(
Quasi Eksperimen pada Kelas XI IPA di SMA Negeri 1 Parung)
SKRIPSI
Diajukan Kepada Fakultas Ilmu Tarbiyah dan Keguruan Untuk Memenuhi Persyaratan Mencapai Gelar Sarjana
Pendidikan
Oleh:
NURAMELIA NIM. 109016100066
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI
JURUSAN PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH
ii
Observe-Explain) Terhadap Keterampilan Proses Sains Siswa Pada Konsep Sistem Pencernaan. Skripsi.Program Studi Pendidikan Biologi, Jurusan Pendidikan Ilmu Pengetahuan Alam, Fakultas Ilmu Tarbiyah dan Keguruan, UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
Tujuan Penelitian ini untuk mengetahui pengaruh model pembelajaran POE terhadap keterampilan proses sains siswa kelas XI IPA pada konsep Sistem Pencernaan. Penelitian ini dilaksanakan di SMAN 1 Parung tahun ajaran 2015/2016 pada bulan Januari 2016. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah kuasi eksperimen dengan desain penelitian nonequivalent (pre-test and post-test)control group desaign. Pengambilan sampel dengan menggunakan teknik purposive sampling. Sampel penelitian berjumlah 70 siswa yang terdiri dari 35 siswa kelas eksperimen dan 35 siswa kelas kontrol. Instrument penelitian yang digunakan adalah tes keterampilan proses sains, yang berupa tes uraian yang telah diuji validitas dan reliabilitas. Hipotesis yang diajukan dalam penelitian ini adalah terdapat pengaruh model pembelajaran POE terhadap keterampilan proses sains siswa pada konsep sistem pencernaan. Hasil analisis data kedua kelompok menggunakan uji-t, diperoleh hasil thitung4.04 dan ttabelpada taraf signifikan α=0.05
sebesar 1.99, maka thitung> ttabel. Hal ini menunjukkan bahwa terdapat pengaruh
model pembelajaran POE (Predict-Observe-Explain) terhadap keterampilan proses sains siswa di kelas XI IPA pada konsep Sistem Pencernaan.
iii
System. Skripsi, Program of Biology Education, Departement of Natural Sciences Education, Faculty of Tarbiya and Teaching Sciences, State Islamic University (UIN) Syarif Hidayatullah Jakarta.
This research aims to know the effect of learning model of POE (Predict-Observe-Explain) to science process skills student in concept of digestive system. The research in SMAN 1 Parung. The research is a quasi experimental study with nonequivalent (pre-test and post-test) control group design. The technique sampling is purposive sampling. A sample of the study consisted of 70 students, which 35 students in experimental group and 35 students in control group. An instrument research is used the test of science process skill by test the discussion that has been test of validity and reliability. The Hypothesis in this research is there is the effect of learning model of POE (Predict-Observe-Explain) to science process skills student in concept of digestive system. Analysis of data using t-test, obtained the value of tcount is 4.04 and ttable at the level of significant in α=0.05 is 1.99, amounting to then tcount > ttable. Therefore, it indicated that there’s effect of learning model of POE (Predict-Observe-Explain) to science process skills in the high school student classes XIin concept of digestive system in SMAN 1 Parung.
iv
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan nikmat dan rahmat serta hidayah-Nya kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini. Shalawat serta salam semoga tetap tercurah dan terlimpahkan kepada junjungan Nabi Muhammad SAW. sebagai suri tauladan bagi umat Islam, yang telah memberikan qudwah hasanah untuk ummatnya guna mencapai insan kamil. Semoga senantiasa mendapatkan syafa’atnya di yaumil akhir. Aamiin.
Penyelesaian penulisan skripsi ini tak semudah membalikan telapak tangan, penulis membutuhkan perjuangan serta pengorbanan baik moril maupun materil. Butuh tekad serta kemauan yang kuat dalam menghadapi segala tantangan dan kendala. Namun atas bantuan, motivasi, serta bimbingan dari semua pihak pada akhirnya penulisan skipsi ini dapat terselesaikan. Oleh karena itu, sudah selayaknya penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini, di antaranya:
1. Bapak Prof. Dr. Ahmad Thib Raya, MA., selaku Dekan Fakultas Ilmu Tarbiyah dan Keguruan UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
2. Ibu Baiq Hana Susanti, M.Sc., Ketua Jurusan Pendidikan Ilmu Pengetahuan Alam (IPA), Fakultas Ilmu Tarbiyah dan Keguruan UIN Syarif Hidayatullah Jakarta, sekaligus dosen pembimbing pertama. Terima kasih atas waktu, saran, dan arahan selama penulisan skripsi.
3. Ibu Dr. Yanti Herlanti, M.Pd., Ketua Program Studi Pendidikan Biologi, sekaligus dosen pembimbing kedua, yang penuh kesabaran serta keikhlasan telah meluangkan waktu, tenaga, pikiran, serta motivasi kepada penulis. 4. Kepala SMA Negeri 1 Parung, Bapak Ikhwan Setiawan, S.Pd., yang telah
mengizinkan penulis melakukan penelitian di sekolah tersebut.
v penelitian berlangsung.
7. Siswa/I kelas XI IPA 1 dan XI IPA 2 atas kesediaan waktu dan tenaga selama penelitian berlangsung.
8. Kepala Sekolah, Guru dan Staff SMK Yapia Parung dan SMK Nusa Bhakti Sawangan, tempat penulis mengamalkan ilmu. Terima kasih atas kesempatan dan izin yang diberikan kepada penulis selama pengurusan skripsi.
9. Orangtua tercinta, Bapak Kandi dan Ibu Hodijah, yang selalu sabar dan tak henti mendoakan penulis sehingga penulis termotivasi dalam menyelesaikan skripsi ini.
10.Kakak-kakak penulis. Abang Nasrulloh dan istri, abang Nasrudin, STP., MM. dan istri, dan teteh Nurdiana, SEI dan suami. Terima kasih atas segala bantuan dan motivasi kepada penulis.
11.Sahabat perjalanan hidup, suamiku Rahmat Hidayat, SE. Terima kasih Abbiy, untuk segala bantuan, motivasi, saran, dan arahan kepada penulis sehingga penulis terus bergerak termotivasi menyelesaikan skripsi ini. Anakku Nadhifah Hanin Hidayat, yang selalu menjadi penghibur di kala jenuh dan lelah melanda dalam menyelesaikan skripsi.
12.Kawan-kawan angkatan 2009 Pendidikan Biologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta, khususnya kawan-kawan di Kelas B (Biogos). Terima kasih atas keseruan dan kekompakkan selama perkuliahan.
13.Sahabat-sahabatku di Kelas B, Mirna Mardianah, S.Pd., Muhamad Pahrudin, S.Pd., Dwi Nanda BP., S.Pd., untuk segala bantuan dan motivasi kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini, juga persahabatan yang terus terjalin hingga kini. Syarifah ‘Ipeh’ Aeni, terima kasih untuk pinjaman bukunya. 14.Seluruh pihak yang telah membantu dalam penulisan skripsi ini yang tidak
vi
kontribusi bagi peningkatan kualitas pendidikan, khususnya bidang studi biologi.
