(IPA) merupakan bagian dari ilmu pengetahuan atau

BAB II
KAJIAN PUSTAKA
A. Landasan Teori
1. Hakikat IPA
Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) merupakan bagian dari ilmu
pengetahuan atau sains yang berasal dari bahasa inggris ‘science’. Kata
‘science’ berasal dari kata dalam bahasa latin ‘scientia’ yang berarti saya
tahu. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa timbulnya sains bermula
dari rasa ingin tahu manusia yang membuat manusia mengamati dan
memahami gejala-gejala alam yang ada (Trianto, 2012 : 136).
Selanjutnya makna ilmu atau science mengalami perluasan. Dalam
perkembangannya sains digunakan merujuk ke pengetahuan mengenai
alam dan mempunyai objek alam dan gejala-gejala alam yang sering
digolongkan sebagai ilmu alam (natural science) (Surjani, 2010: 11). Ilmu
Pengetahuan Alam (IPA) atau sains (dalam arti sempit) sebagai disiplin
ilmu terdiri atas physical sciences (ilmu-ilmu astronomi, kimia geologi,
mineralogy, meteorology, dan fisika) dan life sciences (biologi, zoologi,
dan fisiologi). IPA (sains) mempunyai tujuan untuk membangkitkan minat
manusia agar mau meningkatkan kecerdasan dan pemahamannya tentang
alam seisinya yang penuh dengan rahasia yang tak ada habis-habisnya
(Sumaji, 2003: 31).
Sumaji (2003: 114-115) menjelaskan tentang pengertian sains dalam
perspektif yang lebih luas sebagai berikut.
8
a.
Sains sebagai kumpulan pengetahuan
Sains sebagai kumpulan pengetahuan mengacu pada kumpulan
berbagai konsep sains yang sangat luas. Pengetahuan tersebuat berupa
fakta, konsep, teori, dan generalisasi yang menjelaskan tentang lam.
b.
Sains sebagai suatu proses penelusuran (investigation)
Pada umumnya sains sebagai suatu proses penelusuran (investigation)
merupakan suatu pandangan yang menghubungkan gambaran sains
yang berhubungan erat dengan kegiatan laboratorium beserta
perangkatnya. Penting untuk dipahami bahwa ilmuwan membrikan
berbagai gagasan yang melibatkan proses ‘metode ilmiah’ dalam
melakukan kegiatannya.
c.
Sains sebagai kumpulan nilai
Sains sebagai kumpulan nilai berhubungan erat dengan penekanan
sains sebagai proses. Proses tersebut mengarah kepada nilai ilmiah
yang melekat dalam sains.
d.
Sains sebagai suatu cara untuk mengenal dunia
Sains dipertimbangkan sebagai suatu cara dimana manusia mengerti
dan member makna tentang dunia di sekelilingnya. Namun, sains
memiliki keterbatasan
sebagai suatu kumpulan pengetahun dan
strategi untuk menelusuri serta memahami dunia secara komprehensif.
9
e.
Sains sebagai institusi sosial
Sains dipandang sebagai kumpulan para professional yang dapat
berinteraksi dengan lingkungan sosialnya. Sebagai contoh ilmuwan
mengembangkan sains untuk keperluan bidang pertanian, militer, dll.
f.
Sains sebagai hasil konstruksi manusia
Sains merupakan penemuan dari suatu kebenaran ilmiah yang
merupakan akumulasi kebenaran berdasar pada konstruksi pemikiran
manusia. Penemuan yang dihasilkan bisa saja bersifat bias dan
sementara.
g.
Sains sebagai bagian dari kehidupan sehari-hari
Sains berpengaruh terhadap pemenuhan kebutuhan hidup seperti
teknologi yang canggih. Selain itu juga cara bagaimana orang berpikir
mengenai situasi sehari-hari.
Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) didefinisikan sebagai pengetahuan
yang
diperoleh
melalui
pengumpulan
data
dengan
eksperimen,
pengamatan, dan deduksi untuk menghasilkan suatu penjelasan tentang
sebuah gejala yang dapat dipercaya (Trianto, 2011: 151). Definisi lain
tentang IPA seperti yang dikemukakan oleh Supriyadi (2009 : 2) adalah
suatu keilmuan yang mempelajari tentang benda dan gejala kebendaan.
Benda dalam hal ini adalah benda hidup dan benda mati. Benda dan gejala
kebendaan adalah merupakan suatu fakta dan berupa satu kesatuan yang
sangat sukar dipisahkan dari suatu peristiwa yang ada di alam yang sering
10
disebut fenomena alam. IPA mempelajari fenomena alam yang faktual,
baik berupa kenyataan atau kejadian dan hubungan sebab akibatnya.
Berdasarkan beberapa pendapat maka dapat disimpulkan Ilmu
Pengetahuan Alam (IPA) adalah kumpulan pengetahuan yang diperoleh
melalui proses penelusuran dan konstruksi manusia terhadap alam sekitar
baik bersifat mikro maupun makro yang menghasilkan kumpulan nilai
ilmiah yang berkaitan dengan kehidupan sehari-hari.
2. Hakikat Pembelajaran IPA
a. Pembelajaran IPA
Prihantro Laksmi menyatakan bahwa sebagai alat pendidikan yang
berguna untuk mencapai tujuan pendidikan maka pendidikan IPA di
sekolah mempunyai tujuan-tujuan tertentu yaitu (Trianto, 2012: 142).
1) Memberikan pengetahuan kepada siswa tentang dunia tempat hidup
dan bagaimana bersikap;
2) Menanamkan sikap hidup ilmiah;
3) Memberikan keterampilan untuk melakukan pengamatan;
4) Mendidik siswa untuk mengenal dan mengetahui cara kerja serta
menghargai para ilmuan penemunya;
5) Menerapkan metode ilmiah dalam memecahkan permasalahan.
Selain itu menurut Depdiknas (2006 : 2), tujuan pembelajaran IPA
diharapkan dapat memberikan antara laian sebagai berikut.
1) Kesadaran akan keindahan dan keteraturan alam untuk meningkatkan
keyakinan terhadap Tuhan Yang Maha Esa;
11
2) Pengetahuan, yaitu pengetahuan tentang dasar dari prinsip dan konsep,
fakta yang ada di alam, hubungan saling ketergantungan, dan
hubungan antara sains dan teknologi;
3) Keterampilan
dan
kemampuan
untuk
menangani
peralatan,
memecahkan masalah dan melakukan observasi;
4) Sikap ilmiah, antara lain skeptis, kritis, sensitif, obyektif, jujur,
terbuka, benar, dan dapat bekerja sama;
5) Kebiasaan mengambangkan kemampuan berpikir analitis induktif dan
deduktif dengan menggunakan konsep dan prinsip sains untuk
menjelaskan berbagai peristiwa alam;
6) Apresiatif terhadap sains dengan menikmati dan menyadari keindahan,
keteraturan perilaku alam serta penerapannya dalam teknologi.
Menurut Pusat Kurikulum (2006: 7-8), tujuan pembelajaran IPA
terpadu yaitu.
1. Meningkatkan efisiensi dan efektivitas
Anak usia 7-14 tahun masih dalam peralihan dari tingkat berpikir
operasional kongkrit ke berpikir abstrak dan masih memandang dunia
sekitar secara holistis. Penyajian pembelajaran secara terpisah-pisah
memungkinkan adanya tumpang tindih dan pengulangan sehingga
kurang efektif dan efisien serta membosankan bagi siswa.
2. Meningkatkan minat dan motivasi
Pembelajaran IPA terpadu dapat mempermudah dan memotivasi siswa
untuk mengenal, menerima, menyerap, dan memahami keterkaitan antar
12
konsep yang satu dengan konsep lainnya yang termuat dalam tema.
Siswa akan terbiasa berpikir terarah, teratur, utuh, menyeluruh,
sistemik, dan analitik.
3. Beberapa kompetensi dasar dapat dicapai sekaligus
Pembelajaran IPA terpadu dapat menghemat waktu, tenaga, sarana, dan
biaya karena beberapa kompetensi dasar dapat dicapai sekaligus
menjadi sebuah tema. Tema tersebut didasarkan atas pemaduan
sejumlah standar kompetensi dan kompetensi dasar yang dipandang
memiliki keterkaitan.
Berdasarkan uraian tersebut dapat dirangkum bahwa Pembelajaran
IPA bertujuan untuk memahami peran manusia sebagai makhluk ciptaan
Tuhan Yang Maha Esa dan peran antar sesama manusia yang membuat
manusia mengimplementasiakan metode ilmiah dan sikap ilmiah dalam
rangka mengembangkan keterampilan-keterampilan berkaitan dengan
tempat tinggal manusia.
b. Model-model pembelajaran IPA terpadu
Berdasarkan amanat KTSP bahwa model pembelajaran terpadu
merupakan salah satu implementasi kurikulum yang dianjurkan untuk
diaplikasikan terutama pada jenjang pendidikan dasar dan menengah. IPA
menjadi salah satu mata pelajaran yang seharusnya menjalankan amanat
tersebut dengan model pembelajaran terpadu.
