PENGARUH E-MODUL BERBASIS PENDEKATAN SAINTIFIK TERHADAP KETERAMPILAN PROSES SAINS
PESERTA DIDIK PADA KONSEP KALOR DAN PERPINDAHAN KALOR
(Penelitian Eksperimen Kuasi dilaksanakan di MAN 7 Jakarta) SKRIPSI
Diajukan kepada Fakultas Ilmu Tarbiyah dan Keguruan
untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Mencapai Gelar Sarjana Pendidikan
Disusun oleh:
OSA ARIO BIMO 11170163000048
PROGRAM STUDI TADRIS FISIKA
FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH
JAKARTA 2021
LEMBAR PENGESAHAN
Skripsi berjudul Pengaruh E-Model Berbasis Pendekatan Saintifik terhadap Keterampilan Proses Sains Peserta Didik pada Konsep Kalor dan Perpindahan Kalor disusun oleh Osa Ario Bimo NIM 11170163000048.
Diajukan kepada Fakultas Ilmu Tarbiyah dan Keguruan (FITK) Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta dan telah dinyatakan lulus dalam ujian sidang munaqosah pada tanggal 30 Desember 2021 di hadapan dewan penguji. Oleh karenanya, penulis memperoleh gelar sarjana S1 (S.Pd) dalam bidang Tadris Fisika.
Jakarta, 30 Desember 2021 Panitia Ujian Sidang Munaqosah
Tanggal Ketua Panitia (Ketua Prodi Tadris Fisika) 30 Desember Iwan Permana Suwarna, S.Pd., M.Pd. 2021 NIP. 197805042009011013
Penguji I 30 Desember
Dwi Nanto, M.Si., Ph.D 2021 NIP. 197903192009011009
Penguji II 30 Desember
Iwan Permana Suwarna, S.Pd., M.Pd. 2021 NIP. 197805042009011013
Mengetahui
DekanFakultas IlmuTarbiyahdanKeguruan
Dr.Sururin,M.Ag.
NIP.197103191998032001
TandaTangan
LEMBAR PENGESAHAN
Nomor: 09.2140 / T.FIS / XII / 2021
Skripsi berjudul Pengaruh E-Modul Berbasis Pendekatan Saintifik terhadap Keterampilan Proses Sains Peserta Didik pada Konsep Kalor dan Perpindahan Kalor yang disusun oleh Osa Ario Bimo, NIM 11170163000048, Program Studi Tadris Fisika, Fakultas Ilmu Tarbiyah dan Keguruan, Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta. Telah melalui bimbingan dan dinyatakan sah sebagai karya ilmiah yang berhak untuk diajukan pada sidang munaqosah sesuai ketentuan yang ditetapkan oleh fakultas.
Jakarta, 22 Desember 2021 Yang Mengesahkan,
Pembimbing I Pembimbing II
Taufiq Al- Farizi, S.Pd, M.PFis Dzikri Rahmat Romadhon, S.Pd, M.PFis
NIP. 2012098701 NIP. 199003292019031009
KetuaProdiTadrisFisika
IwanPermanaSuwarna,M.Pd NIP.19780504200901013
KEMENTERIAN AGAMA
UIN JAKARTA FITK
Jl. Ir. H. Juanda No 95 Ciputat 15412 Indonesia
FORM (FR)
No. Dokumen : FITK-FR-AKD-082 Tgl. Terbit : 1 Maret 2010 No. Revisi: : 01
Hal : 1/1
SURAT PERNYATAAN KARYA SENDIRI
SURAT PERNYATAAN KARYA SENDIRI Saya yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama : Osa Ario Bimo
Tempat/Tgl. Lahir : Kebumen, 20 Oktober 1998
NIM : 11170163000048
Jurusan/Prodi : IPA/Tadris Fisika
Judul Skripsi : Pengaruh E-Modul Berbasis Pendekatan Saintifik terhadap Keterampilan Proses Sains Peserta Didik pada Konsep Kalor dan Perpindahan Kalor Dosen Pembimbing : Taufiq Al Farizi, M.PFis.
Dzikri Rahmat Romadhon, M.PFis.
Dengan ini menyatakan bahwa skripsi yang saya buat benar-benar hasil karya sendiri dan saya bertanggung jawab secara akademis atas apa yang saya tulis.
Pernyataan ini dibuat sebagai salah satu syarat menempuh Ujian Munaqosah.
Jakarta, 16 Desember 2021
Osa Ario Bimo NIM. 11170163000048
ABSTRAK
OSA ARIO BIMO (11170163000048), Pengaruh E-Modul Berbasis Pendekatan Saintifik terhadap Keterampilan Proses Sains Peserta Didik pada Konsep Kalor dan Perpindahan Kalor. Skripsi Program Studi Tadris Fisika Fakultas Ilmu Tarbiyah dan Keguruan UIN Syarif Hidayatullah Jakarta, 2021.
Latar belakang penelitian ini adalah keterampilan proses sains peserta didik rendah.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh e-modul berbasis pendekatan saintifik terhadap keterampilan proses sains peserta didik pada konsep kalor dan perpindahan kalor. Penelitian ini dilaksanakan di MAN 7 Jakarta pada November- Desember 2021. Sampel penelitian dipilih menggunakan sampling purposive yang terdiri dari kelas XI MIPA 2 (kelas eksperimen) dan XI MIPA 1 (kelas kontrol).
Keterampilan proses sains peserta didik pada kelas eksperimen memiliki (N-Gain 0,58), sedangkan pada kelas kontrol memiliki (N-Gain 0,42). Peserta didik tertarik dengan e-modul keterampilan proses sains berbasis pendekatan saintifik dengan rata-rata (81,4%). Berdasarkan hasil uji hipotesis terhadap hasil data posttest menggunakan ujit-t pada α = 0.05, diperoleh nilai sig. (2-tailed) sebesar 0.002 dengan kesimpulan 𝐻0 ditolak dan 𝐻1 diterima. Pembelajaran e-modul berbasis pendekatan saintifk berpengaruh terhadap keterampilan proses sains peserta didik.
Kata kunci: E-modul, pendekatan saintifik, keterampilan proses sains, kalor dan perpindahan kalor
ABSTRACT
OSA ARIO BIMO (11170163000048), Effect of E-Module Based on Scientific Approach on Students' Science Process Skills on the Concept of Heat and Heat Transfer. Thesis for the Tadris Physics Study Program, Faculty of Tarbiyah and Teacher Training, UIN Syarif Hidayatullah Jakarta, 2021.
The background of this research is that the students' science process skills are low.
This study aims to determine the effect of the scientific approach based on e- modules on students' science process skills on the concept of heat and heat transfer.
This research was conducted at MAN 7 Jakarta in November-December 2021. The research sample was selected using purposive sampling consisting of class XI MIPA 2 (experimental class) and XI MIPA 1 (control class). Students' science process skills in the practical class reached (N-Gain 0.58), while in the control class, it got (N-Gain 0.42). Students are interested in the science process skills e- module based on a scientific approach with an average (81.4%). Based on the hypothesis testing results on the post-test data using the t-test at = 0.05, the sig value was obtained. (2-tailed) of 0.002 with the conclusion that H0 is rejected and H1 is accepted. The e-module learning based on the scientific approach affects the students' science process skills.
Keywords: E-module, scientific approach, science process skills, heat and heat transfer
KATA PENGANTAR Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh.
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Pengaruh E-Modul Berbasis Pendekatan Saintifik terhadap Keterampilan Proses Sains Peserta Didik pada Konsep Kalor dan Perpindahan Kalor”. Shalawat serta salam senantiasa tercurah limpahkan kepada Nabi Muhammad SAW beserta keluarganya, para sahabatnya dan kita semua selaku umatnya yang insya Allah mendapat syafaatnya di akhirat kelak.
Apresiasi dan terima kasih penulis sampaikan kepada seluruh pihak yang telah berpartisipasi dalam menyelesaikan penulisan skripsi ini. Secara khusus, apresiasi dan terimakasih tersebut penulis sampaikan kepada:
1. Ibu Dr. Sururin, M.Ag., Dekan Fakultas Ilmu Tarbiyah dan Keguruan UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
2. Bapak Iwan Permana Suwarna, M.Pd., selaku Ketua Jurusan Tadris Fisika Fakultas Ilmu Tarbiyah dan Keguruan UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
3. Ibu Kinkin Suartini, M.Pd., selaku Sekretaris Jurusan Tadris Fisika Fakultas Ilmu Tarbiyah dan Keguruan UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
4. Ibu Devi Solehat, M.Pd., selaku dosen pembimbing akademik yang telah membimbing dan mengarahkan penulis selama perkuliahan menjadi mahasiswa pendidikan fisika.
5. Bapak Taufiq Al Farizi, M.PFis. dan Bapak Dzikri Rahmat Romadhon, M.PFis., selaku dosen pembimbing yang telah membimbing, mengarahkan, meluangkan waktu, memberikan saran, dan motivasi yang membangun kepada penulis selama penyusunan skripsi ini.
6. Seluruh dosen, staff dan karyawan FITK UIN Syarif Hidayatullah Jakarta, khususnya program studi pendidikan fisika yang telah memberikan ilmu, pengetahuan, pemahaman, dan pelayanan selama proses perkuliahan.
