Prosiding SNKP 2016 - Kimia FMIPA UM

PROSIDING

27 November 2016 AULA FMIPA

Universitas Negeri Malang

ISBN

SNKP 2016

Seminar Nasional Kimia dan Pembelajarannya

“Riset Unggulan Kimia dan Pembelajarannya sebagai Integritas dan Daya Saing Bangsa”

ORGANIZED BY: SUPPORTED BY:

Organisasi Kegiatan

Ketua : Dr. Sc. Anugrah Ricky Wijaya, M.Sc.

Sekertaris : Rini Retnosari, S.Pd., M.Si Bendahara : M. Muchson, S.Pd, M.Pd.

Scientific Committee :

Prof. H. Suhadi, M.A, Ph.D Prof. H. Effendy, M.Pd., Ph.D Prof. Sri Rahayu, M.Ed., Ph.D Prof. Dr. H. Subandi, M.Si.

Dr. Endang Budiasih, M.S Dr. Fariati, M.Sc.

Dr. Hj. Fauziatul Fajaroh, M.S Dra. Surjani Wonorahardjo, Ph.D Dr. Siti Marfuah, M.S

Website : http://www.kimia.um.ac.id

Tim Abstrak dan Prosiding:

Dr. Yudhi Utomo, M.Si. Ulfa Romlah, S.Si.

Dr. Sumari, M.Si. Fanantra Aantarokhim, S.Si.

Dr. Irma K. Kusumaningrum, M.Si. Hadiyan Rahman Ramadhan, S.Si.

Dr. Nazriati, M.Si. Abdurrohman, S.Si.

M. Lukman Buchori, S.Pd

Seminar Nasional Kimia dan Pembelajarannya 2016

(SNKP 2016)

“Riset Unggulan Kimia dan Pembelajarannya sebagai Integritas dan Daya Saing Bangsa”

Seminar Nasional ini dilaksanakan di Aula FMIPA Universitas Negeri Malang pada 27 November 2016 dengan narasumber:

Prof. Sri Rahayu, M.Ed., Ph.D (Jurusan Kimia, Universitas Negeri Malang)

“Mengembangkan Keterampilan Tingkat Tinggi Siswa Melalui Pembelajaran Kimia Berkonteks Socioscientific Issues (SSI) dan Nature of Science (NOS)”

Prof. Bambang Kuswandi, Ph.D (Jurusan Farmasi, Unversitas Negeri)

“Rahasia pH sebagai Penggerak Sensor dalam Pengembangan Label Pintar untuk Kualitas dan Keamanan Pangan”

Prof. Ir. Nurindah, Ph.D (Peneliti Balitbangtan, Kementrian Pertanian)

“Ilmu Kimia, Pertanian, dan Lingkungan: Perspektif Entomologist”

ISBN: 978-602-96714-1-4

Hak Cipta dilindungi Undang-undang. Dilarang memperbanyak atau memindahkan sebagian atau seluruh isi buku ini ke dalam bentuk apapun, secara elektronik maupun mekanis, termasuk fotokopi, merekam, atau dengan teknik perekaman lainnya tanpa izin tertulis dari penerbit. Undang-undang Nomor 19 Tahun 2000 tentang Hak Cipta, Bab XII Ketentuan Pidana, Pasal 72, Ayat (1), (2), dan (6).

Kata Pengantar

Segala puji syukur atas ke Hadirat Allah SWT sang pencipta ilmu, kegiatan Seminar Nasional Kimia dan Pembelajarannya (SNKP) di Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Malang Tahun 2016 dapat berjalan dengan lancar dan baik. Seminar ini bertema “Riset Unggulan Kimia dan Pembelajarannya Sebagai Integritas dan Daya Saing Bangsa”. Kegiatan seminar nasional ini mengangkat tema-tema mutakhir tentang ilmu kimia dan pembelajarannya. Seminar ini diharapkan mampu menemukan, merumuskan, dan memunculkan gagasan yang dapat meningkatkan pemahaman dan memberikan solusi terhadap berbagai isu global dan permasalahan di bidang kimia dan pembelajarannya. Isu global tentang MEA memberikan tantangan tersendiri dengan memberikan solusi berupa hasil riset unggulan kimia diantaranya pemanfaatan kimia material, perkembangan produk nano material, biokimia sensor, perkembangan metodologi analisis kimia, kimia pertanian, kimia isotop dan kelautan dll. Begitu juga bidang pendidikan kimia, hasil riset tentang pendidikan karakter dalam pembelajaran kimia, perkembangan teknologi informasi yang menunjang ilmu kimia dan pembelajarannya, inovasi pembelajaran terhadap metode dan model pembelajaran, serta pengembangan bahan ajar kimia.

Perkembangan ilmu kimia dan pembelajarannya serta kebijakan pendidikan terhadap profesi dosen, peneliti dan guru menuntut seorang dosen, peneliti ataupun guru untuk melakukan publikasi ilmiah yang salah satunya melalui kegiatan seminar. Melalui kegiatan seminar para pendidik, peneliti, dan pemerhati pendidikan dapat saling bertukar informasi, berbagi pengalaman, dan mengetahui perkembangan unggulan riset di bidang kimia dan pembelajarannya untuk meningkatkan integritas dan daya saing bangsa.

SNKP 2016 ini menghadirkan 3 professor sebagai nara sumber dengan ahli dibidangnya dengan tema sebagai berikut:

1. Prof. Sri Rahayu, P.hD., Ahli Pendidikan IPA, Tema “Mengembangkan Keterampilan Tingkat Tinggi Siswa Melalui Pembelajaran Kimia Berkonteks Socioscientific Issues (SSI) dan Nature of Science (NOS)”

2. Prof. Bambang Kuswandi, Ph.D., Ahli Sensor dari Jurusan Farmasi Unversitas Negeri Jember dan Visiting Profeson di Universiti Sains Islam Malaysia, Tema: “Rahasia pH sebagai Penggerak Sensor dalam Pengembangan Label Pintar untuk Kualitas dan Keamanan Pangan”

3. Prof. Ir. Nurindah, P.hD “Peneliti Balitbangtan, Kementerian Pertanian”, Tema: Ilmu Kimia, Pertanian, dan Lingkungan: Perspektif Entomologist.

Pada Seminar SNKP 2016 ini diikuti oleh sekitar 355 peserta dan dipresentasikan 78 makalah yang terdiri dari bidang kajian Pendidikan Kimia dan bidang kajian Kimia.

Bidang kimia terbagi dalam 3 bagian yaitu bidang kimia organik dan biokimia, kimia fisika dan anorganik fisik, serta kimia analitik. Sedangkan bidang pendidikan kimia terbagi dalam bidang Kurikulum, Pengembangan bahan ajar, model-model pembelajaran, dan Miskonsepsi. Semoga kegiatan seminar ini bermanfaat bagi kita semua dan sebagai wadah kolaborasi antar sesama dalam upaya menyiapkan riset unggulan kimia sebagai integritas dan daya saing bangsa.

Malang, 27 November 2016 Ketua Panitia SNKP 2016

Dr. Sc. Anugrah Ricky Wijaya, M.Sc

DAFTAR ISI Pembicara Utama

MENGEMBANGKAN KETERAMPILAN TINGKAT TINGGI SISWA MELALUI PEMBELAJARAN KIMIA BERKONTEKS SOCIOSCIENTIFIC ISSUES (SSI) DAN NATURE OF SCIENCE (NOS) Sri Rahayu

11

PENGEMBANGAN TOPIK DAN APLIKASI DALAM RISET SENSOR KIMIA & BIOSENSOR MENGGUNAKAN PENDEKATAN PEMBELAJARAN BERBASIS PROYEK

Bambang Kuswandi

20

ILMU KIMIA, PERTANIAN, DAN LINGKUNGAN: PERSPEKTIF ENTOMOLOGIST

Nurindah 34

Pemakalah Paralel

Bidang Pendidikan Kimia

PENINGKATAN KUALITAS PEMBELAJARAN MATAKULIAH DASAR-DASAR KIMIA ANALISIS MENURUT TEORI ELABORASI MELALUI PEMBUATAN PETA KONSEP Endang Budiasih, Dedek Sukarianingsih

45

CAPAIAN PEMBELAJARAN KELARUTAN DAN Ksp UNTUK DOMAIN PEMAHAMAN KONSEPTUAL MELALUI PEMBELAJARAN INKUIRI TERBIMBING DIPADU PELATIHAN METAKOGNISI

Arvinda C. Lalang, Suhadi Ibnu, Sutrisno

57

PROSPEK MODEL PEMBELAJARAN PROBLEM SOLVING BERBATUAN LKS DAN DIAGRAM VE DALAM MENINGKATKAN KEMAMPUAN BERPIKIR KRITIS DAN PEMAHAMAN KONSEP PADA MATERI TERMOKIMIA

Ririn Andini, Subandi, Surjani Wonorahardjo

62

PENGARUH BLENDED LEARNING DALAM STRATEGI POGIL MATERI KESETIMBANGAN KIMIA TERHADAP HASIL BELAJAR KOGNITIF DAN MOTIVASI SISWA SMK

Asisul khoirot

74

PEMBELAJARAN KIMIA FISIKA I (NKIM618) DENGAN PENDEKATAN SCIENCE TECHNOLOGY SOCIETY (STS)

Darsono Sigit

83

MODEL PEMBELAJARAN DAUR BELAJAR BERPRESTASI (DBR) DALAM PEMBELAJARAN KIMIA

Herunata

100

PEMBELAJARAN YANG MEMBANGUN PEMAHAMAN KIMIA BERSIFAT LONG-TERM MEMORY

Sri Winarni

107

KEMAMPUAN BERPIKIR ILMIAH MAHASISWA PROGRAM STUDI S1 PENDIDIKAN IPA FPMIPA UNIVERSITAS NEGERI MALANG DITINJAU DARI NILAI UJIAN NASIONAL BIDANG STUDI IPA SMA

Munzil, Vita Ria Mustikasari

113

IDENTIFIKASI KESULITAN SISWA DALAM MENYELESAIKAN SOAL-SOAL REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN ANALISIS LANGKAH PENYELESAIAN SOAL