Model pembelajaran terpadu yaitu (1) fragmented, (2) connected, (3)
nested, (4) sequenced, (5) shared, (6) webbed, (7) threaded, (8) integrated,
13
(9) immersed, (10) networked (Fogarty, 1991 : 21). Dari sejumlah model
pembelajaran yang dikemukakan Fogarty (1991), terdapat beberapa model
yang potensial untuk diterapkan dalam pembelajaran IPA terpadu, yaitu
model connected, webbeb, dan integrated. Perbandingan tiga model
pembelajaran terpadu tersebut dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Perbandingan Diagram dan Deskripsi Tiga Model
Pembelajaran Terpadu (Puskur, 2007 : 9).
Model
Karakteristik
Kelebihan
Keterbatasan
Model
Menghubungkan
Peserta didik
Model ini kurang
Keterhubungan
satu konsep dengan akan lebih
menampakkan
(connected)
konsep lain, topik
mudah
keterkaitan
dengan topik lain,
menemukan
interdisiplin
satu keterampilan
keterkaitan
dengan
karena masih
keterampilan lain,
dalam lingkup
ide yang satu
satu bidang
dengan ide yang
studi
lain tetapi masih
dalam lingkup satu
bidang studi.
Model jaring laba- Dimulai dengan
Tema yang
Sulit menemukan
laba (webbed)
menentukan tema
familiar
tema
yang kemudian
membuat
dikembangkan
motivasi
subtemanya dengan belajar
memperhatikan
meningkat dan
kaitannya dengan
memberikan
disiplin ilmu atau
pengalaman
bidang studi lain.
berpikir serta
bekerja
interdisipliner
Model
Dimulai dengan
Hubungan
Fokus terhadap
Keterpaduan
identifikasi konsep, antarbidang
kegiatan belajar,
(integrated)
ketermapilan, sikap studi jelas
terkadang
yang overlap pada
telihat melalui mengabaikan target
beberapa disiplin
kegiatan
penguasaan konsep
14
Model
Karakteristik
ilmu atau beberapa
bidang studi. Tema
berfungsi sebagai
konyeks
pembelajaran.
Kelebihan
belajar.
Keterbatasan
dan menuntut
wawasan yang luas
dari guru
Untuk mendukung penelitian ini peneliti memilih salah satu model
dari tiga jenis model pembelajaran terpadu yaitu model connected. Model
ini mempunyai karakteristik menghubungkan satu konsep dengan konsep
yang lain, ide yang satu dengan ide yang lain tetapi masih dalam lingkup
satu bidang studi.
3. Pendekatan Keterampilan Proses Sains
Pendekatan pembelajaran dapat diartikan berbagai usaha untuk
mendekati tujuan pembelajaran agar tujuan pembelajaran tercapai.
Pendekatan keterampilan proses merupakan pendekatan yang menekankan
atau melatih bagaimana cara memperoleh produk IPA, sehingga
operasional pembelajarannya selalu ada aktivitas atau bernuansa proses
IPA. Nyimas Aisyah (2010: 3) mendefinisikan pendekatan keterampilan
proses adalah suatu pengelolaan kegiatan belajar-mengajar yang berfokus
pada pelibatan siswa secara aktif dan kreatif dalam proses pemerolehan
hasil belajar. Nuryani Rustaman (2005:78) mendefinisikan pendekatan
keterampilan proses adalah pendekatan pembelajaran yang berorientasi
pada
pembelajaran
IPA,
keterampilan-keterampilan
diharapkan
yang
15
nantinya
dimiliki
oleh
siswa
para
mempunyai
ilmuwan.
Keterampilan-keterampilan
tersebut
seperti
mengamati/
observasi,
mengelompokkan/ klasifikasi, menafsirkan/ interpretasi, meramalkan/
prediksi, mengajukan pertanyaan, berhipotesis, merencanakan percobaan,
menggunakan alat atau bahan, menerapkan konsep, berkomunikasi.
Dimyati dan Mudjiono (2009: 138) mendefinisikan pendekatan
keterampilan proses dimaksudkan untuk mengembangkan kemampuankemampuan yang dimiliki oleh siswa.
a. Pendekatan keterampilan proses memberikan kepada siswa pengertian
yang tepat tentang hakikat ilmu pengetahuan. Siswa dapat mengalami
rangsangan ilmu pengetahuan dan dapat lebih baik mengerti fakta dan
konsep ilmu pengetahuan.
b. Mengajar dengan keterampilan proses berarti memberi kesempatan
kepada siswa bekerja dengan ilmu pengetahuan. Di sisi lain siswa
merasa bahagia sebab mereka aktif sehingga menjadi pelajar aktif
bukan pasif.
c. Menggunakan keterampilan proses untuk mengajar ilmu pengetahuan,
membuat siswa belajar proses dan produk ilmu pengetahuan.
Pembelajaran
dengan
pendekatan
keterampilan
proses
sains
didefinisikan/ dirumuskan sebagai penerjemahan keterampilan proses sains
yaitu perangkat kemampuan kompleks yang biasa digunakan oleh para
ilmuwan dalam melakukan penyelidikan ilmiah ke dalam rangkaian proses
pembelajaran. Secara substansif model pembelajaran ini dikembangkan
16
dalam tiga tahap, yaitu pendahuluan, penyajian (inti), dan penutup dengan
pola kegiatan seperti gambar 1 (Haryono, 2006: 5)
Gambar 1. Alur kegiatan pembelajaran dengan pendekatan keterampilan
proses sains
Berdasarkan uraian tentang pendekatan keterampilan proses, dapat
dirangkum bahwa pendekatan keterampilan proses sains adalah proses
yang
dilakukan
untuk
memperoleh
tujuan
pembelajaran
dengan
melibatkan siswa secara aktif. Proses pembelajaran yang dilakukan
melatih keterampilan-keterampilan proses yang berkaitan erat dengan
sains.
Adapun
langkah-langkah
pembelajaran
dengan
pendekatan
keterampilan proses sains adalah (1) guru menetapkan tujuan pembelajaran
beserta keterampilan proses sains yang mau dicapai, (2) guru mengajukan
suatu permasalahan yang harus dicari jawabannya oleh siswa, (3) siswa
memprediksi berdasar permasalahan, (4) siswa melakukan proses sains
dengan mengikuti LKS yang disiapkan, (5) guru membimbing siswa saat
17
melaksanakan kegiatan, (6) siswa menemukan jawaban atau hasil dari
proses sains.
4. Hasil Belajar
Hasil belajar siswa di sekolah mencakup aspek atau ranah
kompetensi pengetahuan, sikap, dan keterampilan (kognitif, afektif, dan
psikomotor) yang dilakukan secara berimbang sehingga dapat digunakan
untuk menentukan posisi relatif setiap siswa terhadap standar yang telah
ditetapkan. Aspek afektif berkenaan dengan sikap dan nilai. Tipe hasil
belajar afektif tampak pada siswa dalam berbagai tingkah laku seperti
perhatian terhadap pelajaran, disiplin, motivasi belajar, menghargai guru
dan tema sekelas, kebiasaan belajar dan hubungan sosial. Ada beberapa
jenis kategori ranah afektif sebagai hasil belajar. Kategorinya dimulai dari
tingkat dasar atau sederhana sampai tingkat yang kompleks.
Aspek psikomotor merupakan hasil belajar yang pencapaiannya
melibatkan otot dan kekuatan fisik. Dengan kata lain aspek psikomotor
adalah aspek yang berhubungan dengan aktivitas fisik. Keterampilan itu
sendiri menunjukkan tingkat keahlian seseorang dalam melaksanakan
suatu tugas atau sekumpulan tugas tertentu. Hasil belajar psikomotor ini
sebenarnya merupakan kelanjutan dari hasil belajar kognitif (memahami
sesuatau) dan hasil belajar afektif (yang abru tampak dalam bentuk
kecenderungan-kecenderungan berperilaku).
Pada penelitian ini, hasil belajar akan difokuskan pada aspek kognitif
dan aspek keterampilan proses.
18
a. Aspek Kognitif
Nana Sudjana (2010 : 22) mengemukakan aspek kognitif
berkenaan dengan hasil belajar intelektual yang terdiri dari enam
aspek, yakni pengetahuan atau ingatan, pemahaman, aplikasi, analisis,
sintesis, dan evaluasi. Kedua aspek pertama disebut kognitif tingkat
rendah dan keempat aspek berikutnya termasuk kognitif tingkat tinggi.
Hamzah B. Uno dan Satria Koni (2012 : 61) mengemukakan
aspek kognitif adalah aspek yang membahas tujuan pembelajaran yang
berkenaan dengan proses mental dari tingkat terendah ke tingkat yang
lebih tinggi. Aspek kognitif merupakan suatu teori belajar yang lebih
mementingkan proses belajar daripada hasil belajar itu sendiri.
Lorin W. Anderson dan David R. Krathwohl (2010 : 99-133)
membagi hasil belajar aspek kognitif menjadi enam jenjang mulai dari
jenjang yang paling rendah ke jenjang yang paling tinggi, yaitu
mengingat, memahami, mengaplikasikan, menganalisis, mengevaluasi,
dan mencipta (remember, understand, apply, analize, evaluate, and
create). Berikut ini akan dijelaskan lebih lanjut:
1) Mengingat (C1). Mengingat adalah mengambil pengetahuan yang
dibutuhkan dari memori jangka panjang. Mengingat dibedakan
menjadi dua, yaitu.
19
a) Mengenali
Proses mengenali adalah mengambil pengetahuan yang
dibutuhkan
dari
memori
jangka
panjang
untuk
membandingkan dengan informasi yang baru saja diterima.
b) Mengingat kembali
Proses mengingat kembali adalah mengambil pengetahuan
yang dibutuhkan dari memori jangka panjang.