Jakarta, Juni 2016 Penulis
vii
ABSTRACK ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR TABEL ... x
DAFTAR GAMBAR ... xi
DAFTAR LAMPIRAN ... xii
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah ... 1
B. Identifikasi Masalah ... 5
C. Pembatasan Masalah ... 6
D. Perumusan Masalah ... 6
E. Tujuan dan Manfaat Penelitian ... 6
BAB II DESKRIPSI TEORITIS, KERANGKA PIKIR, DAN HIPOTESIS PENELITIAN A. Deskripsi Teoritis ... 8
1. Model Predict-Observe-Explain (POE) ... 8
a. Pengertian dan Karakteristik Model Pembelajaran POE ... 8
b. Paham Konstruktivisme sebagai LandasanModel Pembelajaran POE .... 10
2. Keterampilan Proses Sains (KPS) ... 11
a. Pengertian Keterampilan Proses Sains ... 11
b. Perlunya Pembelajaran Keterampilan Proses Sains ... 13
c. Jenis – jenis Keterampilan Proses Sains ... 14
d. Indikator Keterampilan Proses Sains ... 19
e. Peranan Guru dalam Mengembangkan KeterampilanProses Sains ... 21
viii
2) Sistem Pencernaan Makanan Manusia ... 30
3) Gangguan/Kelainan Pada Sistem Pencernaan ... 39
B. Hasil Penelitian Relevan ... 40
C. Kerangka Pikir ... 41
D. Hipotesis Penelitian ... 43
BAB III METODOLOGI PENELITIAN A. Waktu dan Tempat Penelitian ... 44
B. Metode dan Desain Penelitian ... 44
1. Metode Penelitian... 44
2. Desain Penelitian ... 44
C. Populasi dan Sampel ... 45
D. Variabel Penelitian ... 46
E. Teknik Pengumpulan Data ... 46
F. Instrumen Penelitian ... 46
1. Tes Objektif ... 46
2. Lembar Observasi ... 48
G. Kalibrasi Instrumen ... 48
1. Uji Validitas ... 49
2. Uji Reliabilitas ... 49
3. Tingkat Kesukaran ... 50
4. Daya Pembeda ... 51
H. Teknik Analisis Data ... 52
1. Pengujian Prasyarat Analisis ... 52
a. Uji Normalitas ... 52
b. Uji Homogenitas ... 52
2. Pengujian Hipotesis ... 53
ix
2. Data Posttest ... 55
3. Hasil Data N-Gain ... 56
4. Hasil Observasi Keterlaksanaan Model Pembelajaran POE ... 57
5. Hasil Observasi Keterampilan Proses Sains ... 58
B. Analisis Data ... 58
1. Pengujian Prasyarat ... 58
a. Uji Normalitas ... 58
b. Uji Homogeitas ... 59
2. Uji Hipotesis ... 60
a. Data Pretest ... 60
b. Data Posttest ... 61
C. Pembahasan Hasil Penelitian ... 61
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan ... 70
B. Saran ... 70
DAFTAR PUSTAKA ... 71
x
Tabel 2.1 Ragam Jenis Keterampilan Proses Sains ... 15
Tabel 2.2 Keterampilan Proses Sains dan Indikatornya ... 19
Tabel 2.3 Standar Kompetensi (SK) dan Kompetensi Dasar (KD) Konsep Sistem Pencernaan Makanan ... 22
Tabel 2.4 Macam-macam Asam Amino Esensial dan Non-esensial ... 26
Tabel 2.5 Macam-macam Unsur Mineral ... 27
Tabel 2.6 Jenis-jenis Vitamin, Sumber, Fungsi, dan Akibatnya jika Tubuh Kekurangan ... 28
Tabel 3.1 Desain Penelitian ... 45
Tabel 3.2 Kisi-Kisi Instrumen Penelitian ... 47
Tabel 4.1 Hasil Pretest Kelas Eksperimen dan Kontrol ... 54
Tabel 4.2 Hasil Posttest Kelas Eksperimen dan Kontrol ... 55
Tabel 4.3 Kategorisasi N-gain Kelas Eksperimen dan Kontrol ... 56
Tabel 4.4 Rekapitulasi Analisis N-Gain KPS ... 57
Tabel 4.5 Hasil Observasi Keterlaksanaan KBM Kelas Eksperimen dan Kelas Kontrol ... 57
Tabel 4.6 Hasil Observasi Keterampilan Proses Sains ... 58
Tabel 4.7 Hasil Uji Normalitas ... 59
Tabel 4.8 Hasil Uji Homogenitas ... 59
Tabel 4.9 Hasil Uji-t untuk nilai pretest dari kelas kontrol dan eksperimen ... 60
Tabel 4.10 Hasil Uji-t untuk nilai posttest dari kelas kontrol dan eksperimen ... 61
xi
Gambar 2.2 Bagian-bagian gigi ... 32
Gambar 2.3 Letak kelenjar ludah ... 33
Gambar 2.4 Gerak peristaltis pada kerongkongan ... 34
Gambar 2.5 Bagian-bagian lambung ... 35
Gambar 2.6 Struktur usus halus ... 36
Gambar 2.7 Bagian-bagian kolon ... 37
xii
Lampiran 1 Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) Kelas Eksperimen .... 75
Lampiran 2 Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) Kelas Kontrol ... 84
Lampiran 3 Lembar Kerja Siswa (LKS) Kelas Eksperimen ... 93
Lampiran 4 Lembar Kerja Siswa (LKS) Kelas Kontrol ... 101
Lampiran 5 Data Nilai Pretest dan Posttest Kelas Eksperimen ... 109
Lampiran 6 Data Nilai Pretest dan Posttest Kelas Kontrol ... 110
Lampiran 7 Nilai Normal Gain (N-Gain) Kelas Eksperimen dan Kontrol .... 111
Lampiran 8 Nilai LKS Kelas Eksperimen KPS dan Kontrol ... 114
Lampiran 9 Perhitungan Lembar Observasi KPS ... 115
Lampiran 10 Perhitungan Lembar Observasi Keterlaksanaan KBM Kelas Eksperimen dan Kelas Kontrol ... 116
Lampiran 11 Kisi-Kisi Instrumen Penelitian Keterampilan Proses Sains ... 117
Lampiran 12 Instrumen Tes Penelitian ... 129
Lampiran 13 Hasil Analisis Instrumen Penelitian ... 134
Lampiran 14 Tabel Keterbacaan Soal KPS ... 135
Lampiran 15 Penghitungan Mean, Median, Modus, dan Standar Deviasi Data Pretest dan Posttest Kelas Eksperimen dan Kontrol ... 136
Lampiran 16 Uji Normalitas Data Pretest dan Posttest Kelas Eksperimen dan Kelas Kontrol ... 142
Lampiran 17 Uji Homogenitas Data Pretest dan Posttest Kelas Eksperimen dan Kelas Kontrol ... 148
Lampiran 18 Uji Hipotesis ... 150
xiii
Lampiran 22 Surat-Surat ... 167
1
A. Latar Belakang Masalah
Proses belajar tentu bukan saja terbatas pada meningkatnya kemampuan pengetahuan atau kognitif siswa, tetapi juga meliputi tingkah laku serta kemampuan berpikir yang lebih baik, dan yang tidak kalah penting adalah bagaimana proses belajar tersebut menjadikan siswa pandai memecahkan suatu permasalahan yang dihadapi baik dalam pembelajaran di sekolah, maupun dalam kehidupan sehari-hari yang dialaminya. Siswa agar terbiasa memecahkan masalah dapat dibiasakan di dalam proses pembelajaran, tugas gurulah yang membantu siswa untuk mencapai hal tersebut, dengan menjadikan proses belajar mengajar yang lebih aktif, menyenangkan,dan membangkitkan kemampuan berpikir serta daya terampil siswa. Alhasil, guru harus menggunakan berbagai strategi, model, maupun metode pembelajaran yang lebih kreatif sehingga tujuan membentuk peserta didik yang diinginkan dapat tercapai.
Mengutip dari Hamzah B. Uno dan Nurdin Mohamad bahwa,
Pembelajaran yang kreatif sebagai salah satu strategi yang mendorong siswa untuk lebih bebas mempelajari makna yang dia pelajari. Pembelajaran yang kreatif juga sangat penting dalam rangka pembentukkan generasi yang kreatif, yang mampu menghasilkan sesuatu untuk kepentingan dirinya dan orang lain. kreatif juga dimaksudkan agar guru menciptakan kegiatan pembelajaran yang beragam sehingga memenuhi berbagai tingkat kemampuan siswa.1
Pembelajaran yang kreatif yang dikembangkan oleh guru, dengan menggunakan berbagai teknik pengajaran, membantu peserta didik untuk mengembangkan kemampuan berpikirnya dalam memahami berbagai hal, pembelajaran yang kreatif tersebut juga membantu peserta didik memiliki
1
Hamzah B. Uno dan Nurdin Mohamad, Belajar dengan Pendekatan PAILKEM,
keterampilan yang dapat digunakan dalam melakukan berbagai hal yang diperlukannya
Guru atau pendidik dituntut untuk menciptakan pembelajaran yang inovatif, seiring dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan kompleksnya tingkat berpikir saat ini. Hal ini bertujuan agar pembelajaran menjadi lebih menarik dan meningkatkan motivasi belajar siswa. Guru tidak lagi dominan di dalam kelas, melainkan siswa yang menjadi subjek belajar, sehingga siswa memiliki kompetensi di bidang studi yang dipelajari. Seperti yang ditegaskan Dalam Permendiknas nomor 23 tahun 2006 tentang Standar Kompetensi Lulusan, memuat pernyataan bahwa siswa SMA dalam pembelajaran biologi harus dapat mengajukan sebuah hipotesis, mengamati dengan tepat dan teliti, mengumpulkan, mengolah, menafsirkan, dan menyajikan data secara sistematis, dan menarik kesimpulan sesuai dengan bukti yang diperoleh serta berkomunikasi secara lisan dan tertulis.2
Para siswa membutuhkan pembelajaran yang melibatkan pengalaman langsung pada masa sekarang ini, bukan hanya menyalurkan semua fakta dan teori-teori dengan menggunakan metode ceramah (pendekatan ekspositori) yang dilakukan di sekolah. Siswa perlu mengembangkan keterampilan untuk memperoleh dan memproses semua fakta, konsep, dan prinsip pada diri siswa.3 Kegiatan tersebut didapatkan dari aktivitas memprediksi terhadap pola-pola apa yang mungkin diamati, kegiatan pengamatan, atau observasi. Peserta didik juga diharapkan dapat melatih kemampuan retorikanya, yaitu mengkomunikasikan atau menjelaskan keterkaitan antara prediksi dan hasil observasi pada orang lain, sehingga kegiatan pembelajaran akan lebih bermakna bagi peserta didik. Dengan kata lain, siswa SMA harus dapat memahami dan memiliki daya nalar yang baik.
