LAPORAN AKHIR PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT
DANA BOPTN ITS 2015
Pemanfaatan Laboratorium Alam Untuk Praktikum
Materi Fisika Dalam Rangka Meningkatkan Minat Belajar Siswa SMP
Pada Mata Pelajaran Ilmu Pengetahuan Alam
Tim Pengabdian:
Ketua: Dr. Melania Suweni Muntini, MT(NIP. 19641229 199002001) Anggota: Dr. Yono Hadi Pramono, M.Eng. (NIP. 196909041992031003) Anggota: Prof. Ir. Eddy Yahya, M.Sc,Ph.D (NIP. 194711261972101001)
Anggota: Dr. Eko Minarto, M.Si (NIP. 197502051999031004) Anggota: Faridawati, M.Si. (NIP. 1980033020012122002)
Anggota: Linda Silvia, M.Si (NIDN. 1100201405001) Anggota: Sungkono, M.Si. (NIP. 198507022014041002) Anggota: Nurrisma Puspitasari, M.Si (NIP. 199004022015042002)
Anggota : Fahmi Astuti, M.Si. (NIDN. 1100201405003)
LEMBAGA PENELITIAN DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
iii
RINGKASAN
Pada kegiatan ini telah dilakukan materi praktikum fisika yang merupakan mata pelajaran IPA di SMP terdiri dari beberapa bidang ilmu dasar, dan didalamnya tercakup 47% materi fisika. Tantangan yang dihadapi oleh guru IPA maupun dosen fisika adalah para siswa menanggap ilmu fisika dianggap sulit dan menakutkan. Kegiatan ini dilakukan untuk mengatasi atau mengurangi kendala kurangnya abstraksi pelajaran fisika dan kurangnya kegiatan melalui observasi secara langsung atau praktikum akibat keterbatasan sarana dan prasana.
Pembekalan materi-materi untuk praktikum fisika dengan memanfaatkan laboratorium alam telah dilakukan di SMP5 Tulung Agung dan diharapkan dapat meningkatkan ketertarikan siswa pada mata pelajaran IPA, khususnya bidang Fisika. Materi yang diberikan meliputi gerak parabola, lensa buatan, bandul sederhana, debit air, sifat dan manfaat bahan magnetik alam.
iv Summary
In this activity, it has been done an experiment in the subject of Physics, which is classified as science subject in Junior High School level. In the science subject taught in Junior High School, 47% of the materials are Physics. Students often think of Physics subject as something complicated and terrifying, and this problem has been a big challenge for science teacher and physics lecturer. This activity has been conducted to overcome the difficult situation, which is the lack of Physics subject abstraction, and also the lack of direct observation or experiment due to the limited facilities.
The briefing materials for physics experiment using natural laboratory has been conducted in SMP 5 Tulungagung, and it is expected to arise the interest of students in Science, especially in Physics. The materials given includes parabolic motion, artificial lens, simple pendulum, water flow, properties of natural magnetic materials.
Keywords: Junior high school students, artificial lens, science subject, experiment, natural laboratory
v PRAKATA
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa bahwa laporan kemajuan pengabdian kepada masyarakat dengan judul “Pemanfaatan Laboratorium Alam Untuk Praktikum Materi Fisika Dalam Rangka Meningkatkan Minat Belajar Siswa SMP Pada Mata Pelajaran Ilmu Pengetahuan Alam” telah selesai disusun. Laporan kemajuan ini dimaksudkan agar dalam pelaksanaan pengabdian kepada masyarakat sesuai dengan apa yang telah dituliskan dalam penyusunan proposal serta dapat diketahui seberapa besar kemajuan dan kendala yang dialami selama proses kegiatan.
Laporan kemajuan pengabdian ini disusun berdasarkan apa yang sudah dilakukan selama proses pengabdian seperti kemajuan yang telah dicapai serta kendala atau kesulitan dalam pelaksanaan serta rencana kegiatan selanjutnya. Oleh karena itu dalam jangka panjang diharapkan agar dengan adanya laporan kemajuan ini dapat dijadikan sebagai bahan evalusi kegiatan yang telah dilakukkan serta langkah kegiatan selanjutnya dapat lebih baik dan terencana.
Demikian laporan kemajuan ini kami susun, kami mengharap saran dan kritik dari pembaca agar dapat menjadi masukan dalam kegiatan selanjutnya serta penyusunan laporan akhir kegiatan. Kami seluruh tim pengabdi mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang membantu dalam penyelesaian laporan kemajuan.
Surabaya, November 2015
vi DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... Error! Bookmark not defined.
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
RINGKASAN ... iii
SUMMARY ... iv
PRAKATA ... v
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR TABEL ... viii
DAFTAR GAMBAR ... ixx
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rasional ... 2
1.3 Perumusan Konsep dan Strategi Kegiatan ... 2
1.4 Tujuan, Manfaat, dan Dampak Kegiatan yang diharapkan ... 3
1.5 Target Luaran ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5
2.1 Ruang Lingkup Materi ... 5
2.2 Prinsip-prinsip Penerapan Kurikulum IPA: Pembelajaran, dan Penilaian ... 5
2.3 Materi Fisika dalam Penerapan Kurikulum IPA ... 6
2.4 Gerak Lurus ... 9
2.4.1 Gerak lurus beraturan (GLB) dan Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) ... 9
2.4.2 Gerak lurus berubah tak beraturan (GLBTB) ... 9
2.4.3 Gerak lengkung ... 9
2.5 Cahaya dan Alat Optik ... 10
2.6 Sifat Bahan ... 10
2.7 Getaran dan Gelombang ... 11
2.8 Tekanan Zat Cair dan Penerapannya Dalam Kehidupan Sehari-Hari ... 11
BAB III METODE PELAKSANAAN ... 13
vii
3.2 Tahapan Pelaksanaan Pengabdian ... 13
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 14
4.1 Hasil pengabdian dan luaran yang telah diperoleh ... 14
4.1.1 Praktikum Gerak Parabola ... 14
4.1.2 Praktikum Sifat dan Bahan Magnet ... 17
4.1.3 Praktikum Getaran Sederhana ... 20
4.1.4 Praktikum Tekanan Zat Cair dan Penerapannya Dalam Kehidupan Sehari-Hari ... 22
4.2 Hasil Analisis Angket ... 25
4.3 Keberlanjutan ... 26
4.4 Kendala yang dihadapi dan solusinya ... 26
BAB IV KESIMPULAN DAN RENCANA SELANJUTNYA ... 27
DAFTAR PUSTAKA ... 28
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Judul Materi pokok yang bila dikaitkan dengan ilmu dasar ... 7
Tabel 1.2 Materi fisika mendominasi isi kurikulum IPA bagi siswa SMP/MTs... 8
Tabel 1.3 Data hasil percobaan gerak parabola ... 17
Tabel 1.4 Jenis bahan yang dapat ditarik magnet dan tidak dapat ditarik oleh magnet ... 20
Tabel 1.5 Data Percobaan Bandul Sederhana ... 22
Tabel 1.6 Data hasi percobaan Tekanan Zat Cair dan Penerapannya Dalam Kehidupan Sehari-Hari : ... 25
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Proses pembimbingan praktikum ... 14
Gambar 1.2 Gerak Parabola ... 15
Gambar 1.3 Mainan yang dapat menempel di pintu kulkas ... 17
Gambar 1.4 Magnet batang yang digantung bebas ... 19
Gambar 1.5 Kemagnetan Bumi ... 19
Gambar 1.6 Percobaan sifat bahan dan Magnet ... 20
Gambar 1.7 Percobaan sbandul matematis ... 21
Gambar 1.8 Proses praktikum zat cair ... 24
Gambar 1.9 Rapat koordinasi penyusunan laporan PPM ... 29
Gambar 1.10 Pertemuan dengan kepala sekolah SMPN 5 Tulungagung ... 29
Gambar 1.11 Pengisian Angket oleh siswa SMPN 5 Tulungagung ... 29
Gambar 1.12 Kebersamaan Tim pengabdi dengan Siswa ... 30
1 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) merupakan suatu kumpulan pengetahuan yang tersusun secara sistematis, dan dalam penggunaannya secara umum terbatas pada gejala-gejala alam. Perkembangan IPA selanjutnya tidak hanya ditandai oleh adanya kumpulan fakta saja, tetapi juga munculnya “metode ilmiah” (scientific methods) yang terwujud melalui suatu rangkaian ”kerja ilmiah” (working scientifically), nilai dan “sikap ilmiah” (scientific attitudes). Sejalan dengan pengertian tersebut, IPA merupakan suatu rangkaian konsep yang saling berkaitan dengan bagan-bagan konsep yang telah berkembang sebagai suatu hasil eksperimen dan observasi, dan selanjutnya akan bermanfaat untuk eksperimentasi dan observasi lebih lanjut.