2) Memahami (C2). Memahami merupakan proses mengkonstruksi
makna dari pesan-pesan pembelajaran, baik yang bersifat lisan,
tulisan atau grafir yang disampaikan melalui pengajaran, buku,
dan sumber-sumber belajar lainnya. Siswa dikatakan memahami
jika mereka dapat mengkonstruksi makna pesan yang diterima dan
mereka juga bisa menghubungkan pengetahuaan “baru” dengan
pengetahuan lama mereka. Proses kognitif dalam kategori
memahami
meliputi
mengklasifikasikan,
menafsirkan,
merangkum,
mencontohkan,
menyimpulkan,
membandingkan, dan menjelaskan.
3) Mengaplikasikan
melibatkan
mengerjakan
(C3).
penggunaan
soal
Proses
kognitif
prosedur-prosedur
latihan
atau
mengaplikasikan
tertentu
menyelesaikan
untuk
masalah.
Mengaplikasikan berkaitan erat dengan pengetahuan prosedural.
Kategori mengaplikasikan terdiri dari dua proses kognitif, yaitu
mengeksekusi dan mengimplementasikan.
20
a) Mengeksekusi
Siswa secara rutin menerapkan prosedur ketika menghadapi
tugas yang sudah terbiasa atau familier dilakukannya (misal,
soal latihan). Nama lain mengeksekusi adalah melaksanakan.
b) Mengimplementasikan
Mengimplementasikan berlangsung saat siswa memilih dan
menggunakan sebuah prosedur untuk menyelesaikan masalah
atau tugas yang tidak seperti biasanya atau familier. Karena
dituntut untuk memilih, siswa harus memahami jenis
masalahnya dan alternatif-alternatif prosedur yang tersedia.
Nama lain mengimplementasikan adalah menggunakan.
4) Menganalisis (C4). Menganalisis berarti memecah-mecah materi
menjadi
bagian-bagian
kecil
dan
menentukan
bagaimana
hubungan antar bagian dan antara setiap bagian dengan struktur
keseluruhannya.
Menganalisis
meliputi
proses
ognitif
membedakan, mengorganisasi, dan mengatribusikan.
a) Membedakan
Membedakan merupakan proses memilah-milah bagian-bagian
yang relevan atau penting dan tidak relevan dari sebuah
struktur. Nama lain membedakan adalah menyendirikan,
memilah, memilih, dan memfokuskan.
21
b) Mengorganisasi
Mengorganisasi merupakan proses mengenali elemen-elemen
informasi dan bagaimana elemen-elemen itu membentuk
sebuah struktur yang koheren. Siswa membangun hubunganhubungan yang sistematis dan koheren antar potongan
informasi. Nama lain mengorganisasi adalah menstrukturkan,
memadukan, menemukan koherensi, membuat garis besar, dan
mendeskripsikan.
c) Mengatribusikan
Proses menentukan sudut pandang, pendapat, nilai, atau tujuan
di balik informasi. Mengatribusikan melibatkan proses
dekonstruksi, yang di dalamnya siswa menentukan tujuan
pengarang suatu tulisan yang diberikan oleh guru. Nama lain
mengatribusikan adalah mendekonstruksi.
5) Mengevaluasi (C5). Mengevaluasi adalah membuat keputusan
berdasarkan kriteria dan standar tertentu. Tidak semua keputusan
bersifat evaluatif. Perbedaan pokok antara mengevaluasi dan
keputusan-keputusan lain adalah penggunaan standar atau kriteria
yang jelas. Subjenis proses mengevaluasi adalah memeriksa dan
mengkritik.
a) Memeriksa
Memeriksa merupakan proses menguji inkonsistensi atau
kesalahan internal dalam suatu operasi atau produk. Nama lain
22
memeriksa adalah menguji, mendeteksi, memonitor, dan
mengoordinasi.
b) Mengkritik
Mengkritik merupakan proses penilaian suatu produk atau
proses berdasarkan kriteria dan standar eksternal. Nama lain
mengkritik adalah menilai.
6) Mencipta (C6). Mencipta (kreasi) merupakan proses menyusun
elemen-elemen menjadi sebuah keseluruhan yang koheren dan
fungsional. Mencipta merupakan ekspresi kreatif dari siswa. Bagi
sebagaian orang, kreativitas adalah menciptakan produk atau karya
yang tak biasa. Dalam pembelajaran, mencipta juga mempunyai
pengertian menyintesiskan informasi atau materi untuk membuat
keseluruhan yang baru. Proses mencipta berisi tiga proses yaitu
merumuskan, merencanakan, dan memproduksi.
a) Merumuskan
Proses menggambarkan masalah dan membuat berbagai
pilihan solusi atau hipotesis yang memenuhi kriteria-kriteria
tertentu. Nama lain merumuskan adalah membuat hipotesis.
b) Merencanakan
Proses merencanakan metode penyelesaian maslaah yang
sesuai dengan kriteria-kriterian masalahnya. Nama lain
merencanakan adalah mendesain.
23
c) Memproduksi
Proses menciptakan suatu produk, melaksanakan rencana
untuk menyelesaikan masalah yang memenuhi spesifikasispesifikasi
tertentu.
Nama
lain
memproduksi
adalah
mengkonstruksi.
Pada penelitian ini, penilaian hasil belajar aspek kognitif
dibatasi dari tingkat mengingat (C1) sampai menganalisis (C4).
Pengambilan data hasil belajar aspek kognitif dilakukan pada setiap
akhir siklus dengan memberikan soal pilihan ganda (tes evaluasi) yang
dikerjakan siswa secara individu. Tujuan diadakan tes evaluasi ini
adalah untuk melihat hasil belajar siswa yang kemudian direfleksi
untuk menentukan kelanjutan dari siklus berikutnya. Jika hasil belajar
yang diperoleh siswa belum mencapai Kriteria Ketuntasan Minimum
(KKM) maka masih dilanjutkan ke siklus berikutnya. Siklus akan
dihentikan apabila siswa telah mencapai KKM berdasarkan indikator
keberhasilan penelitian yang telah ditentukan sebelumnya.
b. Aspek Keterampilan Proses
Nana Sudjana (2010: 140) menyatakan keterampilan proses
terdiri dari keterampilan-keterampilan dasar (basic skills) dan
keterampilan-keterampilan
terintegrasi
(integrated
skills).
Keterampilan-keterampilan dasar terdiri dari enam keterampilan,
yakni: mengobservasi, mengklasifikasi, memprediksi, mengukur,
menyimpulkan, dan mengkomunikasikan. Sedangkan keterampilan-
24
keterampilan terintegrasi terdiri dari: mengidentifikasi variabel,
membuat tabulasi data, menyajikan data dalam bentuk grafik,
menggambarkan
hubungan
mengolah
menganalisa
data,
antar-variabel,
penelitian,
mengumpulkan
menyusun
dan
hipotesis,
mendefinisikan variable secara operasional, merancang penelitian, dan
melaksanakan eksperimen.
Selain itu, Nuryani Rustaman (1997: 29-30) menjelaskan
keterampilan proses IPA adalah semua keterampilan yang diperlukan
untuk memperoleh, mengembangkan, dan menerapkan konsepkonsep, prinsip-prinsip, hukum-hukum, dan teori-teori IPA, baik
berupa keterampilan mental, keterampilan fisik (manual) maupun
keterampilan sosial. Adapun macam keterampilan proses IPA yang
perlu dikembangkan di tingkat pendidikan dasar ialah:
1) Mengamati, yaitu menggunakan indera penglihat, pembau,
pendengaran, pengecap, dan peraba serta menggunakan fakta yang
relevan dan memadai. Indikator yang lain yaitu menggunakan alat
atau bahan.
2) Menggolongkan atau mengelompokkan, dengan indikator mencari
perbedaan,
mengontraskan
ciri-ciri,
mencari
kesamaan,
membandingkan, dan mencari dasar penggolongan.
3) Menafsirkan, dengan indikator menghubung-hubungkan hasil
pengamatan, dan menemukan pola atau keteraturan.
25
4) Merencanakan
penyelidikan,
dengan
indikator
menentukan
variabel-variabel yang terlibat. Menentukan apa yang diamati dan
diukur atau ditulis serta menentukan cara dan langkah kerja.
5) Berkomunikasi, yang indikatornya adalah membaca grafik, tabel
atau diagram, menggambarkan data empiris dengan grafik, tabel
atau diagram. Selain itu juga menjelaskan hasil percobaan,
mendiskusikannya, menyusun dan menyampaikan laporan secara
sistematis dan jelas.
6) Mengajukan dugaan, dengan indicator mengajukan perkiraan
penyebab dan melakukan pemecahan masalah.
7) Menerapkan konsep atau prinsip, dengan indikator yaitu
menjelaskan suatu peristiwa, menggunakan informasi yang telah
dimiliki dan menerapkankan konsep yang telah dipelajari pada
situasi baru.
8) Mengajukan pertanyaan, yang indikatornya adalah meminta
penjelasan dan bertanya tentang apa, mengapa, dan bagaimana.
Dimyati dan Mudjiono (2009: 140-145) menjelaskan terdapat
berbagai keterampilan yang terdiri dari keterampilan-keterampilan
dasar (basic skills) dan keterampilan-keterampilan terintegrasi
(integrated skills). Keterampilan-keterampilan dasar terdiri dari enam
keterampilan, yaitu: mengobservasi, mengklasifikasi, memprediksi,
mengukur, menyimpulkan, dan mengkomunikasikan.
