi CO2
menjadi CH2O (glukosa).
32
H2O +CO2
hv
CH2O + 6O2
Jika 1 kuanta bernilai 41- 44 kkal maka 114 kkal bernilai 2,7 kuanta
yang dibulatan menjadi 3 kuanta untuk mengubah CO2 menjadi (CH2O).
dengan berdasar pada efisiensi pengubahan energi oleh jasad hidup sebesar
± 38%, maka kebutuhan kuanta cahaya sebesar 8. Energi 8 kuanta tersebut
menghasilkan 3 ATP dan 2 NADPH dalam perubahan (CH2O) dan untuk
menghasilkan (C6H12O6) maka kuanta dikali 6 dan hasilnya menjadi 48
kuanta yang menghasilkan 18 ATP dan 12 NADPH.
Menurut Ackerman Eugene, dkk (1988: 455), keseluruhan reaksi
yang terjadi untuk fotosintesis dalam semua organisme, kecuali bakteri
adalah pengikatan CO2 (karbondioksida)dan H2O (air) membentuk
C6H12O6 (glukosa/ gula) dan molekul O2 (oksigen) untuk keberlangsungan
makhluk hidup di bumi. Reaksi ini dapat dituliskan
𝟔𝑪𝑶𝟐 + 𝟔𝑯𝟐 𝑶 + 𝟒𝟖 𝒉𝒗 → (𝑪𝟐 𝑯𝟏𝟐 𝑶𝟔 ) + 𝟔𝑶𝟐
Pada reaksi di atas hv adalah foton cahaya tampak dan C6H12O6
adalah gula heksosa.
b. Energi
Kata Energi diambil dari bahasa yunani kuno yaitu energeia berarti
kegiatan atau energos yang berarti giat atau aktif, kata dasarnya adalah
ergon yang berarti kerja. (Christina E. Mediastika. 2013: 2)
Dalam kamus KBBI disebutkan energi adalah kemampuan untuk
melakukan kerja (energy is the capability for doing work). (Astu
Pudjanarsa, dkk, 2013: 1).
33
Energi adalah sesuatu kemampuan yang bisa membuat suatu usaha
untuk melakukan kerja. Energi bisa berubah bentuk sesuai dengan
perlakuan yang diberikan. Seperti perubahan energi panas menjadi energi
kimia contohnya fotosintesis, perubahan energi kimia menjadi energi
gerak seperti proses pembuatan bioethanol atau biomasa dan masih banyak
contoh perubahan energi yang lain didalam kehidupan sehari-hari,
Menurut Dzaki Ramli, (1989: 10), pada dasarnya energi tidak bisa
diciptakan
atau
tidak
bisa
dimusnahkan
sesuai
dengan
hukum
termodinamika I atau yang sering disebut dengan konservasi energi hanya
saja energi bisa melakukan perubahan-perubahan tergantung perlakuan
yang diberikan.
Dalam
pengertian sehari-hari energi
merupakan
kemampuan untuk melakukan gerak, jika suatu objek mampu untuk
melakukan gerakan, maka obyek tersebut dikatakan mempunyai energi.
Menurut Astu Pudjanarsa, dkk, 2013: 6), Energi dibedakan menjadi
sumber energi yaitu energi terbarukan dan energi tak terbarukan. Energi
terbarukan artinya energi yang bisa diperbarui contohnya energi biogas,
biomassa, biodiesel, bioethanol dan biofuel dan energi tak terbarukan yaitu
energi yang tidak dapat diperbaharui contohnya batu bara, bahan bakar
fosil, energi nuklir, minyak bumi batu bara, gas alam jika energi tak
terbarukan dapat diperbaharui namun membutuhkan jangka waktu yang
sangat lama.
Christina E. Mediastika (2013: 5), menyatakan dibutuhkan waktu
yang sangat lama (berjuta-juta tahun) untuk berputarnya siklus energi
34
sampai pada titik awal, energi itu disebut sebagai yang tak terbarukan atau
tepatnya yang tak terbarukan dengan segera, bahan yang dibutuhkan untuk
membuat energi tak terbarukan ialah fosil yang ditimbun selama berjuta
juta tahun yang lalu.