Ahmad Faishal Anshory, Muntholib, Irma Kartika Kusumaningrum

119

PERAN KESANGGUPAN SPESIAL DALAM PEMBELAJARAN KIMIA (SPAS=TIAL ABILITY ROLE IN CHEMISTRY LEARNING)

Syahrial

123

IDENTIFIKASI PEMAHAMAN KONSEPTUAL DAN ALGORITMIK SISWA KELAS XI MIPA 130

SMAN 2 MALANG PADA MATERI SIFAT KOLIGATIF LARUTAN Nimas Roro Herawati, Dermawan Afandi, Suharti

KEMAMPUAN SISWA KELAS XI SMA NEGERI 4 PALANGKA RAYA DALAM

MENGONTRUKSI DAN MEMAHAMI PENGETAHUAN TENTANG TERMOKIMIA MELALUI PENALARAN INDUKTIF DENGAN PANDUAN LKS

Abudarin, Sri Wahyutami

137

PENGEMBANGAN DESAIN PEMBELAJARAN DENGAN MODEL POGIL DAN MORE PADA POKOK BAHASAN SENYAWA TURUNAN ALKANA

Okky Krisdiantoro, Suhadi Ibnu, Sutrisno

146

MEMBANGUN CONTACT PHASE PADA PENDEKATAN KONSTEKTUAL CHEMIE IM KONTEKS DALAM UPAYA MENARIK MINAT BELAJAR KIMIA

Bayu Bramasta Giri, Suhadi Ibnu, Sutrisno

159

CREATIVE PROBLEM SOLVING UNTUK PEMBELAJARAN STOIKIOMETRI DI SMK Dyah Wijayanti, Suhadi Ibnu, Yudhi Utomo

168 PENGEMBANGAN STRATEGI PEMBELAJARAN METAKOGNITIF

Parlan, Suhadi Ibnu, Sri Rahayu, Suharti

176 PENGARUH PEMBELAJARAN KIMIA KELARUTAN DENGAN LC-5E BERKONTEKS SSI

TERHADAP PEMAHAMAN HAKIKAT SAINS SISWA SMA Halimah Mustika Nurhayati, Sri Rahayu, Yahmin

186

PENGEMBANGAN PERANGKAT PEMBELAJARAN KIMIA DENGAN MODEL

PEMBELAJARAN LEARNING CYCLE 5E-TPS PADA MATERI POKOK REAKSI REDOKS UNTUK PESERTA DIDIK SMA/MA

Niken Yustika, Endang Budiasih, Oktavia Sulistina

195

KAJIAN IMPLEMENTASI PENDEKATAN SAINTIFIK DALAM MODUL PEMBELAJARAN KIMIA-BAHAN BAKAR&PELUMAS UNTUK SMK KOMPETENSI KEAHLIAN TEKNIK SEPEDA MOTOR (TSM)

Hanie Vidya Christie, Endang Budiasih, Siti Marfu’ah

202

PENGARUH PENGGUNAAN JURNAL BELAJAR DALAM MODEL PEMBELAJARAN LEARNING CYCLE 6E TERHADAP HASIL BELAJAR KOGNITIF DAN KESADARAN METAKOGNITIF SISWA PADA MATERI REDOKS

Erma Yulianingtyas, Endang Budiasih, Siti Marfuah

209

MODIFIKASI STRATEGI PREDIKSI-OBSERVASI-PENJELASAN (PREDICT-OBSERV-EXPLAIN ATAU POE) UNTUK MATERI NON-PRAKTIKUM

Ayu Endarti, Kusumaningtyas, Fariati, Suhadi Ibnu

219

PENGARUH PENERAPAN MODEL INKUIRI TERBIMBING TERHADAP HASIL BELAJAR DAN KETERAMPILAN PROSES SAINS SISWA KELAS XI MIA PADA MATERI ASAM-BASA DI SMA NEGERI SITUBONDO

Nur Mu’izzah, Endang Budiasih, Siti Marfu’ah

223

MODEL PEMBELAJARAN INKUIRI TERBIMBING, PETA KONSEP, HASIL BELAJAR KOGNITIF, SISTEM KOLOID

Desy Eka R, Dedek Sukarianingsih, Siti Marfu’ah

233

PENINGKATAN PRESTASI SISWA SMA PADA MATERI HIDROKARBON MELALUI BLENDED LEARNING 50:50 DALAM LC 6E

Bagus Adi Hermawan, Surjani Wonorahardjo, Siti Marfu’ah

242

PENGARUH LEARNING CYCLE-5E BERKONTEKS SSI TERHADAP KETERAMPILAN BERFIKIR KRITIS PADA MATERI LARUTAN PENYANGGA DAN HIDROLISIS GARAM SISWA SMA

Eris Ratnawati, Sri Rahayu, Fauziatul Fajaroh

249

PENGEMBANGAN SEKOLAH BERSIH SEHAT DALAM KERANGKA PEMBINAAN 258

PERILAKU HIDUP BERSIH DAN SEHAT Yudhi Utomo, Subandi, Fathur Rochman

IDENTIFIKASI MISKONSEPSI NERACA MASSA PADA SISWA SMK KIMIA INDUSTRI Ragil Sugeng Dewantoro, Subandi, Fauziatul Fajaroh

263 KAJIAN TEKS PERUBAHAN KONSEPTUAL UNTUK MENGATASI MISKONSEPSI BENTUK

DAN KEPOLARAN MOLEKUL

Moh. Abd Majid, Effendy, Yudhi Utomo

269

DIAGNOSIS MISKONSEPSI SISWA KELAS XI PADA MATERI LARUTAN ASAM BASA MENGGUNAKAN TES DIAGNOSTIK PILIHAN GANDA DUA TINGKAT

Cety Anggun Widyorini, Prayitno, Sumari

275

PROSPEK TEKNIK PETA KONSEP DALAM MENGANALISIS KESALAHAN STRUKTUR PENGETAHUAN MAHASISWA PADA MATERI IKATAN KIMIA DAN STRATEGI KONFLIK KOGNITIF BERBASIS MULTIPLE REPRESENTASI DALAM PERBAIKANNYA

Yuski Sudana, Subanda, Aman Santoso

282

PROSPEK TEKNIK CRI DALAM MENGIDENTIFIKASI MISKONSEPSI SISWA PADA MATERI BENTUK DAN KEPOLARAN MOLEKUL SERTA MODEL PEMBELAJARAN ADI UNTUK MEMPERBAIKINYA

Billy A. Kallay, Subandi, Endang Budiasih

287

IDENTIFIKASI KESALAHAN KONSEP PADA MATERI REDOKS KELAS X DI SMA Noni Asmarisa, Endang Budiasih, Suharti

296 PENGEMBANGAN INSTRUMEN DIAGNOSTIK TWO-TIER UNTUK MENGIDENTIFIKASI

MISKONSEPSI PADA MATERI HIDROLISIS GARAM DAN LARUTAN PENYANGGA Noor Fathi M., Sri Rahayu, Fauziatul Fajaroh

300

PENGEMBANGAN BAHAN AJAR REAKSI REDOKS DAN ELEKTROKIMIA DENGAN MODEL LEARNING CYCLE 5 FASE UNTUK SISWA KELAS XII SMA/MA SEBAGAI PENUNJANG KURIKULUM 2013

Adawiyah Daud, Endang Budiasih, Dedek Sukarianingsih

308

PENGEMBANGAN BAHAN AJAR UNSUR GOLONGAN 15 BERBASIS KONTEKSTUAL UNTUK MATA KULIAH KIMIA ANORGANIK

Agtri Wulandari, I Wayan Dasna, Surjani Wonorahardjo

315

PENGEMBANGAN BAHAN AJRA UNSUR DAN PERSENYAWAAN LOGAM ALKALI BERBASIS KONTEKSTUAL

Dayu Ardhiyatmita Nur R., I Wayan Dasna, Siti Marfu’ah

324

PENGEMBANGAN BAHAN AJAR KESETIMBANGAN KIMIA UNTUK SISWA KELAS XI SMA/MA MENGGUNAKAN PENDEKATAN SAINTIFIK 5M

Muntholib, Yuneta Dwi Yunisari, Dermawan Afandy

330

PENGEMBANGAN BUKU AJAR KIMIA SMA/MA PADA MATERI TERMOKIMIA UNTUK MENINGKATKAN PEMAHAMAN PESERTA DIDIK

Muchammad Darus, Octavia Sulistina, Yahmin

336

PENGEMBANGAN KOMIK KIMIA BERDASARKAN PENDEKATAN POGIL TOPIK BENTUK DAN KEPOLARAN MOLEKUL UNTUK SISWA KELAS X SMA/MA

Mus Indriana, Effendy, Sri Rahayu

350

PENGEMBANGAN BAHAN AJAR KIMIA MATERI ELEKTROKIMIA UNTUK SMK BERBASIS PENDEKATAN ILMIAH (SCIENTIFIC APPROACH)

Dewi Lailiyatul Hikmah, I Wayan Dasna, Munzil

354

PENGEMBANGAN BAHAN AJAR KIMIA DENGAN PENDEKATAN SCIENTIFIC-INQUIRY BERBASIS PBL (PROBLEM BASED LEARNING) UNTUK MENINGKATKAN KETERAMPILAN SAINS SISWA MATERI HIDROLISIS GARAM

Wiji Chusnah, Subandi, Subaeri

362

PENGEMBANGAN BAHAN AJAR PEMBELAJARAN KIMIA MATERI SENYAWA KARBON TURUNAN ALKANA DENGAN MODEL LEARNING CYCLE 5E UNTUK PESERTA DIDIK KELAS XII SMA/MA

Karlina Saptanti, Endang Budiasih, Dedek Sukarianingsih

373

PENGEMBANGAN PROSEDUR PRAKTIKUM SIFAT KOLIGATIF LARUTAN Muhammad Hubbi, I Wayan Dasna, Surjani Wonorahardjo