2
Permendiknas Nomor 23 Tahun 2006, h. 369. 3
Pembelajaran IPA atau sains di sekolah berdasarkan kurikulum menekankan pada penguasaan kompetensi melalui serangkaian proses ilmiah. Dalam buku panduan penyusunan kurikulum tingkat satuan pendidikan, proses pembelajaran IPA diarahkan dalam mencari tahu dan berbuat untuk membantu peserta didik memperoleh pemahaman yang lebih mendalam tentang diri dan alam sekitar. Biologi sebagai salah satu bidang IPA menyediakan berbagai pengalaman belajar untuk memahami konsep dan proses ilmiah. Karena itu, pembelajaran IPA khususnya biologi menekankan pada pemberian pengalaman belajar secara langsung melalui penggunaan dan pengembangan keterampilan proses dan sikap ilmiah.4
Pendekatan keterampilan proses adalah suatu pendekatan pengajaran yang memberi kesempatan kepada siswa untuk ikut menghayati proses penemuan atau penyusunan suatu konsep sebagai suatu keterampilan proses sains. Kaitannya dengan keterampilan proses dalam pembelajaran, guru menciptakan bentuk pembelajaran yang bervariasi, agar siswa terlibat dalam berbagai pengalaman. Karena, kelebihan keterampilan proses membuat siswa menjadi lebih kreatif, aktif, terampil dalam berpikir dan terampil dalam memperoleh pengetahuan. Dengan keterampilan maka siswa dapat mengasah pola berpikirnya sehingga dapat meningkatkan kualitas hasil belajar.5
Keterampilan proses melibatkan keterampilan-keterampilan kognitif atau intelektual, manual, dan sosial. Keterampilan intelektual memicu siswa menggunakan pikirannya. Keterampilan manual melibatkan siswa dalam menggunakan alat dan bahan, mengukur, menyusun atau merakit alat. Sedangkan, keterampilan sosial merangsang siswa berinteraksi dengan sesamanya dalam melaksanakan kegiatan belajar mengajar.6
Kenyataan di lapangan, proses pembelajaran IPA berbeda dari yang diharapkan pemerintah. Pembelajaran IPA di sekolah masih saja
4
BSNP, Panduan Penyusunan Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan Jenjang
Pendidikan Dasar dan Menengah, (Jakarta: Balitbang Depdiknas, 2006), h. 451. 5
Syaiful Sagala, Konsep dan Makna Pembelajaran, (Bandung: Alfabeta, 2010), h. 74. 6
Nuryani Y. Rustaman, dkk. Strategi Belajar dan Mengajar Biologi, Cetakan I (Malang:
melaksanakan proses pembelajaran secara konvensional, dimana pembelajaran berpusat pada guru dan siswa pasif mengikuti pembelajaran. Hal inilah yang menyebabkan prestasi belajar IPA masih sangat rendah bila dibandingkan dengan mata pelajaran lainnya.7
Hal ini senada dengan hasil observasi peneliti di SMA Negeri 1 Parung terhadap kegiatan belajar mengajar yang dilakukan guru dan siswa pada bidang studi biologi. Informasi didapatkan bahwa pembelajaran biologi yang telah dilaksanakan menunjukkan hanya sedikit siswa yang aktif. Pada proses pembelajaran guru menekankan pada penguasaan konsep, dimana guru hanya memberikan serangkaian tugas belajar secara berkelompok dan soal-soal latihan. Selain itu, kegiatan praktikum atau kegiatan yang menunjang keterampilan proses siswa jarang dilaksanakan, hal ini dapat menyebabkan keterampilan proses ilmiah siswa tidak berkembang. Sehingga, materi-materi biologi yang sifatnya lebih banyak abstrak membuat siswa kesulitan untuk menemukan konsep konkret dalam pembelajaran dan membuat siswa tidak terampil dalam menyusun hipotesis, melakukan pengamatan, membaca grafik, menentukan variabel percobaan, menginterpretasi data dan menarik kesimpulan. Akibatnya, siswa sulit dalam menerapkan konsep IPA atau sains dalam kehidupan sehari-hari.8
Salah satu model pembelajaran alternatif yang melibatkan siswa aktif adalah model pembelajaran POE (Predict-Observe-Explain). Hal ini dikarenakan model pembelajaran POE adalah model pembelajaran dengan urutan proses membangun pengetahuan dengan lebih dulu meramalkan solusi dari permasalahan, lalu melakukan eksperimen untuk membuktikan ramalan, dan terakhir menjelaskan hasil eksperimen. Model pembelajaran ini pertama
7
Muslim, Effort to Improve Science Process Skill Student’s Learning in Physics Trough
Inquiry Based Model. (Proceeding The Second International Seminar on Science Education. UPI 2008), h. 285.
8
kali diperkenalkan oleh White dan Gunstone tahun 1992.9 Model pembelajaran POE memberikan kesempatan kepada siswa untuk mengkonstruksi pengetahuannya sendiri, melakukan pengamatan terhadap fenomena yang terjadi, serta terampil mengkomunikasikan pemikiran dan hasil diskusinya. Dengan demikian, keterampilan proses ilmiah siswa dapat berkembang dan mampu diterapkan di kehidupan nyata sehari-hari.
Penulis mencoba melakukan suatu eksperimentasi pembelajaran biologi dengan melibatkan siswa aktif berdasarkan alasan-aasan yang telah dikemukakan dengan judul “Pengaruh Model Pembelajaran POE (Predict-Observe-Explain) Terhadap Keterampilan Proses Sains Siswa Pada Konsep Sistem Pencernaan”.
B. Identifikasi Masalah
Penulis mengidentifikasi masalah penelitian berdasarkan latar belakang masalah yang telah dikemukakan, sebagai berikut.
1. Proses pembelajaran di sekolah belum sesuai dengan hakikat IPA, yaitu mencakup sikap, proses, produk, dan aplikasi.
2. Proses pembelajaran yang kurang melibatkan keterampilan proses sains. 3. Guru masih sering menggunakan cara pengajaran konvensional (metode
ekspositori).
4. Guru hanya memberikan serangkaian tugas belajar secara kelompok dan soal-soal selama proses pembelajaran.
5. Guru tidak melaksanakan metode praktikum, sedangkan konsep materi biologi yang sifatnya lebih banyak abstrak menyulitkan siswa menemukan konsep konkret dalam pembelajaran.
9
C. Pembatasan Masalah
Penulis dalam hal ini perlu membatasi masalah-masalah yang dikaji untuk memudahkan dalam penelitian, agar efektif dan efisien serta mengingat keterbatasan kemampuan penulis dalam penelitian, yaitu:
1. Peneliti hanya meneliti siswa kelas XI IPA yaitu XI IPA 1 dan XI IPA 2 SMA Negeri 1 Parung Semester Genap Tahun Ajaran 2015/2016.
2. Bahan penelitian dibatasi pada konsep sistem pencernaan makanan, khususnya sub konsep makanan, sistem pencernaan manusia, dan gangguan/penyakit pada sistem pencernaan.
3.
Model pembelajaran yang digunakan adalah model pembelajaran POE, dengan metode yang digunakan adalah metode eksperimen (praktikum) dan diskusi.4. Keterampilan proses yang dikembangkan adalah: mengamati, klasifikasi, menafsirkan pengamatan, dan berkomunikasi.
D. Perumusan Masalah
Perumusan masalah dalam penelitian ini, yaitu: “Bagaimanakah Pengaruh Model Pembelajaran POE (Predict-Observe-Explain) terhadap Keterampilan
Proses Sains Siswa?”.
E. Tujuan dan Manfaat Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penggunaan model pembelajaran POE (Predict-Observe-Explain) terhadap keterampilan proses sains siswa. Serta diharapkan dapat memberikan manfaat bagi:
1. Dunia pendidikan: khususnya bagi guru, diharapkan bermanfaat dalam pengembangan pembelajaran formal dengan suatu model pembelajaran yang tepat, guna memperoleh hasil belajar yang optimal.
8 A. Deskripsi Teoritis
1. Model Predict-Observe-Explain (POE)
a. Pengertian dan Karakteristik Model Pembelajaran POE
Probex (nama lain dari POE) adalah strategi yang sering digunakan dalam ilmu pengetahuan dan cocok untuk kontek fisik maupun dunia nyata. Strategi ini dapat digunakan untuk menemukan ide inisial siswa, menggeneralisasi diskusi, menggeneralisasi investigasi, memotivasi peserta didik yang ingin menyelidiki konsep. Strategi pembelajaran predict observe explain (POE) sangat efektif untuk menghasilkan perubahan konsep.1 Guru dapat menerapkan pembelajaran POE di kelas. Siswa akan terbantu untuk menghindari terjadinya miskonsepsi yang sering terjadi saat transfer ilmu berlangsung. Siswa akan terus menggali keingintahuannya terhadap suatu konsep yang diberikan oleh guru, dan pembuktian-pembuktian gagasan tersebut dapat dilakukan dengan melakukan pengamatan atau observasi langsung.
Ada tiga keterampilan proses yang masing-masing memiliki indikator yang dapat diterapkan dari masing-masing keterampilan proses. Tiga keterampilan tersebut adalah mengamati, meramalkan, dan mengajukan hipotesis. Mengamati berarti menggunakan sebanyak indera juga mengumpulkan dan menggunakan fakta yang relevan. Meramalkan berarti menggunakan pola-pola hasil pengamatan dan mengemukakan apa yang mungkin terjadi pada keadaan yang belum diamati. Mengajukan hipotesis berarti mengetahui bahwa ada lebih dari satu kemungkinan penjelasan dari satu kejadian dan menyadari bahwa satu
1
penjelasan perlu diuji kebenarannya dengan memperoleh bukti lebih banyak atau melakukan cara pemecahan masalah.2
Tiga elemen metode pembelajaran POE/Probex adalah (1) membuat prediksi (predict), dan tujuannya adalah untuk memungkinkan guru bersama peserta didik memahami apa yang sedang dipikirkan. Diharapkan ada kesesuaian antara apa yang dipikirkan guru dengan apa yang dipikirkan peserta didik. Pemahaman peserta didik tentang situasi yang dihadapi bisa merentang sangat luas dan akan muncul dalam diskusi.
