8
KAJIAN PUSTAKA DAN HIPOTESIS TINDAKAN A. Kajian Pustaka
1. Inkuiri Terbimbing
Inkuiri yang dalam bahasa Inggris inquiry berarti pertanyaan, atau pemeriksaan, penyelidikan (Trianto, 2009). Menurut (Majid, 2014) pembelajaran inkuiri merupakan rangkaian kegiatan pembelajaran yang menekankan pada proses berfikir kritis dan analitis untuk mencari dan menemukan sendiri jawaban dari suatu masalah yang dipertanyakan. Menurut (Putra, 2013) Inkuiri merupakan suatu proses untuk memperoleh informasi melalui observasi atau eksperimen untuk memecahkan suatu masalah dengan menggunakan kemampuan berfikir kritis dan logis.
Definisi selanjutnya diutarakan oleh Suyadi (2013) pembelajaran inkuiri adalah pembelajaran yang melibatkan seluruh kemampuan peserta didik secara maksimal untuk mencari dan menyelidiki secara matematis, kritis, logis, dan analitis, sehingga peserta didik dapat merumuskan sendiri penemuannya dengan penuh percaya diri. Sedangkan definisi menurut (Putra ,2013) inkuiri terbimbing adalah pendekatan inkuiri dimana guru membimbing siswa melakukan kegiatan dengan dengan memberi pertanyaan awal dan mengarahkan pada suatu diskusi. Dari uraian diatas dapat disimpulkan bahwa inkuiri terbimbing merupakan kegiatan pembelajaran yang melibatkan seluruh kemampuan peserta didik untuk mencari dan menemukan sendiri jawaban dari suatu masalah yang dipertanyakan dan guru
membimbing siswa melakukan kegiatan tersebut dengan memberikan petunjuk yang sangat luas. Dalam pembelajaran inkuiri terbimbing guru tidak melepas begitu saja kegiatan – kegiatan yang dilakukan siswa,guru memberikan pengarahan dan bimbingan kepada siswa dalam melakukan kegiatan – kegiatan sehingga siswa yang berfikir lambat tetap mampu mengikuti kegiatan-kegiatan yang dilaksanakan.
Inkuiri sebagai suatu proses umum yang dilakukan siswa untuk mencari atau memahami suatu informasi. Pembelajaran inkuiri merupakan bentuk dari pembelajaran yang berorientasi pada siswa, hal ini karena dalam pembelajaran inkuiri siswa memegang peran yang dominan dalam proses pembelajaran. Pendekatan inkuiri terbimbing digunakan bagi siswa yang kurang berpengalaman belajar dengan pendekatan inkuiri. Dengan pendekatan ini, siswa belajar lebih berorientasi kepada bimbingan dan petunjuk dari guru sehingga ia mampu memahami konsep-konsep pelajaran. Langkah-langkah pembelajaran inkuiri menurut (Suyadi, 2013), adalah sebagai berikut :
a. Orientasi
Pada tahap ini guru mengondisikan siswa agar siap melaksanakan proses pembelajaran. Hal yang dilakukan dalam tahap orientasi adalah :
(1) Menjelaskan topik, tujuan, dan hasil belajar yang diharapkan dapat dicapai oleh siswa.
(2) Menjelaskan pokok-pokok kegiatan yang harus dilakukan oleh siswa untuk mencapai tujuan.
(3) Menjelaskan pentingnya topik dan kegiatan belajar. b. Merumuskan masalah
Merumuskan masalah merupakan langkah membawa siswa pada suatu persoalan yang mengandung teka-teki. Persoalan yang disajikan adalah persoalan yang menantang siswa untuk memecahkan teka- teki tertentu.
c. Merumuskan hipotesis
Hipotesis adalah jawaban sementara dari suatu permaslahan yang dikaji. Sebagai jawaban sementara,hipotesis perlu diuji kebenarannya. Hipotesis yang dimaksud adalah ketika guru mengajukan pertanyaan kepada peserta didik yang mendorongnya untuk merumuskan jawaban sementara, atau dapat dapat merumuskan berbagai perkiraan kemungkinan jawaban dari suatu masalah yang sedang dibahas.