Sumber-Sumber Energi
1) Sumber Energi Tak Terbarukan (non renewable energy) adalah sumber
energi yang berasal dari fosil makhluk hidup berjuta tahun yang lalu.
Fosil ini terbenam dalam tanah, tertimbun lumpur, pasir dan bebatuan
dalam jangka waktu jutaan tahun sehingga posisinya terbenam tanah
semakin dalam, yang termasuk energi tak terbarukan antara lain:
a) Minyak Bumi merupakan minyak mentah yang harus diolah terlebih
dahulu sebelum digunakan.
b) Batubara berasal dari fosil yang tertimbun berjuta tahun yang lalu
ketika tekanan material diatas fosil mampu memeras kandungan gas
dan zat cair dari fosil.
c) Gas alam adalah energi hasil yang dihasilkan dari tertimbunnya fosil
yang terperas karena tekanan material di atasnya dan gas yang
terkandung tertekan ke luar, gas alam ini mengandung metana (CH4)
sebagai unsur utama, contoh sumber energi dari gas alam adalah
LPG atau bahan bakar kompor.
2) Energi terbarukan (renewable) didefinisikan sebagai sumber energi yang
memerlukan waktu sangat cepat untuk diperbarui dan saat ini tersedia
sangat berlimpah.
35
a) Energi matahari diperoleh dari cahaya panas yang merupakan
komponen dari panas matahari yang berpijar terang dengan senyawa
penyusun berupa hidrogen (74%) dan helium (25%).
b) Energi Air juga dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi dengan
cara memanfaatkan aliran pergerakan air untuk menghasilkan energi,
untuk membangkitkan tenaga listrik perlu dibantu oleh pemutar yang
disebut turbin atau kincir air.
c) Energi angin adalah udara yang bergerak yang diakibatkan oleh
rotasi bumi dan juga karena adanya perbedaan tekanan atau suhu
udara.
d) Energi panas bumi adalah energi panas yang berasal dari dalam
bumi. Energi panas ini dihasilkan di dalam inti bumi yang
ditimbulkan oleh peristiwa peluruhan partikel-partikel radioaktif di
dalam batuan.
e) Biomassa merupakan produk dari fotosintesis, yang merupakan
sumber energi terbarukan, hakikatnya energi ini bersumber dari
energi matahari sehingga selama matahari masih menyinari bumi
energi ini akan terus tersedia (Tutun Nugraha dan Didik Sunardi,
2012: 2).
Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya pada proses
fotosintesis yaitu energi dari cahaya matahari mengkonversi karbon
dioksida (CO2) dengan air menjadi suatu senyawa karbon (C),
hidrogen (H) dan oksigen (O). Hasil konversi yang paling sederhana
36
berbentuk kayu yang bisa digunakan untuk pembakaran atau sumber
api untuk memasak, kemudian ada juga arang yaitu untuk
pembakaran kemudian karena pada tumbuh tumbuhan menghasilkan
C6H12O6 (Glukosa/karbohidrat) termasuk juga lignin dan selulosa
didalam kayu hingga dapat menjadi energi terbarukan. Proses
fotosintesis dapat dirumuskan dengan reaksi kimia berikut:
CO2 + H2O + E
Cx (H2O)y + O2
Biomassa dapat diperbaharui karena sumber energi ini mampu
memanfaatkan tumbuh-tumbuhan dan hewan sebagai bahan dasar
pembuatannya. Dari berbagai macam bahan bakar biomassa kayu
merupakan kebutuhan yang sangat banyak digunakan untuk
penggunaan energi rumah tangga yaitu mengelola dapur salah
satunya adalah memasak. Membakar bahan biomassa bukan satu
satunya cara untuk menghasilkan energi karena biomassa dapat juga
dikonversi ke bentuk energi lain diantaranya gas metana atau etanol
dan biosolar.
Proses fotosintesis yang menghasilkan C6H12O6 (glukosa/
karbohidrat) membentuk struktur dari tanaman seperti senyawa
selulosa yang merupakan komponen utama kayu serta dedaunan,
karbohidarat atau pati masih merupakan rangkaian molekul glukosa,
kelebihan dari glukosa yang diproduksi akan disimpan dalam bentuk
karbohidrat, lazimnya akan menjadi buah atau umbi tergantung pada
jenis tanamannya (Tutun Nugraha dan Didik Sunardi, 2012: 2). Hal
37
inilah yang menyebabkan tumbuhan memiliki buah atau umbi yang
dimanfaatkan oleh manusia dan hewan sebagai bahan untuk
dikonsumsi.