Ruang Lingkup mata pelajaran IPA di SMP/MTs menekankan pada pemahaman dan pengamatan fenomena alam. Isu-isu fenomena alam terkait dengan kompetensi dengan perluasan pada konsep abstrak. Pendekatan konsep abstrak melalui percobaan dan pengamatan fenomena alam harus dan perlu dilakukan. Kegiatan ini perlu untuk membangun kepercayaan dan pembuktian ilmu pengetahuan alam ke benak para siswa, yang pada akhirnya akan meningkatkan ketertarikan siswa pada ilmu pengetahuan alam.
Matapelajaran IPA di SMP terdiri dari beberapa bidang ilmu dasar, dan didalamnya tercakup 47% materi fisika. Tangtangan yang dihadapi oleh guru IPA maupun dosen fisika adalah ilmu fisika seringkali dianggap menakutkan bagi para siswa. Pelaksanaan kegiatan melalui observasi secara langsung yang mudah dan sederhana dapat meningkatkan ketertarikan siswa pada pengetahuan fisika. Hal baik yang dapat disampaikan ke siswa adalah adanya urutan pengamatan yang berkesinambungan sehingga tidak ada yang terputus antara fenomena alam sederhana dan kecanggihan teknologi yang dirasakan oleh siswa dalam kehidupan sehari hari.
Dalam benak pengelola sekolah dan guru pengamatan/observasi, percobaan, dan pekerjaan laboratorium seringkali dikaitkan dengan peralatan yang banyak dan mahal, ruangan yang luas dan lain-lain. Laboratorium alam, yaitu seisi alam yang ada di sekitar kita baik yang asli maupun buatan manusia sering terabaikan untuk kegiatan praktikum.
Selain itu, siswa SMP/MTs akan sangat menarik jika observasi pelajaran IPA memanfaatkan wahana alam sekitar. Observasi yang demikian bagi siswa, terutama siswa SMP/MTs dapat meningkatkan minat belajar siswa SMP/MTs pada mata
2
pelajaran IPA. Ketertarikan siswa pada Mata pelajaran IPA, khususnya bidang Fisika harus dilakukan secara bertahap dan akrab dengan lingkungan sekitar untuk itulah tim pengabdi merasa perlu melakukan pemanfaatan laboratorium alam untuk materi fisikadalam rangka meningkatkan minat belajar siswa SMP pada mata pelajaran IPA.
1.2 Rasional
Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) berkaitan dengan cara mencari tahu tentang alam secara sistematis, sehingga IPA bukan hanya penguasaan kumpulan pengetahuan yang berupa fakta-fakta, konsep-konsep, atau prinsip-prinsip saja tetapi juga merupakan suatu proses penemuan. Pendidikan IPA diharapkan dapat menjadi wahana bagi peserta didik untuk mempelajari diri sendiri dan alam sekitar, serta prospek pengembangan lebih lanjut dalam menerapkannya di dalam kehidupan sehari-hari. Proses pembelajarannya menekankan pada pemberian pengalaman langsung untuk mengembangkan kompetensi agar menjelajahi dan memahami alam sekitar secara ilmiah. Pendidikan IPA diarahkan untuk inkuiri dan berbuat sehingga dapat membantu peserta didik untuk memperoleh pemahaman yang lebih mendalam tentang alam sekitar. IPA yang diperlukan dalam kehidupan sehari-hari untuk memenuhi kebutuhan manusia melalui pemecahan masalah-masalah yang dapat diidentifikasikan. Di tingkat SMP/MTs diharapkan ada penekanan pembelajaran Salingtemas (Sains, lingkungan, teknologi, dan masyarakat) secara terpadu yang diarahkan pada pengalaman belajar. Pengalaman belajar dari alam membawa manfaat yang besar bagi para siswa dan pemanfaatan laboratorium alam penting dikembangkan bagi sekolah terutama untuk materi fisika.
1.3 Perumusan Konsep dan Strategi Kegiatan
Pembelajaran IPA sebaiknya dilaksanakan secara inkuiri ilmiah (scientific
inquiry) untuk menumbuhkan kemampuan berpikir, bekerja dan bersikap ilmiah serta
mengkomunikasikannya sebagai aspek penting kecakapan hidup. Oleh karena itu pembelajaran IPA di SMP menekankan pada pemberian pengalaman belajar secara langsung melalui penggunaan dan pengembangan keterampilan proses dan sikap ilmiah.
Kegiatan dilakukan terlebih dahulu mempelajari kurikulum SMP bidang IPA terutama materi fisika. Kemudian dirancang perangkat kegiatan praktikum yang meliputii modul, peralatan, dan luaran yang diharapkan. Selanjutnya dilakukan ujicoba
3
percobaan dan simulasi kegiatan, akhirnya kegiatan praktikum ke siswa SMP sesuai saran dan hasil konsultasi dengan Dinas Pendidikan Provinsi Jawa Timur Khususnya Bidang Kurikulum dan Pembinaan.
Evaluasi terhadap kegiatan praktikum diperlukan untuk penyempurnaan modul, sehingga kegiatan setiap praktikum dapat dilakukan lebih menarik dan menyenangkan tanpa mengabaikan luaran yang diharapkan. Beberapa kegiatan ini akan melibatkan sekelompok mahasiswa, pengalaman dalam kegiatan ini memberikan dapat memberikan inspirasi untuk membentuk suatu tim untuk kegiatan PKMM bagi mahasiswa terutama untuk pengembangan pemanfaatan laboratorium alam untuk siswa. Kelompok kegiatam PKMM ini mungkin dimunculkan, karena banyaknya materi praktikum fisika dan berbagai kemungkinan ketersediaan alam sekitar sebagai laboratorium alam.
1.4 Tujuan, Manfaat, dan Dampak Kegiatan yang Diharapkan
Kegiatan PPM ini memiliki tujuan dan manfaat :
- Menyediakan modul praktikum fisika dengan memanfaatkan laboratorium alam dan Meningkatkan minat siswa dalam belajar IPA terutama untuk materi fisika. - Memberikan pelatihan kepada guru smp untuk memanfaatkan alam sekitar
sekolah untuk pelaksanaan percobaan di laboratorium alam.