d. Mengumpulkan data
Mengumpulkan data adalah aktifitas menjaring informasi yang dibutuhkan untuk menguji hipotesis yang diajukan.
e. Menguji hipotesis
Menguji hipotesis adalah proses menentukan jawaban yang dianggap diterima sesuai dengan data atau informasi yang diperoleh berdasarkan pengumpulkan data.
f. Merumuskan kesimpulan
Merumuskan kesimpulan adalah proses mendeskripsikan temuan yang diperoleh berdasarkan hasil pengujian hipotesis. Untuk mencapai kesimpulan yang akurat sebaiknya guru mampu menunjukan pada siswa data mana yang relevan. Beberapa keunggulan pembelajaran inkuiri menurut (Majid, 2014), adalah sebagai berikut :
a. Strategi ini merupakan strategi pembelajaran yang menekankan kepada pengembangan aspek kognitif, afektif, dan psikomotor. Secara seimbang sehingga pembelajaran melalui strategi ini dianggap lebih bermakna.
b. Strategi ini dapat memberikan ruang kepada siswa untuk belajar sesuai dengan gaya belajar mereka.
c. Strategi ini merupakan strategi yang dianggap sesuai dengan perkembangan psikologi belajar modernyang menganggap belajar adalah proses perubahan tingkah laku berkat adanya pengalaman.
d. Keuntungan lain adalah pembelajaran inkuiri dapat melayani kebutuhan siswa yang memiliki kemampuan di atas rata-rata agar tidak terhambat oleh siswayang yang lemah dalam belajar. 2. STEM (Science, technology, engineering, dan mathematics)
STEM adalah akronim dari science, technology, engineering ,dan mathematics (Firman, 2016). Kata STEM diluncurkan oleh National Science Foundation AS pada tahun 1990-an sebagai tema gerakan
reformasi pendidikan dalam keempat bidang disiplin tersebut untuk menumbuhkan angkatan kerja bidang-bidang STEM, serta mengembangkan warga negara yang melek STEM, serta meningkatkan daya saing global AS dalam inovasi iptek (Hanover Research dalam Firman, 2011).
Definisi berdasarkan masing-masing kata STEM menurut (Suwarma, Astuti, & Endah , 2015)
a. Science : merupakan bagian dari ilmu pengetahuan yang mempelajari alam semesta, fakta-fakta, fenomena serta keteraturan yang ada didalamnya
b. Technology : merupakan inovasi, perubahan modifikasi dari lingkungan alam untuk memberi kepuasan terhadap keinginan dan kebutuhan manusia
c. Engineering : merupakan sebuah profesi dimana
pengetahuan sains dan matematika diperoleh melalui studi,eksperomen,dan praktek yang diaplikasikan dengan mempertimbangkan pengembangan cara untuk meraih bahan-bahan dan kekuatan alam untuk emmenuhi kebutuhan manusia.
d. Mathematics : merupakan cabang disiplin ilmu yang
mempelajari berbagai pola atau hubungan
Visi pendekatan pendidikan STEM terpadu bertujuan untuk menghapus dinding pemisah antara masing-masing bidang STEM pada pendekatan silo dan pendekatan tertanam (embeded), serta untuk mengajar siswa sebagai salah satu subyek (Breiner, Harkness, Johnson, & Koehler, 2012). Seperti yang dijelaskan oleh Wang, Moore, Roehrig, & Park (2011), pelatihan siswa dengan cara ini dianggap menguntungkan karena merupakan dunia multidisiplin yang sangat bergantung pada konsep STEM, dimana siswa harus digunakan untuk memecahkan masalah dunia
nyata. Pusat dari berbagai aktivitas dalam pembelajaran STEM adalah melibatkan siswa dalam mendefinisikan dan merumuskan sebuah solusi terhadap masalah autentik dalam dunia nyata (Ismayani, 2016). Dari uraian diatas dapat disimpulkan bahwa STEM merupakan pembelajaran secara terintegrasi antara empat disiplin ilmu pengetahuan, teknologi, rekayasa, dan matematika dalam pendekatan interdisipliner dan diterapkan dengan berdasarkan konteks dunia nyata. Hal ini berarti melalui pendekatan STEM, siswa tidak hanya sekedar menghapal konsep, tetapi lebih kepada bagaimana siswa mengerti dan memahami konsep-konsep sains dan kaitannya dalam kehidupan sehari-hari.