7. Seluruh ahli yang telah memberikan saran yang membangun kepada penulis agar instrumen tes yang dibuat layak digunakan untuk menjadi bahan instrumen yang lebih baik ketika digunakan saat penelitian.
8. Ibu Hj. Rifqiati, M.Pd., selaku Kepala MAN 7 Jakarta yang telah memberikan izin kepada penulis untuk melaksanakan penelitian.
9. Bapak Wisnu Arniadi, M.Pd., selaku wakil kepala madrasah bagian kurikulum MAN 7 Jakarta yang telah memberikan masukan dan saran kepada penulis untuk menuntaskan skripsi ini.
10. Bapak Teguh Priyanto, M.Pd. dan Ibu Elinda, M.PFis., selaku guru mata pelajaran fisika MAN 7 Jakarta yang telah meluangkan waktu untuk menjadi narasumber dalam studi pendahuluan dan memberikan izin serta membimbing penulis selama penelitian berlangsung.
11. Dewan guru, staff, karyawan, dan peserta didik MAN 7 Jakarta khususnya XI IPA 1 dan XI IPA 2 yang telah membantu penulis selama proses penelitian.
12. Orang tua tercinta yang selalu diberkahi, dicintai, dan dirahmati Allah SWT, Bapak Aris Suryawan dan Ibu Marsini, serta keluarga besar yang selalu mendoakan dan mendorong penulis baik dalam hal materi, moril serta do’a yang tidak pernah terputus.
13. Kedua adikku, Candra Anugrah Yanuar dan Haqi Trimardika yang telah memberikan semangat kepada penulis.
14. Keluarga besar Tadris Fisika 2017 yang senantiasa menjadi tempat bergurau, diskusi, dan memikirkan masa depan.
15. Keluarga besar Serdadu Robotik yang telah memberikan ilmu, motivasi, dan arahan untuk menuntaskan penelitian ini.
16. Keluarga besar HMI Komisariat Tarbiyah yang telah menempa penulis untuk menjadi seseorang yang lebih baik lagi dan selalu menebar kebermanfaatan untuk orang banyak.
17. Keluarga besar Pengurus Karang Taruna Kelurahan Cipedak yang menjadi motivasi dalam penelitian ini.
18. Teman seperjuanganku “Gosok Akatsuki”, Syahril, Risky, Miftah, Umam, Haqi, Fadli, Faqih, dan Zuna, yang telah menjadi teman berdiskusi untuk menjadi lebih baik lagi.
19. Teman sejak kecilku, Yudha, Rico, Kotil, Katro, Jijod, dan Riki yang selalu menghibur apapun kondisinya.
20. Saudara perjuanganku Umam, Syahril, Miftah, Ocha, dan Risky dari “part of jl. Riau”, yang telah menjadi teman diskusi selama proses skripsi berlangsung.
21. Semua pihak yang tidak dapat peneliti sebutkan satu persatu yang telah membantu dalam menyelesaikan skripsi ini.
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
SURAT PERNYATAAN KARYA SENDIRI ... iii
ABSTRAK ... iv
KATA PENGANTAR ... vi
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR GAMBAR ... xi
DAFTAR TABEL ... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ... xv
BAB I PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang Masalah ... 1
B. Identifikasi Masalah ... 5
C. Batasan Masalah... 5
D. Rumusan Masalah ... 5
E. Tujuan Penelitian ... 6
F. Manfaat Penelitian ... 6
BAB II LANDASAN TEORI ... 8
A. Landasan Teori... 8
1. E-Modul... 8
2. Pendekatan Saintifik ... 9
3. Keterampilan Proses Sains (KPS) ... 11
4. Kalor dan Perpindahan Kalor ... 14
B. Penelitian Yang Relevan ... 24
C. Kerangka Berpikir ... 26
D. Hipotesis Penelitian ... 27
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 28
A. Tempat dan Waktu Penelitian ... 28
B. Metode dan Desain Penelitian ... 28
C. Variabel Penelitian... 29
D. Populasi dan Sampel Penelitian ... 29
E. Teknik Pengambilan Sampel ... 30
F. Prosedur Penelitian ... 30
G. Teknik Pengumpulan Data ... 33
H. Instrument Penelitian ... 33
1. Instrumen Tes ... 33
2. Instrumen Non Tes... 45
I. Teknik Analisis Data ... 53
J. Teknik Analisis Data Non tes ... 56
K. Hipotesis Statistik ... 58
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 59
A. Hasil Penelitian ... 59
B. Pembahasan Hasil Penelitian ... 76
C. Keterbatasan Penelitian ... 86
BAB V KESIMPULAN ... 87
A. Kesimpulan ... 87
B. Saran ... 87
DAFTAR PUSTAKA ... 89
DAFTAR LAMPIRAN ... 93
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Peta Konsep Kalor dan Perpindahan Kalor ... 15 Gambar 2. 2 Kerangka Berpikir ... 27 Gambar 3. 1 Prosedur Penelitian ... 31 Gambar 4. 1 Histogram Hasil Pretest Peserta Didik pada Kelas Kontrol dan Kelas
Eksperimen ... 59 Gambar 4. 2 Histogram Nilai Rata-rata (Mean) Pretest Keterampilan Proses Sains
Peserta Didik Kelas Kontrol dan Kelas Eksperimen ... 60 Gambar 4. 3 Histogram Hasil Posttest Peserta didik pada Kelas Eksperimen dan
Kelas Kontrol ... 61 Gambar 4. 4 Histogram Nilai Rata-rata (Mean) Posttest Keterampilan Proses
Sains Peserta Didik Kelas Kontrol dan Kelas Eksperimen ... 62 Gambar 4. 5 Histogram Hasil Nilai Rata-rata Pretest dan Posttest Kelas Kontrol
dan Kelas Eksperimen ... 63 Gambar 4. 6 Histogram Persentase Keterampilan Proses Sains Peserta Didik Pada
Aspek Mengamati ... 64 Gambar 4. 7 Histogram Persentase Keterampilan Proses Sains Peserta Didik Pada
Aspek Klasifikasi ... 65 Gambar 4. 8 Histogram Persentase Keterampilan Proses Sains Peserta Didik Pada
Aspek Interpretasi ... 65 Gambar 4. 9 Histogram Persentase Keterampilan Proses Sains Peserta Didik Pada
Aspek Prediksi... 65 Gambar 4. 10 Histogram Persentase Keterampilan Proses Sains Peserta Didik
Pada Aspek Mengajukan Pertanyaan ... 66 Gambar 4. 11 Histogram Persentase Keterampilan Proses Sains Peserta Didik
Pada Aspek Berhipotesis ... 66 Gambar 4. 12 Histogram Persentase Keterampilan Proses Sains Peserta Didik
Pada Aspek Merencanakan Percobaan ... 66 Gambar 4. 13 Histogram Persentase Keterampilan Proses Sains Peserta Didik
Pada Aspek Menerapkan Konsep ... 67
Gambar 4. 14 Histogram Persentase Keterampilan Proses Sains Peserta Didik Pada Aspek Berkomunikasi ... 67 Gambar 4. 15 Diagram Batang Skor Rata-rata N-Gain Keterampilan Proses Sains
Peserta Didik ... 68 Gambar 4. 16 Histogram Peningkatan Sembilan Aspek Keterampilan Proses Sains Peserta Didik Kelas Eksperimen dan Kelas Kontrol ... 70 Gambar 4. 17 Histogram Hasil Respon Angket Kelas Eksperimen... 75
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Indikator Keterampilan Proses Sains ... 11
Tabel 2. 2 Nilai Koefisien Muai Panjang pada Berbagai Zat ... 16
Tabel 2. 3 Nilai Koefisien Muai Volume pada berbagai Zat ... 18
Tabel 2. 4 Kalor Jenis Zat ... 20
Tabel 2. 5 Konduktivitas Termal Benda ... 22
Tabel 3. 1 Desain Penelitian Non-equivalent Control Group Design ... 28
Tabel 3. 2 Kisi-kisi Instrumen Tes ... 34
Tabel 3. 3 Kategori Validitas Konstruk ... 40
Tabel 3. 4 Kriteria Koefisien Korelasi Validitas ... 40
Tabel 3. 5 Hasil Uji Validitas Konstruk Instrumen Tes ... 40
Tabel 3. 6 Interpretasi Nilai CVI... 41
Tabel 3. 7 Hasil Uji Validitas Isi ... 42
Tabel 3. 8 Kriteria Koefisien Korelasi Reliabilitas ... 42
Tabel 3. 9 Hasil Uji Reliabilitas Instrumen Tes ... 43
Tabel 3. 10 Klasifikasi Indeks Kesukaran... 43
Tabel 3. 11 Hasil Uji Taraf Kesukaran Instrumen Tes ... 44
Tabel 3. 12 Klasifikasi Uji Daya Pembeda ... 45
Tabel 3. 13 Hasil Uji Daya Pembeda Instrumen Tes ... 45
Tabel 3. 14 Kisi-kisi Angket Uji Ahli Media ... 46
Tabel 3. 15 Kisi-Kisi Instrumen Nontes Kuisoner ... 53
Tabel 3. 16 Kriteria Uji N-Gain ... 55
Tabel 3. 17 Kriteria Rating Scale ... 56
Tabel 3. 18 Hasil Rekapitulasi Penilaian Kelayakan Media ... 56