- Membuka wawasan kepada para guru SMP sehingga meningkatkan kompetensi guru untuk materi fisika.
Dampak yang diharapkan dari kegiatan ini adalah :
- Adanya perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu; objektif; jujur; teliti; cermat; tekun; hati-hati; bertanggung jawab; terbuka; kritis; kreatif; inovatif dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud implementasi sikap dalam melakukan pengamatan, percobaan, dan berdiskusi.
- Meningkatnya motorik siswa dan memahami alam sekitar dari tinjauan dan perspektif ilmu fisika.
- Minat siswa dalam belajar terutama untuk materi fisika yang meningkat sehingga membawa minat siswa dalam menekuni bidang sains dan teknologi.
- Terbukanya wawasan kepada para guru SMP sehingga meningkatkan kompetensi guru untuk materi fisika.
4 1.5 Target Luaran
Target luaran kegiatan pengabdian ini adalah dihasilkan perangkat percobaan yang memanfaatkan laboratorium alam sebagai wahana observasi. Target luaran yang lain adalah tersedianya modul-modul observasi yang dapat meningkatkan minat siswa untuk belajar ilmu pengetahuan alam dan artikel ilmiah yang akan didiseminasikan di seminar nasional di UNESA Surabaya pada bulan Nopember 2015. Selain itu ditarget pula mahasiswa yang terlibat dalam kegiatan ini dapat membentuk kegiatan baru untuk PKMM dengan fokus menyusun materi praktikum fisika dengan memanfaatkan laboratorium alam, yang pada saat ini sudah sampai taraf pengumpulan proposal.
5 BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Merujuk pada pengertian IPA di atas, maka hakikat IPA meliputi empat unsur, yaitu: (1) produk: berupa fakta, prinsip, teori, dan hukum; (2) proses: yaitu prosedur pemecahan masalah melalui metode ilmiah; metode ilmiah meliputi pengamatan, penyusunan hipotesis, perancangan eksperimen, percobaan atau penyelidikan, pengujian hipotesis melalui eksperimentasi; evaluasi, pengukuran, dan penarikan kesimpulan; (3) aplikasi: merupakan penerapan metode atau kerja ilmiah dan konsep IPA dalam kehidupan sehari-hari; (4) sikap: yang terwujud melalui rasa ingin tahu tentang obyek, fenomena alam, makhluk hidup, serta hubungan sebab akibat yang menimbulkan masalah baru namun dapat dipecahkan melalui prosedur yang benar. Oleh karena itu IPA bersifat open ended karena selalu berkembang mengikuti pola perubahan dinamika dalam masyarakat.
2.1 Ruang Lingkup Materi
Lingkup kegiatan dalam program pengabdian masyarakat mengacu pada materi pelajaran yang ada di SMP/MTs. Sebagai rujukan akan ditijau terlebih dahulu materi IPA di SMP/MTs. Materi tersebut meliputi materi makhluk Hidup dan Proses Kehidupan yangdi dalamnya siswa diajak belajar tentang objek IPA, klasifikasi makhluk hidup, organisasi kehidupan, energi dalam kehidupan, interaksi makhluk hiup dengan lingkungannya, pencemaran lingkungan, pemanasan global, sistem gerak pada manusia, struktur tumbuhan, sistem pencernaan, sistem ekskresi, sistem reproduksi, hereditas, dan perkembangan penduduk. Objek dari materi pelajaran IPA juga meliputi Benda/zat/Bahan dan Sifatnya yang meliputi karakteristik zat, sifat bahan, bahan kimia, atom, ion,dan molekul.
Karena luasnya materi fisika untuk mapelIPA, beberapa materi yang dipilih dibuat modul percobaannya. Selanjutnya akan dipilih beberapa sekolah SMP untuk pelaksanaan kegiatan pengabdian masyarakat.
2.2 Prinsip-prinsip Penerapan Kurikulum IPA: Pembelajaran, dan Penilaian
Penerapan Kurikulum IPA selalu melibatkan proses pembelajaran dan penilaian (asesmen). Kurikulum IPA hendaknya (a) menekankan pada pembelajaran IPA yang seimbang antara konsep, proses dan aplikasinya;(b) mengembangkan kemampuan
6
kerja ilmiah yang mencakup proses dan sikap ilmiah; (c) memungkinkan siswa mengkonstruksi dan mengembangkan konsep IPA (dan saling keterkaitannya) serta nilai, sikap dan kerja ilmiah siswa; serta (e) memberikan siswa kesempatan untuk mendemostrasikan kemampuan dalam mencari, memilih, memilah, dan mengolah informasi serta memaknainya selama proses pembelajaran, sehingga dapat dinilai potensi dan hasil belajarnya secara adil.
Dalam konteks pembelajaran, mata pelajaranIPA hendaknya (a)dapat menumbuhkan kepercayaan diri siswa bahwa mereka ”mampu” dalam IPA dan bahwa IPA bukanlah pelajaran yang harus ditakuti. Pembelajaran IPA tidak hanya membelajarkan konsep-konsepnya saja, namun juga disertai dengan pengembangan sikap dan keterampilan ilmiah (domain pengetahuan dan proses kognitif) untuk itu perlunya banyak percobaan dan observasi. Pembelajaran IPA juga harus memberikan pengalaman belajar yang mengembangkan kemampuan bernalar, merencanakan dan melakukan penyelidikan ilmiah, menggunakan pengetahuan yang sudah dipelajari untuk memahami gejala alam yang terjadi di sekitarnya. Untuk itu perlu melakukan revitalisasi keterampilan proses IPA bagi siswa, guru, dan calon guru sebagai misi utama PBM IPA di sekolah untuk mengembangkan kemampuan observasi, merencanakan penyelidikan, menafsirkan (interpretasi) data dan informasi (narasi, gambar, bagan, tabel) serta menarik kesimpulan.
Dalam pembelajaran proses assesmen menjadi penting untuk dilaksanakan untuk itu penilaian hendaknyadirencanakan untuk mengukur pengetahuan dan konsep, keterampilan proses, dan penalaran tingkat tinggi (berpikir kritis, logis, kreatif). Dengan menggunakan penilaian kinerja, penugasan/proyek, dan portofolio untuk keterampilan proses IPA dan kemampuan kerja ilmiah selama pembelajaran IPA dalam rentang waktu tertentu. Soal yang diberikan siswa sebaiknya mengadopsi bentuk tipe soal yang mampu mendorong PBM yang berkontribusi pada peningkatan literasi IPA siswa dan sekaligus menggali kemampuan berpikir ilmiah, kritis, kreatif, dan inovatif. Penilaian juga harus memberikan pengalaman secara langsung yang dinilai berdasarkan hasil observasi dan hasil kegiatan kepada siswa, sekaligus dimintai alasan mengapa kira-kira hasilnya serupa itu.
