JPPI, Vol. 1, No. 1, November 2015, Hal. 42-59 e-ISSN 2477-2038 Jurnal Penelitian dan Pembelajaran IPA GAMBARAN LEVEL SUBMIKROSKOPIK UNTUK MENUNJUKKAN PEMAHAMAN KONSEP SISWA PADA MATERI PERSAMAAN KIMIA DAN STOIKIOMETRI (Diterima 30 September 2015; direvisi 10 Oktober 2015; disetujui 12 November 2015) Robby Zidny1, Wahyu Sopandi2, Ali Kusrijadi3 1 Pendidikan Kimia, FKIP, Universitas Sultan Ageng Tirtayasa, Serang Email: [email protected] 2,3 Pendidikan Kimia, FPMIPA, Universitas Pendidikan Indonesia, Bandung Abstract Submicro diagrams can be used as an assessment to determine the understanding of chemical concepts. Students can visualize a concept and develop a mental model for the concept through the submicro diagrams. The purpose of this study was to get submicroscopic level description that shows students understanding to chemical equations and stoichiometry. This research used descriptive method. The subjects were 10 grade high school students in Bandung. The research instrument is a diagnostic test of concepts understanding that involve the use of submicro diagrams. The results of diagnostic tests shows that only a small percentage of students are categorized in the level of understanding of concepts. While the rest are scattered into the level understand the concepts partially, understand the concepts with specific misconceptions, misconceptions and do not understand the concept. Students did not have full understanding of the concepts and misconceptions is due to weakness ability of students to interpreting the explanation of symbolic form into the submicro diagram model and vice versa. Keywords: Submicro Diagram, Concepts Understanding, Chemical Equation, Stoikiometry. Abstrak Diagram submikroskopik dapat digunakan sebagai alat uji untuk mengetahui pemahaman konsep kimia. Siswa dapat memvisualisasikan konsep dan mengembangkan model mental untuk konsep tersebut melalui diagram submikroskopis. Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan gambaran level submikroskopik yang menunjukan pemahaman konsep siswa pada materi persamaan kimia dan stoikiometri. Penelitian ini menggunakan metode deskriptif. Subjek penelitian adalah siswa SMA kelas 10 di Kota Bandung. Instrumen penelitian berupa tes diagnostik pemahaman konsep yang melibatkan penggunaan diagram submikroskopik. Hasil tes diagnostik pemahaman konsep dengan menggunakan diagram submikroskopik menunjukkan bahwa hanya sebagian kecil siswa yang termasuk dalam tingkat paham konsep. Sedangkan sisanya tersebar kedalam tingkat paham sebagian konsep, paham sebagian dengan spesifik miskonsepsi, miskonsepsi dan tidak paham konsep. Tidak dimilikinya pemahaman konsep secara utuh dan miskonsepsi pada siswa salah satunya disebabkan oleh lemahnya kemampuan siswa dalam menafsirkan penjelasan dari bentuk simbolik ke dalam bentuk model diagram submikroskopik dan sebaliknya. Kata Kunci: Diagram Submikroskopik, Pemahaman Konsep, Persamaan Kimia, Stoikiometri. 42 dapat PENDAHULUAN Ilmu kimia merupakan bagian dari larut dalam memerlukan air. suatu Level ini representasi ilmu pengetahuan alam (IPA) yang mikroskopik untuk menjelaskan suatu secara gejala (Treagust, et al., 2003). khusus mempelajari tentang struktur, susunan, sifat, dan perubahan Level submikroskopik, yaitu suatu materi, serta energi yang menyertai fenomena kimia yang tidak dapat mudah perubahan materi. Johnstone (dalam dilihat secara langsung, dan ketika Treagust et al., 2003) mendeskripsikan prinsip bahwa fenomena kimia dapat dijelaskan sebagai sesuatu yang benar dan nyata, dengan tiga level representasi yang itu tergantung pada teori atom materi. berbeda, Level yaitu makroskopik, sub- dan komponennya submikroskopik diterima digambarkan mikroskopik dan simbolik. Masing- oleh teori atom materi, dalam istilah masing level representasi kimia tersebut partikel seperti elektron, atom dan diperlihatkan pada gambar 1. molekul yang secara umum berkenaan dengan level molekuler (Davidowitz, et Makro al., 2010). Representasi ini seringkali menimbulkan miskonsepsi pada siswa. Hal ini diakibatkan keterbatasan pandangan mereka untuk menjadikan suatu tiruan dari sesuatu yang nyata Sub-mikro (partikulat) menjadi alat kuat pada pengembangan Simbolik model Gambar 1. Level Representasi Kimia Level makroskopik, mental dari gejala kimia (Treagust, et al., 2003). yaitu Sedangkan level simbolik, yaitu fenomena kimia yang benar-benar dapat suatu representasi dari fenomena kimia diamati secara langsung termasuk di yang bervariasi termasuk di dalamnya dalamnya pengalaman siswa setiap hari model-model, gambar-gambar, aljabar, (Treagust, et al., 2003). Johnstone dan bentuk komputasi (Johnstone dalam (dalam Treagust, et al., 2003) juga Treagust, et al., 2003). Selain itu level mengemukakan kembali bahwa level simbolik makroskopik