26
1) Mengobservasi
Mengobservasi atau mengamati merupakan tanggapan kita
terhadap berbagai objek dan peristiwa alam dengan menggunakan
panca indera (penglihatan, perabaan, penciuman, dan perasa).
Mengobservasi atau mengamati dapat bersifat kualitatif atau
kuantitatif.
2) Mengklasifikasikan
Mengklasifikasikan
adalah
keterampilan
untuk
memilah
berbagai objek peristiwa berdasarkan sifat-sifat khususnya, sehingga
dapat digolongkan dengan kategori tertentu.
3) Memprediksi
Memprediksi adalah membuat ramalan tentang segala hal yang
akan terjadi pada waktu yang akan datang, berdasarkan pada pola atau
kecenderungan tertentu, atau hubungan antara fakta, konsep, dan
prinsip dalam ilmu pengetahuan.
4) Mengukur
Mengukur adalah membandingkan yang diukur dengan satuan
ukuran tertentu yang telah ditetapkan sebelumnya.
5) Menyimpulkan
Menyimpulkan adalah keterampilan untuk memutuskan keadaan
suatu objek atau peristiwa berdasarkan fakta, konsep, dan prinsip yang
diketahui.
6) Mengkomunikasikan
27
Mengkomunikasikan adalah menyampaikan fakta, konsep, dan
prinsip ilmu pengetahuan dalam bentuk audio, visual atau audiovisual.
Menurut Michael J. Padilla (1990 : 1), keterampilanketerampilan proses sains tingkat dasar terdiri dari observing,
inferring, measuring, communicating, classifying, predicting.
Berdasarkan uraian beberapa pendapat tentang keterampilan
proses sains, maka peneliti menyimpulkan dan menyusun indikator
keterampilan proses sains meliputi keterampilan mengobservasi,
mengklasifikasi,
memprediksi,
mengkomunikasikan.
mengukur,
menyimpulkan,
dan
Untuk mempermudah pemahaman, maka
keterampilan-keterampilan tersebut disajikan secara ringkas dalam
Tabel 2.
No.
1.
2.
3.
Tabel 2. Keterampilan Proses Sains dan indikatornya
Keterampilan Proses
Indikator Keterampilan Proses
Sains
Sains
Mengobservasi
Mampu menggunakan alat indera
sebanyak mungkin (penglihatan,
pendengaran, penciuman, perasa,
peraba).
 Mencari persamaan pada objek
Mengklasifikasi
yang diamati.
 Mencari perbedaan pada objek
yang diamati.
 Mengelompokkan objek yang
diamati berdasarkan persamaan
atau perbedaan.
 Meramalkan atau
Memprediksi
memperkirakan peristiwa yang
akan terjadi secara lisan atau
tulisan.
28
4.
Keterampilan Proses
Sains
Mengukur
5.
Menyimpulkan
6.
Mengkomunikasikan
No.
Indikator Keterampilan Proses
Sains
 Menyebutkan nama alat ukur
 Mengetahui cara penggunaan
alat ukur
 Menggunakan alat ukur untuk
mendeskripsikan objek atau
peristiwa secara kuantitatif
 Menuliskan hasil pengukuran.
 Memutuskan keadaan suatu
objek atau peristiwa berdasar
fakta, konsep, dan prinsip yang
diketahui.
 Menyampaikan informasi dalam
bentuk tabel, grafik atau
diagram.
5. Kajian Materi Pembelajaran
a. Sistem gerak pada manusia
I Gusti Ayu Tri Agustiana menuliskan dalam bukunya tentang
konsep dasar IPA: aspek Biologi (2014 : 204), manusia bergerak untuk
mencari makan, menghindari musuh atau mencari pasangan. Gerakan
itu akibat dari peran aktif otot. Otot pada tubuh melekat pada tulang
atau rangka. Oleh karena itu, rangka atau tulang disebut alat gerak
pasif dan otot sebagai alat gerak aktif karena menggerakkan tulang
atau rangka. Pada saat bergerak, manusia memiliki sistem gerak yang
terdiri dari atas tulang dan otot.
Berikut ini uraian tentang rangka tubuh manusia, tulang penyusun
rangka tubuh manusia, pengelompokan kerangka manusia, persendian,
gangguan dan kelainan pada tulang, dan otot sebagai alat gerak aktif.
29
1) Rangka tubuh manusia.
Menurut I Gusti Ayu (2014: 204) rangka adalah susunan tulangtulang dengan sistem tertentu. Rangka terletak di dalam tubuh,
terlindung atau terbalut oleh otot dan kulit. Rangka yang terdapat
di dalam tubuh disebut endoskeleton. Untuk mendukung fungsi
gerak, selain di dukung oleh otot, antar tulang atau ruas-ruas tulang
satu dengan lainnya dihubungkan oleh persendian tulang. Secara
umum fungsi rangka tubuh manusia yaitu (1) menegakkan dan
menopang tubuh; (2) memberi bentuk yang khas pada tubuh; (3)
tempat melekatnya otot; (4) melindungi organ-organ tubuh bagian
dalam yang sifatnya lunak; (5) tempat pembentukan sel-sel darah
merah; (6) sebagai alat gerak pasif.
2) Tulang penyusun rangka tubuh manusia.
Menurut I Gusti Ayu (2014: 205) rangka manusia tersusun oleh
berbagai macam tulang. Dalam tulang terdapat rongga-rongga
berisi cairan yang disebut sumsum tulang. Sumsum tulang
merupakan tempat pembentukan sel-sel darah. Berdasarkan sifat
bahan penyusunnya, tulang dibedakan atas tulang kompak dan
tulang spons. Tulang kompak mempunyai bahan penyusun yang
rapat dan padat, sedangkan tulang spons mempunyai bahan
penyusun berongga. Berikut penjelasan tentang tulang pipa, pipih,
dan pendek.
30
a) Tulang pipa, berbentuk seperti pipa dan di dalamnya terdapat
rongga. Matriks (zat yang terdapat diantara ruang antar sel)
sangat padat dan kompak sehingga tulang pipa sering disebut
tulang kompak. Contohnya: tulang lengan atas, tulang
pengumpil, tulang hasta, tulang paha, tulang kering, tulang
betis, ruas-ruas jari tangan, ruas-ruas jari kaki. Di dalam tulang
pipa terdapat sumsum kuning dan lemak.
b) Tulang pipih, yaitu tulang yang berbentuk pipih atau gepeng.
Di dalam tulang ini terdapat rongga-rongga yang berisi sumsum
merah. Contohnya: tulang usus, tulang rusuk, tulang dada,
tulang belikat, dan tulang tengkorak.
c) Tulang pendek, yaitu tulang yang berbentuk bulat pendek.
Tulang ini bersifat ringan dan kuat. Di dalam tulang pendek
terdapat sumsum merah. Contohnya: tulang pergelangan
tangan, tulang pergelangan kaki, dan ruas-ruas tulang belakang.
Berdasarkan kekerasannya, menurut I Gusti Ayu (2014: 206207)
tulang dikelompokkan menjadi dua macam, yaitu tulang
rawan (kartilago) dan tulang keras (osteon).
a) Tulang rawan (kartilago), yaitu tulang yang mengandung
banyak zat pelekat (kolagen) yang tersusun atas kumpulan sel
tulang rawan. Sel tulang rawan dapat menghasilkan matriks.
Matriks tulang rawan bersifat lentur karena tersusun oleh
protein dan sedikit zat kapur. Tulang rawan dibedakan atas
31
tulang rawan hialin, tulang rawan fibrosa, dan tulang rawan
elastis. Tulang rawan hialin merupakan tulang rawan
sederhana dengan bahan yang seragam. Tulang ini terdapat di
antara tulang rusuk dan tulang dada, sendi tulang, serta dinding
trakea. Tulang rawan fibrosa terdiri atas berkas-berkas serabut
dengan sel tulang rawan yang tersusun di antara serabut itu.
Tulang ini bersifat kuat, tetapi kurang lentur. Tulang rawan
fibrosa terdapat pada antar ruas tulang belakang, tulang
panggul, dan tulang lutut. Tulang rawan elastis terdiri atas
serabut elastik berwarna kuning dan bersifat lentur. Tulang ini
terdapat pada hidung dan telinga.
b) Tulang keras (osteon), yaitu tulang yang dalam kehidupan
sehari-hari tulang keras sering disebut “tulang”. Tulang keras
berasal dari tulang rawan yang mengalami pengerasan.
Prosesnya disebut osifikasi. Proses ini terjadi karena dalam
ruang antar sel terdapat zat kapur. Akan tetapi, tidak semua
tulang rawan akan menjadi tulang keras. Tulang daun telinga,
tulang hidung, dan laring tidak menjadi keras. Pengerasan
tulang dipengaruhi oleh vitamin D. Oleh karena itu, orang
yang kekurangan vitamin D mempunyai tulang yang rapuh.