380 PENGEMBANGAN DAN PENERAPAN MEDIA KOTAK KARTU MISTERIUS (KOKAMI)

PADA MATERI HUKUM-HUKUM DASAR KIMIA UNTUK MENINGKATKAN AKTIVITAS BELAJAR SISWA

Sri Adelila Sari, Wilta Fajrina

387

PENGEMBANGAN BAHAN AJAR MATERI SIFAT KOLIGATIF LARUTAN DENGAN MODEL LEARNING CYCLE 5E UNTUK SISWA KELAS XII SMA/MA

Shinta Gusta, Endang Budiasih, Dedek Sukarianingsih

395

PENGEMBANGAN MEDIA CHEMPOLLY UNTUK MENINGKATKAN MOTIVASI DAN HASIL BELAJAR PESERTA DIDIK PADA POKOK BAHASAN SENYAWA HIDROKARBON DI SMK NEGERI 1 SINGOSARI

Siti Faizah

403

PENGEMBANGAN LEMBAR KERJA PRAKTIKUM SISWA BERORIENTASI KETERAMPILAN PROSES PADA MATERI LAJU REAKSI

Ririn Eva Hidayati

408

KAJIAN TENTANG KEMAMPUAN BERNALAR ILMIAH (SCIENTIFIC REASONING ABILITY) PADA PEMBELAJARAN KIMIA TOPIK TITRASI ASAM BASA

Eni Mayasari, Effendy, Fauziatul Fajaroh

414

PENGEMBANGAN INSTRUMEN PENILAIAN PENGUASAAN KONSEPTUAL,

KETERAMPILAN PROSES SAINS, DAN SIKAP TERHADAP KIMIA UNTUK BAHAN KAJIAN STOIKIOMETRI

Rima Dhian Pratiwi, Sutrisno, Munzil

420

PENGEMBANGAN INSTRUMEN TES DIAGNOSTIK TWO-TIER UNTUK

MENGIDENTIFIKASI KESALAHAN KONSEP SISWA PADA MATERI POKOK LARUTAN PENYANGGA

Rezky Miftahul Jannah, Sri Rahayu, Aman Santoso

430

PENGEMBANGAN BAHAN AJAR KIMIA BERBASIS PENDEKATAN ILMIAH (SCIENTIFIC APPROACH) POKOK BAHASAN SENYAWA HIDROKARBON UNTUK SISWA KELAS XI SEKOLAH MENENGAH ATAS

Muhammad Idris, Srini M. Iskandar, Aman Santoso

436

PENGEMBANGAN INSTRUMEN TES PEMAHAMAN KONSEP KESETIMBANGAN KIMIA Muhammad ali Kirniawan, Sri Rahayu, Fauziatul fajaroh

443 PENGEMBANGAN PERANGKAT TES PENGUKUR TINGKAT KONFLIK KOGNITIF SISWA

SMA

Wiwin Putriawati, Suyono, Wasis

449

PENGARUH PENERAPAN PEMBELAJARAN INKUIRI TERBIMBING TERHADAP HASIL BELAJAR SISWA PADA MATERI BENTUK MOLEKUL

Nur Sa’adah, Effendy, Suhadi Ibnu

459

Prospek Teknik Certainty of Response Index (CRI) termodifikasi dalam Mengidentifikasi Miskonsepsi dan Teknik Argument Driven Inquiry (ADI) dalam Memperbaiki Miskonsepsi pada Materi Asam-Basa

Anjamputra A. Embisa, Subandi, Fauziatul Fajaroh

469

Bidang Kimia

STUDI KELAYAKAN BAHAN BAKU BIOGAS DI SEKITAR KOTA KENDARI Prima Endang Susilowati, Ahmad Zaeni, Harlia, Novianti Rasmin, Darwis

485 PRODUKSI VITELOGININ IKAN ARWANA (Scleropages sp.) DENGAN STIMULASI

HORMON ESTRADIOL SECARA INDUKSI DAN ORAL Ahmad Musa, Rina Hirnawati

493

AKTIVITAS SARI, EKSTRAK DAN ISOLAT FLAVONOID DARI BIJI KEDELAI (Glycine max L.) SEBAGAI INHIBITOR LIPASE PANKREAS

Subandi, Nuril Muhammad Zidni Amin, Tatas P. Broto Sudarmo

499

SINTESIS BIODIESEL DARI MINYAK JARAK PAGAR (CJCO) DENGAN GELOMBANG ULTRASONIK

Aman Santoso, Subandi

507

ISOLASI DAN IDENTIFIKASI KAPANG PELAPUKAN KAYU INDOGENOUS DARI HUTAN PINUS PUJON KABUPATEN MALANG DAN UJI KEMAMPUANNYA UNTUK SAKARIFIKASI AMPAS TEBU

Arlina Dwi Nur Isma, Evi Susanti, Eli Hendrik Sanjaya

524

PENGARUH TINGKAT KEJENUHAN DAN WAKTU INKUBASI TERHADAP HASIL FRAKSINASI EKTRAK KASAR SELULASE Bacillus circulans DENGAN PENGENDAPAN ETANOL

Lila Sukma Islami, Evi Susanti, Muntholib

532

FRAKSINASI EKSTRAK KASAR SELULASE Bacillus circulans DENGAN AMONIUM SULFAT FRAKSI 0-10% DAN 10-60%

Nia Lutfiana, Evi Susanti, Muntholib

539

APLIKASI METODE HARTREE-FOCK UNTUK PENENTUAN KOMPOSISI KONFORMER Yahmin

546 STUDI FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI ADSORPSI MALASIT HIJAU OLEH

NANOPARTIKEL MAGNETIT BERSALUT SILIKA Zuhriah Mumtazah, Fauziatul Fajaroh, Nazriati

552

PENGARUH PENAMBAHAN SILIKA GEL DAN POLIVINIL ALKOHOL TERHADAP KEMAMPUAN BEADS KITOSAN TERIKAT-SILANG EPIKLOROHIDRIN DALAM MENGABSORPSI ASAM HUMAT

Radna Nurmasari, Uripto Trsino Santoso, Ahmad Budi Junaidi, Dewi Umaningrum, Dahlena Ariyani, Ifdah

557

TEKNIK SEDERHANA SINTESIS MIKROPARTIKEL Fe3O4 DENGAN METODE KOPRESIPITASI TANPA PENAMBAHAN GAS LEMBAM

Uripto Trisno Santoso, Ahmad Budi Junaidi, Dwi Rasy Mujiyanti, Dewi Noor Hidayah

566

ISOTERM SORPSI AIR DARI KERUPUK KEDELAI

Maulina Putri Nor Azizah, Sri Hartini, Margareta Novian Cahyanti

571 PERENGAKAHAN TAR TEMPURUNG KELAPA DENGAN SEOLIT ALAM SEBAGAI KATALIS

Uswatun Hasanah, Bambang Setiaji

582 PEMBUATAN PLASTIK BIODEGRADABLE DARI KITOSAN DAN PATI JAGUNG

Sumari, Nazriati, Luluk Mufidah

587 PENGARUH PELAPISAN SILIKA TERHADAP DAYA ADSORPSI NANOPARTIKEL

MAGNETITE

Fauziatul fajaroh, Nazriati

594

VOLTAMETRI LUCUTAN DENYUT DIFFERENSIAL SEBAGAI ALTERNATIF METODE UNTUK ANALISIS SELENIUM

Fitri Dara, Indra Noviandri, B. Buchari

599

EFEK pH TERHADAP GELLING TIME DAN KARAKTERISTIK SILIKA XEROGEL Nazriati, Bella Charnel Dion Shap Raga, Fauziatul fajaroh, Sumari

607

PEMANFAATAN KOMPOS DAUR ULANG SAMPAH ORGANIK TPA TLEKUNG SEBAGAI ADSORBEN TEMBAGA

Alfian A. F., Irma Kartika Kusumaningrum, M. Sodiq ibnu

612

EFEKTIVITAS KOMPOS TPA TLEKUNG SEBAGAI ADSORBEN KADMIUM PADA LINDI Irma K Kusumaningrum, Yudhi Utomo

619 METODE INDUCTIVELY COUPLED PLASMA MASS SPECTROPHOTOMETRY (ICP-MS)

SEBAGAI PENENTUAN ARSENIK PADA NATURAL SEDIMEN

Anugrah Ricky Wijaya, Irma Kartika Kusumaningrum, Yudhi Utomo, Surjani Wonorahardjo

626

KARAKTERISASI FISIKOKIMIA DAN PROFIL ASAM LEMAK PENYUSUN MINYAK BIJI KROKOT (Portulaca oleracea L.)

Bawana Putra, Hartati Soetjipto, Margareta Novian C.

632

UJI VIABILITAS SEL L6 (RAT MUSCLE CELLS) TERHADAP ION LOGAM TRANSISI YANG BERPOTENSI SEBAGAI OBAT ANTI DIABETES MENGGUNAKAN CCK-8

Anna Safitri, Aviva Levina, Peter A. Lay

638

ILMU KIMIA METABOLIT SEKUNDER DALAM BIJI ASAM JAWA (Tamarindus indica Linn) DAN UJI (BIO)AKTIVITASNYA

Sutrisno, Rangga Putra Pranika Perdana, Fiqih Fajar Ria Khasanah, Aini Fitrotun Hanifa, Ayu Nurjannah

645

MENGEMBANGKAN KETERAMPILAN TINGKAT TINGGI SISWA MELALUI PEMBELAJARAN KIMIA BERKONTEKS SOCIOSCIENTIFIC ISSUES

(SSI) DAN NATURE OF SCIENCE (NOS) Prof. Sri Rahayu, MEd., PhD

Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Malang (UM) Jl. Semarang 5 Malang 65145

ABSTRAK

Tujuan utama pembelajaran sains di sekolah pada abad ke-21 adalah mempersiapkan semua siswa agar dapat: (1) hidup secara mandiri di dunia yang mengalami perubahan cepat, terutama dalam bidang sains dan teknologi; (2) memiliki literasi sains yang baik; dan (3) mempersiapkan sebagian kecil siswa yang akan meniti karir sebagai ilmuwan (spesialis) di masa mendatang. Agar siswa dapat belajar secara mandiri dan memiliki literasi sains yang baik, maka mereka harus mampu menerapkan keterampilan tingkat tinggi, seperti keterampilan dalam belajar, berfikir, berinkuiri dan memecahkan masalah (problem solving). Pengembangan keterampilan tersebut hanya dapat dicapai melalui pemberian kesempatan belajar yang eksplisit, terbimbing dan direncanakan dengan baik. Oleh karena itu, guru perlu memberikan materi pembelajaran dan pendekatan/strategi tertentu agar dapat mendorong berkembangnya keterampilan tersebut secara memadai. Salah satu cara yang dapat digunakan untuk tujuan tersebut adalah dengan menerapkan strategi pembelajaran berbasis inkuiri yang berkonteks socioscientific issues (SSI) dan mengeksplisitkan nature of science (NOS).