Glukosa, selulosa dan lignin yang menjadi bahan baku utama
dalam pembuatan energi terbarukan, yaitu energi penggerak
contohnya biodiesel, biosolar, biofuel, bioethanol yang akan
dijabarkan sebagai berikut.
1) Bioethanol
Biofuel yang dimanfaatkan untuk pengganti bensin adalah salah
satu bentuk hidro-karbon yang memiliki gugus kimiawi alkohol,
jenis yang dimanfaatkan untuk bahan bakar ialah ethanol
(C2H5OH). Ethanol telah diproduksi melalui proses fermentasi
sejak masa yang lampau. Ethanol dipilih menjadi pengganti
bensin karena kemiripan sifat fisik dan kimiawinya, bahkan
sesungguhnya mesin mobil yang menggunakan bahan bakar
ehtanol akan bekerja lebih efisien, hal ini disebabkan oleh tingkat
oktan ethanol yang lebih tinggi dari pada bensin 129 di ambil
berdasarkan skala RON atau Research Octane Number (Tutun
Nugraha dan Didik Sunardi, 2012 : 26).
Adapun proses dari pembuatan bioethanol ialah dari proses
bahan fotosintesis (yang terdapat glukosa, selulosa dan lignin).
Dasar pembuatan bioethanol adalah proses fermentasi dimana
proses ini berfungsi mengkonversi zat gula menjadi alkohol
38
(ethanol) melalui pemanfaatan kerja ragi (yeast) sebagai pengurai
C6H12O6 (glukosa/karbohidrat) yang diperoleh dari tanaman hasil
fotosintesis. Dalam proses fermentasi mikroba berkerja tanpa
keberadaan oksigen (O2) atau disebut juga proses anaerob yang
diubah menjadi ethanol (C2H5OH) yang dapat direaksikan
sebagai berikut.
C6H12O6
2C2H5OH + 2CO2
Kemudian hasil tersebut dipisahkan melalui proses destilasi,
proses ini memisahkan ethanol dengan air dalam suhu 78o C
dikarenakan adanya perbedaan titik didih pada ethanol dan air.
Ethanol menguap dan masuk melalui alat destilasi kemudian
keluar pada tabung setelah melalui proses tersebut. Setelah
destilasi sudah selesai maka dihasilkan ethanol yang masih
beroktan rendah untuk memperoleh ethanol dengan oktan tinggi
maka diperlukannya destilasi lanjutan agar ethanol lebih murni
atau dengan cara menambah benzene atau cyclohexena atau bisa
juga dengan molecular sieve yang prinsip kerjanya yaitu seperti
penyaring molekul karena perbedaan ukuran dari ethanol dan air
(Tutun Nugraha dan Didik Sunardi, 2012: 28). Bagan tahap
pembuatan bioethanol dapat dilihat pada gambar 6. Pada halaman
selanjutnya.
39
JAGUNG
proses sakarifikasi adalah proses
pengubahan karbohidrat menjadi
glukosa dengan pemanasan
GLUKOSA
glukosa masih bercampur
dengan air
+ ragiFERMENTASI
kondisi anaerob/tanpa
oksigen
DESTILASI
pemisahan karena
perbedaan titik didih
antara ethanol dan
air
PEMISAHAN SISA
AIR
ETHANOL
Gambar 6. Bagan Tahap Pembuatan Bioethanol
Sumber: Tutun Nigraha dan Didik Sunardi, 2010: 20
Gambar 7. Skema Alat Proses Destilasi
Sumber: Tutun Nugraha dan Didik Sunardi, 2012: 21
2) Biodiesel
adalah
bahan
bakar
terbarukan
yang
akan
menggantikan bahan bakar solar yang dipakai oleh mesin diesel,
40
biomassa yang digunakan sebagai bahan baku pembuatan
biodiesel memiliki karakteristik yaitu tanaman yang dapat
menghasilkan minyak seperti pohon jarak, kelapa, minyak sawit,
kacang kedelai dan lainnya. Minyak diekstrak dari biji tanaman
dan diproses melalui proses kimia hingga menjadi biodiesel yang
siap dipakai (Tutun Nigraha dan Didik Sunardi, 2012: 33).