3. Inkuiri Terbimbing Berbasis STEM
Inkuiri terbimbing berbasis STEM merupakan pembelajaran yang melibatkan seluruh kemampuan peserta didik untuk mencari dan menemukan sendiri jawaban dari suatu masalah yang dipertanyakan dan guru membimbing siswa melakukan kegiatan tersebut dengan memberikan petunjuk yang sangat luas, dan dalam pembelajarn tersebut mengintegrasikan antara empat disiplin ilmu pengetahuan, teknologi, rekayasa, dan matematika dalam pendekatan interdisipliner dan diterapkan dengan berdasarkan konteks dunia nyata.
4. Ketrampilan Berfikir Kreatif
Keterampilan berpikir adalah keterampilan kognitif untuk memunculkan dan mengembangkan gagasan baru, ide baru sebagai pengembangan dari ide yang telah lahir sebelumnya dan keterampilan
untuk memecahkan masalah secara divergen (Salfina, Hatibe,& Pasaribu, 2015). Menurut (Kuswana, 2011) keterampilan berpikir sebagai kegiatan yang terorganisasi untuk mengidentifikasikan proses mental peserta didik, atau peserta didik yang perlu merencanakan, mendeskripsikan, dan mengevaluasi proses berfikir dan belajar.
“Kreatif berasal dari bahasa Inggris ‘Create’ yang artinya menciptakan, sedangkan kreatif mengandung pengertian memiliki daya cipta, mampu merealisasikan ide-ide dan perasaannya sehingga tercipta sebuah komposisi dengan warna dan nuansa baru “ (Marliani, 2015). Kreatifitas merupakan kemampuan seseorang untuk melahirkan sesuatu yang baru baik berupa gagasan maupun karya nyata, baik dalam bentuk ciri-ciri aptitude maupun non aptitude, baik dalam karya baru maupun kombinasi dengan hal-hal yang sudah ada, yang semuanya itu relatif berbeda dengan apa yang telah ada sebelumnya (Hawadi, Wihardjo, & Wigono 2001). (Soesilo, 2014) Kreativitas merupakan kemampuan seseorang untuk melahirkan sesuatu gagasan baru maupun karya nyata baru atau kombinasi dengan hal-hal yang sudah ada sehingga relatif berbeda dengan yang telah ada sebelumnya,baik dalam ciri-ciri aptitude maupun non aptitude. Berfikir kreatif adalah cara berfikir yang bersifat baru, unik, tidak seperti biasanya, atau lain dari yang lain (Erawanto & Santoso, 2016).
Soesilo (2014) mengatakan pengertian kreatif berhubungan dengan penemuan suatu baru, mengenai hal yang menghasilkan sesuatu yang baru dengan menggunakan sesuatu yang telah ada. Definisi selanjutnya menurut
(Marliani, 2015) berfikir kreatif adalah kemampuan untuk menciptakan sesuatu yang baru, sesuatu yang berbeda dari yang lain, menciptakan solusi untuk memecahkan masalah, dan membuat rencana inovatif serta orisinil yang dalam pelaksanaannya dilakukan dengan matang dengan dipertimbangkan masalah yang mungkin timbul dan cara mengatasi. Dari uraian diatas dapat disimpulkan bahwa ketrampilan berfikir kreatif adalah keterampilan kognitif untuk memunculkan dan mengembangkan sesuatu yang baru, sesuatu yang berbeda dari yang lain, menciptakan solusi untuk memecahkan masalah, gagasan baru, ide baru sebagai pengembangan dari ide yang telah lahir sebelumnya. Orang berfikir kreatif menggunakan pengetahuan yang memiliki dan pengetahuan orang laian kemudian memperkuat trobosan yang memungkinkan mereka memandang segala sesuatu dengan cara yang baru yang belum mereka alami sebelumnya. Berfikir kreatif merupakan kompetensi yang harus dimiliki oleh siswa dan menjadikan siswa tidak lagi terjebak berfikir yang cenderung monoton dalam setiap menyelesaikan permasalahan
Dalam penelitian ini keterampilan berfikir yang diukur mencakup empat aspek sesuai pendapat Munandar dalam (Salfina, Hatibe, & Pasaribu, 2015) yaitu: fluency (berpikir lancar), flexibility (berpikir luwes), originality (orisinalitas berpikir), elaboration (penguraian).