Kata kunci: ketrampilan tingkat tinggi, inkuiri, socioscientific issues, nature of science ABSTRACT

The main goals of school science instruction on the 21^st century is preparing all students who can be: (1) live independently in the world that changing quickly, especially in the field of science and technology; (2) have a good scientific literacy; and also (3) prepare small portion of students who will pursue a career as a scientist (specialist) in the future. In order for students can learn independently and have good scientific literacy, they should be able to implement high order skills, such as learning skills, thinking skills, inquiry skills and solving problems. The skills development can only be achieved through giving learning opportunities explicitly, guided and planned well.

Therefore, teachers should provide lesson and approach or specific strategies that can be encouraging the development of such skills adequately. One way that can be used for such purpose is implementation of inquiry with context of socioscientific issues (SSI) and nature of science (NOS) explisitly.

Keywords: higher order skills, socioscientific issues, nature of science

1. PENDAHULUAN

Kita telah memasuki abad ke-21 dimana telah terjadi perubahan yang revolusioner dalam bidang sains dan teknologi. Berbagai terobosan dalam kedua bidang tersebut menyebar ke seluruh penjuru dunia atau mengglobal (Friedman, 2007). Penemuan dan perkembangan baru dalam genetika, nano sains dan neurosains misalnya, memberikan khabar baik dalam bidang kesehatan manusia yang pada hakekatnya adalah meningkatkan kualitas hidup umat manusia.

Namun, perkembangan lain dalam bidang sains dan teknologi juga dapat menyebabkan

terjadinya permasalahan baru yang berkaitan dengan etika, moral dan isu-isu global yang

justru mengancam martabat dan kelangsungan hidup manusia. Sebagai contoh, terjadinya masalah pemanasan global, berkurangnya sumber energi secara global atau munculnya berbagai bentuk polusi yang mengganggu kestabilan alam.

Dengan adanya berbagai perubahan revolusioner dalam abad 21 dan berbagai dampak yang ditimbulkannya, maka diperlukan pendidikan yang efektif yang dapat mempersiapkan siswa dalam menghadapi berbagai perubahan yang terjadi. Hasil-hasil penelitian menunjukkan bahwa siswa yang lulus dari sekolah menengah, pendidikan vokasi ataupun perguruan tinggi sangat kurang dalam penguasaan sejumlah keterampilan dasar dan keterampilan terapan yang diperlukan untuk Abad 21. (Trilling & Fadel, 2009). Oleh karena itu, tidaklah cukup jika guru hanya mentransfer informasi agar siswa mengingat dan menyimpannya dalam otak untuk dipergunakan di masa depan. Pendidikan saat ini harus fokus pada membantu siswa belajar bagaimana cara belajar (learn how to learn) dan membantu mereka untuk menjadi masyarakat yang memiliki literasi sains yang baik.

Bagaimana kita mempersiapkan siswa agar memiliki keterampilan yang diperlukan di abad 21 dan kemampuan dalam berliterasi sains? Dalam makalah ini akan dibahas mengenai pentingnya literasi sains dan berbagai ketrampilan tingkat tinggi yang dibutuhkan di abad 21, peranan nature of science (NOS) sebagai komponen penting dalam berliterasi sains, peranan

socioscientific issues (SSI) sebagai konteks belajar, dan bagaimana merancang pembelajaran

sains yang dapat mengoptimalkan kemampuan atau ketrampilan tingkat tinggi untuk abad 21.

2. PEMBAHASAN

2.1 Literasi Sains dan Ketrampilan Tingkat Tinggi di Abad 21

Tujuan utama pembelajaran sains di sekolah pada abad ke-21 di berbagai belahan dunia adalah mengarah pada : (1) mempersiapkan semua siswa agar dapat hidup secara mandiri di dunia yang mengalami perubahan cepat, terutama dalam bidang sains dan teknologi; (2) memiliki literasi sains yang baik; dan (3) mempersiapkan sebagian kecil siswa yang akan meniti karir sebagai ilmuwan(spesialis) di masa mendatang. Agar siswa dapat belajar secara mandiri dan memiliki literasi sains yang baik, maka mereka harus mampu menerapkan keterampilan tingkat tinggi, seperti keterampilan dalam belajar, berfikir, berinkuiri dan memecahkan masalah (problem solving) (Campbell et al, 2000). Seiring dengan itu, guru-guru sains dihadapkan pada tantangan yang cukup berat yaitu harus mengajarkan begitu banyak topik-topik sains (kimia) di kelas dan kebutuhan untuk mengembangkan kemandirian dan literasi sains siswa. Beberapa peneliti dan pendidik mengklaim bahwa kemampuan dan keterampilan siswa berkembang dengan sendirinya atau secara spontan setelah mengalami berbagai pengalaman belajar dalam perjalanan studi mereka. Peneliti lain mengklaim bahwa pengembangan keterampilan dapat dicapai hanya melalui pemberian kesempatan belajar yang eksplisit, terbimbing dan direncanakan dengan baik. Kebanyakan hasil-hasil penelitian tidak mendukung klaim yang pertama yang menyatakan bahwa keterampilan diperoleh secara spontan, namun pada kenyataannya, studi tersebut menunjukkan bahwa siswa merasa sulit untuk memperoleh keterampilan sendiri dan dengan demikian perlu bimbingan dan pengajaran langsung (Castello, & Monereo, 1999).

Oleh karena itu, guru perlu memberikan materi pembelajaran dan pendekatan/strategi tertentu agar dapat mendorong berkembangnya keterampilan tersebut secara memadai. Bagaimanakah cara mengembangkan ketrampilan tingkat tinggi siswa melalui pembelajaran sains (kimia)?

Salah satu cara yang dapat digunakan untuk tujuan tersebut adalah dengan menerapkan

strategi pembelajaran berbasis inkuiri yang berkonteks

socioscientific issues (SSI) dan

mengeksplisitkan

nature of science (NOS). Dengan menggunakan strategi dan konteks

tersebut diharapkan siswa dapat mengembangkan berbagai ketrampilan tingkat tinggi yang

diperlukan agar di masa mendatang menjadi individu yang mandiri dan memiliki literasi sains yang baik.

Pengembangan literasi sains (scientific literacy) siswa searah dengan pengembangan

life skills (Rychen & Salganik, 2003). Literasi sains diperuntukkan bagi semua orang, bukan

hanya bagi orang yang memilih karir dalam bidang sains atau spesialis dalam bidang sains.

Menurut Gräber dkk (2001) literasi sains adalah berbasis kompetensi yang merupakan hasil interseksi (persinggungan) antara “what do people know” (terdiri dari kompetensi konten sains dan kompetensi epistemologis), “what do people value” (terdiri dari kompetensi etika/moral), dan “what can people do” (terdiri dari kompetensi belajar, kompetensi sosial, kompetensi prosedural, kompetensi berkomunikasi). Model literasi sains Graber, seperti yang digambarkan pada Gamber 1 dibawah, menekankan perlunya keseimbangan antar berbagai kompetensi dan membutuhkan keterampilan dalam pengambilan keputusan sosiosaintifik (Holbrook & Rannikmae, 2007).

Holbrook & Rannikmae (2009) mengembangkan definisi baru tentang literasi sains yang menjadi target pendidikan sains. Mereka menyarankan perlunya apresiasi tentang hakikat sains (NOS) dan relevansinya dengan sains yang sedang diperoleh, sehingga mengembangkan literasi sains melalui pendidikan sains adalah mengembangkan kemampuan untuk menggunakan pengetahuan dan keterampilan sains secara kreatif berlandaskan bukti- bukti cukup, khususnya yang relevan dengan karir dan kehidupan sehari-hari dalam memecahkan permasalahan-permasalahan penting dan memberi menantang secara pribadi didalam membuat keputusan sosiosaintifik secara berpertanggung jawab. Selain itu, dalam literasi sains diperlukan juga kemampuan mengembangkan keterampilan berinteraksi secara kolektif, pengembangan diri dengan pendekatan komunikatif, dan perlunya menunjukkan penalaran yang dapat dimengerti dan persuasif dalam memuat argumentasi dalam isu-isu sosiosaintifik.

Berkaitan dengan pengembangan literasi sains, Program for International Student Assessment (PISA) (OECD, 2007) menetapkan empat dimensi dalam menilai literasi sains siswa usia 15 tahun, yaitu:

1. Dimensi proses sains, yaitu kemampuan siswa memahami hakekat sains (nature of

science/NOS), prosedur sains, serta kekuatan dan limitasi sains. Siswa perlu memahami

bagaimana ilmuwan sains mengambil data dan mengusulkan eksplanasi-eksplanasi terhadap fenomena alam, mengenal karakteristik utama penyelidikan ilmiah. PISA menetapkan tiga aspek dari komponen kompetensi/proses sains berikut dalam penilaian literasi sains, yakni mengidentifikasi pertanyaan ilmiah, menjelaskan fenomena secara ilmiah dan menggunakan bukti ilmiah. Proses kognitif yang terlibat dalam kompetensi sains antara lain penalaran induktif/deduktif, berfikir kritis, pengubahan representasi, mengkonstruksi eksplanasi berdasarkan data, berfikir dengan menggunakan model dan menggunakan matematika.

2. Dimensi konten/pengetahuan sains, yaitu konten sains yang menjadi kurikulum sains sekolah dan juga pengetahuan yang diperoleh melalui sumber-sumber informasi lain yang tersedia.