Tabel 3. 19 Skala Penilaian Likert ... 57
Tabel 3. 20 Kriteria Interpretasi Angket Peserta Didik... 58
Tabel 4. 1 Ukuran Pemusatan dan Penyebaran Data Hasil Pretest Kelas Kontrol dan Kelas Eksperimen ... 60
Tabel 4. 2 Ukuran Pemusatan dan Penyebaran Data Hasil Posttest Kelas Kontrol dan Kelas Eksperimen ... 61
Tabel 4. 3 Rekapitulasi Data Hasil Pretest dan Posttest ... 62
Tabel 4. 4 Perbandingan Skor Pretest dan Posttest Keterampilan Proses Sains Peserta Didik Kelas Kontrol ... 63 Tabel 4. 5 Nilai N-Gain Keterampilan Proses Sains Peserta Didik ... 67 Tabel 4. 6 Nilai N-Gain Aspek Keterampilan Proses Sains Peserta Didik ... 68 Tabel 4. 7 Hasil Uji Normalitas Shapiro-Wilk Pretest dan Posttest Kelas Kontrol
dan Kelas Eksperimen ... 70 Tabel 4. 8 Hasil Uji Homogenitas Pretest dan Posttest ... 71 Tabel 4. 9 Hasil Uji Hipotesis Pretest dan Posttest ... 72 Tabel 4. 10 Respon Peserta Didik terhadap Penerapan E-Modul Berbasis
Pendekatan Saintifik terhadap Keterampilan Proses Sains ... 74
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A PERANGKAT PEMBELAJARAN
Lampiran A. 1 Lembar Wawancara Guru pada Studi Pendahuluan ... 94
Lampiran A. 2 RPP Kelas Eksperimen ... 96
Lampiran A. 3 RPP Kelas Kontrol ... 144
Lampiran A. 4 Print Screen E-Modul Berbasis Pendekatan Saintifik ... 176
LAMPIRAN B INSTRUMEN PENELITIAN Lampiran B. 1 Kisi-Kisi Instrumen Tes Uji Coba Penelitian ... 179
Lampiran B. 2 Insrumen Tes Uji Coba Penelitian ... 190
Lampiran B. 3 Analisis Hasil Uji Coba Instrumen Tes ... 237
Lampiran B. 4 Instrumen Tes yang Digunakan ... 257
Lampiran B. 5 Analisis Uji Validasi Ahli Media ... 282
Lampiran B. 6 Instrumen Nontes ... 288
Lampiran B. 7 Lembar Uji Validasi Instrumen Nontes ... 292
Lampiran B. 8 Lembar Validasi Ahli Materi ... 293
Lampiran B. 9 Lembar Validasi Ahli Konstruksi ... 296
Lampiran B. 10 Lembar Validasi Ahli Bahasa ... 301
Lampiran B. 11 Lembar Validasi Ahli Media ... 305
LAMPIRAN C ANALISIS HASIL PENELITIAN Lampiran C. 1 Hasil Pretest ... 313
Lampiran C. 2 Hasil Posttest ... 315
Lampiran C. 3 Hasil Olah Data Setiap Indikator Keterampilan Proses Sains .... 318
Lampiran C. 4 Uji Normalitas Hasil Pretest ... 325
Lampiran C. 5 Uji Normalitas Hasil Posttest ... 327
Lampiran C. 6 Uji Homogenitas Hasil Pretest ... 329
Lampiran C. 7 Uji Homogenitas Hasil Posttest ... 330
Lampiran C. 8 Uji Hipotesis Hasil Pretest ... 331
Lampiran C. 9 Uji Hipotesis Hasil Posttest ... 332
Lampiran C. 10 Uji N-Gain ... 333
Lampiran C. 11 Hasil Peningkatan Setiap Aspek Keterampilan Proses Sains ... 335
Lampiran C. 12 Data Hasil Angket Respon Peserta Didik ... 353
LAMPIRAN D SURAT KETERANGAN Lampiran D. 1 Surat Permohonan Izin Penelitian ... 356
Lampiran D. 2 Surat Keterangan Telah Melakukan Penelitian ... 357
Lampiran D. 3 Uji Referensi ... 358
Lampiran D. 4 Dokumentasi Kegiatan Pembelajaran ... 375
Lampiran D. 5 Daftar Riwayat Hidup ... 377
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah
Mata pelajaran fisika merupakan mata pelajaran yang cukup komplek bagi peserta didik. Pembelajaran fisika di sekolah harus sesuai dengan standar kompetensi lulusan pada kurikulum 2013.1 Pengembangan kurikulum 2013 merupakan tindak lanjut dari kurikulum sebelumnya dengan mencakup kompetensi sikap, pengetahuan, dan keterampilan secara terpadu, maka peserta didik mampu meningkatkan keterampilan softskill dan hardskill. Kemudian diharapkan pembelajaran dengan kurikulum 2013 mempu menghasilkan sumber daya manusia yang produktif, kreatif, dan efektif melalui penguatan sikap, keterampilan, dan pengetahuan yang saling terintegrasi.2 Kurikulum 2013 menggunakan pendekatan saintifik pada proses pembelajarannya.3 Pendekatan saintifik merupakan proses pembelajaran yang dirancang agar peserta didik secara aktif mengkonstruksi konsep, hukum, dan prinsip melalui proses mengamati, merumuskan masalah, mengajukan hipotesis, mengumpulkan data, menganalisis data, menarik kesimpulan, dan mengomunikasikan konsep, hukum, dan prinsip yang sudah ditemukan.4 Guru sudah menuntut peserta didik untuk aktif, akan tetapi pelaksanaan pembelajaran menggunakan pendekatan saintifik belum maksimal.5
Keterampilan proses harus dimiliki peserta didik SMA/MA. Indikator yang terdapat pada keterampilan proses sains antara lain mengamati,
1 PERMENDIKBUD, Standar Kompetensi Lulusan Pendidikan Dasar dan Menengah, No. 20, 2016, h. 2.
2 Agus Pahrudin dan Dona Dinda Pratiwi, Pendekatan Saintifik dalam Implementasi Kurikulum 2013 dan Dampaknya Terhadap Kualitas Proses dan Hasil Pembelajaran pada MAN di Provinsi Lampung, (Bandar Lampung: Pustaka Ali Imron, 2019), h. 34.
3 Musfiqon dan Nurdyansyah, Pendekatan Pembelajaran Saintifik, (Sidoardjo:
Nizamia Learning Center, 2015), h. 38.
4 Daryanto, Pendekatam Pembelajaran Saintifik Kurikulum 2013, (Yogyakarta:
Gava Media, 2014), h. 51.
5 Lasmi Lestari, Validitas dan Praktikalitas Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD) Materi Kingdom Plantae Berbasis Pendekatan Saintifik untuk Peserta Didik Kelas X SMA/MA, Jurnal Eksakta Pendidikan, Vol. 2, No. 2, 2018, h. 173.
mengelompokkan/klasifikasi, menafsirkan/interpretasi, meramalkan/prediksi, mengajukan pertanyaan, berhipotesis, merencanakan percobaan, menggunakan alat/bahan, menerapkan konsep, berkomunikasi, dan melaksanakan percobaan/eksperimentasi.6 Kemampuan tersebut harus dilatih agar peserta didik memiliki keterampilan proses sains. Pada pelaksanaannya kegiatan pembelajaran lebih fokus pada kemampuan kognitif peserta didik berupa produk sains dan kurang mengakomodasi sains sebagai sikap dan sains sebagai proses.7 Berdasarkan hasil wawancara, saat pandemi peserta didik kurang dilatih keterampilan proses sains.8 Padahal kurikulum 2013 dalam pelaksanaanya menggunakan pendekatan saintifik yang memiliki karakteristik melibatkan keterampilan proses sains dalam mengkonstruksi konsep, hukum atau prinsip. Keterampilan proses sains masih rendah karena proses pembelajaran peserta didik hanya menerima penjelasan dari guru kemudian mencatatnya.9 Rendahnya keterampilan proses sains peserta didik dapat dilihat dari beberapa penelitian tentang KPS. Hasil penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa keterampilan proses sains peserta didik kelas XI Madrasah Aliyah Negeri (MAN) di wilayah Jakarta Selatan masih rendah.10 Indikator yang masih rendah, yaitu berhipotesis, merencanakan percobaan, dan berkomunikasi.11 Kemudian kondisi pembelajaran fisika di sekolah masih kurang ideal dan berdampak pada kemampuan peserta didik. Penelitian Misdawati menunjukkan
6 Nuryani Rustaman, Strategi Belajar Mengajar Biologi, (Malang: UM Press, 2005), h. 86-87.
7 Syamsul Arifin, dkk, Kebijakan Merdeka Belajar dan Implikasinya terhadap Pengembangan Desain Evaluasi Pembelajaran Pendidikan Agama Islam, Jurnal Manajemen dan Pendidikan Islam, Vol. 7, No. 1, Juni 2021. h. 74
8 Hasil Wawancara guru MAN 7 Jakarta.
9 Suhanda dan Sugeng Suryanto, Penerapan Pembelajaran Kimia Berbasis Proyek Untuk Meningkatkan Keterampilan Proses Sains Siswa Kelas X Sma Negeri 2 Purworejo, Jurnal Inovasi Pendidikan Kimia, Vol. 12, No. 2, 2018, h. 2138.