2.3 Materi Fisika dalam Penerapan Kurikulum IPA
Materi pokok Kurikulum IPA diuraikan dalam materi pokok yang secara berkesinambungan diberikan mulai dari kelas VII sampai kelas IX. Judul Materi pokok yang bila dikaitkan dengan ilmu dasar disusun sebagai berikut :
7
Tabel 1.1 Judul Materi pokok yang bila dikaitkan dengan ilmu dasar
No Uraian Materi Kelompok Materi
Kelas VII
1. Objek IPA dan pengamatannya Biologi
2. Klasifikasi makhluk hidup Biologi
3. Organisasi kehidupan Biologi
4. Karakteristik zat Kimia
5. Energi dalam sistem kehidupan Kimia-Fisika
6. Suhu, pemuaian, dan kalor Fisika
7. Hidup dan lingkungannya Biologi
8. Dampak pencemaran bagi lingkungan Kimia
9. Pemanasan global dan ekosistem Biologi - Kimia-Fisika Kelas VIII
10. Gerak lurus Fisika
11. Struktur tumbuhan dan pemanfaatannya dalam teknologi Biologi
12. Sifat bahan dan kesehatan Kimia-Fisika-Biologi 13. Sistem gerak pada manusia Biologi - Fisika 14. Sistem pencernaan makanan dan kaitannya dalam
sistem tubuh
Biologi - Kimia
15. Bahan kimia dalam kehidupan Kimia
16. Tekanan zat cair dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari
Biologi - Kimia-Fisika
17. Sistem ekskresi manusia Biologi
18. Getaran, gelombang, dan bunyi Fisika
19. Cahaya dan alat optik Fisika
20. Gunung api Fisika
21. Tatasurya Fisika
22. Gerakan Bumi, bulan terhadap matahari Fisika Kelas IX
23. Sistem reproduksi manusia Biologi
24. Sistem reproduksi tumbuhan dan hewan Biologi 25. Perkembangan penduduk dan dampak lingkungan
26. Atom, Ion, dan molekul Kimia-Fisika
27. Listrik statis Fisika
28. Rangkaian listrik dan sumber energi listrik Fisika 29. Kemagnetan, induksi elektromagnet Fisika
8
30. Hereditas manusia Biologi
31. Produkteknologi ramah lingkungan Biologi 321 Bioteknologi dan produksi pangan Biologi
33. Tanah dan kehidupan Fisika Bumi
Dari uraian tersebut terlihat bahwa materi fisika mendominasi isi kurikulum IPA bagi siswa SMP/MTs. Dilihat dari cakupannya maka cukup banyak materi yang dapat memanfaatkan laboratorium alam untuk melakukan percobaan.
Tabel 1.2 Materi fisika mendominasi isi kurikulum IPA bagi siswa SMP/MTs
No Materi pokok Kelompok Materi Kelas
1. Energi dalam sistem kehidupan Kimia-Fisika VII
2. Suhu, pemuaian, dan kalor Fisika VII
3. Pemanasan global dan ekosistem Biologi - Kimia-Fisika VII
4. Gerak lurus Fisika VIII
5. Sifat bahan dan kesehatan Kimia-Fisika-Biologi VIII 6. Sistem gerak pada manusia Biologi - Fisika VIII 7. Tekanan zat cair dan penerapannya
dalam kehidupan sehari-hari
Biologi - Kimia-Fisika VIII
8. Getaran, gelombang, dan bunyi Fisika VIII
9. Cahaya dan alat optik Fisika VIII
10. Gunung api Fisika VIII
11. Tatasurya Fisika VIII
12. Gerakan Bumi, bulan terhadap matahari Fisika VIII
13. Atom, Ion, dan molekul Kimia-Fisika IX
14. Listrik statis Fisika IX
15. Rangkaian listrik dan sumber energi listrik Fisika IX 16. Kemagnetan, induksi elektromagnet Fisika IX
17 Tanah dan kehidupan Fisika Bumi IX
Dari materi yang ada tim pengabdi memiliki beberapa materi fisika dengan memanfaatkan laboratorium alam yaitu gerak lurus, cahaya dan alat optik, sifat bahan, getaran dan gelombang, dan tekanan fluida.
9 2.4. Gerak Lurus
Gerak lurus atauKinematika merupakan bagian dari mekanika klasik yang membahas gerak benda dan sistem benda tanpa meninjau gaya penyebab gerak. Untuk menyederhanakan persoalan, maka ukuran benda dianggap sangat kecil, yaitu sebagai benda titik, sehingga benda hanya mengalami gerak translasi saja, tanpa berrotasi dan bervibrasi. Dalam tinjauan gerak suatu benda titik itulah kemudian didefinisikan tentang lintasan, posisi, kecepatan, dan percepatan suatu benda. Berdasar lintasannya, gerak translasi dapat ditinjau sebagai gerak lurus dan gerak lengkung. Tinjauan tentang nilai rerata dan nilai sesaat suatu besar kecepatan atau percepatan adalah hanya terkait besar atau kecilnya rentang waktu yang digunakan
2.4.1 Gerak lurus beraturan (GLB) dan Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) Untuk gerak satu dimensi, misal gerak arah sumbu-x. Gerak lurus beraturan (GLB) pada suatu partikel ditandai dengan tidak adanya percepatan dalam gerak tersebut dalam rentang waktu dari waktu sampai ,. Pada partikel yang mengalami gerak lurus berubah beraturan (GLBB), dicirikan dengan adanya perubahan kecepatan partikel secara beraturan, berarti selama gerakan, partikel dipengaruhi oleh percepatan konstan.
2.4.2 Gerak lurus berubah tak beraturan (GLBTB)
Tinjau suatu gerak lurus partikel pada sumbu-x yang dipengaruhi percepatan yang tidak konstan, yaitu suatu percepatan yang merupakan fungsi waktu t atau merupakan fungsi posisi x. Gerak lurus ini tidak dapat diselesaikan dengan rumusan GLB ataupun GLBB, karenanya semua rumusan tentang kecepatan dan posisi harus diturunkan dengan penyelesaian matematiak. Gerak lurus dapat merupakan fungsi posisi maupun fungsi waktu. Biasanya perubahanan kecepatannya juga merupakan fungsi posisi misalkan dan diketahui pada saat posisi partikel , kecepatannya .
2.4.3 Gerak Lengkung
Berikut adalah tinjauan gerak partikel yang memiliki lintasan berbentuk lengkung. Terdapat dua jenis gerak lengkung yaitu gerak dengan lintasan berbentuk parabolik atau disebut gerak peluru dan gerak yang memiliki lintasan berbentuk lingkaran disebut gerak lingkar. Terdapat dua jenis gerak peluru atau gerak pabolik yaitu gerak parabolik
10
pada bidang horisontal dan gerak parabolik yaitu gerak parabolik pada bidang miring. Secara umum gerak parabolik dapat diselesaikan dengan menggunakan rumusan sederhana yaitu GLB dan GLBB. Pada kasus gerak parabolik pada bidang horizontal, ditinjau sebagai gabungan gerak lurus beraturan (GLB) pada gerak arah sumbu-x karena tidak memiliki percepatan . Gerak pada sumbu-y merupakan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) memiliki percepatan konstan. Dalam pemecahan persoalan gerak parabolik, lebih mudah dengan
a. menggunakan syarat yang harus terpenuhi pada suatu posisi atau kecepatan yang ditanyakan. Syarat tersebut berupa nilai posisi atau kecepatan pada titik yang ditanyakan, nilai-nilai ini dapat diperoleh dari hal-hal yang diketahui dan yang ditanyakan.
b. memulai lintasan dari titik awal, sehingga rumusan yang digunakan mirip, terutama tanda +/- sebagai vektor kecepatan atau percepatan tidak berubah sehingga dapat mengurangi tingkat kesalahan.
Benda yang bergerak melingkar selalu terkena percepatan sentri petal yang menuju ke pusat lingkaran. Percepatan sentri petal berfungsi untuk mengubah arah kecepatan benda agar selalu merupakan garis singgung lintasan lingkaran tersebut. Apabila benda mengalami gerak melingkar dengan besar kecepatan berubah, maka pada benda tersebut bekerja dua percepatan yaitu percepatan sentri petal dan percepatan tangensial yang memiliki arah sama dengan arah garis singgung di lintasannya.