3. Dimensi konteks, yaitu soal-soal soal pada penilaian PISA berfokus pada situasi yang

terkait pada diri individu, keluarga dan kelompok individu (personal), komunitas

masyarakat, serta kehidupan lintas negara (global). Konteks PISA mencakup bidang-

bidang aplikasi sains dalam seting personal, sosial dan global, yaitu: (1) kesehatan; (2)

sumber daya alam; (3) mutu lingkungan; (4) bahaya; (5) perkembangan mutakhir sains

dan teknologi. Salah satunya adalah konteks socioscientific issues (SSI).

4. Dimensi sikap, yaitu sikap yang dimiliki siswa didalam menghadapai atau memecahkan permasalahan-permasalahan yang terjadi dalam konteks kehidupannya terkait dengan sains.

Dengan demikian untuk membimbing siswa agar dapat hidup lebih mandiri dan memiliki literasi sains yang baik maka sudah menjadi tugas sekolah untuk memfokuskan pembelajaran sains pada berbagai ketrampilan tingkat tinggi yang diperlukan dalam abad 21.

Keterampilan-keterampilan yang dimaksudkan termasuk: (1) keterampilan berfikir tingkat tinggi (higher order thinking skills) seperti keterampilan berfikir kritis dan kreatif; (2) keterampilan belajar seperti keterampilan berkomunikasi (lisan dan tulisan), keterampilan berargumentasi, keterampilan bekerjasama dalam team; (3) keterampilan berinkuiri seperti keterampilan menggunakan prosedur-prosedur ilmiah dan menginvestigasi, dan (4) keterampilan memecahkan masalah (problem solving). Berbagai keterampilan ini dapat dibelajarkan dengan suatu strategi pembelajaran literasi sains, yaitu pembelajaran yang menggunakan pendekatan inkuiri dengan mengaitkan isu-isu kontemporer atau isu-isu sosiosaintifik kedalam pembelajaran dan mengeksplisitkan NOS.

2.2 Peranan nature of science (NOS) sebagai komponen penting dalam berliterasi sains The nature of science (NOS)

merupakan epistemologi sains, yaitu sains sebagai cara mengetahui atau mengacu pada nilai-nilai dan keyakinan yang melekat pada sains (pengetahuan ilmiah) dan perkembangannya (Abd-El-Khalick & Lederman, 2000). Ada tujuh aspek NOS yang dapat dimasukkan dalam kurikulum dan pembelajaran sains yang umum dan juga relevan dengan kehidupan mereka sehari-hari. Ketujuh aspek tersebut adalah (1) pengetahuan ilmiah bersifat tentatif; (2) pengetahuan ilmiah berbasis empiris (empirically-

based); (3) pengetahuan ilmiah bersifat subyektif (theory-laden); (4) pengetahuan ilmiah

selalu melibatkan inferensi, imajinasi dan kreativitas manusia; (5) pengetahuan ilmiah terikat dengan aspek sosial budaya; (6) perbedaan antara observasi dan inferensi dan (7) fungsi dan hubungan antara teori ilmiah dan hukum ilmiah (Bell, Lederman, & Abd-El-Khalick, 2000;

Gambar 1. The Gräber model for scientific literacy

Lederman, 2007; Lederman, 2006). Ketujuh aspek tersebut saling berkaitan dan tidak bisa berdiri sendiri.

Tujuan utama mengintegrasikan

NOS

secara eksplisit kedalam kurikulum sains adalah untuk membantu mendidik siswa menjadi warga negara yang memiliki literasi sains sehingga dapat memecahkan permasalahan-permasalahan sains dan teknologi yang kompleks dalam kehidupan modern dan budaya demokratis (OECD, 2009). Selain itu, penetapan NOS sebagai komponen utama dalam literasi sains sudah semakin mapan di berbagai negara dan digunakan sebagai tujuan belajar yang penting dalam setiap kurikulum sains (Hodson, 2014).

Melalui integrasi NOS secara eksplisit dalam rancangan pembelajaran sains, kemampuan lain yang diperlukan dalam pengembangan literasi sains diharapkan juga dapat terwadahi.

2.3 Socioscientific issues (SSI) Sebagai Konteks Belajar dan Rancangan Pembelajarannya

Konteks pembelajaran meliputi segala sesuatu yang berada di lingkungan sekitar yang dapat

berupa fisik, sosial, institusional dan personal yang mempengaruhi proses belajar

mengajar. Berkaitan dengan konteks, kharakteristik pembelajaran sains dapat digolongkan sebagai pembelajaran berkonteks dan yang tidak berkonteks. Dalam pembelajaran yang berkonteks, hakikat sains (NOS) misalnya, dikaitkan dengan topik sains tertentu. Contoh khusus untuk pengintegrasian NOS didalam pembelajaran sains adalah: (a) NOS dalam pembelajaran konsep struktur atom modern, (b) NOS dalam argumentasi dan perdebatan tentang socioscientific issues (SSI), dan (c) NOS untuk mengembangkan keterampilan proses

(Bell, Matkins, & Gansneder, 2011). Bila hakikat sains diajarkan dengan cara yang tidak

berkonteks maka hakikat sains tersebut menjadi fokus utama pembelajaran dan diajarkan melalui penggunaan kegiatan dan diskusi khusus yang dirancang untuk mendorong aspek- aspek tertentu dari hakikat sains dengan tidak mengaitkan langsung terhadap konten sains atau keterampilan proses.

Literasi sains membahas tentang konteks sains dan peranannya dalam perubahan yang

terjadi di dunia. Isu-isu sosial-saintifik (SSI) memiliki implikasi moral dan etika. Oleh karena

itu, dorongan untuk literasi sains membutuhkan perhatian kurikuler terhadap implikasi moral

dan etika dari isu-isu sosial-saintifik. Literasi sains penting bagi semua siswa. Sebagian besar

siswa tidak akan menjadi ilmuwan yang professional. Mereka perlu memiliki kemampuan

dalam menggunakan proses ilmiah dan kebiasaan berfikir dalam memecahkan masalah yang

dijumpai dalam kehidupan sehari-hari dan untuk menghadapi masalah yang melibatkan ilmu

pengetahuan dan membuat keputusan (Sadler, 2004).

SSI menjadi semakin penting dalam

bidang pendidikan sains karena dapat digunakan sebagai alat untuk: (a) menjadikan

pembelajaran sains lebih relevan bagi kehidupan siswa; (b) wahana yang mengarahkan hasil

belajar seperti apresiasi terhadap hakikat sains; (c) meningkatkan argumentasi berdialog; (d)

meningkatkan kemampuan mengevaluasi informasi ilmiah; dan (e) termasuk aspek penting

dalam literasi sains (Sadler & Zeidler, 2004: 6).

SSI

menginspirasi, memprovokasi, atau

sebaliknya mengkontroversi wawasan. Isu-isu tersebut sering ditemukan pada

frontier of science (science dalam pembuatan) yang potensial mengenai hewan, energi, dan penggunaan

lahan dan teknologi genetika dan reproduksi.

SSI

biasanya melibatkan perdebatan para ahli

pada pertanyaan-pertanyaan ilmiah utama yang tidak memiliki solusi sederhana dan jelas

(Kolstø et al., 2006). Kontroversi semacam itu yang memprovokasi keterlibatan pikiran siswa

merupakan keunikan

SSI karena provokasi tersebut tidak mungkin bisa muncul dalam

perkuliahan/ceramah. Pembenaran untuk menggunakan

SSI, dijelaskan oleh Zeidler et al

(2009), didirikan pada kerangka teoritis dari bidang psikologi perkembangan, sosiologi dan

filsafat.

Siswa memperoleh pengetahuan di kelas bisa dengan atau tanpa

SSI, namun SSI

memiliki keunikan yaitu SSI dapat mengelola berbagai macam hasil belajar (misalnya literasi sains, hakikat sains yang disebut sebagai kekuatan penyatuan (unification power) (Zeidler et al, 2005). Dengan mendorong keterlibatan siswa yang besar melalui permasalahan sosial yang relevan dan berakar dari disiplin ilmu,

SSI telah menunjukkan potensinya untuk

meminimalkan isu-isu pengelolaan kelas dan menyediakan pemecahan masalah dan peluang perolehan konten sains (Sampson, Groom, & Walker, 2011). Selain itu, SSI dapat mengembangkan moral siswa melalui eksplorasi permasalahan sosial dan pribadi yang menggunakan perspektif tersebut, dengan demikian, akan menciptakan lingkungan belajar yang lebih bermakna (Zeidler & Keefer, 2003). Jika dikaitkan dengan isu-isu moral dalam proses pertimbangan untuk pengambilan keputusan atau tindakan, siswa secara alamiah menjadi merasa memiliki masalah tersebut dan suasana seperti ini jarang sekali dipraktekkan di sekolah.

Masalah-masalah SSI menggabungkan komponen-komponen moral dan etika dari suatu topik sains yang dilakukan melalui kegiatan diskusi dan interaksi siswa tentang isu-isu kontroversial bertujuan untuk meredam/memecahkan isu-isu tersebut. Oleh karena itu,

SSI

bersifat terbuka sehingga memungkinkan siswa untuk berfikir kritis mengenai isu-isu tersebut bersama dengan orang lain yang memiliki pandangan yang berbeda (Simonneaux, 2008;

Zeidler & Sadler, 2008). Gerakan SSI memfokuskan pada bagaimana siswa memahami suatu permasalahan serta mengambil keputusan dan keputusan-keputusan yang mereka buat tentang isu-isu tersebut berkaitan dengan moral dan etika. Beberapa contoh permasalahan yang bisa dikategorikan

socioscientific issues misalnya permasalahan tentang pemanasan

global (global warming), pencemaran lingkungan, penerapan nuklir, dan sebagainya.

2.4 Desain Pembelajaran Kimia untuk Mengoptimalkan Ketrampilan Tingkat Tinggi.

Dalam mendesain pembelajaran yang dapat mengoptimalkan ketrampilan tingkat tinggi yang dibutuhkan di abad 21 dan literasi sains, ada beberapa langkah yang harus dilakukan.