Peserta didik hendaknya merasa mampu dan didorong untuk mengambil risiko dalam membuat prediksinya serta membicarakan alasan-alasan. Komitmen mengenai prediksi yang harus dibuat sebelum kegiatan pengamatan dilakukan adalah penting. Sering bermanfaat bila prediksi peserta didik ditulis di papan tulis.
Kegiatan pengamatan dimulai dengan guru menunjukkan atau mendemonstrasikan suatu fenomena lalu mengubah satu faktor dalam fenomena itu dan meminta peserta didik untuk memprediksi apa yang akan terjadi menerima prediksi peserta didik, (2) melakukan pengamatan (observe), kegiatan pengamatan dapat dilakukan terhadap demonstrasi guru atau berupa kegiatan peserta didik (eksperimen). Guru harus meyakinkan peserta didik untuk melakukan pengamatan dengan teliti dan mendiskusikan hasil pengamatannya dengan kelompoknya.
Peserta didik melakukan eksperimen lalu mengamati dan mencatat pengamatannya dan jika perlu mengulang eksperimennya dan guru memeriksa pengamatan peserta didik, (3) membuat penjelasan (explain), ini adalah tahap akhir dari metode pembelajaran POE. Pada tahap ini peserta didik mendiskusikan prediksi dan hasil pengamatan yang telah dilakukan. Biasanya ini bukan tugas yang mudah, hal ini disebabkan oleh komitmen dalam mengubah pemahaman peserta didik terhadap konsep-konsep sains. Langkah-langkahnya
2Anggie Novitasari, “
Pengaruh Strategi Predict-Observe-Explain (POE) Terhadap
adalah peserta didik mempresentasikan hasil diskusi penjelasan dari pengamatan membuat rangkuman. 3
Tahapan POE yaitu terlebih dahulu siswa diajak untuk memprediksi apa yang akan terjadi, siswa tidak diperkenankan untuk mengobservasi secara mendetail. Lalu siswa diminta untuk menuliskan apa yang menjadi motivasi dalam membuat prediksi untuk mengetahui jawabannya. Siswa menanyakan kepada siswa lain alasan prediksi berdasarkan teori yang telah disampaikan. Hal ini akan bermanfaat untuk menemukan adanya miskonsepsi atau perkembangan pengetahuan yang siswa miliki. Hal tersebut memberikan informasi untuk merancang urutan pembelajaran berikutnya. Setelah itu, baru guru dapat memperoleh penjelasan dan evaluasi tentang prediksi siswa dan mendengarkan prediksi siswa lain untuk memulai mengevaluasi pemahaman para siswa dan mengkonstruksi pengetahuan yang baru.
b. Paham Konstruktivisme sebagai Landasan Model Pembelajaran POE
Konstruktivisme adalah teori tentang bagaimana seseorang mengetahui dan belajar, menyatakan bahwa pengetahuan tidak ditransmisikan secara langsung tetapi harus aktif dibangun oleh peserta didik.4
Belajar menurut pandangan konstruktivisme berarti membangun, yaitu siswa dapat membangun (mengkonstruksi) sendiri pemahamannya dengan melakukan aktivitas aktif dalam pembelajaran. Teori belajar konstruktivisme merupakan salah satu teori belajar yang berhubungan dengan cara seseorang memperoleh pengetahuan, yang menekankan pada penemuan makna (meaningfullness).5 Esensi dari teori konstruktivis adalah ide bahwa harus siswa sendiri yang menemukan dan mentransformasikan sendiri suatu informasi kompleks apabila mereka menginginkan informasi itu menjadi miliknya.6 Pendekatan
3
Juniati, loc. cit. 4
Wu & Tsai, Effect of Constructivist-Oriented Instruction on Elementary School Student’ Cognitive Structures, Journal of Biology Education, 39 (3), 2005, h. 113.
5
Zulfiani, Tonih Feronika, dan Kinkin Suartini,Strategi Pembelajaran Sains, (Jakarta: Lembaga Penelitian UIN Syarif Hidyatatullah Jakarta, 2009), h. 119.
6
konstruktivis dalam pengajaran menerapkan pembelajaran kooperatif secara intensif, atas dasar teori bahwa siswa akan lebih mudah menemukan dan memahami konsep-konsep yang sulit apabila siswa dapat saling mendiskusikan masalah-masalah itu dengan temannya.7 Para ahli konstruktivis beranggapan bahwa satu-satunya alat yang tersedia bagi seseorang untuk mengetahui sesuatu adalah inderanya. Seseorang berinteraksi dengan objek dan lingkungannya dengan melihat, mendengar, mencium, menjamah, dan merasakannya.
Belajar menurut pandangan konstruktivis merupakan hasil konstruksi kognitif melalui kegiatan seseorang. Pandangan ini memberi penekanan bahwa pengetahuan kita adalah bentukan kita sendiri. Selanjutnya menurut Suparno, terdapat prinsip-prinsip yang sering diambil dari konstruktivisme antara lain, (1) pengetahuan dibangun oleh siswa secara aktif, (2) tekanan dalam proses belajar terletak pada siswa, (3) mengajar adalah membantu siswa belajar, (4) tekanan dalam proses belajar lebih pada proses bukan pada hasil akhir, (5) kurikulum menekankan partisipasi siswa, (6) guru sebagai fasilitator.8
Pandangan konstruktivisme tersebut erat kaitannya dengan model pembelajaran POE, sebab hal ini dikarenakan siswa mengkonstruksi pemahaman/pengetahuan dengan pengetahuan awal yang mereka miliki sebelumnya, sehingga bukan disebabkan transfer ilmu oleh guru semata. Dengan menggunakan kemampuan indera serta pengetahuan yang dimiliki, pengetahuan yang baru dapat dibangun oleh diri siswa sendiri, sehingga guru atau pendidik hanya membantu siswa belajar untuk membantu membangun pengetahuan para siswa.
2. Keterampilan Proses Sains (KPS)
a. Pengertian Keterampilan Proses Sains
Keterampilan proses merupakan keseluruhan keterampilan ilmiah yang terarah (baik kognitif maupun psikomotor) yang dapat digunakan untuk menemukan suatu konsep atau prinsip atau teori, untuk mengembangkan konsep
7
Ibid., h. 74-75. 8
yang telah ada sebelumnya, ataupun untuk melakukan penyangkalan terhadap suatu penemuan/flasifikasi.9
Keterampilan proses adalah keterampilan fisik dan mental terkait dengan kemampuan-kemampuan mendasar yang dimiliki, dikuasai dan diaplikasikan dalam suatu kegiatan ilmiah, sehingga para ilmuwan berhasil menemukan sesuatu yang baru.10 Jadi, belajar sains atau biologi secara bermakna baru akan dialami siswa apabila siswa terlibat aktif secara intelektual, manual, dan sosial. Sehingga, pengembangan keterampilan proses sains sangat ideal dikembangkan apabila guru memahami hakikat belajar sains, yaitu sains sebagai proses dan produk.
Keterampilan proses melibatkan keterampilan-keterampilan kognitif atau intelektual, manual dan sosial. Keterampilan kognitif atau intelektual terlibat karena dengan melakukan keterampilan proses siswa menggunakan pikirannya. Keterampilan manual jelas terlibat dalam keterampilan proses karena mungkin mereka melibatkan penggunaan alat dan bahan, pengukuran, penyusunan atau perakitan alat. Dengan keterampilan sosial dimaksudkan bahwa siswa berinteraksi dengan sesamanya dalam melaksanakan kegiatan belajar mengajar dengan keterampilan proses, misalnya dengan mendiskusikan hasil pengamatan.11
Pendekatan keterampilan proses adalah suatu cara mengajar yang menitikberatkan padapengembangan keterampilan-keterampilan perolehan yang gilirannya akan menjadi roda penggerak penemuan dan pengembangan fakta dan konsep serta penumbuhan dan pengembangan sikap dan nilai.12
Penulis dapat menyimpulkan bahwa keterampilan proses adalah keterampilan fisik dan mental yang meliputi aspek kognitif, afektif, dan psikomotor yang dapat diaplikasikan dalam suatu kegiatan ilmiah. Dengan demikian, proses ini memberi kesempatan kepada siswa agar terlibat secara aktif
9
Ibid., h. 144. 10
Conny Semiawan, dkk., Pendekatan Keterampilan Proses,Bagaimana Mengaktifkan
Siswa dalam Belajar, (Jakarta: Gramedia, 1992), h. 17. 11
Nuryani Y. Rustaman, dkk., Strategi Belajar Mengajar. Cetakan I (Malang: Universitas Negeri Malang, 2005), h. 78.