yang merepresentasikan bentuk materi kimia berhubungan dengan suatu gejala kimia dalam bentuk formula atau persamaan adalah level yang dapat dilihat atau dapat dirasakan merupakan level yang reaksi (Dori and Hercovitz, 2003). dengan panca indera. Gejala yang Sebuah termasuk ke dalam level mikroskopik menggambarkan alat sesuatu untuk seperti adalah seperti bagaimana garam padat JPPI, Vol. 1, No. 1, November 2015, Hal. 42-59 e-ISSN 2477-2038 43 Robby Zidny, dkk dapat keterampilan proses menunjukan sebuah memberikan pelajar sebuah cara ketidakselarasan pemahaman konseptual untuk memvisualisasikan konsep dan telah dilaporkan oleh beberapa literatur mengembangkan (Niaz and Robinson, 1992; Nakhleh, et diagram atau gambar model mental al., 1996; BouJaoude and Barakat, 2000; untuk konsep tersebut (Gabel dalam Sanger, 2005; Papaphotis dan Tsaparlis Davidowitz, et al., 2010). (2008) dalam Davidowitz, et al., 2010). Diagram kimia digunakan untuk merepresentasikan untuk informasi menggambarkan memberikan sebuah sebuah Stoikiometri dan persamaan kimia kimia, merupakan materi kimia yang bersifat ide, abstrak penjelasan, selama untuk membuat hipotesis (Davidowitz, Suyono tiga dimensi, atau partikel tunggal dalam and Treagust, 2008). Nilai sebuah dapat digunakan sebagai untuk alternatif gambaran pemahaman kimia dan stoikiometri. dan METODE PENELITIAN Penelitian menyelesaikan soal algoritmik kimia, metode mereka mendapatkan kesulitan dalam ini deskriptif,. menggunakan Subjek penelitian ini adalah menjawab soal konsep kimia pada topik pada siswa kelas X semester dua pada salah satu SMA yang sama. Kemampuan siswa untuk Negeri menyelesaikan soal kimia menggunakan penjelasan submikroskopik konsep siswa pada materi persamaan level menunjukan bahwa ketika siswa dapat tanpa permasalahan diagram mengetahui Gilbert (2003) menggunakan diagram algoritmik menyelesaikan terhadap pelajaran kimia. Penggunaan dalam Nurrenbern dan Pickering dalam kimia, pada kimia dan kurangnya minat siswa level Davidowitz, et al., 2010). submikroskopoik menunjukkan rendahnya pemahaman konsep-konsep tergantung pada konsistensinya dengan menggambarkan (2009) hitungan kimia (stoikiometri), akibat dengan sebuah konsep yang abstrak untuk pada yang menyangkut reaksi kimia dan hubungan (Giordan terfokus umumnya siswa mengalami kesulitan versus partikel banyak (Chittleborough pemahamannya hanya tujuan pembelajaranya. Hasil penelitian statis atau dinamis, dua dimensi atau dan ini penggunaan algoritmik dalam mencapai et al., 2010). Diagram dapat bersifat pelajar pemahaman Pembelajaran yang sering dilakukan membuat prediksi dan kesimpulan serta kebutuhan memuat konsep dan pemahaman algoritmik. menghadirkan gambar visual, untuk diagram dalam membuat yang di penelitian Kota Bandung. meliputi Tahap perencanaan, dan JPPI, Vol. 1, No. 1, November 2015, Hal. 42-59 e-ISSN 2477-2038 44 Robby Zidny, dkk pengumpulan data, analisis data dan atau molekul zat-zat yang bereaksi dan pengambilan zat-zat hasil reaksi”. kesimpulan. Instumen yang digunakan dalam penelitian adalah Untuk mengetahui pemahaman tes diagnosis pemahaman konsep yang siswa terhadap konsep ini digali dengan telah diuji validitas dan reliabilitasnya. pertanyaan yang menuntut siswa untuk Tes ini berbentuk essay berstruktur yang menuliskan persamaan reaksi kimia disajikan diagram setara dengan perbandingan koefisien submikroskopik yang harus dipecahkan yang sederhana berdasarkan diagram oleh siswa untuk menjawab pertanyaan- submikroskopik yang merepresentasikan pertanyaan yang didasarkan berdasarkan reaksi antara zat A dan zat B2 seperti diagram submikroskopik tersebut. Untuk yang ditunjukan pada Gambar 2. dalam menjawab pemecahan masalah tersebut siswa dituntut menggabungkan konsepkonsep dan aturan-aturan yang telah diperoleh sebelumnya. Interpretasi hasil tes diagnostik dideskripsikan dengan menampung semua jawaban siswa yang beraneka ragam kemudian Gambar 2. Diagram Submikroskopik diklasifikasikan Reaksi antara A dan B2 berdasarkan kriteria tingkap pemahaman Hasil konsepnya. Kriteria tingkat pemahaman sebagian dengan dapat Sebaran jawaban siswa pada konsep dimodifikasi yaitu perbandingan paham konsep, paham sebagian konsep, aham siswa dikelompokan menjadi 3 tipe jawaban. konsep menurut Morgil dan Yoruk (2006) yang telah jawaban koefisien dalam persamaan reaksi kimia dapat disajikan spesifik dalam Gambar 3 di bawah ini : miskonsepsi, miskonsepsi dan tidak paham konsep. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Pemahaman Konsep Siswa pada Materi Persamaan Kimia Pemahaman “perbandingan tentang koefisien persamaan reaksi kimia konsep: dalam merupakan Gambar 3. Grafik Sebaran Jawaban perbandingan sederhana jumlah mol Siswa pada Perbandingan Koefisien dalam Persamaan Reaksi Kimia JPPI, Vol. 1, No. 1, November 2015, Hal. 42-59 e-ISSN 2477-2038 45 Robby Zidny, dkk Hasil tes diagnostik pemahaman konsep siswa ini, yang tidak utuh tentang perbandingan menunjukan bahwa hampir separuhnya koefisien dalam persamaan reaksi kimia. menjelaskan pada tipe 1, yaitu siswa Hal menuliskan persamaan reaksi setara jawaban secara perbandingan perbandingan koefisien pada pereaksi koefisien yang sederhana (2A + B2 dan hasil reaksi yang sama dengan 2AB). Ini menunjukan bahwa siswa jumlah molekul pereaksi dan hasil reaksi memahami konsep bahwa perbandingan seperti pada diagram submikroskopik. koefisien reaksi Siswa menenjemahkan diagram secara menunjukan perbandingan jumlah mol langsung ke dalam persamaan reaksi atau molekul zat-zat yang bereaksi dan simbolik zat-zat hasil reaksi. Hal ini ditunjukkan perbandingan koefisien ke bentuk yang dengan jawaban siswa yang menuliskan sederhana. perbandingan koefisien dengan bilangan jawaban tersebut, tipe jawaban siswa ini bulat yang sederhana sesuai dengan dikategorikan kedalam tingkat paham perbandingan pereaksi dan hasil reaksi sebagian konsep. Sisanya, sebanyak pada diagram submikroskopik. Siswa 20,00% siswa menunjukan persamaan dapat mengidentifikasi produk sebagai reaksi AB dan menyadari bahwa persamaan mendeskripsikan bahwa siswa tidak reaksi setara selalu ditulis dengan menyadari menggunakan perbandingan koefisien representasi fenomena submikroskopik yang paling sederhana untuk pereaksi suatu reaksi kimia yang di tampilkan dan hasil reaksi (Davidowitz, et al., melalui diagram, hal tersebut bisa 2010). Berdasarkan deskripsi jawaban disebabkan karena siswa mendapatkan tersebut, ini kebingungan tentang struktur atom dan dikategorikan kedalam tingkat paham molekul yang ditampilkan sehingga konsep. mendapatkan tepat untuk dengan dalam tipe konsep bahwa siswa menunjukkan pemahaman persamaan jawaban siswa tersebut ditunjukkan siswa yang tanpa menuliskan mengkonversi Berdasarkan pada tipe dan dengan 3. deskripsi Hasil tidak kesulitan mengerti dalam Selanjutnya, berdasarkan sebaran mempertautkan hasil jawaban hampir separuhnya juga submikroskopik siswa menunjukan persamaan reaksi kimia simbolik. Pada jawaban pertama pada tipe 2, yaitu siswa menuliskan tipe 3 (2A + B2 2AB2), siswa persamaan reaksi secara benar dengan mengidentifikasi hasil reaksi sebagai koefisien yang belum disederhanakan agregat (AB2), dengan menggabungkan (6A + 3B2 6AB). Ini menunjukkan A dan B2. Dan pada jawaban kedua JPPI, Vol. 1, No. 1, November 2015, Hal. 42-59 e-ISSN 2477-2038 46 representasi ini dengan diagram persamaan Robby Zidny, dkk tipe 3 (6A + 3B2 3A2B2), siswa juga mengidentifikasi hasil reaksi sebagai agregat (3A2B2). Siswa melihat penyetaraan reaksi sederhana sebagai aplikasi dari serangkaian aturan-aturan, dan kemungkinan tidak membuat Gambar 4. Diagram Submikroskopik hubungan antara representasi simbolik Reaksi antara H2 dan O2 reaksi kimia dan perubahan kimia nyata Hasil jawaban siswa dapat yang terjadi (Laugier and Dumon, 2004 dikelompokan menjadi 4 tipe jawaban. dalam Chittleborough, et al., 2010). Sebaran jawaban siswa pada konsep Berdasarkan deskripsi jawaban tersebut, interpretasi tipe jawaban siswa ini dikategorikan terhadap kedalam tingkat tidak paham konsep. simbolik dapat disajikan dalam Gambar Pemahaman “Dalam tentang konsep: reaksi kimia, suatu atau penafsiran persamaan reaksi siswa kimia 5 di bawah ini : perbandingan jumlah zat-zat pereaksi yang dicampurkan atau direaksikan tidak selalu sama dengan perbandingan koefisien reaksinya, sehingga ada zat pereaksi yang akan bersisa pada saat keadaan akhir reaksi”. Pemahaman siswa pada konsep ini digali dengan pertanyaan yang menuntut Gambar 5. Grafik sebaran jawaban siswa untuk menggambarkan diagram siswa pada konsep interpretasi atau submikroskopik partikel-partikel yang penafsiran siswa terhadap persamaan ada pada keadaan akhir reaksi yang reaksi kimia simbolik ditunjukan dalam Gambar 4 berdasarkan persamaan reaksi simbolik Hasil tes diagnostik pemahaman yang konsep diketahui: 2H2(g) + O2(g) 2H2O(g). siswa menunjukan untuk bahwa konsep sebagian ini, besar menjelaskan pada tipe 1, yaitu siswa menggambarkan dengan benar jumlah dan jenis tiap molekul H2O yang terbentuk serta pereaksi berlebih yang tersisa (H2) seperti yang ditunjukan pada Gambar 6. JPPI, Vol. 1, No. 1, November 2015, Hal. 42-59 e-ISSN 2477-2038 47 Robby Zidny, dkk dikategorikan kedalam tingkat paham konsep. Selanjutnya, berdasarkan sebaran hasil jawaban sebagian kecil siswa Gambar 6. Deskripsi Jawaban Diagram (23,33%) menjelaskan pada tipe 2, yaitu Submikroskopik Reaksi O2 dan H2 menggambarkan dengan benar jumlah Siswa pada Tipe 1 dan jenis tiap molekul H2O yang Ini menunjukkan bahwa siswa terbentuk namun tidak menggambarkan memahami bahwa di dalam suatu reaksi pereaksi berlebih yang tersisa (H2) kimia, perbandingan jumlah zat-zat seperti pereaksi Gambar 7. yang dicampurkan atau yang ditunjukkan pada direaksikan tidak selalu sama dengan perbandingan koefisien reaksinya, sehingga ada zat pereaksi yang akan bersisa pada saat keadaan akhir reaksi. Gambar 7. Deskripsi Jawaban Diagram Hal ini ditunjukkan dengan jawaban Submikroskopik Reaksi O2 dan H2 siswa yang menggambarkan dengan Siswa pada Tipe 2 benar 4 molekul H2O yang terbentuk Ini menunjukkan bahwa siswa serta adanya pereaksi H2 yang tersisa (4H2O + H2). Siswa memiliki pemahaman yang tidak utuh dapat tentang penafsiran terhadap persamaan menggambarkan dengan benar bentuk reaksi kimia simbolik. Hal tersebut molekul H2O dan menyadari koefisien ditunjukkan dengan jawaban siswa yang dalam persamaan persamaan reaksi setara menunjukan menggambarkan perbandingan terbentuk sehingga yang bersisa (4H2O). Siswa dapat memahami perbandingan H2 dan O2 di akhir reaksi. Siswa juga memahami yang bereaksi berdasarkan perbandingan berlakunya hukum konservasi massa koefisian dalam suatu reaksi kimia biasa, dengan terbentuk, reaksi. Berdasarkan deskripsi jawaban siswa persamaan reaksi dengan benar jumlah molekul H2O yang sama pada keadaan awal dan akhir jawaban dalam simbolik, sehingga dapat meramalkan menggambarkan jumlah partikel yang tipe 4 tidak menyertakan H2 sebagai pereaksi dapat mengidentifikasi adanya zat yang tersisa tersebut, benar molekul H2O yang terbentuk namun pereaksi yang bereaksi dan hasil reaksi yang dengan namun tidak menyadari bahwa perbandingan jumlah zat-zat ini pereaksi JPPI, Vol. 1, No. 1, November 2015, Hal. 42-59 e-ISSN 2477-2038 48 yang dicampurkan atau Robby Zidny, dkk direaksikan tidak selalu sama dengan dan arti dari koefisien dalam persamaan perbandingan reaksi koefisien reaksinya, dengan menganggap bahwa sehingga tidak dapat mengidentifikasi koefisien tersebut menyatakan jumlah pereaksi bersisa pada saat keadaan akhir hasil reaksi dan bukan menganggap reaksi. Siswa juga tidak menyadari koefisien sebagai perbandingan jumlah berlakunya hukum konservasi massa zat-zat yang bereaksi dan hasil reaksi. dalam suatu reaksi kimia biasa, dengan Sedangkan pada jawaban tipe 4 siswa menunjukan adanya partikel yang hilang mengalami (partikel menggambarkan terbentunya molekul H2) pada akhir berdasarkan reaksi penggambaran submikroskopiknya. agregat miskonsepsi (H4O2). dengan Mereka memiliki Berdasarkan pemahaman yang berbeda akan maksud deskripsi jawaban tersebut, tipe jawaban dan arti dari koefisien dalam persamaan siswa ini dikategorikan kedalam tingkat reaksi dan menganggap 2 molekul H2O paham sebagian konsep. dalam persamaan reaksi kimia simbolik Sisanya, sebanyak 16,67% dan sebagai molekul agregasi (1H4O2) yang 3,33% siswa menunjukan jawaban pada menunjukan miskonsepsi tipe 3 dan 4 seperti yang ditunjukan tentang gambaran bentuk molekul pada pada Gambar 8. level submikroskopik. mereka Berdasarkan deskripsi jawaban tersebut, tipe jawaban siswa ini dikategorikan kedalam siswa yang mengalami miskonsepsi. Tipe 3 Tidak Tipe 4 dimilikinya pemahaman konsep secara utuh dan miskonsepsi Gambar 8. Deskripsi Jawaban Diagram pada siswa salah satunya disebabkan Submikroskopik Reaksi O2 dan H2 oleh lemahnya kemampuan siswa dalam Siswa pada Tipe 3 dan 4 menafsirkan penjelasan dari bentuk Hasil 3 simbolik kedalam bentuk model diagram menunjukan bahwa siswa mengalami submikroskopik dan sebaliknya Tanpa miskonsepsi dengan menggambarkan pemahaman yang tepat dari konsep yang jumlah molekul H2O yang terbentuk mendasarinya, siswa tidak mampu untuk sama dengan jumlah koefisien H2O pada menerjemahkan persamaan reaksi simbolik. Siswa belum representasi memahami lainnya (Wu, et al., 2001) dengan jawaban konsep baik. pada tipe koefisien Mereka reaksi suatu kedalam bentuk bentuk yang memiliki pemahaman yang berbeda akan maksud JPPI, Vol. 1, No. 1, November 2015, Hal. 42-59 e-ISSN 2477-2038 49 Robby Zidny, dkk B. Pemahaman Konsep Siswa pada Hasil tes diagnostik pemahaman Materi Stoikiometri Pemahaman konsep tentang konsep: siswa menunjukan untuk bahwa konsep sebagian ini, besar “Dalam suatu reaksi kimia biasa, menjelaskan pada tipe 1, yaitu siswa massa atau jumlah zat-zat sebelum menggambarkan dengan benar jumlah dan sesudah reaksi adalah sama”. dan jenis tiap molekul NH3 yang dengan terbentuk serta pereaksi berlebih yang pertanyaan yang menuntut siswa untuk tersisa (N2) seperti yang ditunjukan pada menggambarkan Gambar 11. Konsep ini digali diagram submikroskopik partikel-partikel yang ada pada keadaan akhir reaksi yang ditunjukan dalam Gambar 9. Gambar 11. Deskripsi Jawaban Diagram Submikroskopik Reaksi N2 dan H2 Siswa pada Tipe 1 Ini menunjukkan bahwa siswa memiliki pemahaman bahwa dalam suatu reaksi kimia biasa, massa atau Gambar 9. Diagram Submikroskopik jumlah zat-zat sebelum