Pertama, pilihlah topik-topik kimia yang memiliki sifat bukan deskriptif. Akan lebih baik

jika dipilih topik yang dapat dibelajarkan melalui kegiatan investigasi atau diskusi. Misalnya, topik asam-basa, laju reaksi, kesetimbangan. Kedua, tentukan ketrampilan tinggi utama yang akan dikembangkan. Misalnya ketrampilan berfikir kritis, ketrampilan berkomunikasi, ketrampilan beragumentasi, dsb.

Ketiga, tentukan model/strategi pembelajaran yang menggunakan pendekatan inkuiri

ilmiah, misalnya leraning cycle atau inkuiri terbimbing. Inkuiri ilmiah didefinisikan sebagai berbagai cara yang digunakan oleh para ilmuwan dalam mempelajari alam semesta dan dalam upaya mengajukan penjelasan berdasarkan bukti-bukti yang diperoleh dari kegiatannya. Inkuiri juga mengacu pada aktivitas yang dilakukan oleh siswa dalam proses mengembangkan pengetahuan dan pemahaman tentang ide-ide ilmiah, juga tentang bagaimana seorang ilmuwan mempelajari alam semesta (NAP, 2012). Oleh karena itu, walaupun sangat erat kaitannya dengan proses sains, inkuiri ilmiah lebih dari sekedar mengembangkan ketrampilan proses seperti mengamati, menginferensi, mengklasifikasikan, memprediksi, mengukur, merumuskan masalah, menginterpretasi dan menganalisis data.

Dengan kata lain, inkuiri ilmiah tidak hanya mencakup ketrampilan proses sains tradisional tetapi juga mengkombinasikan proses tersebut dengan pengetahuan, penalaran, dan berfikir kritis untuk mengembangkan pengetahuan ilmiah.

Kegiatan inkuiri juga merupakan sarana untuk menerapkan pendekatan konstruktivistik

dalam belajar yang mana melalui sarana tersebut siswa membangun konsep sains yang

diajarkan dan memperdalam pemahamannya tentang konsep tersebut. Tujuan inkuiri di kelas

atau di laboratorium adalah membuat pembelajaran sains dapat benar-benar menyerupai inkuiri otentik kegiatan ilmiah (Lederman, 2014). Dalam hal ini, guru berupaya untuk mewujudkan kegiatan ilmiah tersebut di kelas atau di laboratorium dan sekaligus menunjukkan kepada siswa bagai-mana pengetahuan tentang alam semesta diciptakan, atau dibangun. Pembelajaran inkuiri dapat diterapkan dalam berbagai konteks.

Sejak masyarakat pendidik sains mengakui bahwa pemahaman siswa terhadap hakekat sains (NOS) dan inkuiri ilmiah merupakan hasil belajar yang penting, berbagai negara termasuk Indonesia mulai mengajarkan hands-on activity, pembelajaran berbasis inkuiri dan juga pembelajaran dengan ketrampilan proses. Pendekatan yang digunakan tersebut adalah pendekatan implisit dengan asumsi bahwa dengan melakukan kegiatan sains (doing science) siswa akan mudah memahami NOS dan inkuiri ilmiah (Lederman, 2014). Namun, hasil-hasil penelitian menunjukkan bahwa pendekatan implisit tidak efektif dalam meningkatkan pemahaman guru dan siswa tentang NOS dan/atau inkuiri ilmiah (Haukoos & Penick, 1985).

Pendekatan alternatif yang cocok untuk meningkatkan literasi sains adalah pendekatan eksplisit. Untuk meningkatkan pemahaman siswa tentang berbagai upaya ilmiah (scientific

endeavor) (misalnya subyektifitas, inferensi, observasi, metode ilmiah), maka sudah

seharusnya pembelajaran riil di kelas atau di laboratorium direncanakan secara eksplisit dan bukan hanya diantisipasi sebagai efek samping atau hasil sekunder dari berbagai pendekatan dalam pengajaran sains. Oleh karena itu, secara eksplisit beberapa aspek

NOS yang sesuai

dengan materi pelajaran diintegrasikan ke dalam strategi pembelajaran inkuiri ilmiah. Guru perlu secara aktif melakukan scaffolding untuk mentrasfer aspek-aspek

NOS

dari kegiatan investigasi siswa kedalam konteks sosial yang lebih relevan. Jika siswa memiliki memiliki pengalaman dalam melakukan kegiatan sains yang otentik, maka diharapkan mereka secara alamiah bisa merefleksikanapa yang telah mereka lakukan dan mengapa mereka melakukan kegiatan tersebut. Dalam hal ini, guru memfasilitasi siswa dalam memahami

NOS. Pada

gilirannya, siswa akan memiliki apresiasi yang lebih baik terhadap konsep-konsep yang sedang dipelajari dan mereka memahami bagaimana konsep tersebut dikembangkan. Siswa akan “melihat” hubungan antara kegiatan sains, pengetahuan sains, dan hakekat sains (NOS).

Hal ini tidak akan mengalihkan perhatian dari materi pelajaran, namun akan lebih membantu siswa dalam mengembangkan pemahamannya terhadap materi secara lebih baik dan juga pemahaman tentang sains sebagai cara mengetahui alam semesta. Selain itu, jika kegiatan inkuiri tersebut berhasil, maka diharapkan siswa belajar bagaimana membangun klaim ilmiah, meningkatkan kemampuan bertanya dan berfikir kritis serta bagaimana berargumentasi yang baik.

Pilih atau buatlah isu-isu sosiosaintifik yang sedang populer di Indonesia atau di dunia dan sertakan pula data-data ilmiah yang diperlukan. Isu-isu tersebut harus memuat konten kimia yang sedang dipelajari oleh siswa. Pembelajaran kimia dengan konteks isu-isu sosiosaintifik dapat menjadi wahana untuk mengembangkan ketrampilan berfikir kritis, argumentasi, komunikasi, bekerja sama dalam tim dan etika/moral. Isu-isu atau data ilmiah yang diperlukan dapat dieksplorasi dari internet, buku-buku populer atau sumber informasi yang lain.

3. PENUTUP

Sudah menjadi tugas sekolah atau guru untuk menyiapkan siswa agar di masa mendatang

dapat menjadi individu yang mandiri dan memiliki literasi sains yang baik. Salah satu

langkah yang bisa diterapkan di sekolah adalah melalu desain pembelajaran yang secara

eksplisit dapat memaksimalkan potensi-potensi dalam diri siswa. Desain pembelajaran yang

cocok untuk tujuan itu adalah desain pembelajaran yang menggunakan pendekatan inkuiri

berkonteks isu-isu sosiosaintifik dan desain itu secara eksplisit mengajaran hakekat sains.

Melalui pembelajaran ini selain dapat melatih siswa untuk berlatih melakukan inkuiri ilmiah, juga berlatih beberapa ketrampilan berfikir dan memecahkan serta mengambih keputusan secara mandiri dan beretika terkait dengan isu-isu sosiosaintifik yang dimunculkan dalam topik kimia yang diajarkan saat itu.

4. RUJUKAN

Abd-El-Khalick, F., & Lederman, N.G. 2000. Improving science teachers' conceptions ofthe nature of science: A critical review of the literature. International Journal of Science

Education, 22(7), 665-701.

Bell, R. L., Lederman, N. G., & Abd-El-Khalick, F. 2000. Developing and acting upon one's conception of the nature of science: A follow-up study. Journal of Research in Science

Teaching, 37, 563-581.

Bell, R. L., Matkins, J. J., & Gansneder, B. M. 2011. Impacts of contextual and explicit instruction on preservice elementary teachers’ understandings of the nature of science.

Journal of Research in Science Teaching, 48 (4), 414–436

Castello, M., & Monereo, C. 1999. Teaching learning strategies in compulsory secondary education. 8th European Conference for Research on Learning and Instruction, Sweden.

Friedman, T. 2007. The world is flat: A brief history of the twenty-first century. New York:

Farrar, Straus and Giroux.

Graber, W., Nentwig, P., Becker, H.J, Sumfleth, E., Pitton, A., Wollweber, K, Jorde, D. 2001.

Scientific literacy: From theory to practice. In H. Behrendt, et al (Eds). Research in

Science Education-Past, Present, and Future (pp 61-70). Nederland: Kluwer Academic

Publisher

Haukoos, G. D., & Penick, J. E. 1985. The effects of classroom climate on college science students: A replication study. Journal of Research in Science Teaching, 22(2), 163-168.

Holbrook, J., & Rannikmae, M. 2007. Nature of science education for enhancing scientific literacy. International Journal of Science Education, 29(11), 1347-1362

Kolstø, S., Bungum, B., Arnesen, E., Isnes, A., Kristensen, T., Mathiassen, K., Mestad, I.,Quale, A., Tonning, A., & Ulvik, M. 2006. Science students’critical examination of scientific information related to socioscientific issues. Science Education, 90, 632-655.

Lederman, N. G. 2006. Syntax of Nature of Science within Inquiry and Science Instruction.

Dalam B. Flick and N.G. Lederman (Eds.) Scientific Inquiry and Nature of Science

(hal.301-317). Dordrecht, Netherlands: Springer

Lederman, N.G. 2007. Nature of science: Past, present, and future. In S.K. Abell, & N.G.

Lederman, (Eds), Handbook of research in science education (pp 831-879). Mahwah, New Jersey: Lawrence Erlbaum Publishers

Lederman, N.G. 2014. Nature of science and its fundamental important to the vision of the next generation science standars. Science & Children, 8-10.

Organisation for Economic Cooperation and Development (OECD). 2017. OECD Database.

OECD. Online: Http://www.oecd.org/pisa/pisaproducts/

Rychen, D.S. & Salganik, L.H. 2003. Key competencies for a successful life and a well

functioning society. Cambridge, MA: Hogrefe & Huber.

Sadler, T. D & Zeidler, D.L. 2004. The morality of socioscientific issues: Construal and resolution of genetic engineering dilemmas. Science Education, 88 (1), 4-27

Sadler, T. D. (2004). Moral and ethical dimensions of socioscientific decision-making as

integral components of scientific literacy. Science Educator, 13, 39–48.