Tulang keras mempunyai lapisan paling luar yang disebut
periosteum. Lapisan ini merupakan tempat melekatnya otot
dan banyak mengandung pembuluh darah yang bercabang-
32
cabang ke dalam tulang. Di sebelah dalam periosteum terdapat
jaringan tulang kompak yang terdiri atas sel-sel tulang yang
tersusun dalam suatu sistem havers. Saluran havers dikelilingi
oleh lapisan-lapisan lamela. Di antara lamela terdapat ruangruang yang disebut lakuna. Lakuna mengandung sel-sel tulang
yang satu sama lain dihubungkan olaeh kanalikuli. Selain itu,
kanalikuli juga menghubungkan sel-sel tulang dengan saluran
havers. Tulang pipa terbagi menjadi tiga bagian: bagian tengah
disebut diafisis, kedua ujung disebut epifisis, dan diantara
epifisis dan diafisis disebut cakraepifisis yang mengalami
pertambahan panjang.
3) Pengelompokan kerangka manusia.
Menurut I Gusti Ayu (2014: 207-216), berdasarkan tempatnya
rangka tubuh manusia terdiri atas tiga kelompok, yaitu tengkorak,
tulang badan, dan tulang anggota gerak. Berikut penjelasan tentang
tiga kelompok rangka tubuh manusia.
a) Tengkorak
Tulang tengkorak sering juga disebut tulang batok kepala.
Tulang tengkorak berguna untuk melindungi otak dan bola
mata yang merupakan organ lemah. Terdapat 22 tulang pada
tengkorak manusia, 21 diantaranya melekat kuat sehingga
tidak terjadi gerakan diantara tulang tersebut. Tulang-tulang
tengkorak berbentuk pipih dan saling bersambungan satu
33
dengan yang lain. Tulang-tulang pembentuk tengkorak
dibedakan atas tulang tengkorak wajah (muka) dan tengkorak
pelindung otak (kubah). Tengkorak wajah terdiri atas 1) tulang
rahang atas, menyusun sebagaian dari hidung, dan langitlangit, 2)tulang rahang bawah menempel pada tulang
tengkorak bagian temporal. Hal tersebut merupak satu-satunya
hubungan antar tulang dengan gerakan yang lebih bebas, 3)
tualng pipi (zigomatik), 4) tulang langit-langit (palatinum)
yang menyusun sebagian dari rongga hidung dan bagian atas
rongga mulut, 5) tulang hidung, 6) tulang air mata, 7) tulang
lidah. Tengkorak pelindung otak terdiri atas tulang pelipis,
tulang ubun-ubun, tulang tapis, tulang dahi, tulang baji, dan
tulang kepala belakang. Tulang pipi bergabung dengan tulang
pelipis membentuk lengkung tulang pipi dan rongga mata dari
bagian samping dan bawah. Tulang langit-langit memisahkan
rongga mulut dari rongaa hidung. Tulang hidung berfungsi
melindungi rongga hidung.
b) Tulang badan
Tulang-tulang pembentuk badan terdiri atas lima macam
tulang, yaitu tulang belakang, tulang dada, tulang rusuk, tulang
bahu, dan tulang panggul.
(1) Tulang belakang
34
Tulang belakang terdiri atas 33 ruas, yaitu 7 ruas
tulang leher, 12 ruas tulang punggung, 5 ruas tulang
pinggang, 5 ruas tulang belakang/ kelangkangan, dan 4
ruas tulang ekor. (1) tujuh ruas pertama disebut tulang
leher. Ruas pertama tulang leher disebut tulang atlas yang
berfungsi untuk menyangga kepala, dan ruas kedua berupa
tulang
pemutar
atau
poros.
Bentuk
tulang
atlas
memungkinkan kepala untuk melakukan gerakan atau
goyangan “Ya” atau goyangan “Tidak”. (2) dua belas ruas
berikutnya membentuk tulang punggung. Ruas-ruas tulang
punggung pada bagian kiri dan kanannya merupakan
tempat melekatnya tulang rusuk. (3) lima ruas berikutnya
merupakan tulang pinggang. Ukuran tulang pinggang lebih
besar dari pada ukuran tulang punggung. Ruas-ruas tulang
pinggang menahan sebagian besar berat tubuh dan banyak
melekat otot-otot. (4) lima ruas tulang kelangkangan
(sacrum) yang menyatu berbentuk segitiga terletak di
bawah ruas-ruas tulang pinggang. Tulang klangkang pada
manusia akan menyatu pada usia 16-25 tahun, dan (5)
bagian bawah ruas-ruas tulang belakang/ kelangkangan
disebut tulang ekor (coccyx). Tulang ekor akan menyatu
pada usia 20-30 tahun.
35
Ruas-ruas
menegakkan
tulang
badan
belakang
dan
berfungsi
menjaga
untuk
keseimbangan,
menyokong kepala dan tangan, dan tempat melekatnya
otot, rusuk, dan organ. Bentuk ruas-ruas tulang belakang
tersebut menyerupai huruf S yang melengkung dan
berfungsi untuk menjaga keseimbangan badan.
(2) Tulang dada
Tulang dada termasuk tulang pipih, terletak di bagian
tengah dada. Pada sisi kiri dan kanan tulang dada terdapat
tempat lekat tulang rusuk. Bersama-sama dengan rusuk,
tulang dada memberikan perlindungan pada jantung, paruparu, dan pembuluh darah besar dari kerusakan. Tulang
dada terdiri atas tiga bagian, yaitu bagian hulu, badan, dan
taju pedang. (1) bagian hulu (manubrium) terletak di
bagian atas tulang dada, tempat melekatnya tulang rusuk
yang pertama dan kedua. (2) bagian badan (gladiolus)
terletak di bagian tengah, tempat melekatnya tulang rusuj
ketiga sampai ketujuh, gabungan tulang rusuk kedelapan
sampai ke sepuluh. (3) bagian taju pedang (xiphoid
process) terletak di bagian paling bawah dari tulang dada.
Bagian ini terbentuk dari tulang rawan.
(3) Tulang rusuk
36
Tulang rusuk berbentuk tipis, pipih, dan melengkung.
Bersama-sama
dengan
tulang
dada,
tulang
rusuk
membentuk rongga dada untuk melindungi jantung dan
paru-paru. Tulang rusuk terdiri atas 12 pasang, yaitu (1)
tujuh pasang rusuk sejati. Tulang-tulang rusuk ini pada
bagian belakang berhubungan dengan ruas-ruas tulang
belakang,
sedangkan
bagian
depannya
berhubungan
dengan tulang dada dengan perantaraan tulang rawan; (2)
tiga pasang rusuk palsu. Tulang rusuk ini memiliki ukuran
lebih pendek dari pada ulang rusuk sejati. Pada bagian
belakang tulang ini berhubungan dengan ruas-ruas tulang
belakang, sedangkan ketiga ujung depan disatukan oleh
tulang rawan yang melekatkannya pada satu titik di tulang
dada; dan (3) dua pasang rusuk melayang. Ujung belakang
tulang rusuk ini berhubungan dengan rua-ruas tulang
belakang, sedangkan ujung bagian depannya bebas atau
tidak melekat ke bagian tulang yang lain.
Fungsi tulang rusuk yaitu, 1) melindungi jantung dan
paru-paru, 2) melindungi lambung, limpa, dan ginjal, 3)
membantu pernapasan.
(4) Tulang bahu
Tulang gelang bahu disebut juga tualng pectoral bahu.
Tulang ini tersusun atas 4 buah tulang yaitu 2 tulang
37
belikat (skapula), dan 2 tulang selangka (klavikula). Tulang
selangka berbentuk huruf “S”, berhubungan dengan tulang
lengan atas (humerus) untuk membentuk persendian yang
menghasilkan gerakan lebih bebas. Ujung yang satu
berhubungan dengan tulang dada sedangkan ujung yang
lain berhubungan dengan tulang belikat. Tulang belikat
(skapula) berukuran besar, berbentuk segitiga dan pipih.
Tulang ini terletak pada bagian belakang tulang rusuk.
Fungsi
utama
tulang
gelang
bahu
adalah
tempat
melekatnya sejumlah otot yang memungkinkan terjadinya
gerakan pada sendi.
(5) Tulang panggul
Tulang gelang panggul terdiri atas dua buah tulang
pinggul. Anak tulang pinggul ini terpisah menjadi tiga
buah. 1) tulang illium (bagian atas), yakni sepasang tulang
usus yang berguna untuk menopang usus. 2) tulang
ischium (bagian bawah), yakni sepasang tulang duduk yang
berfungsi untuk menopang tubuh saat duduk. 3) tulang
pubis (bagian tengah), yakni sepasang tulang kemaluan
yang berguna sebagai tempat menempelnya alat kelamin.
Di bagian belakang dari gelang panggul terdapat
tulang sakrum yang merupakan bagian ruas-ruas tulang
belakang. Pada bagian depan terdapat simfisis pubis, yakni
38
jaringan ikat yang menghubungkan kedua tulang pubis.
Fungsi gelang panggul terutama untuk mendukung berat
badan dan bersama ruas tulang belakang melindungi dan
mendukung organ-organ bagian bawah, seperti kandung
kemih, organ reproduksi, dan sebagai tempat tumbuh
kembangnya janin pada perempuan.
c) Tulang anggota gerak
Rangka anggota gerak pada manusia terdiri atas anggota
gerak atas, anggota gerak bawah, gelang bahu, gelang panggul,
dan bagian akhir dari ruas-ruas tulang belakang seperti sakrum
dan tulang coccyx.