dan sesudah Reaksi antara N2 dan H2 reaksi adalah sama. Hal ini ditunjukkan Hasil jawaban siswa dapat dengan jawaban siswa yang dikelompokan menjadi 5 tipe jawaban. menggambarkan Sebaran jawaban siswa dapat disajikan molekul NH3 yang terbentuk serta dalam Gambar 10. adanya pereaksi N2 yang tersisa (6NH3 dengan benar 6 + N2). Siswa memahami bahwa jumlah zat yang bereaksi dan jumlah zat hasil reaksi adalah sama sehingga mereka dapat menggambarkan dengan benar jenis dan jumlah molekul yang terbentuk pada keadaan akhir reaksi. Gambar 10. Grafik Sebaran Jawaban Selanjutnya, sebagian kecil siswa Siswa pada Konsep Penentuan Jumlah (13,33%) menjelaskan pada tipe 2, yaitu dan Jenis Tiap Molekul Setelah Keadaan menggambarkan dengan benar jumlah Akhir Reaksi dan jenis tiap molekul NH3 yang JPPI, Vol. 1, No. 1, November 2015, Hal. 42-59 e-ISSN 2477-2038 50 Robby Zidny, dkk terbentuk namun tidak menggambarkan pereaksi berlebih yang tersisa (N2) seperti yang ditunjukkan pada Gambar 12. Gambar 13. Deskripsi Jawaban Diagram Submikroskopik Reaksi N2 dan H2 Siswa pada Tipe 3 Sebanyak Gambar 12. Deskripsi Jawaban Diagram menjelaskan Submikroskopik Reaksi N2 dan H2 pada tipe siswa 4 dengan menggambarkan jumlah molekul NH3 Siswa pada Tipe 2 Berdasarkan 16,67% gambar yang terbentuk sebanyak 8 molekul diagram submikroskopisnya menunjukkan ada (Gambar zat yang hilang setelah keadaan akhir miskonsepsi reaksi yaitu 1 molekul N2. Siswa belum nitrogen sebagai pereaksi pembatasnya, memahami sehingga dengan baik hukum 14). Siswa dengan mengalami menganggap berdasarkan konservasi materi dalam suatu reaksi submikroskopik kimia submikroskopik. gambarkan, semua molekul nitrogen Mereka hanya mampu memprediksi (6 molekul) habis bereaksi menjadi 8 jumlah molekul hasil reaksi namun molekul amonia. Miskonsepsi siswa ini mengabaikan hukum konservasi massa disebabkan karena siswa menganggap dalam suatu reaksi kimia. jumlah molekul yang terkecil dalam pada level pereaksi Ada miskonsepsi yang ditemukan gambar submikroskopisnya N2) mereka merupakan pereaksi pembatas. pada jawaban siswa pada tipe 3. Berdasarkan (molekul yang diagram diagram (Gambar 13), menunjukkan terbentuknya 2 molekul ammonia (NH3), miskonsepsi siswa dengan mengalami menganggap Gambar 14. Deskripsi Jawaban Diagram jumlah molekul NH3 yang terbentuk Submikroskopik Reaksi N2 dan H2 sama dengan jumlah koefisien dalam Siswa pada Tipe 4 persamaan reaksi simboliknya (2NH3). Sisanya, sebanyak 3,33% siswa menjawab pada tipe 5 dan 6,67% tidak dapat menjawab. Pada jawaban tipe 5, secara JPPI, Vol. 1, No. 1, November 2015, Hal. 42-59 e-ISSN 2477-2038 51 konsisten siswa mengalami Robby Zidny, dkk miskonsepsi dengan menggambarkan terbentunya molekul agregat (NH6) (Gambar 15) seperti yang ditemukan pada tipe jawaban konsep persamaan kimia. Gambar 16. Grafik sebaran jawaban siswa pada konsep penentuan persamaan Gambar 15. Deskripsi Jawaban Diagram reaksi kimia setara berdasarkan Submikroskopik Reaksi N2 dan H2 penggambaran diagram submikroskopik Siswa pada Tipe 5 Pemahaman tentang “Persamaan reaksi kimia menunjukan perbandingan Selanjutnya tipe jawaban siswa ini konsep: di setara cocokkan submikroskopik koefisien gambarkan. dengan yang diagram telah mereka 1 berikut Tabel jumlah atom atau molekul pereaksi dan menunjukkan hasil reaksi, dengan demikian pereaksi persamaan reaksi berdasarkan diagram yang bersisa pada akhir reaksi tidak submikroskopik yang digambarkan. dilibatkan dalam persamaan reaksi” Tabel 1. Sebaran Jawaban Persamaan Pemahaman siswa pada konsep Reaksi ini digali dengan pertanyaan yang menuntut siswa untuk sebaran jawaban Berdasarkan Biagram Submikroskopik yang Digambarkan menuliskan persamaan reaksi kimia setara dengan Diagram Sub mikroskopik Siswa perbandingan koefisien yang sederhana berdasarkan diagram submikroskopik yang telah mereka digambarkan % Jawaban pada Persamaan Reaksi Tipe 1 (2N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3) % Jawaban pada Persamaan Reaksi Tipe 2 (4N2(g) + 9 H2(g) 6 NH3 + N2) % Jawaban pada Persamaan Reaksi Tipe 3 (Persamaan Reaksi Tidak Setara) berdasarkan diagram submikroskopik (Gambar 9). Hasil jawaban siswa dapat dikelompokan menjadi 4 tipe jawaban. Sebaran jawaban siswa pada konsep penentuan persamaan reaksi kimia setara berdasarkan penggambaran diagram submikroskopik dapat disajikan dalam Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3 Tipe 4 Tipe 5 20% 10% 3,33 % 10% 3,33 % 30% - - - - - - - 3,33 % - Grafik 16 berikut ini. JPPI, Vol. 1, No. 1, November 2015, Hal. 42-59 e-ISSN 2477-2038 52 Robby Zidny, dkk Hasil tes diagnostik pemahaman konsep siswa untuk konsep yang bersisa pada akhir reaksi tidak ini, dilibatkan dalam persamaan reaksi. Jadi menunjukan bahwa hampir separuhnya 20% siswa tersebut dapat dikategorikan menjelaskan pada tipe 1, yaitu siswa kedalam siswa yang paham konsep. menuliskan persamaan reaksi setara secara tepat dengan 10% dari 46,67% yang menjawab perbandingan persamaan reaksi pada tipe 1 koefisien yang sederhana (2N2(g) + menggambarkan 3H2(g) 2NH3). Namun ada temuan submikroskopik tipe 2, Gambar 18 yang menarik disini bahwa dari 46,67% berikut yang menjawab pada tipe 1 hanya ada jawabannya. 