Sadler,T.D & Zeidler, D.L. 2004. The morality of socioscientific issues: Construal and resolution of genetic engineering dilemmas. Science Education, 88 (1), 4-27

Sampson, V., Grooms, J. & Walker, J.P. 2011. Argument-Driven Inquiry as a wayto help students learn how to part argumentation and craft written arguments: An Exploratory Study. Science Education, 95(2), 217-257

Trilling, B. & Fadel, C.2009. 21st century skills: learning for life in our times. by John Wiley

& Sons, Inc

Zeidler, D. L., Sadler, T. D., Simmons, M. L., & Howes, E. V. 2005. Beyond STS: A research based framework for socioscientific issues education. Science Education, 89(3), 357–377.

Zeidler, D.L. & Keefer, M. 2003. The role of moral reasoning and the status of socioscientific issues in science education: Philosophical, psychological and pedagogical considerations.

In D.L. Zeidler (Ed.), The role of moral reasoning on socioscientific issues and discourse

in science education. The Netherlands: Kluwer Academic Press.

Zeidler, D.L., & Sadler, T.D. 2008. Social and ethical issues in science education: A prelude

to action.Science and Education, 17, 799-803.

PENGEMBANGAN TOPIK DAN APLIKASI DALAM RISET SENSOR KIMIA &

BIOSENSOR MENGGUNAKAN PENDEKATAN PEMBELAJARAN BERBASIS PROYEK

Bambang Kuswandi

Chemo and Biosensors Group, Faculty of Pharmacy, University of Jember Jl. Kalimantan 37, Jember, 68121, East Java Indonesia

ABSTRAK

Saat ini kemajuan dibidang teknologi sensor telah menghasilkan beragam sensor baru yang sangat menarik dengan aplikasi dibanyak bidang termasuk dalam bidang pangan. Integrasi dari sensor tersebut dalam kemasan pangan sebagai label pintar telah menghasilkan beragam kemasan pintar (smart packaging). Salah satu kunci dalam pengembangan label pintar sebagai penggerak pensensoran adalah perubahan pH. Hal ini karena pH dapat mencerminkan beragam parameter dalam kualitas dan keamanan pangan, seperti total volatile amine, total mikroba, tektur dan warna.

Teknologi sensor kimia dan biosensor yang berbasis perubahan pH ini telah menghasilkan beragam desain sensor yang cocok untuk pemonitoran secara langsung keamanan dan kualitas produk pangan, seperti sensor kesegaran, kemasakan, kebocoran, atau waktu dan temperatur. Sehingga sebenarnya sensor ini sangat berguna untuk kendali kualitas dan keamanan pangan baik bagi produsen, konsumen maupun pihak yang berwenang, serta memiliki potensi untuk dikembangkan sebagai sistem sensor yang terintegrasi dalam sebuah kemasan, sehingga dapat berfungsi sebagai piranti aktif shelf-labelling untuk waktu kadaluarsa bila diintegrasikan pada kemasan. Disamping itu dapat pula digunakan untuk mengontrol distribusi secara optimum serta managemen dalam sistem rotasi stok pangan, sehingga menurunkan buangan bahan pangan. Dalam tulisan ini akan digambarkan pengembangan label pintar yang telah berhasil dikembangkan di kelompok riset kami terutama untuk produk pangan yang mudah rusak (Perishable foods), seperti ikan, daging dan buah. Karena itu, fokus utama dalam tulisan ini adalah pengembangan kemasan pintar berbasis pH yang merupakan sensor kimia untuk pemonitoran secara visual keamanan dan kualitas pangan, yang murah, mudah dan praktis baik bagi produsen dan konsumen produk pangan tersebut.

Kata kunci: Label pintar, pH, Sensor kimia, Biosensor, Kemasan, Keamanan dan kualitas pangan.

1. Latar Belakang

Untuk memenuhi meningkatnya kebutuhan konsumen terhadap produk pangan yang segar, aman dan berkualitas, saat ini telah pula dikembangkan kemasan pintar [

ⁱ

,

ⁱⁱ

,

ⁱⁱⁱ

].

Kemasan dengan label pintar telah mampu menyediakan informasi tentang integritas dan histori waktu dan temperatur dari kemasan pangan, untuk membantu dalam memastikan keamanan dan kualitas dari produk pangan dalam kemasan tersebut [

^iv

,

^v

,

^vi

], utamanya untuk produk pangan yang mudah rusak (perishable foods) [

^vii

,

^viii

,

^ix

). Karenanya, pada kemasan pintar disamping melindungi dan mengawetkan produk pangan, sebagai fungsi utama dari kemasan [

^x

], ia juga memberikan informasi tentang kualitas, keamanan dan kerunutan (traceability) dari produk pangan melalui label pintar yang diintegrasikan didalam kemasan tersebut.

Salah satu kunci dalam pengembangan label pintar sebagai penggerak pensensoran

pada kemasan pintar tersebut adalah pH. Hal ini karena perubahan pH pada komoditas

pangan dapat mencerminkan beragam parameter sebagai indikator kualitas dan keamanan

pangan, seperti total volatile amine, total mikroba, tektur dan warna. Teknologi sensor kimia dan biosensor yang berbasis perubahan pH ini dapat menghasilkan beragam desain sensor yang cocok untuk pemonitoran secara langsung keamanan dan kualitas produk pangan, seperti sensor kesegaran, kematangan, kebocoran, atau waktu dan temperatur. Sehingga sebenarnya sensor ini sangat berguna untuk kendali kualitas dan keamanan pangan baik bagi produsen, konsumen maupun pihak yang berwenang, serta memiliki potensi untuk dikembangkan sebagai sistem sensor yang terintegrasi dalam kemasan, sehingga dapat berfungsi sebagai piranti aktif

shelf-labelling untuk waktu kadaluarsa, bila diintegrasikan

pada kemasan atau dapat digunakan pula untuk mengontrol distribusi secara optimum serta managemen dalam sistem rotasi stok pangan, sehingga menurunkan buangan bahan pangan.

Tumbuhnya

trend informasi pada kemasan pangan, berarti pula adanya sebuah

tahapan yang diperlukan untuk menyediakan informasi tersebut, karenanya ini akan meningkatkan penggunaan label pintar pada kemasan, khususnya untuk produk-produk pangan instan. Konsumen akan selalu meningkat keingintahuannya akan kandungan atau bahan dari produk pangan dan bagaimana produk tersebut harus disimpan dan digunakan.

Kemasan, dalam hal ini akan memudahkan dan memungkinkan untuk berkomunikasi secara langsung dengan konsumen melalui piranti sensor film yang disediakan sebagai informasi visual tentang kualitas dan keamanan dari produk pangan tersebut. Pada tulisan ini akan difokuskan pada pengembangan label (smart or intelligent label) berbasis pH yang merupakan sensor kimia yang telah berhasil dikembangkan oleh kelompok riset kami utamanya pada pangan yang muda rusak seperti ikan, daging dan buah.

2. Label pintar

Secara praktis, label pintar adalah berupa sensor atau indikator yang mendeteksi dan memberikan informasi tentang kondisi dari produk pangan baik kualitasnya (kesegaran atau kemasakan) atau keamanannya (layak dikonsumsi). Kemasan yang terintegrasi dengan sensor ini biasanya disebut kemasan pintar. Karenanya, sensor/indikator sebagai label pintar pada kemasan pangan tersebut memiliki kemampuan untuk merunut produk tersebut, mendeteksi linkungan didalam atau diluar kemasan dan memberikan informasi tentang kondisi dari dari produk pangan tersebut, seperti yang diberikan dalam Gambar 1.

Secara prinsip, pada kemasan pintar terdapat dua jenis sensor/indikator yang

berfungsi sebagai label telah dikembangkan saat ini, yaitu: indikator langsung dan indikator

tak langsung. Indikator langsung adalah sensor yang mendeteksi secara langsung atas analit

yang menjadi penanda kualitas dan keamanan pangan. Dalam hal ini, beragam penanda

(marker) tersebut telah digunakan untuk kualitas dan keamanan pangan. Sedangkan indikator

tak langsung adalah label atau sensor pintar yang bekerja secara tidak langsung dalam

pendeteksiannya, misalnya, berdasarkan sebuah sistem reaksi yang mirip dengan degradasi

pangan yang dimonitornya. Dalam indikator tak langsung, sensor atau label pintar tersebut

bekerja dengan meniru (mimicking) perubahan untuk parameter tertentu dari produk pangan

pada kondisi yang sama. Untuk dapat digunakan sebagai sensor pemonitor kualitas dan

keamanan pangan, dalam kedua jenis label tersebut, maka kecepatan perubahan indikator

tersebut harus berkorelasi dengan perubahan temperatur selama transportasi dan distribusi [

^xi

].

Gambar 1. Prinsip kerja label pintar pada kemasan pangan sebagai indikator kualitas dan keamanan pangan.

Salah satu contoh dari jenis label pintar secara langsung adalah sensor atau indikator untuk kesegaran pangan. Indikator kesegaran atau sensor kesegaran yang telah dikembangkan tersebut misalnya, TVBN (total volatile basic nitrogen) [

^xii

,

^xiii

], CO

2

[

^xiv

], amina[

^xv

], ammonia [24,

^xvi

], etanol [

^xvii

], hidrogen sulfida (H

2

S) [

^xviii

] dan pH [

^xix

,

^xx

]. Label pintar berbasis pH inilah yang telah dikembangkan lebih lanjut di kelompok riset kami. Dengan mengintegrasikan sensor tersebut pada kemasan pangan, maka indikator kesegaran akan dapat direalisasikan sebagai label/indikator visible melalui perubahan warna bila terjadi perubahan kesegaran pada produk pangan karena adanya perubahan pH pada pangan tersebut, yang dapat dikaitkan dengan parameter kualitas pangan lainnya seperti total volatile amine, total mikroba, tektur, warna dan sebagainya.

Sedangkan salah satu contoh untuk label tak langsung adalah TTIs (time-temperature indicators) atau indikator waktu dan temperatur, yang juga didasarkan pada perubahan pH.