12
dalam pembelajaran sehingga dengan adanya interaksi antara pengembangan keterampilan proses dengan fakta, konsep, serta prinsip ilmu pengetahuan, akan mengembangkan sikap dan nilai ilmuwan pada diri siswa.
b. Perlunya Pembelajaran Keterampilan Proses Sains
Perkembangan ilmu pengetahuan berlangsung semakin cepat, sehingga para guru tidak mungkin lagi mengajarkan semua fakta dan konsep kepada anak didiknya.Siswa mudah memahami konsep-konsep yang rumit dan abstrak jika disertai dengan contoh-contoh yang wajar sesuai dengan situasi dan kondisi yang dihadapi dengan cara mempraktekkan sendiri.Penemuan ilmu pengetahuan tidak bersifat mutlak namun penemuannya bersifat relatif. Suatu teori mungkin terbantah dan ditolak setelah orang mendapatkan data baru yang mampu membuktikan kekeliruan teori yang dianut. Muncul lagi teori baru, yang prinsipnya mengandung kebenaran relatif.Proses pembelajaran seharusnya pengembangan konsep tidak dilepaskan dari pengembangan sikap dan nilai dari diri anak didik.13
Keterampilan proses perlu dilatihkan/dikembangkan dalam pengajaran IPA karena keterampilan proses mempunyai peran-peran yaitu, (1) membantu siswa belajar mengembangkan pikirannya, (2) memberi kesempatan kepada siswa untuk melakukan penemuan, (3) meningkatkan daya ingat, (4) memberikan kepuasan intrinsik bila anak telah berhasil melakukan sesuatu, dan (5) membantu siswa mempelajari konsep-konsep sains.14
Memaknai alasan-alasan yang dikemukakan di atas, mendorong seorang pendidik dalam proses pembelajarannya untuk menerapkan suatu pembelajaran yang children oriented, yang memungkinkan siswa untuk bersifat aktif dalam belajar dan menerapkan cara-cara seperti yang dilakukan seorang ilmuwan dalam memahami ilmu pengetahuan.
13
Conny Semiawan, dkk., Op. cit.,. h. 14. 14
c. Jenis-jenis Keterampilan Proses Sains
Jenis-jenis keterampilan proses sains dan karakteristiknya terdiri atas sejumlah keterampilan yang satu sama lain sebenarnya tidak dapat dipisahkan, namun ada penekanan khusus dalam masing-masing keterampilan proses tersebut.
Keterampilan proses sains terdiri dari sebelas keterampilan yaitu, observing (observasi), classifying (klasifikasi), inferring (menafsirkan), predicting (prediksi), communicating (komunikasi), interpreting data (interpretasi data), making operational definitions (menerapkan konsep), posting questions (mengajukan pertanyaan), hypothesizing (hipotesis), experimenting (bereksperimen), and formulating models (membuat eksperimen).15
Keterampilan dasar dalam keterampilan proses merupakan dasar dari keterampilan terintegrasi yang pada umumnya lebih kompleks dalam memecahkan suatu permasalahan dalam suatu eksperimen.16 Perbedaan ragam jenis keterampilan proses sains menurut beberapa pakar dapat disajikan pada Tabel 2.1.
15
Mary L. Ango, Mastery of Science Process Skills and Their Effective Use in The Teaching of Science: An Educology of Science Education in The Nigerian Context, (International Journal of Educology, Volume 16, No. 1, 2002), h. 15.
16
Grace Teo Yew Mei, Promoting Science Process Skills and The Relevance of Science
Tabel 2.1 Ragam Jenis Keterampilan Proses Sains
Penulis tertarik untuk memilih pendapat Nuryani Y. Rustaman yang terdiri dari sembilan keterampilan proses yang telah disajikan di dalam Tabel 2.1. Dari kesembilan keterampilan proses tersebut, penulis hanya mengambil empat keterampilan proses di dalam penelitian yang dilakukan yaitu mengamati, klasifikasi, menafsirkan pengamatan, dan berkomunikasi. Penulis menyesuaikan dengan materi yang dipelajari oleh siswa di kelas penelitian yaitu sistem pencernaan makanan. Penulis beranggapan bahwa keempat keterampilan proses tersebut lebih sesuai jika digunakan di dalam materi sistem-sistem, seperti sistem pencernaan makanan.
Mengamati (observasi) merupakan keterampilan paling dasar dalam proses dan memperoleh ilmu pengetahuan serta merupakan hal terpenting untuk mengembangkan keterampilan-keterampilan proses yang lain. Mengamati David Fulthon Publishing Commpany, 1992), h. 25.
No. Ragam Jenis KPS Menurut Para Ahli
Menurut Jenis KPS
1. Nuryani Y. Rustaman Observasi, menafsirkan, klasifikasi, meramalkan, berkomunikasi, berhipotesis, merencanakan percobaan, menerapkan konsep, mengajukan pertanyaan.17
2. Conny Semiawan Observasi, berhipotesis, merencanakan penelitian,
3. Wynne Harlen Observasi, berhipotesis,
mengajukan pertanyaan, prediksi, investigasi, interpretasi data,
menyusun kesimpulan,
merupakan tanggapan seseorang terhadap berbagai objek dan peristiwa alam dengan menggunakan panca indera. Menggunakan indera penglihat, pembau, pendengar, pengecap, dan peraba pada waktu mengamati ciri-ciri semut, capung, kupu-kupu, dan hewan lain yang termasuk serangga merupakan kegiatan yang sangat dituntut dalam belajar IPA. Menggunakan fakta yang relevan dan memadai dari hasil pengamatan juga termasuk keterampilan proses mengamati. Siswa harus mampu mencatat setiap hasil pengamatan tentang fermentasi secara terpisah antara hasil utama dan hasil sampingan termasuk menafsirkan atau ienterpretasi. Menghubung-hubungkan hasil pengamatan tentang bentuk alat gerak dengan habitatnya menunjukkan bahwa siswa melakukan interpretasi. Begitu pula jika siswa menemukan pola atau keteraturan dari satu seri pengamatan tentang jenis-jenis makanan berbagai burung, misalnya semuanya bergizi tinggi, dan menyimpulkan bahwa makanan bergizi diperlukan oleh burung.
Siswa setelah melakukan kegiatan mencatat hasil-hasil pengamatan maka harus mampu mengelompokkan (klasifikasi) penggolongan makhluk hidup dari pengamatan yang dilakukan setelah siswa mengenali ciri-cirinya. Dengan demikian dalam proses pengelompokkan tercakup beberapa kegiatan seperti mencari perbedaan, mengontraskan ciri-ciri, mencari kesamaan, membandingkan, dan mencari dasar penggolongan. Jadi, mengklasifikasikan merupakan keterampilan proses untuk memilah berbagai objek peristiwa berdasarkan sifat-sifat khususnya, sehingga didapatkan golongan/kelompok sejenis dari objek peristiwa yang dimaksud.
waktu mendatang, berdasarkan perkiraan pada pola atau kecenderungan tertentu, atau hubungan antara fakta, konsep, dan prinsip dalam ilmu pengetahuan. Siswa juga harus terampil berkomunikasi, keterampilan ini mencakup kemampuan membaca grafik, tabel, atau diagram dari hasil percobaan tentang faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan atau pernapasan termasuk berkomunikasi dalam pembelajaran IPA. Menggambarkan data empiris dengan grafik, tabel, atau diagram juga termasuk berkomunikasi. Selain itu termasuk ke dalam berkomunikasi juga adalah menjelaskan hasil percobaan, misalnya mempertelakan atau memerikan tahap-tahap perkembangan daun, termasuk menyusun dan menyampaikan laporan secara sistematis dan jelas. Mengkomunikasikan dapat diartikan sebagai menyampaikan dan memperoleh fakta, konsep, dan prinsip ilmu pengetahuan dalam bentuk suara, visual, atau suara visual.
Siswa juga harus terampil dalam berhipotesis. Hipotesis menyatakan hubungan antara dua variabel, atau mengajukan perkiraan penyebab sesuatu terjadi. Dengan berhipotesis diungkapkan cara melakukan pemecahan masalah, karena dalam rumusan hipotesis biasanya terkandung cara untuk mengujinya. Apabila ingin diketahui faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan tumbuh,
dapat dibuat hipotesis: “Jika diberikan pupuk NPK, maka tumbuhan A akan lebih cepat tumbuh”. Dalam hipotesis tersebut terdapat dua variabel (faktor
pupuk dan cepat tumbuh), ada perkiraan penyebabnya (meningkatkan) serta mengandung cara untuk mengujinya (diberi pupuk NPFC). Keterampilan menyusun hipotesis dapat diartikan sebagai kemampuan untuk menyatakan
“dugaan yang dianggap benar” mengenai adanya suatu faktor yang terdapat
dalam suatu situasi, maka akan ada akibat tertentu yang dapat diduga akan timbul.
dan bahan untuk penyelidikan tersebut. Menentukan variabel atau peubah yang terlibat dalam suatu percobaan tentang pengaruh pupuk terhadap laju pertumbuhan tanaman juga termasuk merencanakan penyelidikan. Selanjutnya menentukan variabel kontrol dan variabel bebas, menentukan apa yang diamati, diukur atau ditulis, serta menentukan cara dan langkah kerja juga termasuk merencanakan penyelidikan. Sebagaimana dalam rencana penyusunan rencana kegiatan penelitian perlu ditentukan cara mengolah data untuk dapat disimpulkan, maka dalam rencana penyelidikan pun terlibat kegiatan menentukan cara mengolah data sebagai bahan untuk menarik kesimpulan. Siswa juga harus mampu menerapkan konsep dalam melakukan suatu peneliitian. Misalnya, setelah memahami konsep pembakaraan zat makanan menghasilkan kalori, barulah seorang siswa dapat menghitung jumlah kalori yang dihasilkan sejumlah grambahan makanan yang mengandung zat makanan. Apabila seorang siswa mampu menjelaskan peristiwa baru (misal banjir) dengan menggunakan konsep yang telah dimiliki (erosi dan pengangkutan air), berarti ia menerapkan prinsip yang telah dipelajarinya. Begitu pula apabila siswa menerapkan konsep yang telah dipelajari dalam situasi baru.