20% siswa yang diagram menunjukkan deskripsi mampu menggambarkan diagram submikroskopik dengan benar (diagram Gambar 18. Deskripsi jawaban tipe persamaan reaksi siswa tipe 1 1). Gambar 17 menunjukan menggambarkan diagram deskripsi jawaban persamaan reaksi siswa yang dapat submikroskopik tipe 2 menggambarkan Berdasarkan diagram submikroskopik dengan benar. siswa jawaban berhasil tersebut menginterpretasi gambaran submikroskopiknya kedalam bentuk persamaan reaksi setara dengan Gambar 17. Deskripsi jawaban perbandingan koefisien yang sederhana, persamaan reaksi tipe 1 yang dapat namun pemahaman mereka belum utuh menggambarkan diagram karena belum memahami berlakunya submikroskopik dengan benar Berdasarkan siswa berhasil jawaban hukum konservasi massa. Jadi 10% tersebut siswa menginterpretasi Sedangkan sisanya 16,67% dari perbandingan koefisien yang sederhana 46,67 dengan tanpa menyertakan pereaksi bersisa di akhir jawabannya. Artinya menunjukan perbandingan % siswa persamaan reaksi yang pada menggambarkan siswa benar-benar memahami bahwa kimia dikategorikan konsep. bentuk persamaan reaksi setara dengan reaksi dapat kedalam siswa yang paham sebagian gambaran submikroskopiknya kedalam persamaan tersebut menjawab tipe 1, diagram submikroskopik pada tipe 3, tipe 4, dan setara 5 mengalami miskonsepsi pada level koefisien submikroskopik, jumlah atom atau molekul pereaksi dan namun berhasil menuliskan persamaan reaksi setara hasil reaksi, dengan demikian pereaksi JPPI, Vol. 1, No. 1, November 2015, Hal. 42-59 e-ISSN 2477-2038 53 Robby Zidny, dkk dengan tepat. Setelah dilakukan Pada jawaban tipe 2 ini menunjukan wawancara terhadap beberapa siswa bahwa siswa menenjemahkan diagram yang menjawab tipe ini, ternyata mereka secara langsung dengan menuliskan berhasil semua komponen yang ada di diagram menyelesaikan menuliskan persamaan reaksi setara dengan cara submikroskopik coba-coba reaksi simbolik . Siswa menggunakan (trial and error) kedalam persamaan menyamakan jumlah atom yang ada di “surface pereaksi diagram untuk menjawab pertanyaan dan hasil reaksi. Dapat yang features” pada disimpulkan siswa yang menjawab pada daripada tipe ini termasuk dalam kategori paham konsep yang mendasarinya. Hal ini sebagian memperkuat dugaan bahwa kemampuan konsep dengan spesifik miskonsepsi. siswa Berdasarkan penjelasan tersebut, menggunakan ada untuk pemahaman memahami level submikroskopik tidak bergantung pada ada indikasi yang menunjukan bahwa kemampuannya kemampuan siswa untuk memahami persamaan level submikroskopik tidak bergantung disimpulkan siswa yang menjawab pada pada kemampuannya dalam menuliskan tipe ini termasuk dalam kategori paham persamaan reaksi setara. sebagian Selanjutnya, berdasarkan sebaran dalam reaksi konsep menuliskan setara. Dapat dengan spesifik miskonsepsi. hasil jawaban hampir separuhnya siswa Sebanyak 6,67% siswa (30,00%) menunjukan persamaan reaksi menunjukan persamaan reaksi pada tipe pada tipe 2, yaitu siswa menuliskan 3 (N2(g) + 9H2(g) 8NH3), 3,33% persamaan reaksi dengan perbandingan diantaranya secara konsisten menuliskan koefisien yang sama dengan persamaan diagram reaksi sesuai yang digambarkan dan menyertakan digambarkan pereaksi berlebih pada hasil reaksi submikroskopik pada tipe 4, yaitu siswa (4N2(g) + 9H2(g) 6NH3 + N2). Dari tersebut mengalami miskonsepsi dengan 30,00% menuliskan persamaan siswa yang menjawab pada yang diagram reaksi dengan persamaan reaksi tipe 2 ini, semuanya menganggap menggambarkan diagram Sedangkan 3,33% tidak memberikan submikroskopik dengan benar (diagram respon jawaban persamaan reaksi. Dapat tipe 1). Terdapat miskonsepsi pada disimpulkan siswa yang menjawab pada jawaban tipe siswa dengan menuliskan pereaksi berlebih (N2) sebagai hasil ini nitogen habis bereaksi. termasuk dalam kategori miskonsepsi. reaksi pada persamaan reaksi tipe 2. JPPI, Vol. 1, No. 1, November 2015, Hal. 42-59 e-ISSN 2477-2038 54 Robby Zidny, dkk Sisanya sebanyak 16,67 % siswa menunjukan respon jawaban salah yang tidak dapat dikategorikan. Berdasarkan hasil jawaban pada submikroskopiknya, dapat penggambaran semuanya menggambarkan tidak diagram submikroskopik dengan tepat. Dapat disimpulkan siswa yang menjawab pada Gambar 19. Grafik sebaran jawaban tipe ini termasuk dalam kategori tidak siswa pada penentuan jumlah molekul paham konsep. Pemahaman zat hasil reaksi yang dihasilkan pada tentang konsep: akhir reaksi berdasarkan