Ciri-ciri kemampuan berfikir kreatif menurut (Soesilo, 2014) adalah sebagai berikut :
a. Keterampilan berfikir lancar ( fluency )
(1)Mencetuskan banyak gagasan, jawaban, penyelesaian masalah atau pertanyaan.
(2)Memberikan banyak cara atau saran untuk melakukan berbagai hal.
(3)Selalu memikirkan lebih dari satu jawaban. b. Keterampilan berfikir luwes (flexibility )
Keterampilan berpikir luwes didefinisikan sebagai berikut : (1)Menghasilkan gagasan, jawaban atau pertanyaan yang
bervariasi.
(2)Dapat melihat suatu masalah dari sudut pandang yang berbeda-beda.
(3)Mencari banyak alternatif atau arah yang berbeda-beda. (4) Mampu mengubah cara pendekatan atau cara pemikiran. c. Keterampilan berfikir rasional (originality)
Keterampilan berpikir rasional didefinisikan sebagai berikut : (1) Mampu melahirkan ungkapan yang baru dan unik.
(2) Memikirkan cara yang tidak lazim untuk mengungkapkan diri
(3) Mampu membuat kombinasi-kombinasi yang tidak lazim dari bagian-bagian atau unsur-unsur.
d. Ketrampilan memperinci (elaboration)
Keterampilan berpikir memperinci didefinisikan sebagai berikut :
(1) Mampu memperkaya dan mengembangkan suatu gagasan atau produk
(2) Menambah atau memperinci detail-detail dari suatu objek, gagasan atau situasi sehingga lebih menarik.
5. Pemahaman Konsep
Menurut (Uno & Koni, 2014) pemahaman merupakan kemampuan seseorang dalam menghafal atau mengingat kembali atau mengulang kembali pengetahuan yang pernah diterimanya. Selanjutnya menurut (Sagala, 2010) konsep merupakan buah pemikiran seseorang atau sekelompok orang yang dinyatakan dalam definisi sehinga melahirkan produk pengetahuan meliputi prinsip, hukum dan teori. Konsep merupakan penyajian-penyajian internal dari stimulus. Konsep merupakan dasar bagi proses mental yang lebih tinggi untuk merumuskan prinsip dan generalisasi.
Dengan demikian konsep merupakan buah pemikiran seseorang atau sekelompok orang yang dinyatakan dalam definisi, hukum dan teori.
Bloom (dalam Hamdani, Kurniati, & Sakti., 2012) juga mengatakan pemahaman konsep adalah kemampuan menangkap pengertian-pengertian seperti mampu mengungkapkan suatu materi yang disajikan kedalam bentuk yang lebih dipahami, mampu memberikan interprestasi, dan mampu mengaplikasikannya. Pemahaman konsep sangat diperlukan bagi siswa yang sudah mengalami proses belajar. Pemahaman konsep yang dimiliki oleh siswa dapat digunakan untuk menyelesaikan suatu permasalahan yang ada kaitanya dengan konsep yang dimiliki.
Dari uraian di atas maka dapat disimpulkan bahwa pemahaman konsep adalah kemampuan yang dimiliki seseorang untuk mengemukakan kembali ilmu atau materi yang diperoleh baik dalam bentuk ucapan maupun tulisan kepada orang sehingga orang lain tersebut benar-benar mengerti apa yang disampaikan serta mampu mengaplikasikannya. Fisika adalah suatu ilmu yang lebih banyak memerlukan pemahaman daripada penghafalan, maka kunci kesuksesan dalam belajar fisika adalah kemampuan memakai tiga hal pokok fisika yaitu konsep, hukum-hukum atau asas-asas, dan teori-teori sehingga kemampuan konsep fisika merupakan syarat mutlak dalam mencapai keberhasilan pembelajaran fisika.