Secara umum, suatu benda yang bergerak melingkar dengan percepatan sudut konstan, maka perhitungan besar kecepatan maupun besar sudut yang ditempuh dapat dilakukan dengan menggunakan rumusan seperti pada gerak lurus berubah beraturan (GLBB).
2.5 Cahaya dan Alat Optik
Pada kurikulum IPA untuk materi Fisika, salah satu bahasan adalah tentang Cahaya dan alat optik. Biasanya alat optik diperkenal dalam bnetuk, kacamata, kamera, dan lain-lain. Sedangkan di alam ini tentang fenomena cahaya dapat dicontohkan pelangi bahkan dapat pula dibuat pelangi buatan.
2.6 Sifat Bahan
Salah satu sifat bahan yang mudah dideteksi adalah sifat magnet dari bahan. Magnet adalah suatu obyek yang dapat menimbulkan gejala gaya, baik gaya tarik maupun gaya tolak terhadap jenis bahan tertentu seperti besi, baja, seng, dan lain-lain.
11
Istilah magnet berasal dari bahasa Yunani magnítis líthos yang berarti batu Magnesian. Magnesia adalah nama sebuah wilayah di Yunani pada masa lalu yang kini bernama Manisa (sekarang berada di wilayah Turki) di mana terkandung batu magnet yang ditemukan sejak zaman dulu di wilayah tersebut. Jadi magnet atau kemagnetan adalah kemampuan suatu benda untuk menarik ataupun menolak benda-benda lain yang berada di sekitarnya. Dengan perkembangan dan kemajuan teknologi, manusia dapat menciptakan magnet yang berasal dari besi, baja, dan campuran beberapa logam lainnya untuk memenuhi kebutuhannya. Selain itu penggunaan material berbasis magnet juga semakin berkembang seiring dengan perkembangan zaman.
2.7 Getaran dan gelombang
Salah satu materi fisika yang memiliki abstraksi cukup tinggi adalah materi getaran dan gelombang. Contoh getaran dan gelombang yang ada di alam adalah gelombang suara, sinyal HP dan juga gempa bumi. Gempa bumi adalah goncangan yang dirasakan di permukaan bumi akibat dari gangguan-gangguan. Gangguan ini dapat berasal dari pergerakan antar lempeng-lempeng bumi, letusan gunung berapi dan juga ledakan yang dibuat oleh manusia. Goncangan ini disebabkan oleh adanya perambatan energi (gelombang) yang bersumber pada suatu gangguan tersebut. Gelombang ini termasuk dalam gelombang mekanik. Artinya, dalam perambatannya, gelombang ini memerlukan suatu medium, dalam hal ini batuan atau tanah ataupun struktur bangunan. Dengan demikian, selain dipengaruhi oleh karakteristik sumber getaran, parameter-parameter gelombang (frekuensi, amplitude, kecepatan, percepatan, perpindahan) yang merambat ini juga tergantung pada sifat fisika medium rambartnya (ketebalan, kecepatan, redaman, dan lain-lainnya), dalam hal ini tanah dan struktur bangunan.
2.8 Tekanan Zat Cair dan Penerapannya Dalam Kehidupan Sehari-Hari
Zat cair atau fluida diperlukan dalam kehidupan kita sehari-hari baik dalam bagian suatu sistem makhluk hidup mupun dalam sistem pendukung. Dalam pengukuran fluida perlu ditentukan besaran dan vektor kecepatan aliran pada suatu titik dalam fluida dan bagaimana fluida tersebut berubah dari titik ke titik. Laju aliran Q merupakan fungsi luas pipa A dan kecepatan v dari cairan yang mengalir melalui pipa, yakni:
12
Pengukuran laju aliran digunakan untuk mengukur kecepatan cairan atau gas yangmengalir melalui pipa. Hukum Bernoulli yang menyatakan hubungan :
2 2 2 2 1 2 1 2 1 2 1 1 .g.h P .g.h P (2)
dimana: P = tekanan fluida ρ = masa jenis fluida ; v = kecepatan fulida g = gravitasi bumi;
h = tinggi fluida (elevasi) Jika h1 dan h2 dibuat sama tingginya maka :
2 2 2 1 2 2 1 2 1 1 P P atau 21.(12 22) P2 P1 (3)
Jika ada sedikit perubahan kecepatan dari aliran fluida maka diperoleh perubahan tekanan yang dapat diamati. Pengubahan kecepatan aliran fluida dapat dilakukan dengan mengubah diameter pipa, hubungan ini diperoleh dari Hukum kontiunitas aliran fluida. Perhatikan rumus berikut:
2 2 1
1.v A .v
A (4)
di mana : A = luas penampang pipa
v = debit fluida
Karena debit fluida berhubungan langsung dengan kecepatan fluida, maka jelas kecepatan fluida dapat diubah dengan cara mengubah diameter pipa.
13 BAB III
METODE PELAKSANAAN
3.1 Strategi Pelaksanaan Pengabdian
Strategi pencapaian dari hasil pengkajian melalui beberapa kegiatan menelaah kurikulum. Kemudian melihat potensimateri pelajaran yang dapat digunakan sebagai bahan materi pembuatan peralatan laboratorium alam. Pada tahap awal ini dibuat telaah dibuat sebagian modul terlebih dahulu dengan memperhatikan alam sekitar sekolah sekolah.
3.2. Tahapan Pelaksaan Pengabdian
Rencana kegiatan dilakukan dengan tahapan-tahapan sebagai berikut :
1. Pada bulan I untuk koordinasi dengan seluruh anggota tentang materi-materi praktikum yang dapat dilaksanakan oleh siswa SMP/MTs selalu kurikulum yang dilaksanakan.
2. Dipilih materi-materi dalam matapelajaran IPA yang isinya adalah materi Fisika. Dari studi awal kandungan materi fisika dalam matapelajaran IPA mulai kelas 1 sampai kelas 3 (kelas VII, VIII, dan IX) sebesar 47 %.
3. Anggota pengabdi secara mandiri maupun berkelompok melakukan kegiatan sesuai dengan pembagian tugas. Selanjutnya setiap kelompok melakukan persiapan pembuatan alat praktikum dengan memanfaatkan potensi alam di sekitarnya.
4. Poin 1 sampai 3 dapat diselesaikan selama 2 bulan, dan proses pembuatan materi pengabdian adalah 1 bulan.
5. Pada bulan ke-4 sampai ke-6 akan dilakukan ujicoba dengan mencoba alat-alat praktikum di sekolah. Pada kesempatan tersebut peserta diminta umpanbalik untuk penyempurnaan perangkat praktikum. Pada kegiatan ini komunikasi dilakukan dengan beberapa SMP di daerah leng bromo, dan masih mengkomunikasikan kegiatan dengan beberapa kepala sekolah setempat. Komunikasi yang baik telah dilakukan dengan sekolah SMPN5 Tulung Agung.
14 BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil pengabdian dan luaran yang diperoleh
Pada pengabdian ini, telah dihasilkan beberapa materi praktikum dan telah diujikan di SMPN 5 Tulungagung. Kegiatan dilaksanakan pada tanggal 13-14 Oktober 2015. Kegiatan praktikum melibatkan guru IPA dan para siswa kelas VIII. Dengan total peserta 52 orang.