Siswa juga dituntut untuk terampil dalam mengajukan pertanyaan. Pertanyaan yang diajukan dapat meminta penjelasan, tentang apa, mengapa, bagaimana, atau menanyakan latar belakang hipotesis. Pertanyaan yang meminta penjelasan tentang pembahasan ekosistem menunjukkan bahwa siswa ingin mengetahui dengan jelas tentang hal itu. Pertanyaan tentang mengapa dan bagaimana keseimbangan ekosistem dapat dijaga menunjukkan si penanya berpikir. Pertanyaan tentang latar belakang hipotesis menunjukkan si penanya sudah memiliki gagasan atau perkiraan untuk menguji atau memeriksanya. Dengan demikian jelaslah bahwa bertanya tidak sekedar bertanya tetapi melibatkan pikiran.20
20
d. Indikator Keterampilan Proses Sains
Indikator keterampilan proses sains disajikan dalam bentuk Tabel 2.2 berikut ini:21
Tabel 2.2 Keterampilan Proses Sains dan Indikatornya
Keterampilan Proses Sains Indikator
Mengamati/Observasi 1) Menggunakan sebanyak mungkin indera.
2) Mengumpulkan atau
menggunakan fakta yang relevan.
Mengelompokkan/Klasifikasi 1) Mencatat setiap pengamatan secara terpisah.
Menafsirkan/Interpretasi 1) Menghubungkan hasil-hasil pengamatan.
2) Menemukan pola dalam suatu seri pengamatan.
3) Menyimpulkan.
Meramalkan/Prediksi 1) Menggunakan pola-pola hasil pengamatan.
2) Mengemukakan apa yang mungkin terjadi pada keadaan yang belum diamati. Mengajukan Pertanyaan 1) Bertanya apa, bagaimana,
dan mengapa.
2) Bertanya untuk meminta penjelasan.
3) Mengajukan pertanyaan yang berlatar belakang hipotesis. Berhipotesis 1) Mengetahui bahwa ada lebih
dari satu kemungkinan penjelasan dari satu kejadian. 2) Menyadari bahwa suatu
21
penjelasan perlu diuji kebenarannyadengan
memperoleh bukti lebih banyak atau melakukan cara pemecahan masalah.
Merencanakan Percobaan 1) Menentukan
alat/bahan/sumber yang akan digunakan.
dilaksanakan berupa langkah kerja.
Menggunakan Alat/Bahan 1) Memakai alat/bahan.
2) Mengetahui alasan mengapa menggunakan alat/bahan. 3) Mengetahui bagaimana
menggunakan alat/bahan. Menerapkan Konsep 1) Menerapkan konsep yang
telah dipelajari dalam situasi baru.
2) Menggunakan konsep pada pengalaman baru untuk menjelaskan apa yang sedang terjadi.
Berkomunikasi 1) Mengubah bentuk penyajian.
2) Memerikan/menggambarkan data empiris hasil percobaan atau pengamatan dengan grafik atau tabel atau diagram.
3) Menyusun dan
menyampaikan laporan secara sistematis.
4) Menjelaskan hasil percobaan atau penelitian.
5) Membaca grafik, tabel, atau diagram.
e. Peranan Guru dalam Mengembangkan Keterampilan Proses Sains Secara umum peran guru terutama berkaitan dengan pengalaman mereka membantu siswa mengembangkan keterampilan proses sains. Menurut Harlen ada beberapa aspek yang perlu diperhatikan oleh guru dalam berperan mengembangkan keterampilan proses, yaitu seorang guru harus memberikan kesempatan kepada siswa untuk menggunakan keterampilan proses dalam melakukan eskplorasi materi dan fenomena. Pengalaman langsung tersebut memungkinkan siswa untuk menggunakan alat-alat inderanya dan mengumpulkan informasi atau bukti-bukti untuk kemudian ditindaklanjuti dengan pengajuan pertanyaan, merumuskan hipotesis berdasarkan gagasan yang ada.
Guru juga perlu memberikan kesempatan untuk berdiskusi dalam kelompok-kelompok kecil dan juga diskusi kelas. Tugas-tugas dirancang agar siswa berbagi gagasan (urun-rembuk), menyimak teman lain, menjelaskan dan mempertahankan gagasan sehingga siswa dituntut untuk berpikir reflektif tentang hal yang sudah dilakukannya, menghubungkan gagasan dengan bukti dan pertimbangan orang lain untuk memperkaya pendekatan yang direncanakan. Berbicara dan menyimak menyiapkan dasar berpikir untuk bertindak. Seorang guru juga harus mendengarkan pembicaraan siswa dan mempelajari produk yang telah siswa buat untuk menemukan proses yang diperlukan untuk membentuk suatu gagasan. Dengan kata lain, aspek ketiga menekankan: membantu pengembangan keterampilan bergantung pada pengetahuan bagaimana siswa menggunakannya.
Mendorong siswa mengulas (review) secara kritis tentang bagaimana kegiatan mereka telah dilakukan. Merekajuga hendaknya didorong untuk mempertimbangkan cara-cara alternatif untuk meningkatkan kegiatan para siswa. Membantu siswa untuk menyadari keterampilan-keterampilan yang siswa perlukan adalah penting sebagai bagian dari proses belajar.
pula dalam penggunaan alat, karena mengetahui bagaimana cara menggunakan alat tidak sama dengan menggunakannya. Menggunakan teknik secara tepat berarti memerlukan pengetahuan bagaimana cara menggunakannya.22
3. Tinjauan Konsep Sistem Pencernaan Makanan
a. Standar Kompetensi (SK) dan Kompetensi Dasar (KD) Konsep Sistem
Pencernaan Makanan
Konsep Sistem Pencernaan Makanan yang dipelajari di SMA/MA memiliki Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar sebagai berikut.23
Tabel 2.3 Standar Kompetensi (SK) dan Kompetensi Dasar (KD) Konsep Sistem Pencernaan Makanan
Standar Kompetensi Kompetensi Dasar
3. Menjelaskan struktur dan fungsi organ manusia dan hewan
b. Kajian Konsep Sistem Pencernaan Makanan
Pola makan yang bermasalah dapat menyebabkan penyakit, termasuk penyakit defisiensi (kekurangan zat gizi tertentu). Untuk mencegah hal itu beberapa negara membuat slogan menu sehat untuk masyarakatnya. Misalnya Amerika Serikat dengan seven basic-nya.24
Manusia memerlukan makanan yang seimbang yang sesuai dengan kebutuhan tubuh untuk menjaga agar hidup tetap sehat. Makanan yang dimakan biasanya dalam bentuk molekul-molekul besar. Molekul-molekul besar tidak dapat diserap dan dimanfaatkan oleh tubuh secara langsung untuk memperoleh
22
Wynne Harlen, Op. cit., h. 73. 23
Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, DaftarStandar Isi (SK-KD) Biologi SMA. 2006, h. 456.
24
energi, ataupun untuk bertumbuh dan berkembang. Dengan demikian, makanan tersebut harus dipecah menjadi zat-zat yang lebih kecil. Proses pemecahan makanan tersebut dilakukan secara mekanis dan secara kimiawi.25
Makhluk hidup tingkat tinggi memiliki proses pemecahan makanan yang berbeda-beda. Untuk makhluk hidup tingkat rendah, proses pemecahan makanan terjadi di dalam sel sebaliknya pada makhluk hidup tingkat tinggi proses pemecahan makanan terjadi di luar sel. Hal ini dimungkinkan dengan adanya sistem pencernaan yang tersusun oleh saluran dan kelenjar pencernaan.26
Pembahasan zat-zat makanan, sistem pencernaan makanan pada manusia, dan ganguan/kelainan yang terjadi pada sistem pencernaan dijelaskan sebagai berikut.
1) Zat-Zat Makanan
Makanan sehat adalah makanan yang mengandung gizi dalam jumlah yang seimbang serta higienis. Makanan bergizi adalah adalah makanan yang mengandung karbohidrat, lemak, protein, vitamin, air, dan unsur-unsur mineral. Makanan higienis adalah makanan yang tidak mengandung bibit penyakit ataupun zat-zat yang dapat mengganggu dan membahayakan kesehatan tubuh.27 Kekurangan salah satu atau lebih dari zat makanan tersebut dalam waktu yang cukup lama dapat menyebabkan terjadinya gangguan pada tubuh. Sebaliknya, kelebihan zat makanan juga tidak baik bagi kesehatan.28
Makanan memiliki fungsi yaitu, sebagai penyedia bahan bakar atau sebagai sumber energi, sebagai pembangun tubuh, juga sebagai pelindung dan pertahanan tubuh.29 Berikut ini akan dibahas tentang macam-macam zat makanan beserta fungsinya.
a) Karbohidrat
dalam penyediaan bahan pembentuk protein dan lemak serta menjaga keseimbangan asam dan basa.30
Karbohidrat merupakan suatu molekul yang tersusun dari unsur-unsur karbon (C), hidrgogen (H), dan oksigen (O) dengan rumus umum CnH2nOn.
dilihat dari gugus gula penyusunnya, karbohidrat dapat dibagi menjadi tiga golongan sebagai berikut.31
Monosakarida
Monosakarida (C6H12O6) adalah karbohidrat yang terdiri dari satu gugus gula.