10 Mus’ad Al-Habib, Pengaruh Alat Peraga Keseimbangan dan Dinamika Rotasi Terhadap Keterampilan Proses Sains Siswa, Skripsi pada Sarjana Strata satu UIN Syarif Hidayatullah Jakarta, Jakarta 2020, h. 55.
11 Ade Elvanisi, dkk, Analisis Keterampilan Proses Sains Siswa Sekolah Menengah Atas, Jurnal Inovasi Pendidikan IPA, Vol. 4, No. 2, 2018, h. 245.
bahwa rendahnya keterampilan proses sains peserta didik dipengaruhi oleh kurangnya efektifitas penggunaan teknologi digital.12
Peserta didik mengalami kesulitan dalam mempelajari fisika pada konsep kalor dan perpindahan kalor. Karena pada pelaksanaanya pembelajaran konsep kalor dan perpindahan kalor masih kurang efektif, di mana pembelajaran masih berpusat pada guru dan peserta didik hanya mendengar dan mencatat penjelasan dari guru.13 Pembelajaran masih tidak sesuai dengan kurikulum 2013 karena pembelajaran berpusat pada guru yang seharusnya berpusat pada peserta didik.
Kemudian materi kalor dan perpindahan kalor disajikan lebih menarik dan efektif untuk mendorong peserta didik lebih aktif dan terlibat langsung dalam menemukan sendiri konsep terkait materi pembelajaran. Materi kalor dan perpindahan kalor apabila disajikan dalam bentuk audio, visual, dan simulasi mampu meningkatkan minat belajar peserta didik.14 Sejalan dengan minat belajar yang tinggi akan tercapainya prestasi belajar peserta didik.
Bahan ajar merupakan alat atau sarana pembelajaran yang bertujuan untuk mencapai kompetensi yang diharapkan. Bahan ajar yang tersedia masih konvensional belum mampu mengakomodasi kebutuhan peserta didik untuk belajar secara mandiri.15 Apalagi perkembangan teknologi digital sudah sangat cepat, sektor pendidikan harus berupaya memanfaatkan sektor digital. Kurangnya media pembelajaran untuk mendukung kegiatan pembelajaran mengakibatkan keterampilan proses sains peserta didik belum dapat dikembangkan serta konsep kalor dan perpindahan kalor belum dapat dipahami secara maksimal. Media
12 Misdawati, dkk., Pengembangan Kartu Pintar Fisika untuk Meningkatkan Keterampilan Proses Sains Kelas Xi pada Materi Kesetimbangan Benda Tegar, Jurnal Hasil Kajian, Inovasi, dan Aplikasi Pendidikan Fisika, Vol. 3, No. 2, November 2017, h.
36
13 Nanda Alwardah.M, dkk., Penerapan Model Discovery Learning dengan Menggunakan Media Video Animasi terhadap Hasil Belajar Peserta Didik, Jurnal Inovasi Pembelajaran Fisika (INPAFI), Vol. 8, No. 2, 2020, h. 51.
14 Hamsi Mansur dan Rafiudin, Pengembangan Media Pembelajaran Infografis untuk Meningkatkan Minat Belajar Mahasiswa, Jurnal Komunikasi Pendidikan, Vol. 4, No.
1, 2020, h. 39.
15 Reva Ragam Santika, dkk, Pelatihan Pengembangan Bahan Ajar Interaktif Untuk Guru-Guru SDN Di Tangerang, Jurnal Pengabdian Kepada Masyarakat TEKNO, Vol. 1, No. 1, 2020, h. 14.
pembelajaran mampu meningkatkan minat belajar, membangkitkan motivasi dan merangsang belajar, serta membawa pengaruh psikologis positif terhadap peserta didik.16
Berdasarkan permasalah-permasalahan di atas sangat dibutuhkan media pembelajaran yang mampu mengakomodasi keterampilan proses sains dan meningkatkan pemahaman peserta didik konsep kalor dan perpindahan kalor. E- modul merupakan alternatif solusi untuk mengatasi permasalahan yang telah disebutkan. Melalui e-modul pembelajaran tidak monoton karena disertai dengan animasi, video maupun gambar yang menarik berkaitan dengan pembelajaran membuat peserta didik lebih tertarik dan dapat meningkatkan minat peserta didik dalam belajar. Melalui e-modul juga peserta didik dapat belajar mandiri dan belajar sesuai dengan kebutuhan siswa, ini karena didasarkan pada karakteristik dan keunggulan e-modul itu sendiri.17 Peneliti akan menggunakan pendekatan saintifik karena memiliki karakteristik, yaitu berpusat pada peserta didik, meningkatkan keterampilan proses sains dalam mengkonstruksi konsep, hukum atau prinsip, memenuhi proses kognitif dalam mengembangkan intelektual, dan mengembangkan karakter peserta didik.18 Hal ini sesuai dengan salah satu penekanan dari kurikulum 2013 yaitu menggunakan pendekatan saintifik. E-modul berbasis pendekatan saintifik memiliki karakteristik: menunjang pembelajaran dengan memberikan animasi atau video untuk konsep abstrak, terdapat soal-soal keterampilan proses sains e-modul dalam bentuk aplikasi untuk komputer/laptop.
Sehingga peserta didik mampu belajar konsep tersebut secara mandiri. Selain itu pendekatan saintifik juga melatih keterampilan proses sains sehingga pembelajaran kurikulum 2013 mampu berjalan secara maksimal.19
16 Devi Astri Yunarsi, dkk., Pengaruh Media Pembelajaran Pop-up Book terhadap Hasil Belajar Siswa pada Meteri Perpindahan Kalor, Journal of Education, Vol. 1, No. 1, 2021, h. 138
17 Direktorat Pembinaan SMA, Ditjend Pendidikan Dasar dan Menengah, Panduan Penyusunan E -modul 2017, (Jakarta, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Atas Kementerian Pendidikan dan kebudayaan, 2017), h. 3.
18 Nur Hasan, Implementasi Pendekatan Saintifik Dalam Meningkatkan Minat Belajar Pai Di Smk Kartika Grati Kabupaten Pasuruan, Jurnal Al-Makrifat, Vol. 4, No. 2, Oktober 2019, h. 109.
19 Daryanto, op. cit, h. 53.
Berdasarkan latar belakang masalah di atas, perlu ada e-modul berbasis pendekatan saintifik untuk meningkatkan keterampilan proses sains peserta didik.
Oleh karena itu, penulis tertarik melakukan penelitian dengan judul “Pengaruh E- Modul Berbasis Pendekatan Saintifik Terhadap Keterampilan Proses Sains Peserta Didik pada Konsep Kalor dan Perpindahan Kalor.”
B. Identifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah di atas dapat diidentifikasi permasalahan penelitian ini, yaitu:
1. Kurang dilatihnya keterampilan proses sains yang menimbulkan keterampilan proses sains menjadi rendah.
2. Peserta didik mengalami kesulitan dalam mempelajari konsep kalor dan perpindahan kalor karena dalam pelaksanaanya peserta didik hanya mendengarkan penjelasan guru dan kemudian mencatanya.
3. Belum banyak bahan ajar yang mengakomodasi keterampilan proses sains.
4. Pembelajaran pendekatan saintifik belum melatih keterampilan proses sains.
C. Batasan Masalah
Masalah yang akan diteliti dibatasi sebagai berikut:
1. E-modul berbasis pendekatan saintifik dalam proses pembuatannya menggunakan aplikasi lectora inspire.
2. Keterampilan proses sains yang diukur, yaitu: observasi (mengamati), klasifikasi (mengelompokkan), prediksi (meramalkan), interpretasi (menafsirkan), mengajukan pertanyaan, berhipotesis, merencanakan percobaan, menerapkan konsep, dan berkomunikasi menurut Rustaman.
D. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang, identifikasi masalah, dan yang dipaparkan di atas maka dibuat perumusan masalah sebagai berikut:
1. Apakah terdapat pengaruh e-modul berbasis pendekatan saintifik terhadap keterampilan proses sains peserta didik?
2. Apakah terdapat peningkatan keterampilan proses sains peserta didik secara umum dan berdasarkan indikator setelah diberikan perlakuan menggunakan
e-modul berbasis pendekatan saintifik pada konsep kalor dan perpindahan kalor?
3. Bagaimana respons peserta didik terhadap penggunaan e-modul berbasis pendekatan saintifik pada konsep kalor dan perpindahan kalor?
E. Tujuan Penelitian
Berdasarkan rumusan masalah diatas, maka tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Mengetahui pengaruh e-modul berbasis pendekatan saintifik terhadap keterampilan proses sains peserta didik.