B. Materi Ajar KALOR
Kalor adalah suatu bentuk energi yang secara alamiah dapat berpindah dari benda yang bersuhu tinggi menuju suhu yang rendah saat bersinggungan. Kalor juga dapat berpindah dari suhu rendah ke suhu yang lebih tinggi jika dibantu dengan alat yaitu mesin pendingin. Apabila kalor merupakan suatu zat tentunya akan memiliki massa dan ternyata benda yang dipanaskan massanya tidak bertambah. Kalor bukan zat tetapi kalor adalah suatu bentuk energi dan merupakan suatu besaran yang dilambangkan Q dengan satuan Joule (J), sedang satuan lainnya adalah kalor (kal). Hubungan satuan joule dan kalori adalah
1 kalori = 4,2 joule 1 joule = 0,24 kalori
1. Kalor dapat mengubah suhu benda
Semua benda dapat melepas dan menerima kalor . Benda –benda yang bersuhu lebih tinggi dari lingkungannya akan cenderung melepaskan kalor. Demikian juga sebaliknya benda-benda yang bersuhu lebih rendah dari lingkungan akan cenderung menerima kalor untuk menstabilkan kondisi dengan lingkangan di sekitarnya. Suhu zat akan berubah ketika zat tersebut melepas atau menerima kalor. Dengan demikian,dapat diambil kesimpulan bahwa kalor dapat mengubah suhu suatu benda.
Kalor jenis suatu zat adalah banyaknya kalor yang diperlukan oleh suatu zat bermassa 1 kg untuk menaikkan suhu 1° C. Sebagai contoh, kalor
jenis air 4200 J/kg °C, artinya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg air sebesar 1° C adalah 4200 J. Kalor jenis suatu zat dapat diukur dengan alat kalorimeter. Banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu zat bergantung pada besarnya massa zat, kalor jenis zat dan perubahan suhu zat. Kalor yang di perlukan atau dilepaskan suatu zat dapat dihitung dengan mengalikan besarnya massa benda ( m ), kalor jenis benda (c), dan kenaikan suhu benda tersebut (∆𝑇) dapat dinyatakan dalam persamaan :
𝑄 = 𝑚 . 𝑐 ∆𝑇 (2.1) 2. Kalor dapat mengubah wujud zat
Suatu zat apabila diberi kalor terus –menerus dan mencapai suhu maksimum, maka zat akan mengalami perubahan wujud.Peristiwa ini juga berlaku jika suatu zat melepaskan kalor terus –menerus dan mencapai suhu minimumnya. Oleh karena itu, selain kalor dapat digunakan untuk mengubah suhu zat, juga dapat digunakan untuk mengubah wujud zat. Pengaruh kalor terhadap perubahan wujud suatu zat
a) Mencair /melebur
Perubahan wujud zat padat menjadi cair disebut mencair. Saat zat mencair memerlukan energi kalor. Banyaknya kalor yang diperlukan untuk mengubah satu satuan massa zat padat menjadi cair pada titik leburnya disebut kalor lebur (L). Besarnya kalor lebur bergantung pada kalor dan massa benda. Kalor lebur yang di perlukan atau dilepaskan suatu zat dapat dihitung dengan membagi kalor yang serap atau dilepas
(Q) dengan massa zat tersebut (m) dapat ditulis dengan persamaan berikut :
𝐿 = 𝑄
𝑚 (2.2) b) Membeku
Perubahan wujud zat cair menjadi padat disebut membeku. Suatu zat membeku melepaskan energi kalor. Banyaknya kalor yang dilepaskan oleh satu satuan massa zat cair menjadi padat disebut kalor beku. c) Menguap
Perubahan wujud zat cair menjadi gas disebut gas disebut menguap. Pada saat terjadi penguapan zat memerlukan energi kalor .Penguapan zat cair dapat dipercepat dengan cara sebagai berikut :
1) Memanaskan zat cair
2) Memperluas permukaan zat cair
3) Mengurangi tekanan pada permukaan zat cair 4) Meniupkan udara di atas zat cair
Besarnya kalor uap bergantung pada kalor dan massa benda. Kalor uap yang di perlukan atau dilepaskan suatu zat dapat dihitung dengan membagi kalor yang diserap atau dilepas (Q) dengan massa zat tersebut (m), dapat ditulis dengan persamaan berikut :
U = 𝑄
d) Mengembun
Perubahan wujud zat gas menjadi cair disebut mengembun. Pada saat pengembunan zat melepaskan energi kalor. Contoh : pada gelas yang berisi es, dinding luar gelas basah.
e) Menyublim
Perubahan wujud zat padat menjadi gas disebut menyublim. Pada saat penyubliman zat memerlukan energi kalor. Contoh : obat hisap. f) Mengkristal
Mengkristal adalah peristiwa perubahan wujud dari gas ke padat.