Saat ini banyak TTI yang tersedia di pasaran, dengan prinsip kerja berdasarkan perbedaan pH baik secara kimiawi, fisika dan biologi. Contoh untuk respon terhadap perubahan kimia dan fisika adalah menggunakan reaksi kimia atau perubahan fisika terhadap perubahan waktu dan temperatur. Misalnya reaksi asam-basa [

^xxi

], polimerisasi dsb. Sedangkan untuk respon biologi adalah berdasarkan pada perubahan aktivitas biologi, seperti mikroorganisme, spora atau ensim terhadap perubahan waktu dan temperatur. TTI akan berubah warnanya ketika dipaparkan terhadap temperatur yang lebih tinggi dibandingkan dengan yang dengan temperatur yang direkomendasikan dan mengalami perubahan warna ketika mendekati kadaluarsa. Karenanya TTI pada kemasan pangan akan memberikan informasi dan indikasi yang jelas dan akurat tentang kondisi kualitas dan keamanan serta kadaluarsa dari produk pangan. Beberapa contoh kemasan pintar yang telah berhasil dikembangkan oleh kelompok riset kami meliputi kemasan pintar untuk ikan [19, 20], daging [

^xxii

,

^xxiii

] dan buah [

^xxiv

,

^xxv

].

3. Label pintar langsung (Direct smart labels)

Label pintar langsung adalah mendeteksi secara langsung atau mensensing secara langsung untuk sebuah penanda tertentu yang berupa senyawa sebagai indikasi untuk kualitas dan keamanan pangan. Dalam hal ini, beragam label pintar yang berbeda telah dikembangkan, seperti indikator kesegaran, indikator kemasakan, indikator kebocoran dsb.

Utamanya label tersebut disajikan dengan perubahan warna, dimana kecepatan perubahan warna dari label tersebut berkorelasi dengan kecepatan penurunan atau pembusukan dari produk pangan terhadap perubahan temperatur dan waktu selama proses pengangkutan, distribusi dan penyimpanan. Pada sub judul berikut dijelaskan beragam jenis label langsung yang akan dikembangkan dalam penelitian.

3.1. Indikator Kesegaran (Freshness indicator)

Sensor kimia yang sederhana dan murah dapat digunakan sebagai indikator langsung dan

non-invasive dalam penentuan kesegaran ikan seperti yang dilaporkan dalam literatur

dengan berbasis perubahan pH. Dalam kemasan yang tertutup, ketika ikan mengalami pembusukan, maka pH akan meningkat selama proses tersebut, sehingga dapat dideteksi dengan indikator pH yang sesuai. Secara fundamental indikator pH akan berubah warna, bila pH lingkungan sekitarnya berubah dari asam, netral atau basa, sebagai kunci kerja dari sensor ini. Hal ini terjadi karena fakta bahwa ikan busuk melepaskan uap amina yang basa sehingga dapat dideteksi dengan sensor pH yang sesuai pada daerah tersebut [11, 12, 18, 19]. Secara praktis, hal ini dapat dibuat dengan menjerab pH warna pada matrik polimer (misalnya bromocresol green), sehingga lewat perubahan warnanya gas pembusukan tersebut dapat dideteksi yang berkorelasi terhadap jumlah total dari basa nitrogen yang dihasilkan [11, 12].

Dengan menggunakan sistem sensor ini, maka secara cepat dan sensitif deteksi kebusukan pada ikan dapat dilakukan secara kolorimetri dan

non-invasive. Disamping itu,

respon sensor juga dapat dikorelasikan dengan pertumbuhan bakteri dalam ikan tersebut, sehingga pemonitoran kebusukan ikan dapat dilakukan secara

real-time [11,12]. Sensor

warna ini memilki potensi untuk dikembangkan sebagai penanda kadaluarsa dari produk pangan, sehingga merupakan pengembangan dalam jaminan mutu produk bahan pangan yang saat ini masih jarang di Indonesia.

Dengan menggunakan prinsip yang sama, label cerdas dengan film polyaniline (PANI) sebagai sensor kimia telah dikembangkan untuk pemonitoran secara

real time pada

pembusukan produk ikan oleh kelompok riset kami seperti yang dipublikasi dalam literatur [19]. Pada label cerdas ini, sensor merespon melalui perubahan warna terhadap perubahan kadar uap amina basa (TVBN) yang dilepaskan selama pembusukan ikan. Dalam hal ini, label tersebut diterapkan pada ikan bandeng (Chanos chanos), dimana respon film PANI berkorelasi baik dengn pertumbuhan mikroba dalam ikan tersebut (total viable count (TVC) and

Pseudomonas spp.). Label cerdas ini telah memungkinkan pemonitoran kebusukan ikan

pada berbagai variasi temperatur ataupu temperatur tetap.

Label pintar baru dan inovatif lainnya dikembangkan berbasis kunyit (a curcumin- based sensor) untuk deteksi TVBN pada udang [20]. Kurkumin diimmobilisai pada membran nata decoco (bacterial cellulose membrane). Sehingga dengan metode ini, material sensor

dapat dimakan (edible) sehingga sangat cocok digunakan pada produk pangan. Perubahan warna dari sensor tersebut daru kuning menjadi orange kemudian kemerahan sebagai indikasi kebusukan, yang secara mudah dapat dilihat dengan mata telanjang (Gambar 2). Selanjutnya, membran ini memberikan respon yang berkorelasi dengan pola pertumbuhan bakteri dalam sample udang yang diuji, dan telah berhasil digunakan sebagai stiker sensor untuk memonitor kesegaran udang secara real-time monitoring baik pada kondisi kamar dan kondisi chiller.

(A) (B)

Gambar 2. (A).

Desain label pintar untuk indikasi kesegaran; (B) Applicakasi dari label pintar berbasis curcumin/nata decoco untuk kesegaran udang [20].

Membrab berbasis metode kolorimetri ini juga dapat dikembangkan lebih lanjut dengan menggunakan campuran indikator sebagai indikator kebusukan pangan

[

^xxvi

] yang memungkinkan produk pangan memiliki masa pakai efektif (effective shelf life) dengan memonitor dinamika kesegarannya secara visual bersaman dengan masa kadaluarsanya.

Pengembangan dari campuran indikator kesegaran ini akan dapat digunakan pada produk pangan lainnya, misalnya makanan instan, daging segar, daging unggas, ikan, buah potong dan sayuran.

3.2. Indikator kematangan (Ripeness indicator)

Karena sulitnya dalam menentukan tingkat kematangan buah-buahan untuk

dikonsumsi, maka kondisi ini selalu menjadi penghambat konsumen untuk memilih dan

membeli buah.

ripeSense^TM

[

^xxvii

] sebuah label pintar telah mengeliminasi hambatan ini

dengan menggunakan sensor yang dapat bereaksi dengan aroma yang dilepaskan oleh buah

tersebut ketika telah mencapai tingkat kematangan tertentu. Awalnya, sensor ini berwarna

merah dan kemudian berubah orange dan akhirnya kuning. Dengan, melihat perubahan warna

pada label tersebut, maka konsumen dapat memilih buah-buahan sesuai dengan tingkat

kematangan yang diinginkannya. Kerusakan buah dengan label ini secara signifikan dapat

diturunkan, karena konsumen bisa memeriksa sebelum membeli buah tersebut; disamping

sensor tersebut dapat meningkatk kesehatan dari buah. Label ini telah diaplikasikan untuk

buah pears, dan juga dapat digunakan pada buah kiwi, melon, manga, apokat, dan buah- buahan lainnya [21].

Saat ini, jumlah publikasi untuk label pintar pada kemasan sebagai indikator kematangan buah masih terbatas. Meskipun demikian, beberapa percobaan telah dilakukan untuk mengkonstruksi indikator kematangan buah berbasis etilena yang dilepaskan selama buah pada tahap matang, dan dapat digunakan sebagai penanda (marker) untuk kematangan buah, misalnya apel [

^xxviii

,

^xxix

]. Indikator warna ini berbasis molybdenum (Mo) yang berubah ketika bereaksi dengan etilen, dengan berubah dari putih menjadi biru karena reduksi dari Mo(VI) menjadi Mo(V). Sensitivitas dari perubahan warna molybdenum tersebut dapat diatur dengan nilai pHnya (pH 1.4-1.5) menggunakan larutan ammonium molybdate.

Indikator ini dapat dikombinasikan dengan pengenal warna untuk tujuan pengukuran secara kuantitatif.

Pendekatan lain yang telah kami kembangkan untuk indikator warna ini sebagai label pintar adalah menggunakan bromophenol biru, dan telah dicobakan untuk mendeteksi tingkat kematangan jambu biji (Psidium guajava L.) [

^xxx

]. Bromophenol biru (BPB) diimmobilisasi pada membran nata de coco dengan cara absorbsi. Membran BPB/sellulose sebagai indikator kematangan bekerja berdasarkan penurunan pH sebagai akibat dari naiknya uap asam organik (misalnya asam askorbat) yang diproduksi secara perlahan dalam kemasan jambu tersebut selamat proses pematangan. Akibatnya, warna dari indikator tersebut berubah dari biru menjadi hijau ketika jambu tersebut telah lewat matang. Hasil dari percobaan tersebut memperlihatkan bahwa label warna tersebut dapat digunakan untuk memvisualisasi tingkat kematangan buah jambu, pada suhu 4

^o

C dan 28

^o

C.

Untuk buah-buahan

non-climacteric, seperti strawberri, label pintar telah

dikembangkan menggunakan methyl red (MR) untuk deteksi kematangan strawberri (Fragaria vesca L.) [25]. MR diimmobiliasi pada membran sellulose (nata de coco) dan bekerja berdasarkan kenaikan pH sebagai akibat turunnya asam volatil secara gradual pada kemasan buah karena pembentukan ester secara ensimatis selama proses pematangan.

Sebagai akibatnya warna dari indikator berubah dari kuning menjadi merah-ungu bila buah lewat matang seperti yang ditampilkan pada Gambar 3. Hasil tersebut memperlihatkan bahwa label ini dapat digunakan untuk menentukan tingkat kematangan buah strawberri, karena ada korelasi antara perubahan warna dari label tersebut dengan tingkat kematangan buah, yang diperlihatkan pada tren perubahan yang sama. Label berbasis MR/sellulose telah berhasil digunakan sebagai label pintar pada monitoring strawberri pada kemasan baik pada suhu sekitar maupun suhu chillier.

(a) (b) (