Gambar 1.1. Proses pembimbingan praktikum oleh tim pengabdi
Praktikum yang dilaksanakan meliputi praktikum gerak parabola, sifat dan bahan magnetik, debit air, lensa buatan, dan getaran sederhana. Berikut adalah modul praktikum yang dihasilkan.
4.1.1. Praktikum Gerak Parabola a. tujuan Percobaan :
Mengetahui pengaruh sudut (yang disimbolkan ɵ) terhadap jarak (yang disimbolkan x) jatuhnya air.
b. Dasar Teori :
Gerak parabola adalah gerak yang membentuk sudut tertentu terhadap bidang horizontal. Pada gerak parabola, gesekan diabaikan, dan gaya yang bekerja hanya gayaberat/percepatan gravitasi.
15
Gambar 1.2 Gerak Parabola
Pada titik awal,
Pada titik A (t = ta):
Letak/posisi di A:
Titik tertinggi yang bisa dicapai (B):
Waktu untuk sampai di titik tertinggi (B) (tb):
Jarak mendatar/horizontal dari titik awal sampai titik B (Xb):
16 Waktu untuk sampai di titik C:
Jarak dari awal bola bergerak sampai titik C:
c. Metodologi praktikum gerak parabola: a) Alat dan Bahan praktikum
b) 1 buah selang c) Air
d) Penggaris e) Busur derajat
d. Cara Kerja
a) Siapkan selang dan sambungkan dengan kran b) Cari lokasi berpasir
c) Posisikan selang miring dengan sudut tertentu
d) Ukur sudut yang terbentuk menggunakan busur derajat e) Nyalakan kran
f) Setelah terbentuk bekas pada pasir matikan kran dengan cepat g) Ukur jarak antara air dari selang menuju bekas jatuhnya air
h) Uruk kembali pasirnya, dan ulangi langkah diatas untuk variasi sudut yang lainnya.
17
Tabel 1.3 Data hasil percobaan gerak parabola
No ɵ S (m)
1 2 3 ...
4.1.2. Praktikum Sifat dan Bahan Magnet a. Tujuan Praktikum:
Mengetahui sifat magnet suatu bahan b. Dasar Teori :
Kemagnetan
Bentuk mainan yang lucu-lucu seperti sayur-sayuran, buah-buahan, binatang dan lain-lain sering kita jumpai pada pintu kulkas. Mengapa mainan tersebut dapat menempel pada pintu kulkas?
Gambar 1.3 Mainan yang dapat menempel di pintu kulkas
Kebanyakan mainan yang dapat menempel di pintu kulkas, disebabkan adanya magnet yang ditempelkan pada bagian belakang mainan dan kemudian ditempelkan dipintu kulkas, jadi mainan yang menempel tersebut bekerja menggunakan magnet. Magnet digunakan bukan hanya pada mainan saja tetapi secara luas dapat digunakan juga dalam kehidupan sehari-hari, misalnya pada bel sekolah, tape recorder, TV, HP, motor listrik, generator listrik, dan lain-lain. Sehingga dari penjelasan tersebut dapat disimpulkan bahwa kemampuan suatu benda untuk menarik benda lain yang berada didekatnya
18
disebut kemagnetan dan bendanya disebut magnet.
Ketika melakukan percobaan dengan dua magnet batang, dapat diingat bahwa interaksi antar kutub-kutub magnet tidak hanya terjadi pada saat kedua kutub bersentuhan, tetapi interaksi juga terjadi saat kedua kutub tidak bersentuhan atau ada jarak antara satu dengan yang lain. Hal ini membuktikan bahwa ruang di sekitar magnet ada pengaruh atau gaya tarik magnet. Ruang dimana masih ada pengaruh dari gaya magnet disebut dengan medan magnet.
Medan magnet di sekitar kawat berarus listrik ditemukan secara tidak sengaja oleh Hans Christian Oersted (1770-1851), ketika akan memberikan kuliah bagi mahasiswa. Oersted menemukan bahwa di sekitar kawat berarus listrik magnet jarum kompas akan bergerak (menyimpang). Penyimpangan magnet jarum kompas akan makin besar jika kuat arus listrik yang mengalir melalui kawat diperbesar. Arah penyimpangan jarum kompas bergantung arah arus listrik yang mengalir dalam kawat. Gejala itu terjadi jika kawat dialiri arus listrik. Jika kawat tidak dialiri arus listrik, medan magnet tidak terjadi sehingga magnet jarum kompas tidak bereaksi. Perubahan arah arus listrik ternyata juga memengaruhi perubahan arah penyimpangan jarum kompas. Perubahan jarum kompas menunjukkan perubahan arah medan magnet. Ketika H.C. Oersted membuktikan bahwa di sekitar kawat berarus listrik terdapat medan magnet (artinya listrik menimbulkan magnet), para ilmuwan mulai berpikir keterkaitan antara kelistrikan dan kemagnetan. Tahun 1821 Michael Faraday membuktikan bahwa perubahan medan magnet dapat menimbulkan arus listrik (artinya magnet menimbulkan listrik) melalui eksperimen yang sangat sederhana. Sebuah magnet yang digerakkan masuk dan keluar pada kumparan dapat menghasilkan arus listrik pada kumparan itu.
Kemagnetan Bumi
Sebuah magnet batang yang tergantung bebas akan menunjuk arah tertentu. Pada bagian ini, kita akan mengetahui mengapa magnet bersikap seperti itu. Bumi dipandang sebagai sebuah magnet batang yang besar yang membujur dari utara ke selatan bumi. Magnet bumi memiliki dua kutub, yaitu kutub utara dan selatan. Kutub utara magnet bumi terletak di sekitar kutub selatan bumi. Adapun kutub selatan magnet bumi terletak di sekitar kutub utara bumi. Magnet bumi memiliki medan magnet yang dapat memengaruhi jarum kompas dan magnet batang yang tergantung bebas.
19
Gambar 1.4 Magnet batang yang digantung bebas
Magnet batang yang digantung bebas mengarah ke utara-selatan karena dipengaruhi medan magnet bumi. Kutub utara-selatan magnet bumi tidak berimpit dengan kutub utara-selatan georafi bumi, sehingga membentuk sudut deklinasi dan inklinasi. Deklinasi adalah sudut yang dibentuk oleh kutub utara jarum kompas dengan arah utara-selatan geografi bumi sedangkan inklinasi adalah sudut yang dibentuk kutub utara jarum kompas dengan bidang datar (horizontal).
Gambar 1.5 Kemagnetan Bumi
c. Metodologi Praktikum : a. Alat dan bahan :
1) Magnet 2) Paku 3) Pasir
Cara Melakukan Percobaan : 1. Siapkan sebuah magnet
2. Letakkan beberapa paku di atas meja
3. Pegang magnet dengan menggunakan tangan dan letakkan di atas sebaran paku tersebut.
20
4. Lihatlah apa yang akan terjadi pada magnet tersebut
Gambar 1.6 Percobaan Sifat bahan dan magnet
Pertanyaan Diskusi :
1. Mengapa benda-benda seperti besi dan baja yang ada di sekitar magnet dapat ditarik oleh magnet?
2. Sebutkan kegunaan magnet dalam kehidupan sehari-hari?
3. Jelaskan beberapa cara membuat magnet dan bagaimana cara menghilangkan kemagnetan suatu bahan tersebut.
4. Buatlah tabel bahan yang dapat ditarik magnet dan tidak dapat ditarik oleh magnet.
Tabel 1.4 Jenis bahan yang dapat ditarik magnet dan tidak dapat ditarik oleh magnet
No Nama Bahan Dapat ditarik Magnet Tidak dapat ditarik Magnet 1
2 3 ...