Gambar 8. Skema Proses Pembuatan Biodiesel
Sumber: Tutun Nugraha dan Didik Sunardi, 2012: 34
3) Biogas merupakan bahan bakar berbentuk gas yang dihasilkan
dari material biomassa, proses pembentukan biogas sangat
bergantung pada mikroba atau bakteri-bakteri yang terdapat di
alam. Bahan baku untuk biogas sangatlah berlimpah yaitu
material organik, yang dimaksud dengan material organik adalah
zat buangan/kotoran makhluk hidup, namun sebenarnya semua
material alami/sampah yang ada bisa digunakan sebagai bahan
baku pembutan biogas kecuali sampah non biodegradable seperti
kaca, logam dan plastik.
41
Gambar 9. Skema Alat Pembuatan Biogas
Sumber: Tutun Nugraha dan Didik Sunardi, 2012: 41
Dari pembuatan biomassa tersebut menghasilkan sumber energi
yang bisa digunakan dalam kehidupan sehari-hari dapat dikonversi
lagi atau dapat diubah lagi menjadi energi-energi yang lain seperti
biothanol sebagai energi penggerak transportasi (energi mekanik),
kemudian biogas sebagai bahan untuk melakukan pembakaran
(energi panas), kemudian biodiesel sebagai energi dalam industri
(energi listrik) dan sebagainya.
42
A. Kerangka Berfikir
Berdasarkan hasil observasi yang telah dilakukan oleh peneliti, guru
melakukan dua metode pelajaraan dan dibantu dengan penggunaan media
power point, namun pembelajaran mash belum efektif dan efisien terlihat dari
beberapa siswa yang bermain-main, ada yang tertidur di kelas, ada juga
beberapa siswa yang mengobrol dengan teman sebangku saat pembelajaran
berlangsung, serta ada juga siswa yang menaruh kepalanya di atas meja dan
terlihat tidak bersemangat, semua itu dilakukan oleh siswa saat jam pelajaran
berlangsung serta terlihat dari hasil nilai siswa yang masih banyak
mendapatkan nilai kurang dari standar ketuntasan.
Kemudian pembelajaran IPA diajarkan secara terpisah antara konsep
materi bilogi, fisika, dan kimia, hal ini tidak sesuai dengan kurikulum 2013
yang menggabungkan konsep materi biologi, fisika dan kimia pada satu
konsep yaitu IPA terpadu, disebabkan karena kurikulum 2013 terbilang masih
baru
digunakan,
fasilitas
untuk
menunjang
pembelajaran
yang
menggabungkan konsep IPA masih sedikit.
Kurangnya fasilitas media pembelajaran yang menggabungkan seluruh
konsep pada IPA serta kurangnya media pembelajaran yang membantu siswa
untuk lebih antusias belajar dan lebih kreatif.
Media tiga dimensi ini mempunyai karakteristik antara lain dapat
dilihat secara langsung, biasanya dibuat untuk menirukan suatu objek yang
ukurannya bisa disesuaikan, bersifat konkret, konseptual, menarik dan lebih
mudah dipahami, hal ini yang membuat peneliti mengembangkan suatu
43
inovasi media pembelajaran tiga dimensi untuk meningkatkan ketertarikan
belajar siswa agar lebih mengerti khususnya dalam materi perubahan energi.
Pemahaman siswa akan meningkat bila sesuatu yang diajarkan dapat dilihat
secara langsung dengan mengkolaborasikan metode yang dapat menunjang
penggunakan media tiga dimensi.