2. Mengetahui peningkatan keterampilan proses sains peserta didik terhadap penggunaan e-modul berbasis pendekatan saintifik konsep kalor dan perpindahan kalor.
3. Mengetahui respons peserta didik terhadap penggunaan e-modul berbasis pendekatan saintifik konsep kalor dan perpindahan kalor.
F. Manfaat Penelitian
Dengan adanya penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat terhadap semua pihak yang terlibat dalam lingkup pendidikan:
1. Manfaat Teoritis a. Bagi penulis
Penelitian ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pendidikan di UIN Syarif Hidayatullah Jakarta dan sebagai tambahan ilmu pengetahuan dalam setiap proses yang dijalani.
b. Bagi sekolah
Sebagai bahan pertimbangan untuk menerapkan media pembelajaran yang efektif dan efesien, untuk meningkatkan mutu pembelajaran dalam dunia pendidikan di era digital.
2. Manfaat Praktis a. Bagi guru
Memberikan informasi dan referensi agar dapat menerapkan pembelajaran menggunakan e-modul untuk mengetahui sehauh mana peningkatan keterampilan proses sains peserta didik.
b. Bagi peserta didik
Memberikan solusi dari permasalahan mempelajari materi kalor dan perpindahan kalor, menjadikan peserta didik mampu belajar secara mandiri, dan mampu meningkatkan motivasi belajar peserta didik.
BAB II
LANDASAN TEORI A. Landasan Teori
1. E-Modul
a. Pengertian E-Modul
Modul elektronik (E-Modul) merupakan salah satu media pembelajaran mandiri yang tersusun secara sistematis di dalam pembelajaran tertentu untuk mencapai tujuan pembelajaran yang dibuat ke dalam format elektronik,20 yang di dalamnya terdiri dari animasi, audio, navigasi, video, dan dilengkapi tes evaluasi sebagai umpan balik dari pembelajaran yang membuat pengguna lebih interaktif.21
Modul elektronik merupakan versi elektronik dari modul konvensional yang dicetak. Modul konvensional terdiri dari kumpulan kertas yang berisi teks dan gambar. Perbedaan mendasar antara modul konvensional dengan modul elektronik adalah penyajiannya saja, sedangkan komponen penyusun modul tidak memiliki perbedaan.22
b. Karakteristik E-Modul
Modul elektronik memiliki beberapa karakteristik sebagai berikut:23
1) Self-Instruksional, peserta didik mampu belajar secara mandiri, tidak bergantung pada pihak lain
2) Self-contained, materi pembelajaran dalam satu unit kompetensi berada di dalam satu modul
3) Stand alone, modul yang dikembangkan tidak bergantung pada media lain atau tidak harus digunakan bersama-sama dengan media lain
20 Direktorat Pembinaan SMA, Ditjen Pendidikan Dasar dan Menengah, Panduan Penyusunan E-modul 2017, (Jakarta, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Atas Kementerian Pendidikan dan kebudayaan, 2017), h. 3.
21 Vince Marselina, Ali Muhtadi, Pengembangan Buku Digital Interaktif Matematika Pada Materi Geometri, Jurnal Inovasi Teknologi Pendidikan, Vol. 6, No. 2, Oktober 2019, h. 199.
22 Anna Elvarita, Pengembangan Bahan Ajar Mekanika Tanah Berbasis E-Modul Pada Program Studi Pendidikan Teknik Bangunan Universitas Negeri Jakarta, Jurnal Pendidikan Teknik Sipil (JpenSil), Vol. 9. No. 1, 1 Januari 2020, h. 4
23 Direktorat Pembinaan SMA. loc. cit.
4) Adaptif, modul memiliki daya adaptif yang tinggi terhadap perkembangan teknologi
5) User friendly, modul memiliki sifat bersahabat dengan penggunanya 6) Konsisten dalam penggunaan font, spasi, dan tata letak
7) Disampaikan dengan suatu media elektronik
8) Memanfaatkan berbagai fitur yang ada pada aplikasi software
9) Memanfaatkan berbagai fungsi media elektronik sehingga disebut multimedia
10) Perlu didesain dengan memperhatikan prinsip pembelajaran c. Keunggulan E-Modul
E-modul memiliki beberapa keunggulan yaitu sebagai berikut:24 1) Meningkatkan motivasi peserta didik.
2) Bahan pelajaran terbagi lebih merata dalam satu semester.
3) Terdapat unsur visual dan penggunaan video tutorial yang mengurangi sifat statis pada modul cetak.
d. Kelemahan E-Modul
E-modul memiliki beberapa kelemahan yaitu sebagai berikut:25 1) Biaya pengembangan bahan tinggi dan waktu yang dibutuhkan lama.
2) Menentukan disiplin belajar yang tinggi untuk peserta didik.
3) Membutuhkan ketekunan yang lebih tinggi dari fasilitator untuk memantau proses pembelajaran dan memberikan motivasi kepada peserta didik.
2. Pendekatan Saintifik
a. Pengertian Pendekatan Saintifik
Pendekatan pembelajaran dapat diartikan sebagai kumpulan metode yang digunakan oleh guru dalam melakukan proses pembelajaran.26 Salah satu pendekatan yang bisa digunakan dalam proses pembelajaran adalah pendekatan saintifik. Pendekatan saintifik merupakan pendekatan pada proses pembelajaran dengan langkah-langkah serta kaidah ilmiah. Langkah ilmiah pendekatan saintifik,
24 Loc. cit.
25 Ibid., h. 4.
26 Musfiqon dan Nurdyansyah, Pendekatan Pembelajaran Saintifik, (Siduarjo:
Nizamia Learning Center, 2015), h. 37.
yaitu menemukan masalah, merumuskan masalah, mengajukan hipotesis, mengumpulkan data, menganalisis data, dan menarik kesimpulan.27
Proses pembelajaran pendekatan saintifik dimulai pada tahap pendahuluan, kegiatan inti, dan kegiatan penutup. Kegiatan pendahuluan diarahkan untuk meningkatkan pemahaman peserta didik terlebih dahulu mengenai tujuan dan materi yang akan disampaikan, sehingga peserta didik memiliki rasa ingin tahu yang tinggi. Ketika peserta didik sudah memiliki rasa ingin tahu yang tinggi, akan menjadi modal besar untuk tahap pembelajaran selanjutnya. Pada tahap inti merupakan learning experience (pengalaman belajar) bagi peserta didik memiliki waktu paling banyak untuk melakukan pembelajaran secara ilmiah. Maka dari itu guru harus mendesain RPP (Rencana Pelaksanaan Pembelajaran) sesuai dengan langkah-langkah ilmiah. Kegiatan peserta didik diarahkan pada mengkonstruksi konsep, pengetahuan, pemahaman, serta keterampilan dengan berbantuan guru melalui mengamati, menanya, mengumpulkan informasi, mengasosiasi, dan mengkomunikasikan.28 Kegiatan penutup peserta didik diarahkan pada evaluasi serta pengayaan materi yang telah dipelajari.
b. Kriteria-kriteria Pendekatan Saintifik
Pendekatan saintifik memiliki kriteria sebagai berikut:29
a. Materi pembelajaran berdasarkan fakta atau fenomena yang dapat dijelaskan secara logis atau penalaran tertentu. Bukan khayalan, kira-kira, dan dongeng semata.
b. Penjelasan guru dan respon peserta didik harus harmonis dan diajukan pemikiran subjektif dan pemikiran menyimpang dari alur berpikir logis.
c. Mendorong dan menginspirasi peserta didik dengan kritis, analitis, dan tepat dalam mengidentifikasi, memahami dan memecahkan masalah materi pembelajaran
27 Daryanto, Pendekatan Pembelajaran Saintifik Kurikulum 2013, (Yogyakarta:
Gava Media, 2014), h. 51.
28 PERMENDIKBUD Nomor 103 Tahun 2014 pasal 2 ayat 8, h. 3.
29 Musfiqon dan Nurdyansyah, op. cit., h. 58.
d. Mendorong dan menginspirasi peserta didik mampu berpikir hipotetis (membuat dugaan sementara) dalam melihat perbedaan, persamaan, dan tautan satu dengan yang lain dari substansi atau materi pembelajaran.
e. Mendorong dan menginspirasi peserta didik mampu memahami, menerapkan, dan mengembangkan pola berpikir yang rasional dan objektif dalam merespons substansi atau materi pembelajaran.
f. Berbasis pada konsep, teori, dan fakta empiris yang dapat dipertanggung jawabkan.
g. Tujuan pembelajaran dirumuskan secara sederhana, jelas, dan menarik sistem penyajiannya.
3. Keterampilan Proses Sains (KPS) a. Pengertian Keterampilan Proses Sains
Keterampilan merupakan kemampuan menggunakan pikiran, nalar, dan perbuatan dengan efisien dan efektif untuk mencapai tujuan tertentu. Keterampilan proses sains adalah keterampilan fisik dan mental terkait dengan kemampuan- kemampuan mendasar yang dimiliki, dikuasai, dan diterapkan dalam kegiatan ilmiah untuk menemukan hal baru.30
b. Indikator Keterampilan Proses Sains
Keterampilan proses sains terdiri dari beberapa keterampilan yang mana antara satu dengan yang lainnya tidak bisa dipisahkan, tetapi ada ciri dari masing- masing keterampilan proses tersebut.