(1) Tulang anggota gerak atas (extremitas superior) terdiri
atas dua bagian, yaitu tulang lengan yang terdiri dari
tulang lengan atas (humerus), tulang pengumpil (radius),
tulang hasta (ulna), 8 tulang pergelangan tangan (carpal)
dan telapak tangan (metacarpal), serta 14 tulang jari
tangan (falanges).
Tulang lengan atas (humerus) termasuk kelompok
tulang panjang atau pipa, ujung atasnya besar, halus, dan
dikelilingi oleh tolang belikat. Pada bagian bawah terdapat
dua lekukan yang merupakan tempat melekatnya tulang
radius dan ulna. Tulang pengumpil dan hasta (radius dan
ulna), tulang ulna berukuran lebih besar dari pada radius,
39
dan melekat dengan kuat di humerus. Tulang radius
memiliki kontribusi yang lebih besar dari pada ulna untuk
gerakan lengan bawah. Pergelangan tangan (karpal)
tersusun
atas
delapan
buah
tulang
yang
saling
dihubungkan oleh ligamen. Telapak tangan (metakarpal)
tersusun atas lima buah tulang, bagian atas berhubungan
dengan tulang pergelangan tangan, sedangkan bagian
bawah berhubungan dengan tulang jari-jari tangan. Tulang
jari-jari tangan (palanges) tersusun atas empat belas buah
tulang. Setiap jari tersusun atas tiga buah tulang, kecuali
ibu jari yang hanya tersusun atas dua buah tulang.
(2) Tulang anggota gerak bawah (extremitas inferior), terdiri
atas tulang paha (femur), tulang tempurung lutut (patella),
tulang kering (tibia), tulang betis (fibula), tulang pangkal
kaki (tarsal), tulang telapak kaki (metatarsal), dan tulang
jari-jari kaki (falanges).
Tulang paha (femur) termusak kelompok tulang
panjang atau pipa, terletak mulai dari gelang panggul
sampai lutut. Tulang keris dan tulang betis (tibia dan
fibula) pada bagian pangkal berhubungan dengan lutut,
pada baguan ujung berhubungan dengan pergelangan kaki.
Ukuran tulang kering lebih besar dari pada tulang betis
karena berfungsi untuk menahan beban atau berat tubuh.
40
Tulang betis merupakan tempat melekatnya beberapa otot.
Tempurung lutut (patela) terletak antara femur dan tibia,
berbentuk segitiga. Patela berfungsi melindungi sendi lutut
dan memberikan kekuatan pada tendon yang membentuk
lutut. Tulang pergelangan kaki (tarsal) meliputi tulang
pendek dan tersusun atas delapan tulang, salah satunya
tulang tumit. Tulang telapak kaki (metatarsal) tersusun
atas lima buah tulang yang tersusun mendatar. Tulang jarijari kaki (palanges) tersusun atas tiga buah tulang, kecuali
ibu jari yang hanya tersusun atas dua tulang.
4) Persendian.
Menurut I Gusti Ayu (2014: 216-218), tulang-tulang pembentuk
rangka tubuh manusia saling berhubungan satu dengan yang lain.
Hubungan antar tulang ini disebut sendi atau artikulasi. Tulangtulang pada sendi tetap berada di tempatnya karena diikat oleh
jaringan ikat sendi (ligamen). Adanya ligamen memungkinkan
terjadinya gerakan dan untuk membatasi gerakan. Berdasarkan sifat
gerakannya, sendi dapat dibedakan menjadi tiga macam yaitu.
a) Sendi mati (sinartrosis), yaitu persendian yang tidak dapat
digerakkan karena terbentuk dari hubungan antar tulang yang
erat seperti satu tulang.
41
Gambar 2. Sinartrosis pada tulang tengkorak
(sumber: http://www.biomagz.com/2015/10/macam-macamsendi-sinartrosis.html)
Contohnya pensendian pada tulang tengkorak dan gelang
panggul.
b) Sendi
kaku
(amfiartrosis),
yaitu
persendian
yang
memungkinkan terjadinya sedikit gerakan (gerakan terbatas).
Gambar 3 . Amfiartrosis pada ruas-ruas tulang belakang
(sumber: http://www.biomagz.com/2015/10/macam-macamsendi-sinartrosis.html)
Contohnya persendian pada tulang pergelangan tangan, tulang
pergelangan kaki, antara tulang rusuk dan tulang dada, antara
ruas-ruas tulang belakang, serta antara tulang belakang dan
tulang rusuk.
42
c) Sendi gerak (diartrosis), yaitu persendian yang memungkinkan
terjadinya gerakan yang lebih bebas (satu arah, dua arah, dan
segala arah). Pada ujung tulang yang saling berhubungan
terbentuk rongga sendi yang berisi minyak sendi (cairan
sinovial). Cairan ini dihasilkan oleh membran sinovial yang
melapisi persendian. Menurut arah gerakannya, sendi gerak
dibedakan menjadi lima macam.
Gambar 4. Jenis-jenis persendian diartrosis
(sumber: http://www.biomagz.com/2015/10/macam-macamsendi-sinartrosis.html)
(1) Sendi peluru, yaitu persendian yang memungkinkan
terjadinya gerakan ke segala arah. Contohnya persendian
antar tulang paha dan tulang gelang panggul serta
persendian antara tulang lengan atas dan tulang gelang
bahu.
(2) Sendi engsel, yaitu persendian yang memungkinkan
terjadinya gerakan satu arah. Contohnya persendian pada
siku, lutut, dan antara ruas-ruas tulang jari.
43
(3) Sendi putar, yaitu persendian yang memungkinkan
terjadinya gerakan berputar. Contohnya persendian antara
tulang hasta dan pengumpil serta antara tulang pemutar dan
tulang atlas yang menyebabkan kepala dapat memutar.
(4) Sendi geser, yaitu persendian yang memungkinkan
terjadinya
gerakan
bergeser.
Kedua
ujung
tulang
permukaannya datar dan rata. Contohnya persendian yang
terdapat pada tulang-tulang pergelangan tangan dan ruasruas tulang belakang.
(5) Sendi pelana, yaitu persendian yang memungkinkan
adanya gerakan dua arah atau gerakan seperti orang naik
kuda. Contohnya persendian antara tulang ibu jari dan
tulang telapak tangan serta antara tulang telapak tangan
dengan pergelangan tangan.
5) Gangguan dan kelainan pada tulang.
I Gusti Ayu (2014 : 218-221) menuliskan tentang gangguangangguan pada tulang dapat disebabkan oleh penyakit, kecelakaan,
pengaruh zat makanan (gizi), sikap duduk. Berikut penjelasan
gangguan pada tulang berdasar penyebabnya.
a) Kelainan tulang karena penyakit biasanya menyerang bagianbagian
persendian.
Infeksi
kuman
penyakit
kelamin
(sifilis/gonore) sering menyerang sendi lutut dan sendi pangkal
paha yang kadangkala dalam waktu bersamaan mengakibatkan
44
sendi menjadi kaku. Virus polio juga menyebabkan gangguan
pada tulang sehingga dapat mengakibatkan kelumpuhan.
Penyakit polio dapat dicegah dengan imunisasi polio pada saat
masih bayi. Contohnya artritis dan layuh semu. Artritis yaitu
gangguan pada sendi yang disebabkan oleh kuman. Ada dua
macam, yaitu artritis eksudatif (rongga sendi terisi getah
radang/ nanah sehingga terasa sakit jika digerakkan) dan
artritis
sika
(berkurangnya
minyak
sendi
sehingga
menimbulkan rasa nyeri pada waktu sendi digerakkan)
kelainan tulang ini dapat disebabkan ole infeksi kuman gonore
dan kuman sifilis. Layuh semu, yaitu keadaan tulang yang
tidak bertenaga. Hal ini disebabkan infeksi kuman sifilis pada
anak sejak dalam kandungan.
b) Kelainan tulang karena kecelakaan, misalnya jatuh, tabrakan,
dan yang lainnya dapat mengakibatkan terjadinya patah tulang
(fraktura), retak tulang (fisura), atau memar. Patah tulang atau
retak tulang pada anak-anak lebih mudah disembuhkan dari
pada orang dewasa karena tulang pada anak-anak masih
mengalami pertumbuhan dan masih banyak mengandung zat
perekat. Contohnya, memar karena robeknya selaput sendi.
Robeknya selaput sendi ini jika diikuti lepasnya ujung tulang
dari sendi disebut urai sendi. Fraktura, yaitu patahnya tulang
pipa. Jika patahnya tidak merobek kulit disebut patah tulang
45
tertutup, sedangkan jika merobek kulit dan tulang keluar
disebut patah tulang terbuka. Fisura, yaitu tulang retak karena
suatu sebab, misalnya kecelakaan atau jatuh.
c) Kelaianan tulang karena kurang gizi makanan, misalnya zat-zat
makanan tertentu seperti vitamin D, zat kapur, dan fosfor
mengakibatkan terjadinya gangguan pada proses pertumbuhan
sel-sel tulang. Oleh karena itu,tulang yang terbentuk tidak
sempurna
sehingga
dapat
mengakibatkan
kelumpuhan.
Kekurangan vitamin D pada masa pertumbuhan dapat
mengakibatkan rakhitis. Penyakit ini mengakibatkan tulang
menjadi rapuh dan bentuk tulang kaki menjadi seperti huruf O
atau huruf X. Sinar matahari pagi dapat mengaktifkan
provitamin D di Bawah kulit menjadi vitamin D. Sikap berdiri,
tidur, dan duduk juga mempengaruhi bentuk tulang belakang.