Monosakarida memiliki rasa manis dan mudah larut dalam air. Contoh monosakarida adalah heksosa, glukosa, fruktosa, galaktosa, dan manosa.
Disakarida
Disakarida (C12H22O11)n adalah karbohidrat yang terdiri dari dua gugus gula.
Disakarida juga memiliki rasa manis dan mudah larut dalam air. Contohnya, laktosa (gabungan antara glukosa dan galaktosa), sukrosa (gabungan antara glukosa dan fruktosa), dan maltosa (gabungan antara glukosa dan glukosa). Polisakarida
Polisakarida (C6H10O5) adalah karbohidrat yang terdiri dari banyak gugus
gula. Polisakarida biasanya tidak berasa dan sukar larut dalam air. Contohnya adalah amilum yang tersusun dari 60-300 gugus gula berupa glukosa, glikogen (yang tersusun dari 12-16 gugus gula), dan selulosa, piktin, lignin, serta kitin yang tersusun dari ratusan hingga ribuan gugus gula dengan tambahan senyawa lainnya.
Karbohidrat memiliki beberapa fungsi, yaitu sebagai sumber energi dan mengatur proses metabolisme, menjaga keseimbangan asam dan basa, serta sebagai bahan pembentuk struktur sel, jaringan, dan organ tubuh.
b) Lemak
Lemak atau lipid adalah zat organik hidrofobik sehingga sukar larut dalam air. Tetapi, lemak dapat larut dalam pelarut organik seperti kloroform, eter, dan benzen.
30
D.A. pratiwi, dkk., Loc. cit. 31
Molekul lemak terdiri dari empat bagian, yaitu satu molekul gliserol dan tiga molekul asam lemak. Asam lemak terdiri dari rantai hidrokarbon (CH) dan gugus karboksil COOH). Molekul gliserol memiliki tiga gugus karboksil (-OH) dan tiap gugus karboksil berinteraksi dengan gugus karboksil asam lemak. Berdasarkan ikatan kimianya, asam lemak dibedakan menjadi dua, yaitu:
Asam lemak jenuh, bersifat non-esensial karena dapat diseintesis oleh tubuh
dan umumnya berwujud padat pada suhu kamar. Asam lemak jenuh berasal dari lemak hewani, misalnya mentega dan gajih.
Asam lemak tidak jenuh, bersifat esensial karena tidak dapat disintesis oleh
tubuh dan umumnya berwujud cair pada suhu kamar. Asam lemak tidak jenuh berasal dari lemak nabati, misalnya minyak goreng, minyak kedelai, dan minyak jagung.
Lemak berfungsi diantaranya, pembawa zat-zat makanan yang esensial, sebagai sumber energi yang paling besar, pelindung alat-alat tubuh yang lunak dan melindungi tubuh dari suhu yang rendah, sebagai bahan penyusun membran sel, dan sebagai penahan rasa lapar karena pencernaan lemak membutuhkan waktu lebih lama.
c) Protein
Protein menyusun kurang lebih 50% berat kering organisme. Protein bukan hanya sekedar bahan simpanan atau bahan struktural, seperti karbohidrat dan lemak, tetapi juga berperan penting dalam fungsi kehidupan.
Protein merupakan makromolekul. Protein terdiri atas satu atau lebih polimer. Setiap polimer tersusun atas monomer yang disebut asam amino. Masing-masing asam amino mengandung satu atom karbon (C) yang mengikat satu atom hidrogen (H), satu gugus amin (NH2), satu gugus karboksil (-COOH),
dan lain-lain (gugus R).
Asam amino yang diperkukan tubuh ada 20 macam. Sepuluh di antaranya sangat penting untuk pertumbuhan sel-sel tubuh manusia dan tidak dapat dibuat di dalam tubuh, sehingga harus didapatkan dari luar tubuh, asam amino itu disebut asam amino esensial. Selain asam amino esensial, terdapat juga asam amino non-esensial. Asam amino non-esensial merupakan asam amino yang dapat dibuat di dalam tubuh manusia. Bahan bakunya berasal dari asam amino lainnya. Macam-macam asam amino esensial dan non-esensial disajikan dalam Tabel 2.4 berikut ini.
Tabel 2.4 Macam-macam Asam Amino Esensial dan Non-esensial Asam Amino Esensial Asam Amino Non-esensial Isoleusin (protein hewani) dan dari tumbuhan (protein nabati). Protein hewani merupakan protein sempurna karena mengandung asam amino esensial. Protein hewani dapat diperoleh dari daging, ikan, susu, dan telur.
Protein nabati merupakan protein tidak sempurna karena kandungan asam amino esensialnya kurang lengkap. Jumlahnya kurang untuk memenuhi keperluan tubuh, kecuali dari kacang-kacangan terutama kedelai. Protein nabati dapat diperoleh dari padi-padian, kacang-kacangan, dan sayuran. Protein yang berkaitan dengan penyusunan sel, jaringan ataupun organ disebut protein struktural. Dan protein yang berkaitan dengan enzim, antibodi, ataupun hormon disebut protein fungsional.
reaksi kimia dan biologis (biokatalisator); (4) menyeimbangkan cairan dalam tubuh (asam-basa) karena bersifat amfoter (dapat bersifat asam atau basa); (5) berfungsi sebagai sistem buffer (penyangga pH) yang efektif; (6) menyediakan energi; dan (7) membantu mengatur kemampuan tubuh mendetoksifikasi (menawar racun) zat-zat asing.
d) Mineral
Mineral merupakan substansi anorganik dan pada umumnya ditemukan dalam bentuk ion. Mineral diperlukan oleh tubuh untuk berbagai fungsi, seperti menjaga keseimbangan asam-basa dan pembentukan struktur tubuh.
Unsur-unsur mineral dibagi menjadi dua golongan, yaitu unsur makro dan unsur mikro. Macam-macam unsur, sumber, fungsi, dan pengaruhnya bagi tubuh dapat dilihat pada Tabel 2.5.32
Tabel 2.5 Macam-macam Unsur Mineral
tiroksin. Kalium (K) Sayuran, buah-buahan,
kecap, dan daging sayuran hijau, daging, makanan laut, dan
Vitamin adalah senyawa organik kompleks yang esensial untuk pertumbuhan dan fungsi biologis yang lain bagi makhluk hidup. Vitamin tidak disintesis dalam tubuh, kecuali vitamin K. Oleh karena itu, makanan yang dikonsumsi harus mengandung vitamin.
Vitamin dapat dibagi menjadi dua golongan, yaitu vitamin yang larut dalam air (vitamin B dan C) dan vitamin yang larut dalam lemak (vitamin A, D, E, dan K). Jenis-jenis vitamin, sumber, fungsi dan akibatnya jika tubuh kekurangan dapat dilihat pada Tabel 2.6 di bawah ini.33
Tabel 2.6 Jenis-jenis Vitamin, Sumber, Fungsi, dan Akibatnya jika Tubuh Kekurangan
rawan; serta
E (tokoferol) Minyak nabati, biji-bijian, sayuran hijau, dan kecambah.
Seseorang sering kali mengabaikan pentingnya minum air karena merasa tidak ada gunanya. Padahal, air merupakan senyawa yang sangat penting bagi tubuh. Air merupakan komponen utama protoplasma dan berperan penting dalam metabolisme sel. Tubuh manusia dalam sehari membutuhkan air rata-rata 2,5 liter yang dapat diperoleh dari air minum dan air yang terkandung dalam makanan yang kita makan. Air di dalam tubuh diatur oleh beberapa kelenjar hormon, misalnya kelenjar hipofisis, kelenjar anak ginjal, dan kelenjar tiroid.
Air dalam tubuh memiliki fungsi yaitu: (1) pelarut beberapa jenis bahan makanan dan vitamin, (2) menjaga tekanan osmosis dalam sel, (3) mengangkut makanan ke jaringan tubuh, (4) mengangkut sisa metabolisme ke luar tubuh, (5) medium berbagai rekasi kimia dalam tubuh, dan (6) menjaga keseimbangan suhu tubuh.34
2) Sistem Pencernaan Makanan Manusia
Pencernaan makanan pada saluran pencernaan manusia meliputi dua proses, yaitu pencernaan mekanik dan pencernaan kimiawi. Pencernaan mekanik adalah pencernaan yang dilakukan oleh gigi di dalam mulut, sedangkan pencernaan
34
kimiawi adalah pencernaan yang melibatkan enzim. Pencernaan kimiawi terjadi mulai dari mulut, lambung, dan usus.
Proses pencernaan makanan pada manusia melibatkan alat-alat pencernaan. Alat-alat pencernaan manusia terdiri dari saluran pencernaan dan kelenjar pencernaan.
Saluran pencernaan manusia terdiri dari mulut (kavum oris), kerongkongan (esofagus), lambung (ventrikulus), usus halus, usus besar (kolon), dan anus.