Berikut ini merupakan kemampuan dari keterampilan proses sains pada Tabel 2.1:31
Tabel 2. 1 Indikator Keterampilan Proses Sains
No Kemampuan Keterampilan
1. Observasi - Menggunakan sebanyak mungkin indera - Menggunakan fakta yang relevan
30 Conny Semiawan, dkk., Pendekatan Keterampilan Proses: Bagaimana Mengaktifkan Siswa dalam Belajar, (Jakarta: PT Gramedia, 1990), h. 17.
31 Nuryani Rustaman, Strategi Belajar Mengajar Biologi, (Malang: UM Press, 2005), h. 86-87.
No Kemampuan Keterampilan 2. Klasifikasi - Mencatat setiap pengamatan
- Mencari perbedaan/persamaan - Mengontraskan ciri-ciri - Membandingkan
- Mencari dasar pengelompokan - Menghubungkan hasil pengamatan 3. Interpretasi - Menghubungkan hasil pengamatan
- Menemukan pola dalam satu seri pengamatan - Menyimpulkan
4. Prediksi - Menggunakan pola/hasil pengamatan
- Mengemukakan apa yang mungkin terjadi pada keadaan yang belum diamati
5. Mengajukan Pertanyaan
- Bertanya apa, bagaimana, mengapa - Bertanya untuk meminta penjelasan
6. Berhipotesis - Mengetahui bahwa ada lebih dari satu kemungkinan penjelasan dari satu kejadian - Menyadari bahwa suatu penjelasan perlu diuji
kebenarannya dengan memperoleh bukti 7. Merencanakan
Percobaan
- Menentukan alat/bahan yang digunakan - Menentukan variabel/faktor penentu
- Menentukan apa yang akan diukur, diamati, dan dicatat
8. Menggunakan Alat/Bahan
- Memakai alat/bahan
- Mengetahui alasan mengapa menggunakan alat/bahan
- Mengetahui bagaimana menggunakan alat/bahan
9. Menerapkan Konsep
- Menerapkan konsep pada situasi baru
No Kemampuan Keterampilan
- Menggunakan konsep pada pengalaman baru untuk menjelaskan apa yang sedang terjadi 10. Berkomunikasi - Memberikan data empiris hasil percobaan
dengan tabel/grafik/diagram - Menyampaikan laporan sistematis - Menjelaskan hasil percobaan - Membaca grafik
- Mendiskusikan hasil kegiatan 11. Eksperimentasi Melakukan eksperimen/percobaan
c. Kelebihan Pembelajaran Menggunakan Keterampilan Proses Sains Terdapat manfaat dari keterampilan proses sains jika diterapkan dalam proses pembelajaran yaitu:32
1. Terlibat aktif dalam pembelajaran Membantu peserta didik mengembangkan dirinya sendiri
2. Mengembangkan sikap ilmiah dan rasa ingin tahu siswa, menggugah hati 3. Mengurangi ketergantungan siswa pada orang lain dalam belajar
4. Meningkatkan motivasi intrinsik siswa
5. Memiliki keterampilan melakukan kegiatan ilmiah yang biasanya dilakukan sendiri oleh siswa. Kemampuan proses membutuhkan pembelajaran aktif dari siswa. Siswa mengalami dan mengenali konsep-konsep yang telah dipelajarinya secara langsung, yang secara tidak langsung meningkatkan rasa ingin tahu mereka tentang mata pelajaran.
d. Kekurangan Pembelajaran Menggunakan Keterampilan Proses Sains Kesulitan guru dalam pelaksanaan pembelajaran menggunakan keterampilan proses sains yaitu:
1. Bahan pengajaran yang terlalu padat sehingga tidak sempat untuk mengajarkan menggunakan keterampilan proses
32 Semiawan, op. cit, h. 18.
2. Kurangnya prasarana praktikum dalam kegiatan sains
3. Guru kurang memahami mengenai pelaksanaan keterampilan proses sains 4. Soal-soal latihan, seperti Ujian Akhir Semester (UAS) dan Ujian Akhir
Nasional (UAN) hampir tidak pernah muncul soal-soal yang mengukur keterampilan proses
4. Kalor dan Perpindahan Kalor
a. Peta Konsep Kalor dan Perpindahan Kalor
Gambar 2. 1 Peta Konsep Kalor dan Perpindahan Kalor
b. Pemuaian 1) Pemuaian
Pemuaian adalah bertambahnya ukuran suatu benda karena kenaikan suhu yang terjadi pada benda tersebut. Setiap zat (padat, cair, dan gas) disusun oleh partikel-partikel kecil yang bergetar. Jika sebuah benda dipanaskan, partikel- partikel kecil yang ada di dalam benda tersebut bergetar lebih kuat sehingga saling menjauh. Apabila sebuah benda didinginkan, getaran-getaran partikel lebih lemah dan partikel-partikel saling mendekat.33
Pemuaian terdiri dari pemuaian panjang, pemuaian luas, dan pemuaian volume.
a) Pemuaian Panjang
Pemuaian panjang dapat disebut juga pemuaian linier. Pemuaian panjag zat padat hanya terfokus pada satu dimensi saja yaitu panjang. Sebagai contoh jarum yang memiliki diameter kecil, yang menjadi perhatian hanya panjangnya.
∆𝐿 = 𝐿0. 𝛼. ∆𝑇 (2.1)
Sehingga, nilai panjang benda setelah dipanaskan menjadi:
𝐿 = 𝐿0+ ∆𝐿 = 𝐿0 + 𝐿0. 𝛼. ∆𝑇 = 𝐿0(1 + 𝛼∆𝑇) (2.2) Keterangan:
∆𝐿 : Pertambahan panjang benda setelah dipanaskan (m) 𝐿 : Panjang benda setelah dipanaskan (m)
𝐿0 : Panjang awal benda (m) 𝛼 : Koefisien benda (℃−1)
∆𝑇 : Perubahan suhu (℃)
Nilai 𝛼 bervariasi terhadap suhu. Nilai koefisien pemuaian panjang benda pada suhu 20℃ disajikan pada Tabel 2.2 sebagai berikut:34
Tabel 2.2 Nilai Koefisien Muai Panjang pada Berbagai Zat Tabel 2. 2 Nilai Koefisien Muai Panjang pada Berbagai Zat
33 Marthen Kanginan, Fisika Untuk SMA/MA Kelas XI, (Jakarta: Erlangga, 2017), h. 200.
34 Douglas C. Giancoli, FISIKA: Prinsip dan Aplikasi Edisi ke-7 Jilid 1, (Jakarta:
Erlangga, 2014), h.453.
Zat Kofisien Muai Panjang 𝜶(℃−𝟏)
Alumunium 25 x 10−6
Kuningan 19 x 10−6
Besi atau Baja 12 x 10−6
Timah hitam 29 x 10−6
Kaca (pyrex) 3 x 10−6
Kaca biasa 9 x 10−6
Kwarsa 0,4 x 10−6
Beton atau Bata ≈ 12 x 10−6
Marmer 1,4 − 3,5 x 10−6
b) Pemuaian Luas
Benda yang erbentuk lempengan plat (dua dimensi) akan mengalami pemuaian dalam arah panjang dan lebar. Peristiwa tersebut menunjukkan bahwa lempengan tersebut mengalami pemuaian luas. Pemuaian luas pada benda dapat dirumuskan sebagai berikut.
∆𝐴 = 𝛽 ∙ 𝐴0∙ ∆𝑇 (2.3)
Diketahui bahwa 𝛽 = 2𝛼, sehingga luas benda setelah dipanaskan dirumuskan sebagai berikut.
𝐴 = 𝐴0(1 + 𝛽 ∙ ∆𝑇) = 𝐴0(1 + 2𝛼. ∆𝑇) (2.4) Keterangan:
∆𝐴 : Pertambahan luas benda setelah dipanaskan (𝑚2) 𝐴 : Luas benda setelah dipanaskan (𝑚2)
𝐴0 : Luas benda mula-mula (𝑚2) 𝛽 : Koefisien muai luas (℃−1)
∆𝑇 : Perubahan suhu (℃)
c) Pemuaian Volume
Bola, balok, dan kubus merupakan zat padat tiga dimensi (panjang, lebar, dan tinggi). Apabila benda tersebut dipanaskan akan mengalami muai volume. Benda
tersebut mengalami pertambahan panjang, lebar, dan tinggi. Pemuaian volume memiliki persamaan sebagai berikut.
∆𝑉 = 𝛾. 𝑉0. ∆𝑇 (2.5)
Diketahui bahwa 𝛾 merupakan koefisien muai volume dengan 𝛾 = 3𝛼, sehingga volume benda setelah dipanaskan mendapatkan persamaan sebagai beriku.