perbandingan “Jumlah molekul zat hasil reaksi yang pereaksi yang tersedia dihasilkan pada akhir reaksi tergantung Selanjutnya tipe jawaban siswa pada jumlah dan perbandingan pereaksi ini yang tersedia”. gambarkan. penentuan jumlah molekul zat hasil yang diagram telah mereka 2 berikut Tabel berdasarkan diagram submikroskopik berdasarkan perbandingan pereaksi yang yang digambarkan. tersedia digali dengan pertanyaan yang untuk dengan menunjukkan sebaran jawaban siswa reaksi yang dihasilkan pada akhir reaksi siswa cocokkan submikroskopik Pemahaman konsep siswa pada menuntut di Tabel 2. Sebaran Jawaban Penentuan menentukan Jumlah Molekul Zat Hasil Reaksi jumlah maksimum molekul ammonia Berdasarkan Diagram Submikroskopik yang terbentuk berdasarkan diagram yang Digambarkan submikroskopik (Gambar 9) yang telah digambarkan. Hasil jawaban siswa Diagram Submikroskopik Siswa dapat dikelompokan menjadi 3 tipe jawaban. Sebaran jawaban siswa pada konsep (%) Jawaban Jumlah Molekul tipe 1 (6 molekul) (%) Jawaban Jumlah Molekul tipe 2 (8 molekul) (%) Jawaban Jumlah Molekul Tipe 3 penentuan jumlah molekul zat hasil reaksi yang dihasilkan pada akhir reaksi berdasarkan perbandingan pereaksi yang tersedia dapat disajikan dalam gambar 19 di bawah ini : JPPI, Vol. 1, No. 1, November 2015, Hal. 42-59 e-ISSN 2477-2038 55 Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3 Tipe 4 Tipe 5 53,3 3% 13,3 3% - - - - - - 16,6 7% - - - 6,67 % - 3,33 % Robby Zidny, dkk Hasil tes diagnostik pemahaman konsep siswa menunjukan untuk menggambarkan diagram submikroskopik pada tipe 4. Jawaban (66,67 %) menjawab pada tipe 1, yaitu siswa tersebut konsisten dengan apa siswa menjawab dengan tepat jumlah yang telah mereka gambarkan. Siswa maksimal molekul NH3 yang terbentuk mengalami sebanyak 6 molekul. Berdasarkan table menganggap nitrogen sebagai pereaksi 4.10, dari 66,67% siswa yang menjawab pembatasnya, pada diantaranya diagram submikroskopik yang mereka diagram gambarkan, semua molekul nitrogen (6 submikroskopik pada tipe 1 dan 13,33% molekul) habis bereaksi menjadi 8 diantaranya diagram molekul ammonia. Misonsepsi siswa ini submikroskopik pada tipe 2. Jawaban disebabkan karena siswa menganggap siswa tersebut konsisten dengan apa jumlah molekul yang terkecil dalam yang pereaksi 1, sebagian ini, besar tipe bahwa konsep menjawab pada tipe 2 ini, semuanya 53,33% menggambarkan mengambarkan telah Berdasarkan mereka berdasarkan merupakan pereaksi pembatas. Dapat disimpulkan siswa menentukan jumlah molekul zat hasil yang menjawab pada tipe ini termasuk reaksi yang dihasilkan pada akhir reaksi dalam kategori miskonsepsi. harus meramalkan tersebut, (N2) sehingga dengan untuk siswa data gambarkan. miskonsepsi memahami dan perbandingan bisa Sebanyak pereaksi- 10,00% menjawab pada tipe 3, yaitu siswa pereaksi yang akan bereaksi membentuk siswa hasil reaksi. Jadi, meskipun siswa tidak molekul NH3 yang terbentuk sebanyak 2 memahami konsep konservasi materi, molekul. Dari 10,00% siswa yang siswa masih dapat memprediksi jumlah menjawab pada tipe 2 ini, 6,67% molekul zat hasil reaksi yang dihasilkan diantaranya konsisten dengan gambaran pada akhir reaksi. Berdasarkan deskripsi diagram submikroskopiknya pada tipe 3 tersebut bahwa dan 3,33% menjawab pada tipe 5. 53,33% siswa termasuk kategori paham Berdasarkan jawaban tersebut siswa konsep dan 13,33% siswa termasuk mengalami miskonsepsi karena siswa kategori paham sebagian konsep. menganggap bahwa koefisien yang ada dapat disimpulkan Selanjutnya, sebagian kecil siswa pada menjawab siswa persamaan jumlah reaksi maksimal setara (16,67%) menjawab pada tipe 2, yaitu menyatakan jumlah hasil reaksi yang siswa siswa menjawab jumlah maksimal terbentuk. Dapat disimpulkan siswa molekul NH3 yang terbentuk sebanyak 8 yang menjawab pada tipe ini termasuk molekul. Dari 16,67% siswa yang dalam kategori miskonsepsi. JPPI, Vol. 1, No. 1, November 2015, Hal. 42-59 e-ISSN 2477-2038 56 Robby Zidny, dkk Sisanya sebanyak 6,67 % siswa tidak menunjukkan sebaran jawaban siswa dapat berdasarkan diagram submikroskopik menjawab pertanyaan. Siswa tersebut tidak memahami fenomena yang digambarkan. reaksi kimia pada level submikroskopik. Tabel 3. sebaran tipe jawaban siswa Dapat pada disimpulkan siswa yang penentuan pereaksi pembatas menjawab pada tipe ini termasuk dalam berdasarkan diagram submikroskopik kategori tidak paham konsep. yang digambarkan Pemahaman tentang konsep: “Pereaksi pembatas merupakan pereaksi Diagram Submikros- yang habis bereaksi dalam suatu reaksi kopik Siswa kimia”. Pemahaman siswa pada konsep ini untuk pembatas menentukan berdasarkan Tipe Tipe Tipe Tipe 1 2 3 4 5 40% 6,67 - - - (%) Jawaban Pereaksi digali dengan pertanyaan yang menuntut siswa Tipe Pembatas % Tipe 1 pereaksi (%) Jawaban Pereaksi diagram Pembatas submikroskopik ( Gambar 9) yang telah Tipe 2 13,33 6,67 6,67 16,67 3,33 % % % % % digambarkan. Hasil jawaban siswa dapat Hasil tes diagnostik pemahaman dikelompokan menjadi 2 tipe jawaban. konsep Sebaran jawaban siswa pada konsep penentuan pereaksi pembatas siswa untuk konsep ini, menunjukan hampir separuhnya (46,67 dapat %) menjawab pada tipe 1, yaitu siswa disajikan dalam gambar 20 di bawah ini: menjawab hidrogen sebagai pereaksi pembatas. Berdasarkan tabel 4.22, dari 46,67 % siswa yang menjawab pada tipe 1, 40,00% diantaranya menggambarkan diagram submikroskopik pada tipe 1 dan 6,67% diantaranya mengambarkan diagram submikroskopik pada tipe 2. Dari hasil jawaban tersebut menunjukan Gambar 20. Grafik Sebaran Jawaban bahwa untuk dapat menentukan pereaksi Siswa pada Penentuan Pereaksi pembatas, siswa harus bisa memahami Pembatas reaksi pada level submikroskopik secara Selanjutnya tipe jawaban siswa ini dicocokkan dengan submikroskopik yang gambarkan. Tabel benar, atau paling tidak bisa diagram memprediksi pereaksi mana yang habis telah mereka bereaksi berdasarkan jumlah molekul 3 berikut pereaksi yang tersedia. Berdasarkan JPPI, Vol. 1, No. 1, November 2015, Hal. 42-59 e-ISSN 2477-2038 57 Robby Zidny, dkk deskripsi tersebut dapat disimpulkan siswa pada materi persamaan kimia dan bahwa 40,00% siswa termasuk kategori stoikiometri. Tes diagnostik pemahaman paham konsep dengan menggunakan diagram konsep termasuk dan kategori 6,67% paham siswa sebagian submikroskopik konsep. menunjukkan menunjukkan bahwa hanya sebagian Selanjutnya, sebanyak 46,67% kecil siswa yang termasuk dalam tingkat siswa menjawab pada tipe 2, yaitu siswa paham menjawab nitrogen sebagai pereaksi tersebar kedalam pembatas. Berdasarkan tabel 4.11, dari sebagian konsep, 46,67 % siswa yang menjawab pada tipe dengan 2, 20% (13,33% + 6,67%) berhasil miskonsepsi dan tidak paham konsep. memprediksi jumlah maksimal molekul Tidak dimilikinya pemahaman konsep ammonia yang terbentuk, namun mereka secara utuh dan miskonsepsi pada siswa mengalami miskonsepsi dengan salah satunya disebabkan oleh lemahnya menganggap bahwa yang kemampuan siswa dalam menafsirkan pereaksi konsep. Sedangkan sisanya tingkat paham spesifik paham sebagian miskonsepsi, memiliki koefisien terkecil adalah penjelasan dari bentuk simbolik kedalam pereaksi pembatas. 20,00% siswa bentuk model diagram submikroskopik tersebut termasuk paham dan sebaliknya tanpa pemahaman yang sebagian konsep spesifik tepat dari konsep yang mendasarinya, sisanya, siswa miskonsepsi. kategori dengan Sedangkan tidak 26,67% (6,67% + 16,67% + 3,33%) menerjemahkan tidak representasi mampu maksimal memprediksi molekul ammonia jumlah yang mampu untuk suatu bentuk kedalam bentuk yang lainnya (Wu, et al., 2001). terbentuk dan mengalami miskonsepsi DAFTAR PUSTAKA dengan menganggap bahwa pereaksi Chittleborough, G., and D. Treagust. 2008. Correct Interpretation Of Chemical Diagrams Requires Transforming From One Level Of Representation To Another. Research in Science Education. 38(4) : 463–482. yang memiliki koefisien terkecil adalah pereaksi pembatas. 26,67% siswa tersebut termasuk kategori miskonsepsi. Sisanya sebanyak 6,67 % siswa tidak dapat menjawab pertanyaan. Siswa Davidowitz, B., G. Chittleborough, and E. Murray. 2010. Student-generated submicro diagrams: a useful tool for teaching and learning chemical equations and stoichiometry. Chemistry Education: Research and Practice. 11 :154–164. tersebut tidak memahami fenomena reaksi kimia pada level submikroskopik. KESIMPULAN Gambaran level submikroskopik menunjukan pemamahaman konsep JPPI, Vol. 1, No. 1, November 2015, Hal. 42-59 e-ISSN 2477-2038 58 Robby Zidny, dkk Dori and Hercovitz. 2003. Multidimensional Analysis for System for Qualitative Problem: Symbol, Macro, Micro and Process Aspect. Journal of Research in science teaching. 40(3): 278-302. Gilbert, J.K. 2003. Chemical Education: Towards Research-Based Practice. Kluwer Academic Publisher.USA Morgil and Yoruk. 2006. Cross-Age Study Of The Understanding Of Some Concepts In Chemistry Subjects In Science Curriculum. Journal of Turkish Science Education. 3(1) :15-27. Suyono. 2009. Model Pembelajaran Kimia Berbasis Multipel Representasi Dalam Meningkatkan Penguasaan Konsep Kinetika Kimia Dan Keterampilan Berfikir Kritis Siswa. Tesis. UNS, Surakarta. Treagust, D., G. Chittleborough, and T. Mamiala. 2003. The Role of submicroscopic and symbolic representation in chemical Explanation. International Journal of Science Education. 25 (11) :13531368. Wu, H.-K., J. S. Krajcik, and E. Soloway. 2001. Promoting understanding of chemical representations: Students’ use of a visualization tool in the classroom. Journal of Research in Science Teaching. 38(7): 821-842 JPPI, Vol. 1, No. 1, November 2015, Hal. 42-59 e-ISSN 2477-2038 59 Robby Zidny, dkk