Contohnya, nekrose yaitu rusaknya periosteum sehingga tulang
tidak emndapatkan makanan. Hal ini dapat menyebabkan
tulang mati dan mengering. Rematik merupan istilah umum
untuk menggambarkan rasa sakit yang terjadi jika sendi, otot,
dan
jaringan
penyambung
dalam
badan
mengalami
peradangan, pembengkakan, dan amat nyeri.penyakit yang
termasuk rematik antara lain encok yang disebabkan badan
tidak mampu mengurai protein dengan baik, radang sendi
tulang yang disebabkan rusaknya tulang muda di persendian
46
karena proses penuaan, radang sendi rematoid yang biasanya
menyerang persendian ruas-ruas jari dan pergelangan, dan
demam rematik, yakni penyakit yang menyerang anak-anak
yang merupakan penyakit ikutan dari infeksi yang tidak
dirawat dengan baik, seperti amandel.
d) Kelaianan tulang belakang karena sikap duduk yang salah
mengakibatkan terjadinya gangguan pertumbuhan tulang
belakang (tulang punggung). Kelainan ini dapat dibedakan
menjadi tiga macam, yaitu sebagai berikut: (1) lordosis terjadi
jika tulang belakang bagian leher dan panggul terlalu
membengkok ke depan sehingga jika dilihat dari samping
tulang belakang tampak tidak lurus; (2) kifosis terjadi jika
tulang belakang bagian punggung dan panggul terlalu
membelok ke belakang; (3) skoliosis terjadi jika tulang
belakang terlalu membengkok ke samping kanan atau kiri.
6) Otot sebagai alat gerak aktif.
Otot sebenarnya suatu jaringan yang terdiri dari sel-sel otot.
Sel-sel otot bergabung membentuk serabut otot. Serabut otot
dibungkus oleh selaput otot (sarkolema). Serabut-serabut otot
bergabung membentuk kumpulan serabut otot yang disebut berkas
otot. Gabungan dari berkas-berkas otot disebut otot atau daging.
Otot dibungkus oleh sarung otot (fascia). Otot mampu berkontraksi
dengan cara mengembang dan mengempis. Akibatnya, otot dapat
47
menggerakkan rangka. Oleh karena itu, otot disebut pula alat gerak
aktif (I Gusti Ayu, 2014 : 221).
Pada waktu lahir, berat massa otot adalah sebesar < 25 %
massa tubuh, sedangkan pada usia dewasa > 40 % dan sedikit
kurang dari 30 % pada orang yang lebih tua. Berdasarkan jenis
ototnya, sekitar 40 % adalah otot skelet atau rangka dan 5-10 %
adalah otot polos dan jantung (Saryono, 2011 : 1).
Berikut penjelasan menurut I Gusti Ayu (2014: 221-227)
tentang karakteristik otot, macam-macam gerak otot, macammacam otot, cara kerja otot, dan gangguan pada otot.
a) Karakteristik otot
Otot yang merupakan alat gerak aktif mempunyai tiga
karakteristik yaitu.
(1) Kontraktibilitas, yaitu kemampuan otot untuk mengadakan
perubahan menjadi lebih pendek dari pada ukuran semula.
(2) Ekstensibilitas, yaitu kemampuan otot untuk berelaksasi
atau memanjang dari ukuran semula. Larakteristik ini
merupakan kebalikan kontraktibilitas. Gerak yang timbul
merupakan kebalikan dari gerak yang ditimbulkan oleh
kontraksi otot yang bersangkutan.
(3) Elastisitas, yaitu kemampuan otot untuk dapat kembali ke
ukuran semula setelah berkontraksi atau ekstensif. Saat otot
48
kembali ke ukuran semula, otot disebut dalam keadaan
relaksasi.
b) Macam-macam gerak otot
Otot merupakan alat gerak aktif pada sistem gerak manusia.
Kerja otot tidak dapat dilakukan hanya dengan satu macam. Hal
itu menyebabkan kerja otot dibedakan menjadi sinergis dan
antagonis.
(1) Sinergis adalah kerja otot yang kontraksinya menimbulkan
gerakan searah. Contohnya ialah otot pada lengan bawah,
hasta, dan pengumpil.
(2) Antagonis
adalah
kerja
otot
yang
kontraksinya
menimbulkan efek gerak berlawanan. Contohnya:
(a) Ekstensor
(meluruskan)
dan
fleksor
(membengkokkan), contohnya otot trisep dan bisep;
(b) Abduktor (menjauhi badan) dan adduktor (mendekati
badan), contohnya gerak tangan sejajar bahu dan sikap
sempurna;
(c) Depresor (ke bawah) dan elevator (ke atas), contohnya
gerak kepala menengadah dan menunduk;
(d) Supinator (menengadah) dan pronator (menelungkup),
contohnya gerak telapak tangan menengadah dan
menelungkup.
49
c) Macam-macam otot
Tubuh manusia dibentuk oleh lebih dari 640 otot rangka yang
berbeda. Otot-otot tersebut ujungnya melekat pada rangka atau
tulang-tulang pembentuk tubuh. Ujung-ujung otot yang melekat
pada tulang disebut tendon atau urat otot. Tendon bersifat kuat
dan kenyal serta disusun oleh jaringan ikat. Tendon yang
melekat pada tulang yang bergerak disebut inersio, sedangkan
tendon yang melekat pada tulang yang tidak bergerak disebut
origo. Berdasarkan sel-sel penysunnya, otot dikelompokkan
menjadi tiga macam sebagai berikut.
(1) Otot lurik, berbentuk lurik-lurik yang juga disebut serat
lintang atau otot rangka, karena melekat pada rangka. Sel
penyusun otot lurik berbentuk serabut yang bagian tepinya
mengandung inti. Otot lurik bekerja secara sadar menurut
perintah otak sehingga disebut otot sadar. Otot lurik
terdapat pada otot lengan, paha, perut dada, dan pipi.
(2) Otot
polos,
berbentuk
gelendong,
kedua
ujungnya
meruncing dan bagian tengahnya membesar dengan panjang
beberapa mikron. Otot polos juga disebut otot dalam karena
organ-organ bagian dalam tubuh tersusun atas sel-sel otot
polos, seperti saluran pencernaan, pembuluh darah, saluran
kelamin, dan saliran ekskresi. Otot polos hanya memiliki
satu inti dan tidak memiliki garis-garis melintang seperti
50
otot lurik. Otot polos bekerja diluar kesadaran sehingga
disebut juga otot tak sadar. Otot ini bekerja lambat, teratur,
dan tidak cepat lelah.
(3) Otot jantung, tersusun atas sel-sel otot yang mirip dengan
otot lurik, tetapi otot jantung mempunyai percabangan. Selsel otot jantung memiliki banyak inti dan terletak di tengah
serabut. Gerakannya teratur. Tidak cepat, dan di luar
kesadaran. Otot jantung mempunyai keistimewaan, yaitu
bentuknya lurik, tetapi bekerja seperti otot polos.
d) Cara kerja otot
Otot bekerja dengan cara berkontraksi. Saat berkontraksi, otot
menegang dan memendek atau mengerut, serta bagian
tengahnya mengembang sehingga otot tampak besar, pendek,
dan keras. Ketika otot tidak berkontraksi atau berelaksasi, otot
tersebut mempunyai kekenyalan tertentu yang dinamakan
tonus. Apabila otot berkontraksi, tonus semakin besar hingga
mencapai maksimum. Tonus yang selalu mencapai maksimum
terus menerus dinamakan tetanus (kejang). Otot dapat kram
atau kejang jika kadar garam natrium darah menurun. Hal ini
dapat terjadi jika otot mengalami kelelahan karena kontraksi
secara terus menerus. Sebab lain otot yang kram karena
terinfeksi bakteri Clostridium tetani.
51
e) Gangguan-gangguan pada otot
Otot dapat mengalami gangguan karena kecelakaan, penyakit,
atau kebiasaan yang kurang baik. Gangguan-gangguan sebagai
berikut.
(1) Atrofi,
yaitu
keadaan
menghilangkan
Gangguan
otot
kemampuan
ini
dapat
mengecil
untuk
disebabkan
sehingga
berkontraksi.
karena
seseorang
menderita suatau penyalit atau sebab lain sehingga
penderita harus beristirahat di tempat tidur dalam jangka
waktu yang lama.
(2) Hipertrofi, yaitu keadaan otot menjadi besar dan kuat
karena otot dilatih secara berlebihan, misalnya otot
binaragawan. Secara fisik, hipertrofi tidak termasuk
gangguan otot karena tidak mengganngu sistem gerak.
Akan tetapi, dari segi estetika otot, hipertrofi dipandang
kurang baik.hipertrofi otot berbahaya jika terjadi pada otot
jantung. Penderita hipertrofi otot mudah mengalami gagal
jantung diastolik, yaitu kesulitan transportasi darah dari
jantung ke seluruh tubuh.
(3) Kaku leher atau stiff, yaitu keadaan leher terasa kaku dan
sakit jika digerakkan. Hal ini dapat disebabkan karena otot
trapesius leher mengalami peradangan sebagai akibat
gerakan dan hentakan yang salah.
52
(4) Distrofi otot, yaitu penyakit otot kronis sejak anak-anak.
Penyakit ini diperkirakan sebagai penyakit turunan.