Karena cakupan materi tersebut sangatlah luas hal ini yang
melatarbelakangi peneliti membuat suatu media pembelajaran tiga dimensi
yang berkesinambungan antara materi perubahan energi fotosintesis pada
biologi dan materi perubahan energi pada fisika serta reaksi-reaksi kimia yang
terjadi di dalamnya, media ini diharapkan mempermudah penyampaian
informasi dan materi yang lebih sulit untuk dinalar oleh siswa karena dibuat
secara lebih sederhana, sistematis dan berkaitan dengan kehidupan sehari-hari
serta dapat menyingkat waktu pembelajaran agar lebih efektif dan efisien.
44
Permasalahan
Pembelajaran IPA diajarkan
secara terpisah antara konsep
biologi, kimia dan fisika yang
mengacu pada k.13
Metode dan model
disesuaikan dengan
karakteristik siswa dan
karakteristik materi
Banyaknya cakupan bahasan
pada KD 3.5 mengakibatkan
waktu pembelajarannya relatif
lama dan terkadang waktu
yang di tentuan tidak cukup
Kurangnya media
pembelajaran yang
menggabungkan fisika, kimia,
dan biologi dalam satu
kesatuan konsep IPA, agar
siswa lebih antusias belajar
dan kreatif.
Beberapa nilai ulangan siswa
belum memenuhi kriteria
ketuntasan minimal (KKM)
Diperlukan
Upaya yang dilakukan
Metode dan model
pembelajaran yang
membuat siswa aktif
Mengembangkan suatu inovasi media pembelajaran tiga
dimensi untuk peningkatan hasil belajar kognitif siswa dan
ketertarikan belajar siswa agar lebih bisa memahami
khususnya dalam materi perubahan energi dalam sistem
kehidupan
Model dan metode
Pembelajaran yang
efektif dan efisien untuk
pembelajaran
Metode pembelajaran
yang menggabungkan
semua konsep IPA
menjadi satu pokok
bahasan
Termasuk dalam
Hasil belajar kognitif
Mampu menjelaskan
kembali
Karakteristik media 3D
Dapat dilihat secara
langsung
Direct Instruction
Diajarkan secara
langsung
Mudah dipahami
Pemahaman konsep
dasar
Mengaplikasikan
kedalam
permasalahan
Gambar 10 Bagan Kerangka Berfikir
Bersifat konkret
Menarik minat
siswa
Dapat menirukan
suatu objek, yang
sulit dilihat secara
langsung
Menggunakan alat
peraga
Diajarkan dengan
cara
mendemonstrasikan
45
B. Penelitian yang Relevan
Adapun penelitan yang relevan dengan penelitian yang dilakukan antara lain:
1. Penelitian yang dibuat oleh Edy Hartono program studi pendidikan IPA S1
Universitas Negeri Yogyakarta tahun pembuatan 2015 yang berjudul
“PENGEMBANGAN MEDIA PEMBELAJARAN TIGA DIMENSI
DENGAN MATERI STRUKTUR FUNGSI PADA AKAR TUMBUHAN
DIKOTIL
DAN
MONOKOTIL
UNTUK
MENINGKATKAN
PEMAHAMAN KONSEP DAN AKTIVITAS.
Penelitian ini termasuk penelitian yang relevan dengan penelitian yang
dilakukan karena pada penelitian Edy Hartono yang memuat tentang
pengembangan media tiga dimensi untuk meningkatkan pemahaman
konsep, hal ini relevan dengan penelitian yang dilakukan oleh peneliti
yaitu pengembangan media tiga dimensi materi perubahan energi untuk
peningkatan pemahaman siswa yang ditinjau dari hasil belajar siswa.
2. Penelitian yang relevan dengan penelitian yang dibuat oleh Novi Feliyana
program studi pendidikan IPA S1 Universitas Negeri Yogyakarta
pendidikan
IPA
UNY
tahun
pembuatan
2012
berjudul
PENGEMBANGAN “WORKSHEET CARD” DENGAN TEMA “MY
FOOD” SISWA SMP KELAS VIII GUNA MENINGKATKAN HASIL
BELAJAR RANAH KOGNITIF.
Penelitian ini termasuk penelitian yang relevan dengan penelitian yang
dilakukan oleh Novi Feliyana yang bertujuan untuk meningkatkan hasil
46
belajar ranah kognitif. Hal ini relevan dengan penelitian yang dilakukan
oleh peneliti yaitu meninjau hasil belajar siswa dalam ranah kognitif.
47