𝑉 = 𝑉0(1 + 𝛾. ∆𝑇) = 𝑉0(1 + 3𝛼. ∆𝑇) (2.6) Keterangan:
∆𝑉 : Pertambahan volume benda setelah dipanaskan (𝑚3) 𝑉 : Volume benda setelah dipanaskan (𝑚3)
𝑉0 : Volume benda mula-mula (𝑚3) 𝛾 : Koefisien muai volume (℃−1)
∆𝑇 : Perubahan suhu (℃)
Nilai koefisien muai volume (𝛾) untuk berbagai zat pada suhu 20℃
ditunjukkan pada Tabel 2.3 berikut:35
Tabel 2. 3 Nilai Koefisien Muai Volume pada berbagai Zat Zat Koefisien Muai Volume 𝜸(℃−𝟏)
Alumunium 75 𝑥 10−6
Kuningan 56 𝑥 10−6
Tembaga 50 𝑥 10−6
Emas 42 𝑥 10−6
Besi atau baja 35 𝑥 10−6
Timah 87 𝑥 10−6
Air raksa 180 𝑥 10−6
Etil Alkohol 1100 𝑥 10−6
Glisenrin 500 𝑥 10−6
c. Kalor dan Perubahan Wujud Zat 1) Pengertian Kalor
35 Hugh D. Young dan Roger A. Freedman, Fisika Universitas Edisi Kesepuluh Jilid I, terj. Endang Juliastuti, (Jakarta: Erlangga, 2002), h. 463.
Kalor adalah energi yang ditransfer dari satu benda ke benda yang lain karena adanya perbedaan suhu.36 Kalor timbul akibat adanya perbedaan suhu. Maka, perbedaan suhu dan kalor adalah sebagai berikut. Suhu merepresentasikan energi kinetik satu molekul zat. Sedangkan, kalor adalah perpindahan energi dalam dari suatu zat ke zat lain karena adanya perbedaan suhu. Kalor merupakan salah satu bentuk energi, sehingga dapat berpindah dari satu sistem ke sistem yang lain karena adanya perbedaan suhu. Sebaliknya, setiap ada perbedaan suhu antara dua sistem maka akan terjadi perpindahan kalor.37
2) Kapasitas Kalor dan Kalor Jenis
Bila kalor mengalir ke dalam benda, maka temperatur dari dalam benda akan naik (dengan asumsi tidak ada perubahan fase). Jumlah kalor Q yang dibutuhkan untuk mengubah temperatur dari material yang ditentukan adalah proporsional terhadap massa 𝑚 dari material dan perubahan temperatur ∆𝑇 dapat dituliskan dalam persamaan sebagai berikut.38
𝑄 = 𝑚. 𝑐. ∆𝑇 𝑎𝑡𝑎𝑢 𝑐 = 𝑄 𝑚. ∆𝑇
(2.7) Sementara, kapasitas kalor (𝐶) merupakan banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu suatu zat sebesar satu satuan suhu.
𝐶 = 𝑄
∆𝑇
(2.8) Sehingga
𝐶 = 𝑚. 𝑐 (2.9)
Keterangan:
𝑄 : Banyaknya kalor yang diperlukan 𝑚 : Massa benda
𝑐 : Kalor jenis benda
∆𝑇 : Perubahan suhu 𝐶 : Kapasitas kalor benda
Berikut adalah kalor jenis berbagai zat pada Tabel 2.4 di bawah ini:
36 Giancoli, Op. Cit. h. 485.
37 Loc. cit.
38 Ibid., h.486
Tabel 2. 4 Kalor Jenis Zat Zat
Kalor Jenis
𝑲𝒌𝒂𝒍. 𝒌𝒈−𝟏℃−𝟏 𝑱. 𝒌𝒈−𝟏℃−𝟏
Alumunium 0,22 4,180
Tembaga 0,093 0,232
Kaca 0,20 2,299
C = Besi atau baja 0,11 0,907
Timah hitam 0,031 0,472
Marmer 0,21 0,129
Perak 0,056 0,138
Kayu 0,4 0,387
Alkohol (ethyl) 0,58 2,05
Raksa 0,033 0,386
Air
Es (5℃) 0,50 2100
Cair (15℃) 1,00 4186
Uap (110℃) 0,48 2010
Tubuh manusia (rata-rata) 0,83 3470
3) Hukum Konservasi Energi
Ketika terdapat sistem yang mana bagian-bagian berbeda yang memiliki suhu yang berbeda, kalor akan mengalir dari bagian suhu yang tinggi ke bagian suhu yang rendah. Namun, apabila sistem terisolasi seluruhnya, maka tidak ada energi yang mengalir ke dalam atau ke luar sistem. Cara sederhana untuk menentukan persamaan konservasi energi yaitu bahwa kalor yang hilang dari satu sisi sama dengan energi yang diperoleh dari sisi lain.39
Kalor yang dipindahkan ke dalam atau keluar dari sistem terisolasi adalah nol, maka dapat dituliskan persamaan sebagai berikut:
∑ 𝑄 = 0 (2.10)
39 Ibid., h. 488
𝑚1𝑐1∆𝑇1 = 𝑚2𝑐2∆𝑇2 (2.11) 𝑚1𝑐1(𝑇1− 𝑇𝑎) = 𝑚2𝑐2(𝑇𝑎− 𝑇2) (2.12) Keterangan:
𝑚1 : Massa benda 1 (𝑘𝑔, 𝑔)
𝑐1 : Kalor jenis 1 (𝑘𝑎𝑙/𝑔℃, 𝐽/𝑘𝑔℃) 𝑇1 : Suhu benda 1 (℃)
𝑚2 : Massa benda 2 (𝑘𝑔, 𝑔)
𝑐2 : Kalor jenis 2 (𝑘𝑎𝑙/𝑔℃, 𝐽/𝑘𝑔℃) 𝑇2 : Suhu benda 2 (℃)
𝑇𝑎 : Suhu campuran setelah tercapai keseimbangan termal (℃).
4) Hubungan Kalor dengan Perubahan Wujud
Istilah fasa atau wujud ditunjukkan untuk mendeskripsikan keadaan tertentu dari suatu zat. Transisi dari satu fasa ke fasa lainnya disebut perubahan fasa atau perubahan wujud. Seperti yang kita ketahui bahwa zat dapat berbentuk tiga wujud, yaitu padat, cair dan gas. Dua perubahan fasa yang umum adalah perubahan fasa dari padat ke cair (melebur) dan dari cair ke gas (menguap).40
5) Kalor Lebur dan Kalor Uap
Kalor yang dibutuhkan untuk merubah 1 kg zat dari padat menjadi cair disebut kalor lebur yang dinyatakan dengan 𝐿𝐹. Sedangkan kalor yang dibutuhkan untuk merubah suatu zat dari wujud cair ke wujud gas atau uap disebut kalor uap yang dinyatakan dengan 𝐿𝑉. Kalor yang terlibat dalam perubahan fasa tidak hanya bergantung pada kalor lebur atau kalor uap saja, tetapi juga pada massa total zat tersebut, secara matematis dirumuskan sebagai berikut:41
𝑄 = 𝑚. 𝐿 (2.13)
Keterangan:
𝑚 : Massa zat (𝑘𝑔) 𝐿 : Kalor laten (𝐽/𝑘𝑔)
40 Ibid., h. 494.
41 Ibid., h. 492.
𝑄 : Kalor yang ditambahkan atau dilepaskan selama perubahan fase (𝐽)
d. Perpindahan Kalor 1) Konduksi
Perpindahan kalor terjadi ketika benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Misalkan sebuah lempengan besi yang ujungnya dipanaskan maka ujung lainnya akan terasa panas, walaupun tidak secara langsung. Hal itu disebabkan karena molekul-molekul pada logam mentransfer sebagian energi mereka sepanjang benda logam tersebut.42 Secara matematis, perpindahan kalor secara konduksi dapat ditunjukkan persamaan berikut:
𝐻 = 𝑄 𝑡 = 𝑘𝐴
𝑙 ∆𝑇 (2.14)
Keterangan:
𝐻 : kelajuan hantaran kalor konduksi ((𝐽. 𝑠−1) 𝑄 : kalor yang dihantarkan (𝐽)
𝑡 : selang waktu yang diperlukan (𝑠)
𝐾 : koefisien konduksi termal bahan (𝐽. 𝑠−1. 𝑚−1. ℃−1) 𝐴 : luas penampang benda (𝑚2)
∆𝑇 : perbedaan suhu antara kedua ujung benda (℃) 𝑙 : panjang benda (𝑚)
Konduktivitas termal (𝑘) untuk berbagai zat dapat dilihat pada Tabel 2.4 berikut:43