Gambar 2.1 Diagram Perubahan Wujud
3. Perpindahan Kalor
a. Perpindahan Kalor secara Konduksi
Perpindahan kalor secara konduksi adalah perpindahan kalor pada suatu zat tanpa disertai dengan pepindahan molekul-molekul zat tersebut, contoh : besi yang ujungnya dipanaskan. Bahan yang dapat
PADAT
GAS
Mencair
Membeku
menghantarkan kalor disebut konduktor kalor,misalnya besi, baja, tembaga, seng dan aluminium (jenis logam ). Adapun penghantar yang kurang baik/penghantar yang buruk disebut isolator kalor ,misalnya kayu, kaca, wol, kertas, dan plastik (jenis bukan logam).
b. Perpindahan kalor secara konveksi
Perpindahan kalor secara konveksi adalah perpindahan kalor melalui zat perantara yang disertai dengan perpindahan partikel-partikel tersebut. Konveksi terjadi karena perbedaan massa jenis zat. Contoh : proses memasak air, terjadinya angin darat dan angin laut c. Perpindahan kalor secara radiasi
Perpindahan kalor secara radiasi yaitu perpindahan kalor tanpa melalui zat perantara. Contoh : waktu kita mengadakan kegiatan perkemahan, di malam hari yang dingin sering menyalakan api unggun. 4. Pemanfaatan kalor dalam kehidupan sehari-hari
Beberapa peralatan untuk keperluan sehari-hari yang memanfaatkan sifat kalor adalah :
a. Termos b. Setrika c. Panci masak d. Pressure cooker e. Magic com
5. Azas Black
Bila dua benda yang berbeda suhunya dicampur, maka akan terjadi proses pelepasan kalor oleh benda yang suhunya lebih tinggi, sedangkan benda yang suhunya lebih rendah akan menyerap kalor. Proses tersebut bar berhenti bila suhu kedua benda sudah sama. Pencampuran tersebut diteliti oleh Joseph Black. Hasil penelitiannya dikenal dengan Azas Black, yang menyatakan : Kalor yang dilepas sama dengan kalor yang diterima. Besarnya kalor yang dilepas dapat dihitung dengan mengalikan besarnya massa benda ke-1 (m1), kalor jenis benda ke-1(c1) dan perubahan suhu
benda ke-1 ( ∆𝑇1), sedangkan besarnya kalor yang diterima dapat dihitung
dapat dihitung dengan mengalikan besarnya massa benda ke-2 (m2), kalor
jenis benda ke-2(c2) dan perubahan suhu benda ke-2 ( ∆𝑇2). Pada perubahan
suhu benda ke-1 (∆𝑇1) didapatkan dengan mengurangi suhu awal benda satu
(T1) dengan suhu akhir campuran (Tc) dan pada perubahan suhu ke-2 (∆𝑇2)
didapatkan dengan mengurangi suhu akhir campuran (Tc) dengan
mengurangi suhu awal benda ke-2 (T2). Dapat dinyatakan dalam bentuk
persamaan :
Qlepas =Qterima (2.4)
m1. c1. ∆𝑇1 =m2. c2. ∆𝑇2 (2.5)
m1. c1. (T1-Tc) =m2. c2. (Tc –T2) (2.6)
C. Hipotesis Tindakan
Berdasarkan dengan masalah yang dikemukakan dalam penelitian ini maka dapat diperoleh hipotesis sebagai berikut. Jika pembelajaran inkuiri
terbimbing berbasis STEM diterapkan dalam kegiatan pembelajaran maka pemahaman konsep ketrampilan berfikir kreatif Fisika siswa kelas VII MTs Sunan Ampel akan meningkat.