4.1.3. Praktikum Getaran sederhana a. Tujuan praktikum:
1) Dapat memahami prinsip kerja getaran sederhana 2) Dapat mengukur simpangan dari getaran
b. Dasar Teori
Getaran merupakan suatu gerak bolak-balik melalui lintasan tertentu di sekitar kesetimbangan. Yang dimaksud kesetimbangan disini ialah keadaan dimana suatu benda berada pada posisi diam jika tidak ada gaya yang bekerja pada benda tersebut.
21
Contoh getaran dalam kehidupan sehari-hari : a) Getaran senar gitar yang dipetik
b) Getaran pita suara ketika berbicara
c) Getaran permukaan bumi ketika terjadi gempa bumi d) Bandul jam dinding yang bergoyang-goyang
e) Pegas yang diberi beban
f) botol yang timbul tenggelam dalam air g) Ayunan anak-anak
h) Mainan anak-anak yang berbentuk mistar. 1. Besaran-basaran di dalam getaran
Saat berbicara terkait dengan getaran, kita akan menjumpai beberapa istilah atau parameter-parameter sebagai berikut:
a) Frekuensi
Frekuensi (dilambangkan dengan f, satuannya Hz) getaran diartikan sebagai banyaknya getaran yang terjadi selama satu sekon atau satu satuan waktu. b) Periode
Waktu yang diperlukan untuk melakukan satu gerakan bolak-balik disebut sebagai periode (dilambangkan dengan T, satunnya sekon [s])
c) Amplitudo
Simpangan terjauh dari titik kesetimbangan suatu getaran disebut amplitudo. 2. Percobaan mengukur periode getaran
Apabila sebuah bandul digantungkan dengan kawat atau tali yang dianggap tidak bermassa dengan ujung atasnya dikaitkan dinding yang diam dan diberi simpangan kecil kemudian dilepaskan, maka akan berayun dengan getaran selaras.
22 Maka akan berlaku persamaan:
Dengan :
f = jumlah getaran per detik satuan (detik) T= periode satuan (detik)
g= Percepatan gravitasi satuan (m/detik2) l= panjang kawat (m)
Pada bandul sederhana ini, besarnya periode hanya tergantung pada panjang tali dan nilai gravitasi. Sebab periode tidak bergantung massa, dapat diartikan bahwa semua bandul sederhana dengan panjang tali tali yang sama akan memberikan nilai periode yang sama disuatu tempat tertentu.
a. Prosedur percobaan :
1) Atur alat seperti pada gambar 1 dengan panjang kawat 100 cm 2) Atur agar ujung bandul berada tepat ditengah
3) Beri simpangan kecil pada bandul dan lepaskan. Usahakan agar ayunan mempunyai lintasan bidang dan tidak berputar.
4) Catat waktu yang diperlukan untuk lima kali getaran 5) Ulangi langkah 1-4 sebanyak lima kali.
6) Ulangi langkah 1-5 dengan panjang kawat berbeda.
Tabel 1. 5 Data percobaan bandul sederhana
No L(cm) T(detik) 1 2 3 4 5
4.1.4. Praktikum Tekanan Zat Cair dan Penerapannya Dalam Kehidupan Sehari-Hari
a. Tujuan :
1) Menentukan nilai debit air
23 b. Dasar Teori :
Air adalah benda yang menunjang kehidupan makhluk di bumi. Air memiliki sifat yang unik. Berikut ini Beberapa Sifat Air :
Air ketika dalam ke adaan suhu normal maka berbentuk cairan, Namun ketika kita masukkan dalam lemari pendingin perlahan akan menjadi keras atau padat. Maka ini yang di maksud dapat berubah dari wujud cair menjadi padat dan padat menjadi cair. Selain itu air juga berupa Gas saat di panaskan.
Air juga mengalir dari empat yang tinggi ke tempat rendah, contoh paling sederhana dari sifat air ini adalah sungai atau air terjun. Gerak air yang berada di gunung mengalir melalui sungai menuju pantai yang daratannya lebih rendah. Jika Anda belum puas dengan contoh di atas dapat mencoba dengan menungkan segelas air di daratan yang miring, nanti gerak air akan menuju daratan yang paling rendah.
Selain itu, molekul air yang kecil dapat meresap di tempat yang berlubang kecil dengan lubang yang lebih besar dari pada molekul air. Contoh simpel adalah air yang perlahan habis jika kita tuangkan air di atas permukaan tanah yang kering. Air juga dapat bergerak menuju ke atas melawan grafitasi melalui gaya kapilaritas zat cair terhadap pori-pori yang di laluinya. Contoh simpel adalah sumbu lampu minyak yang selalu terbakar karena minyak di dasar wadah terangat ke bagian ujung sumbu karena sebuah gaya.Bila air dimasukkan ke suatu tempat, air akan selalu datar dan tenang. Apapun tempatnya dan kemiringannya akan terus tetap demikian. Contohnya, pada saat air dimasukkan kedalam gelas, kedalam plastik dan dalam ke adaan miring air akan tetap datar kecuali tidak akan datar bila di masukkan kedalam tempat yang hampa gravitasi seperti luar angkasa. Air juga memiliki berat, dan menempati ruang. Pada saat air berada pada suatu tempat (wadah) maka air akan menyerupai tempatnya. Bila kita masukkan kedalam botol maka air akan berbentuk seperti botol dll.
Sifat air yang dapat melarutkan zat dapat dibuktikan pada saat membuat teh, memasak menggunakan garam dan air. Coba perhatikan air yang semulanya jernih menjadi keruh karena lelehnya zat warna dan gula yang perlahan larut menjadikan air berasa manis dan masih banyak contoh lainnya.
Air juga dapat menekan keseluruh penjuru, yaitu saat air di tumpahkan keatar permukaan yang datar maka air akan menyebar keseluruh penjuru baik kanan, kiri, depan dan belakang semuanya rata. Ini membuktikan bahwa sifat air dapat menekan kesegala arah.Debit air adalah kecepatan aliran zat cair per satuan waktu. Misalnya Debit air sungai pesanggrahan adalah 3.000 ldetik. Artinya setiap 1 detik air yang
24
mengalir di sungai Pesanggrahan adalah 3.000 l. Satuan debit digunakan dalam pengawasan kapasitas atau daya tampung air di sungai atau bendungan agar dapat dikendalikan. Pada percobaan ini digunakan sifat air yaitu mengalir dari tempat tinggi ke tempat rendah dan menempati ruang.