Kelenjar pencernaan menghasilkan enzim-enzim yang dibutuhkan dalam proses pencernaan. Kelenjar pencernaan terdapat di air liur atau ludah, lambung, pankreas, dan hati.35
Gambar 2.1 Saluran pencernaan pada manusia36
a) Saluran Pencernaan Rongga Mulut
Pencernaan makanan secara fisik dan kimiawi dimulai dalam mulut. Selama pengunyahan, geligi dengan berbagai ragam bentuk akan memotong, melumat, dan menggerus makanan, yang membuat makanan tersebut lebih mudah ditelan dan meningkatkan luas permukaannya. Kehadiran makanan
35
Ibid. h. 168. 36
Eva Latifa Hanum, Widi Purwianingsih, dkk., Biologi 2 Kelas XI SMA dan MA,
dalam rongga mulut (oral cavity) akan memicu refleks saraf yang menyebabkan kelenjar ludah mengeluarkan ludah melalui duktus (saluran) ke rongga mulut.37
Gigi
Gigi manusia ada tiga jenis dengan fungsi yang berbeda-beda, yaitu: Gigi seri/insisivus. Gigi seri pada manusia biasa jumlahnya ada 8 buah. 4 buah di bagian bawah dan 4 buah di bagian atas. Gigi seri berfungsi untuk memotong makanan.
Gigi taring/kaninus. Gigi taring pada manusia dewasa jumlahnya ada 4 buah. Gigi ini berfungsi untuk menyobek makanan.
Gigi geraham. Pada manusia dewasa jumlahnya ada 20 buah, dengan rincian, 8 buah geraham depan (premolar) dan 12 buah geraham belakang (molar). Gigi geraham berfungsi untuk mengunyah makanan.
anak memiliki susunan gigi berbeda dengan orang dewasa. Anak-anak mempunyai gigi sejumlah 20 buah atau sering disebut sebagai gigi susu. Gigi susu itu terdiri dari 8 buah gigi seri, 4 buah gigi taring, dan 8 buah gigi geraham.38
Gambar 2.2 Bagian-bagian gigi39
37
Neil A. Campbell, Jane B. Reece, etc, BIOLOGY, (San Fransisco: Pearson Benjamin Cummings, 1999), Fifth Edition, h. 30.
38
Suparmin, Ririn Safitri, dkk., BIOLOGI XI untuk SMA/MA, (Surakarta: Mediatama, 2014), h. 144.
39
Lidah
Lidah tertutup oleh selaput lendir dan tersusun dari otot lurik yang dilapisi oleh selaput mukosa.40 Lidah berfungsi sebagai alat pengecap, selain itu juga berfungsi untuk membantu mencampur makanan dalam mulut, membantu menelan makanan, dan menghasilkan kelenjar ludah.41
Kelenjar ludah
Kelenjar ludah berfungsi untuk melarutkan makanan, memudahkan penelanan, dan melindungi selaput mulut terhadap panas, dingin, asam, dan basa. Ada 3 bagian kelenjar ludah, yaitu:
Glandula parotis: menghasilkan ludah yang berbentuk air.
Glandula submaksilaris/submandibularis: menghasilkan getah yang mengandung air dan lendir.
Glandula sublingualis: menghasilkan getah yang mengandung air dan lendir.42
Gambar 2.3 Letak kelenjar ludah43
Kerongkongan (Esofagus)
Makanan yang telah memasuki mulut kemudian menuju ke esofagus yang dindingnya dilapisi epitelium berlapis pipih. Kerongkongan berupa tabung yang
40
Diah Aryulina, dkk., Op. cit., h. 169. 41
Suparmin, dkk., Loc. cit. 42
Suparmin, dkk., Op. cit., h. 145. 43
panjangnya sekitar 25 cm, memanjang dari akhir rongga mulut hingga ke lambung.44
Dinding kerongkongan memiliki otot-otot yang dapat mengatur gerakan kembang kempis pada saat mendorong makanan yang berbentuk gumpalan-gumpalan (bolus) agar masuk ke dalam lambung. Gerakan otot demikian disebut gerak peristaltis.45
Gambar 2.4 Gerak peristaltis pada kerongkongan46
Lambung (Ventrikulus)
Lambung berada pada sisi kiri rongga abdomen, persis di bawah diafragma.47 Lambung sering dikatakan perut besar yang terdiri dari empat bagian, yaitu bagian kardiak, fundus, badan lambung, dan pilorus. Pada kedua ujung lambung terdapat klep (sfingter). Klep pertama terletak pada ujung yang berbatasan dengan kerongkongan disebut sfingter esofageal. Fungsinya adalah untuk menjaga makanan agar tetap di lambung dan hanya akan terbuka saat makanan masuk atau pada saat muntah. Klep kedua terdapat pada ujung yang berbatasan dengan duodenum disebut sfingter pilorus.48
Pencernaan di dalam lambung terjadi secara kimiawi, melibatkan enzim-enzim pencernaan. Enzim-enzim-enzim tersebut antara lain:49
44
D.A. pratiwi, dkk., Op. cit., h.145. 45
Diah Aryulina, dkk., Op. cit., h. 170. 46
Eva Latifah Hanum, dkk., Op. cit., h. 147. 47
Neil A. Campbell, Jane B. Reece, etc, Op. cit., h. 31. 48
Diah Aryulina, dkk.,Op. cit., h. 170. 49
Asam klorida (HCl), membunuh kuman yang ikut bersama makanan, mengaktifkan pepsinogen menjadi pepsin, merangsang membuka dan menutupnya sfingter pilorus, dan merangsang sekresi getah usus.
Pepsin, memecah protein menjadi pepton. Lipase, mencerna lemak.
Renin, menggumpalkan kasein dalam susu.
Isi lambung yang telah masuk kemudian dicampur melalui kerja kontraksi otot polos. Seseorang bisa merasakan rasa lapar ketika lambung kosongnya berkontraksi. (Sensasi lapar juga dikaitkan dengan pusat otak yang memonitor status nutrisi darah). Sebagai akibat pencampuran dan kerja enzim, makanan yang baru ditelan akan menjadi bubur nutrien yang dikenal dengan nama kim asam (acid chyme).50
Gambar 2.5 Bagian-bagian lambung51
Usus Halus (Intestinum Tenue)
Usus halus memiliki panjang 7 meter, dibagi menjadi tiga bagian, yaitu:52 Usus dua belas jari(duodenum), dinamakan ini karena panjangnya sekitar 12 jari orang dewasa yang disejajarkan.
50
Neil A. Campbell, Jane B. Reece, etc,Op. cit., h. 32. 51
Eva Latifah Hanum, dkk., Op. cit., h. 148. 52
Usus kosong (jejunum), dinamakan ini karena pada orang yang telah meninggal bagian tersebut kosong.
Usus penyerapan (ileum), dinamakan ini karena pada bagian inilah zat-zat makanan diserap oleh tubuh. Pada usus penyerapan dilapisi oleh tonjolan yang disebut vilus. Setiap vilus berbentuk seperti jari yang mengandung sebuah pembuluh limfe. Ada kira-kira lima juta vilus usus yang membuat permukaan usus menjadi sebesar 75.000 cm2.
Gambar 2.6 Struktur usus halus53
Usus Besar (Kolon)
Usus besar merupakan kelanjutan dari usus halus. Kolon terdiri dari tiga bagian yaitu kolon naik, kolon datar, dan kolon turun. Kolon memiliki tambahan usus yang disebut umbai cacing atau apendiks. Pada pertemuan antara usus halus dan usus besar terdapat suatu penyempitan yang disebut klep ileosekum. Klep ini berfungsi untuk menjaga makanan yang sudah masuk ke dalam usus besar, tidak dapat kembali ke usus halus.54
Satu fungsi penting kolon adalah untuk menyerap kembali air yang telah masuk ke dalam saluran pencernaan untuk berfungsi sebagai bahan pelarut berbagai getah pencernaan. Secara keseluruhan sekitar 7 liter cairan disekresikan
53
Gerard J. Tortora and Bryan Derrickson, Principles of Anatomy and Physiology,
(United State of America: John Wiley and Sons, Inc, 2009), Twelfth Edition, h. 951. 54
ke dalam lumen saluran pencernaan setiap hari. Sebagian reabsorpsi atau penyerapan kembali air terjadi bersama-sama dengan penyerapan nutrien dalam usus halus. Kolon menyelesaikan pekerjaan itu dengan menyerap kembali sekitar 90% air yang memasuki saluran pencernaan.55
Gambar 2.7 Bagian-bagian kolon56
Penyerapan dan penambahan air bertujuan agar feses (kotoran) dalam keadaan tidak cair dan juga tidak padat. Pembentukan feses pada usus besar dibantu oleh bakteri Escherichia coli. Bagian akhir dari saluran pencernaan merupakan bagian menggelembung yang disebut rektum. Penyerapan air tidak lagi terjadi pada rektum. Rektum dapat berkontraksi yang aktivitas kontraksinya dapat menimbulkan defekasi, yaitu proses pengeluaran zat-zat sisa hasil pencernaan makanan melalui anus.57
55
Neil A. Campbell, Jane B. Reece, etc, Op. cit., h. 36. 56
Eva Latifah Hanum, dkk., Op. cit., h. 151. 57