(5) Hernia abdominalisI, yaitu sobeknya dinding perut yang
lemah yang mengakibatkan usus melorot ke bawah. Hal
ini mengakibatkan penderita tidak mampu bergerak
dengan baik.
b. Mesin atau pesawat sederhana
Mesin atau pesawat sederhana adalah segala bentuk alat besar di
mana, arah atau metode penerapan suatu gaya diubah untuk
mendapatkan sejumlah keuntungan. Contoh mesin sederhana adalah
tuas, bidang miring, katrol, engkol, dan poros roda, dan tuas dongkrak
(Frederick dan Eugene, 2006 : 57). Fokus pembahasan mesin atau
pesawat sederhana yang berkaitan dengan model connected adalah tuas
atau pengungkit pada sistem gerak manusia.
Menurut Bill W. Tillery, dkk (2013 : 57), mesin sederhana adalah
Simple machines are tools that people use to help them do work.
Recall that work is a force times a distance, and you can see that
the simple machine helps you do work by changing a force or a
distance that something is moved. The force or distance
advantage you gain by using the machine is called the mechanical
advantage. The larger the machanical advantage, the greater the
effort that you would save by using the machine.
Maknanya adalah alat yang digunakan orang untuk membantu mereka
melakukan pekerjaan. Ingat kembali
kerja atau usaha merupakan
kekuatan atau gaya kali jarak, dan Anda dapat melihat bahwa mesin
sederhana membantu Anda bekerja dengan mengubah gaya atau jarak
53
pada sesuatu yang bergerak.
Gaya atau jarak keuntungan Anda
dapatkan dengan menggunakan mesin disebut keuntungan mekanis.
Semakin besar keuntungan machanis, semakin besar usaha yang akan
Anda simpan dengan menggunakan mesin.
Menurut Bill W. Tillery, dkk (2013 : 57) mesin sederhana ada
enam jenis “There are six kind of simple machines: Inclined plane,
wedge, screw, lever, wheel and axle, and pulley”, yaitu bidang miring,
baji, sekrup, tuas, roda dan poros, dan katrol.
Penjelasan berikut akan fokus pada tuas atau pengungkit karena
prinsip kerja tuas atau pengungkit terdapat pada sistem gerak manusia.
Berdasarkan titik tumpunya, gaya, dan beban tuas dikelompokkan
menjadi 3 jenis, yaitu.
a. Tuas jenis pertama
Gambar 5. Prinsip kerja tuas jenis 1
(sumber : fisikazone.com)
Letak titik tumpu tuas jenis ini berada di antara titik beban dan
titik kuasa. Contohnya adalah jungkat-jungkit, tang, gunting, linggis,
dan sekop (Bill W. Tillery, dkk, 2013 : 58).
54
Gambar 6. Tuas jenis pertama pada kepala manusia.
(sumber: fk.unair.ac.id/web1/attachments/1643_BIOFISIKA%201.pdf)
b. Tuas jenis kedua
Gambar 7. Prinsip kerja tuas jenis 2
(sumber : fisikazone.com)
Pada tuas jenis kedua, titik beban berada di antara titik tumpu
dan titik kuasa. Contoh tuas kelas dua adalah alat pemecah biji-bijian
yang keras dan pembuka botol (Bill W. Tillery, dkk, 2013 : 58).
Gambar 8. Tuas jenis kedua pada kaki
(sumber: fk.unair.ac.id/web1/attachments/1643_BIOFISIKA%201.pdf)
55
c. Tuas jenis ketiga
Gambar 9. Prinsip kerja tuas jenis 3
(sumber : fisikazone.com)
Titik kuasa pada tuas jenis ini berada di antara titik tumpu dan
titik beban. Contohnya, Pancing dan pinset (Bill W. Tillery, dkk, 2013
: 58).
Gambar 10. Tuas jenis ketiga pada lengan tangan
(sumber: fk.unair.ac.id/web1/attachments/1643_BIOFISIKA%201.pdf)
d. Keuntungan mekanis
Keuntungan mekanis aktuas (KMA) suatu mesin atau pesawat
sederhana adalah (Frederick dan Eugene, 2006 : 57).
KMA = rasio gaya =
56
Keuntungan mekanis ideal (KMI) suatu mesin atau pesawat
sederhana adalah (Frederick dan Eugene, 2006 : 57).
KMI = rasio jarak =
B. Penelitian Relevan
Adapun beberapa penelitian yang berhubungan dengan penelitian ini
antara lain:
1.
Dima Riaulita (2012), menyimpulkan bahwa penerapan pendekatan
keterampilan
proses
dalam
pembelajaran
IPA
Terpadu
dapat
meningkatkan hasil belajar kognitif dan karakter siswa kelas VIII B SMP
Muhammadiyah
Banguntapan
Bantul.
Hal
ini
disebabkan
oleh
pendekatan keterampilan proses melalui kegiatan percobaan, diskusi, dan
demonstrasi. Berdasarkan tindakan yang dilaksanakan sebagai upaya
perbaikan proses pembelajaran selama siklus I hingga siklus III yakni
melalui kegiatan percobaan, demonstrasi, dan diskusi maka diperoleh
peningkatan hasil belajar kognitif siswa melalui pendekatan keterampilan
proses sebesar 20,21%. Peningkatan karakter ditunjukkan dengan jumlah
siswa yang memperoleh skor berkriteria sangat baik sebesar 50,84%
dengan pencapaian keberhasilan pada tiap aspek karakter sebesar
22,26%. Keterlaksanaan pembelajaran dengan dilakukan dengan
mengarahkan siswa mulai dari tahapan pengorganisasian kelompok,
pelaksanaan kegiatan percobaan, diskusi, dan demonstrasi dengan
pengembangan tiap aspek keterampilan proses sebesar 21,46%.
57
2.
Penelitian
yang
dilakukan
oleh
Koniawan
Fajar
R.
(2013),
menyimpulkan bahwa penerapan metode eksperimen yang optimal dapat
meningkatkan keterampilan proses sains dan penguasaan konsep sains
peserta didik kelas VIIF SMPN 1 Prambanan. Setelah menerapkan
tindakan-tindakan yang optimal, pada siklus II perolehan keterampilan
proses sains peserta didik sebesar 3,56 (kategori sangat tinggi) denga
persentase peserta didik yang mencapai KKM sebesar 96,43 %. Tindakan
guru yang optimal juga mampu meningkatkan penguasaan konsep sains
peserta didik dengan nilai rata-rata sebesar 72,14 (60,71 % peserta didik
mencapai nilai KKM), dimana perolehan gain skor pada siklus II sebesar
0,39 (kategori sedang).
3.
Anna Nurfitriani (2014), menyimpulkan bahwa dengan pendekatan
keterampilan proses dapat meningkatkan hasil belajar IPA yang terdiri
dari aspek kognitif proses, sensorimotorik, dan afektif. Hasil belajar
nampak meningkat setelah melaksanakan dua siklus pembelajaran.
Analisis yang diperoleh tentang hasil belajar siswa pada siklus I, ranah
kognitif sebesar 83,87%, ranah sensorimotorik 80,65%, dan ranah afektif
75,48%. Pada siklus II diperoleh hasil belajar ranah kognitif sebesar
100%, ranah sensorimotorik 93,55%, dan ranah afektif 100%.
58
C. Kerangka Berpikir
Berdasarkan hasil observasi yang telah dilakukan, terlihat bahwa
masalah yang terjadi di kelas VIII C SMP Negeri 2 Berbah, Sleman, yakni
hasil belajar yang masih tergolong rendah dibandingkan dengan kelas-kelas
yang lainnya. Hal ini dapat dilihat dari hasil ujian kenaikan kelas (UKK)
tahun pelajaran 2015/ 2016 siswa yang memenuhi kriteria ketuntasan minimal
(KKM) sebanyak 25 %. Artinya 75 % siswa belum mencapai KKM.
Selain itu, fungsi dari laboratorium IPA kurang optimal karena jarang
digunakan untuk melakukan kegiatan pembelajaran seperti percobaan. Hal ini
menyebabkan keterampilan proses sains siswa cenderung rendah karena
jarang malakukan praktikum di laboratorium IPA. Oleh karena itu, perlu
dilakukan pembelajaran dengan pendekatan keterampilan proses untuk
meningkatkan keterampilan proses sains siswa dan hasil belajar dari aspek
psikomotor dan afektif.
Gambar 11 merupakan kerangka berpikir peneliti yang terdiri dari
persoalan yang diberikan tindakan sehingga memberikan hasil atau tujuan
diharapkan.
59
Persoalan
1. Pembelajaran IPA
masih berorientasi
pada produk akhir
dan belum melatih
keterampilan proses
sains peserta didik.
2. Hasil belajar peserta
didik masih rendah
pada aspek
kognitif dan
keterampilan
proses
Tindakan
Penerapan
Pendekatan
keterampilan proses
sains dapat
meningkatkan KPS
dan hasil belajar.
KPS tersebut yaitu:
1. Mengobservasi
2. Mengklasifikasi
3. Memprediksi
4. Mengukur
5. Mengkomunikasi
kan
6. Menyimpulkan
Tujuan
1. Meningkatnya
keterampilan
proses sains
dengan tindakan
yang optimal.
2. Meningkatnya
hasil belajar
peserta didik
dengan tindakan
yang optimal.
Gambar 11. Gambar Kerangka Berpikir Peneliti
60