Untuk dapat menentukan debit air maka kita harus mengetahui satuan ukuran
volume dan satuan ukuran waktu terlebih dahulu, karena debit air berkaitan erat dengan satuan volume dan satuan waktu.
c. Metodologi Percobaan : 1) Alat dan Bahan
a) Dua botol yang telah dilubangi di bagian bawah dengan ukuran berbeda b) Ember
c) Air sebanyak 2 liter d) Stopwatch
2) Cara Kerja
a. Mempersiapkan alat dan bahan yang akan digunakan dalam percobaan b. Lubangi botol pada ketinggian tertentu
c. Diukur tinggi lubang dengan permukaan kedua botol d. Diukur diameter botol
e. Ditutup lubang dan dimasukkan air ke dalam botol hingga penuh
f. Dibuka lubang botol dan dipersiapkan stopwatch yang digunakan untuk mengukur waktu
g. Dilakukan pengulangan hingga tiga kali pengulangan
25 3) Data Hasil Percobaan :
Tabel 1.6 Data hasi percobaan Tekanan Zat Cair dan Penerapannya Dalam Kehidupan Sehari-Hari :
No. H (m) Waktu (s)
Botol 1 Botol 2 Botol 1 Botol 2
4.2. Hasil Analisis Angket
Angket disusun sebagai instrument untuk mengukur respon siswa terhadap mata pelajaran fisika serta metode pembelajaran yang diterapkan. Angket terdiri dari 10 butir pertanyaan (lampiran). Dimana pertanyaan yang digunakan adalah pertanyaan terbuka dan tertutup. Pengambilan data dari responden yang terdiri dari 47 responden yang semuanya berasal dari siswa. Pengisian data angket dilaksanakan sebelum pelaksanaan praktikum dari tim pengabdi dan setelah pelaksanaan praktikum dari tim pengabdi. Hal ini ditujukan untuk melihat respon siswa setelah mengikuti proses praktikum yang dilaksakan langsung oleh tim pengabdi.
Hasil analisis dan interpretasi angket diperoleh bahwa siswa yang memiliki jam pelajaran IPA selama 3 jam perpekan memiliki ketertarikan untuk belajar fisika karena ingin bertemu dengan hal-hal baru yang menyebabkan keinginan tahuannya pun meningkat. Siswa memiliki perasaan yang menyenangkan terhadap pembelajaran fisika. Sebelum pelaksanaan praktikum beberapa responden menginginkan pembelajaran fisika cepat berlalu namun setelah pelaksanaan praktikum, tidak ada lagi responden yang menginginkan pembelajaran fisika cepat berlalu.
Keberadaan praktikum menurut responden, menyebabkan pembelajaran fisika menjadi lebih jelas. Menurut responden, pembelajaran fisika menjadi menyenangkan karena diberikan contoh seperti dalam kehidupan sehari-hari dan menghindari banyak hitungan. Keberadaan praktikum yang menggunakan laboratorium alam ternyata mampu meningkatkan minat belajar fisika siswa. Dengan emnggunakan laboratorium alam maka siswa akan dengan mudah untuk memahami karena praktikum menggunakan bahan dan alat yang sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari siswa.
26 4.3. Keberlanjutan
Pada tahap awal kegiatan ini dibuat, tim pengabdi telah melakukan studi awal terhadap para guru IPA di SMP. Hasilnya adalah karena keterbatasan guru, para guru tidak terbiasa dengan mengajar secara berkelompok, akibatnya para guru mengalami kesulitan untuk mengajar materi-materi yang kurang sesuai dengan disiplin ilmu sewaktu kuliah. Dengan adanya kegiatan pengabdian ini diharapkan para guru dengan mudah dapat melakukan kegiatan percobaan dan kemudian dijadikan bahan mengajar IPA untuk bidang materi Fisika.
Hasil dari pembuatan perangkat percobaan dengan memanfaatka laboratorium alam selanjutnya dapat dijadikan pilot project akan para siswa senang dengan praktikum-praktikum yang dilakukan.
Monitoring dan evaluasi kegiatan praktikum fisika dengan memanfaatkan laboratorium alam adalah dengan melakukan monitoring ke sekolah. Selanjutnya guru fisika dapat mengembangkan praktikum materi fisika sesuai dengan kondisi alam sekitar.
4.4. Kendala yang dihadapi dan solusinya
Pada kegiatan ini ada beberapa kendala yang dihadapi diantaranya adalah cukup sulit melakukan kegiatan di sekolah karena jadwal sekolah yang seringkali tidak sinkron dengan jadwal dari tim pengabdi.
27 BAB IV
KESIMPULAN SEMENTARA DAN RENCANA SELANJUTNYA
Dari kegitan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa kegiatan ini sangat diminati oleh guru maupun siswanya. Praktikum dengan menggunakan laboratorium alam dapat meningkatkan minat belajar fisika siswa. Pembelajaran fisika berbasis praktikum membuat siswa merasa menyenangkan untuk mempelajari fisika. Ketertarikan siswa terhadap pembelajaran fisika sehingga direncanakan para guru dan siswa akan mengunjungi Laboratorium yang ada di Fisika ITS untuk menambah wawasan.
28
DAFTAR PUSTAKA
1. Alonso & Finn,"Fundamental University Physics", Addison Wesley Pub Comp Inc,13`.ed, Calf, 1990
2. Giancoli, DC., (terj, Yuhilza H), 'Fisika, jilid 1', Ertangga, Jakarta, 2001 3. Petunjuk praktikum Fisika Dasar , Dosen-dosen Fisika ITS, Surabaya, 2008 4. Panduan Kurikulum SMP, Diknas, 2012
5. Tipler, PA,(ted. L Prasetio dan R.W.Adi), "Fisika : untuk Sains dan Teknik, Jilid 1", Erlangga, Jakarta, 1998
29 Lampiran 1
Dokumentasi Persiapan dan Pelaksanaan Pengabdian
Gambar 1.9 Rapat Koordinasi penyusunan laporan PPM
Gambar 1.10 Pertemuan dengan kepala sekolah SMPN 5 Tulungagung
30
Gambar 1.12 Kebersamaan tim pengabdi dengan siswa
31 Lampiran 2
PROGRAM PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT
Pemanfaatan Laboratorium Alam Untuk Praktikum Materi Fisika Dalam Rangka Meningkatkan Minat Belajar SiswaSMP Pada Mata Pelajaran Ilmu Pengetahuan Alam Jurusan Fisika
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
A N G K E T
Pilihlah satu jawaban yang tepat 1. Dalam 1 minggu jumlah jam pelajaran IPA?
a. 3 jam b. 4 jam c. 5 jam d. Lainnya ... jam
2. Rata-rata jumlah jam materi fisika dalam 1 minggu
a. 1 jam b. 3 jam c. 3 jam d. Lainnya ... jam
3. Sebelum mengetahui pelajaran fisika yang ada dalam benak adik-adik .... a. Kalau bisa tidak usah ada
b. Senang dan ingin tahu
c. Akan ketemu rumus-rumus sulit
d. Senang karena akan bertemu dengan hal-hal baru 4. Selama mengikuti mata pelajaran fisika perasaan adik
a. Membosankan c. Menyenangkan b. Ingin cepat berlalu d. Jam pelajaran kurang
5. Rata-rata jumlah jam praktikum fisika dalam seminggu a. 1 jam b. 3 jam c. 3 jam d. Lainnya ... jam
6. Praktikum diperlukan karena : a. Menyenangkan
b. Lebih jelas
c. Tidak banyak teori d. Bisa sambil bermain.
7. Pelajaran Fisika lebih disukai jika diajarkan dengan cara : a. Banyak diterangkan dan dijelaskan
b. Diberikan contoh seperti dalam kehidupan sehari-hari c. Banyak latihan dengan hitungan
d. Banyak praktikum
8. Pelajaran berikut yang paling disukai adalah a. Matematika c. Bahasa inggris
32
b. IPA d. Lainnya :... 9. Pelajaran berikut yang paling TIDAK disukai adalah
a. Matematika c. Bahasa inggris
b. IPA d. Lainnya :...
10. Apakah adik-adik mengenal praktikum Laboratorium Alam ? Y / T Jika Ya : ini dapat mempermudah adik-adik dalam mempelajari fisika?
... ... ... ... ... -..Terimakasih..-