Tabel 2. 5 Konduktivitas Termal Benda Zat
Konduktivitas Termal
𝒌𝒌𝒂𝒍. 𝒔−𝟏. 𝒎−𝟏. ℃−𝟏 𝑱. 𝒔−𝟏. 𝒎−𝟏. ℃−𝟏
Perak 10 𝑥 10−2 420
Tembaga 9,2 𝑥 10−2 380
Alumunium 5,0 𝑥 10−2 200
Baja 1,1 𝑥 10−2 40
42 Ibid., h. 495.
43 Ibid., h. 496.
Zat
Konduktivitas Termal
𝒌𝒌𝒂𝒍. 𝒔−𝟏. 𝒎−𝟏. ℃−𝟏 𝑱. 𝒔−𝟏. 𝒎−𝟏. ℃−𝟏
Es 5 𝑥 10−4 2
Gelas (biasa) 2 𝑥 10−4 0,84
Batu bata dan beton 2 𝑥 10−4 0,84
Air 1,4 𝑥 10−4 0,56
Jaringan tubuh manusia (tidak termasuk darah)
0,5 𝑥 10−4 0,2
Kayu 0,3 − 0,4 𝑥 10−4 0,08 − 0,16
Isolator fiberglass 0,12 𝑥 10−4 0,048
Gabus dan serat kaca 0,1 𝑥 10−4 0,042
Wol 0,1 𝑥 10−4 0,040
Bulu angsa 0,06 𝑥 10−4 0,025
Busa polyurethane 0,06 𝑥 10−4 0,024
Udara 0,055 𝑥 10−4 0,023
2) Konveksi
Konveksi adalah perpindahan kalor yang diikuti oleh partikel-partikel media perantaranya. Konveksi merupakan proses perpindahan kalor ditransfer dengan pergerakan molekul dari satu tempat ke tempat lain. Misal ketika memasak air, arus konveksi terjadi pada air bagian bawah yang lebih panas naik karena massanya lebih kecil dari pada massa air yang suhunya rendah. Air yang bersuhu rendah berpindah ke bawah mengisi tempat yang ditinggalkan air sebelumnya yang bersuhu tinggi. Persamaan perpindahan kalor secara konveksi dituliskan sebagai berikut:
𝐻 =𝑄
𝑡 = ℎ. 𝐴. ∆𝑇 (2.15)
Keterangan:
𝐻 : kelajuan hantaran kalor konduksi ((𝐽. 𝑠−1) 𝑄 : kalor yang dihantarkan (𝐽)
𝑡 : selang waktu yang diperlukan (𝑠) ℎ : koefisien konveksi (𝐽. 𝑠−1. 𝑚−1. ℃−1) 𝐴 : luas penampang benda (𝑚2)
∆𝑇 : perbedaan suhu antara kedua ujung benda (℃)
3) Radiasi
Radiasi dikenal dengan perpindahan kalor/panas oleh gelombang elektromagnetik.44 Radiasi merupakan perpindahan kalor yang terjadi tanpa medium (perantara). Laju kalor per satuan luas yang dipancarkan oleh sebuah benda bersuhu T kelvin memenuhi persamaan berikut.
𝐸 = 𝑒. 𝜎. 𝑇4 (2.16)
Keterangan:
𝐸 : energi yang dipancarkan atau diserap per satuan waktu per satuan luas (𝐽. 𝑠−1. 𝑚−2 𝑎𝑡𝑎𝑢 𝑤𝑎𝑡𝑡. 𝑚−2)
𝑒 : emisivitas bahan
𝜎 : konstanta Stefan-Boltzmann (5,67 𝑥 10−8 𝑤𝑎𝑡𝑡. 𝑚−2. 𝐾−4) 𝑇 : suhu mutlak (K)
𝐴 : luas penampang benda (𝑚2)
∆𝑇 : perbedaan suhu antara kedua ujung benda (℃)
B. Penelitian Yang Relevan
Beberapa penelitian yang berkaitan dengan penelitian yang akan dilakukan pada kali ini adalah sebagai berikut:
1. Jurnal Suhanda, 2018, Penerapan Pembelajaran Kimia Berbasis Proyek untuk Meningkatkan Keterampilan Proses Sains Siswa Kelas X SMA Negeri 2 Purworejo. Berdasarkan hasil penelitian, dapat disimpulkan bahwa penerapan pembelajaran berbasis proyek dapat meningkatkan KPS siswa.
2. Jurnal Ade Elvanisi, dkk, 2018, Analisis Keterampilan Proses Sains Siswa Sekolah Menengah Atas. Persentase keterampilan proses sains yang dikuasai
44 Ibid., h. 498
oleh siswa SMA se-Kecamatan Bukit Kecil Palembang yaitu indikator tertinggi meramalkan. Persentase keterampilan proses sains yang dikuasai oleh siswa SMA se-Kecamatan Ilir Barat I Palembang yaitu indikator tertinggi mengelompokkan.
3. Jurnal Reva Raga Santika, dkk, 2020, Pelatihan Pengembangan Bahan Ajar Interaktif Untuk Guru-Guru SDN Di Tangerang. Kegiatan pelatihan ini menambah wawasan dan penguasaan guru dalam penguasaan Microsoft Office terkait presentasi bagi guru-guru SDN di Tangerang, yang nampak dari respon positif yang diberikan sepanjang mengikuti kegiatan pelatihan.
4. Jurnal Devi Astri Yunarsi, dkk, 2021, Pengaruh Media Pembelajaran Pop- up Book terhadap Hasil Belajar Siswa pada Meteri Perpindahan Kalor, sehingga dapat disimpulkan bahwa media pembelajaran pop-up book berpengaruh terhadap hasil belajar siswa tentang perpindahan kalor di sekitar kita pada kelas V SD Negeri 46 Membura, Kabupaten Enrekang.
5. Jurnal Hamsi Mansur dan Rafiudin, 2020, Pengembangan Media Pembelajaran Infografis untuk Meningkatkan Minat Belajar Mahasiswa.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa (1) media pembelajaran infografis yang di hasilkan memiliki karakteristik memberikan umpan balik dengan penguatan secara otomatis, menyesuaikan dengan kecepatan, kesempatan, dan kebutuhan peserta didik, mempunyai daya tarik visual, memberi pengalaman belajar yang berbeda-beda, konsisten, efektif, dan efisien. (2) media yang di hasilkan memenuhi kriteria layak digunakan. (3) media infografis layak dan dapat meningkatkan minat belajar.
6. Jurnal Nanda Alwardah, M, dkk, 2020, Penerapan Model Discovery Learning dengan Menggunakan Media Video Animasi terhadap Hasil Belajar Peserta Didik. Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa terdapat peningkatan hasil belajar IPA peserta didik SMP dengan menerapkan model discovery learning dengan menggunakan media video animasi pada materi Kalor dan Perpindahan Kalor.
7. Penelitian Mus’ad Al-Habib, 2020, Pengaruh Alat Peraga Keseimbangan dan Dinamika Rotasi Terhadap Keterampilan Proses Sains Siswa.
Peningkatan keterampilan proses sains siswa pada kelompok eksperimen sebesar 78% dengan kategori tinggi.
8. Penelitian Junaedi Habibilah, 2017, Pengaruh Hypermedia terhadap Keterampilan Proses Sains Siswa pada Konsep Teori Kinetik Gas, Penelitian ini menunjukan terdapat pengaruh hypermedia berbasis pendekatan saintifik terhadap keterampilan proses sains (KPS) siswa pada konsep teori kinetik gas di MAN 11 Jakarta.
C. Kerangka Berpikir
Kurikulum 2013 ditekankan menggunakan pendekatan saintifik karena pendekatan saintifik memiliki karakteristik, yaitu berpusat pada peserta didik, meningkatkan keterampilan proses sains dalam mengkonstruksi konsep, hukum atau prinsip, memenuhi proses kognitif dalam mengembangkan intelektual, dan mengembangkan karakter peserta didik. Salah satu karakteristik pendekatan saintifik yaitu keterampilan proses sains. Keterampilan proses sains peserta didik masih rendah karena proses pembelajaran peserta didik hanya menerima penjelasan dari guru kemudian mencatatnya dan juga kurangnya ketersediaan bahan ajar.
Bahan ajar sangat penting karena mampu meningkatkan minat belajar siswa. Bahan ajar yang ada belum mengakomodasi peserta didik untuk mengembangkan keterampilan proses sains, terlebih pada konsep kalor dan perpindahan kalor memerlukan pembelajaran visualisasi untuk memahami konsep yang sulit diterima secara tekstual. Selain itu bahan ajar yang tersedia masih monoton. Keterampilan proses sains merupakan aspek penting yang harus dimiliki oleh siswa untuk mencapai tujuan dalam sebuah proses pembelajaran. Perkembangan teknologi seharusnya dimanfaatkan dalam dunia pendidikan untuk membantu peserta didik dalam proses pembelajaran.
Permasalahan yang ada di atas dapat diatasi dengan memberikan bahan ajar yaitu e-modul berbasis pendekatan saintifik. Melalui e-modul berbasis pendekatan saintifik dapat meningkatkan keterampilan proses sains peserta didik. Pendekatan saintifik merupakan salah satu pendekatan untuk meningkatkan keterampilan proses sains. Pada e-modul berbasis pendekatan saintifik terdapat animasi, audio, video yang dapat diterima dengan baik oleh peserta didik. Dengan fasilitas yang
ada di e-modul dapat mengakomodasi meningkatkan keterampilan proses sains peserta didik. Kerangka berpikir dapat dilihat pada Gambar 2.2 berikut ini.
Gambar 2. 2 Kerangka Berpikir D. Hipotesis Penelitian
Berdasarkan kajian teori dan kerangka berpikir yang sudah diuraikan, maka hipotesis pada penelitian ini, yaitu terdapat pengaruh e-modul berbasis pendekatan saintifik terhadap keterampilan proses sains peserta didik pada konsep kalor dan perpindahan kalor.
