Ari Basuki SMA Negeri 2, Tanjungpinang

Transkripsi

1 PEMBELAJARAN LANGSUNG TENTANG MATERIAL GENETIK MELALUI PRESENTASI ELEKTROFOREGRAM DNA MITOKONDRIA (MTDNA) MANUSIA: MUNCULNYA PEMAHAMAN, KETERTARIKAN DAN KETERAMPILAN PROSES SAINS SISWA SMA Ari Basuki SMA Negeri 2, Tanjungpinang ABSTRACT The purpose of study is to arise of understanding, attention for learning process, and science process skill on learning process of DNA as genetic material throught direct instruction with electroforegram human mtdna presentation. Research method is descriptive qualitative. Data collected with student respond paper. Respondent is 42 students of XII IPA class in SMA Negeri 2 Tanjungpinang, Kepulauan Riau province. The result of study showed that arising of student understanding and attention toward composition, sequence, and mutation of DNA in the learning process. An arising of process science skill from most of student, consist of empiric fact writing, comment to fact, other theories addition, problems and hypothesis propose that connected with teacher presentation materials in learning process. Key words: direct instruction, process science skill, SMA, mtdna presentation PENDAHULUAN Pembelajaran sains di Sekolah Menengah Atas (SMA) mengupayakan siswa agar mencapai penguasaan kemampuan yang sesuai dengan standar kompetensi (Depdiknas, 2006: 91). Standar kompetensi mata pelajaran kimia sebagai salah satu kajian sains dapat dikelompokkan atas ranah produk, proses, maupun sikap. Komponen mata pelajaran kimia sebagai produk meliputi fakta, konsep, teori, dan generalisasi. Komponen-komponen proses meliputi antara lain: identifikasi masalah, observasi, menyusun hipotesis atau membuat prediksi, menganalisis, mengekstrapolasi, dan mensintesis. Komponen sikap diantaranya meliputi: rasa ingin tahu yang tinggi, kritis, 81

2 ISBN : kreatif, rendah hati, skeptis, tekun, jujur dalam mengungkapkan fakta yang sebenarnya, dan berpendangan terbuka (Poedjiadi, 2007: 748). Guru sains memiliki peran sebagai pengarah proses belajar agar terjadi suasana pembelajaran yang konstruktif bagi siswa dalam penguasaan materi, pengembangan kemampuan kimia sebagai produk, proses maupun sikap. Guru memiliki peran pada tahapan penting proses pembelajaran, yaitu dimulai saat merencanakan, melaksanakan, evaluasi, hingga umpan balik. Sumber belajar lingkungan, ketersediaan sarana dan prasarana, potensi dan kemampuan siswa, materi pokok, serta pilihan model, metode, dan strategi menjadi bahan pertimbangan guru dalam upaya agar proses pembelajaran efektif untuk mencapai tujuan. Proses pembelajaran kimia dan biologi yang dilaksanakan oleh guru saat ini hanya memiliki kecendrungan untuk mengarahkan siswa dalam penguasaan sains dalam ranah produk terutama dalam materi pokok struktur DNA sebagai material genetik. Proses pembelajaran sering mengabaikan dua aspek penting lainnya yaitu kimia sebagai proses dan sikap. Pembelajaran tentang struktur asam nukleat hanya diberikan melalui kegiatan ceramah disertai pemberian soal-soal sebagai umpan balik. Struktur asam nukleat diinformasikan oleh guru pada siswa melalui uraian tertulis tanpa memperlihatkan bukti yang lebih nyata tentang fenomena DNA. Keterbatasan ketersediaan alat-alat dan bahan praktikum untuk materi pokok tentang material genetik juga menghambat upaya guru dalam meningkatkan keterampilan proses sains siswa terutama saat merancang dan melaksanakan eksperimen. Cara pembelajaran ini menyebabkan siswa hanya menerima paparan dari guru sehingga tidak aktif, membosankan, dan tidak memungkinkan terjadinya penumbuhan kemampuan proses sains siswa. Oleh sebab itu perlu adanya proses pembelajaran yang dapat memunculkan sebagian atau keseluruhan kemampuan proses sains siswa seperti pada materi pokok tentang material genetik. Guru dapat menghindarkan proses pembelajaran yang kurang konstruktif bagi siswa tersebut dengan memanfaatkan sumber belajar berupa elektroforegram mtdna manusia. Elektroforegram mtdna manusia merupakan hasil sekuensing yang dapat menunjukkan urutan nukleotida dan dapat dikaitkan dengan struktur basanya, serta mutasi 82

3 yang terjadi. Elektroforegram mtdna ini juga dapat menunjukkan keteraturan mutasi seperti pada empat generasi seketurunan ibu pada sel akar rambut dan darah (Basuki & Noer, 2007: 497), sehingga memungkinkan siswa untuk memunculkan kemampuannya dalam proses sains. Pembelajaran tersebut dapat dilakukan melalui salah satu model yaitu model pembelajaran langsung atau pemilihan model pembelajaran lainnya yang lebih tepat. Makalah ini mendeskripsikan tentang hasil-hasil respon dan tanggapan siswa dalam proses pembelajaran kimia pada materi pokok struktur molekul nukleotida dan polimer asam nukleat sebagai pendukung pembelajaran biologi tentang material genetik di SMA. Uraian tentang munculnya pemahaman dan ketertarikan terhadap materi, serta keterampilan proses sains siswa pada pembelajaran DNA deoxyribonucleic acid melalui pembelajaran langsung denganpresentasi elektroforegram mtdna manusia. METODE PENELITIAN Penelitian dilakukan menggunakan metode deskriptif kualitatif. Data diperoleh dengan menggunakan lembar angket dan isian siswa, kemudian diolah dengan menghitung persentasenya serta ditinjau dengan hasil-hasil penelitian yang berkaitan. Responden adalah siswa kelas XII IPA yang belum menerima penyajian materi pokok tentang DNA, sebanyak 42 orang di SMA Negeri 2 Tanjungpinang, provinsi Kepulauan Riau. Angket mengungkap pendapat siswa tentang kejelasan penyajian materi pokok urutan nukleotida, mutasi, pemahaman, dan ketertarikan terhadap penyajian materi pokok tersebut. Lembar isian siswa mengungkap kemampuan siswa dalam proses sains dengan indikator: menuliskan fakta, menaggapi fakta, menuliskan teori yang berkaitan, mengajukan permasalahan, dan mengajukan hipotesis. Pembelajaran langsung dilakukan dengan sintaks yang terdiri dari lima fase (Joyce et al, 2000: 343), pada materi pokok struktur molekul nukleotida dan polimer asam nukleat melalui presentasi elektroforegram mtdna manusia dengan bantuan program microsoft powerpoint. 83

4 ISBN : HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Model pembelajaran langsung tentang materi pokok struktur molekul nukleotida dan polimer asam nukleat melalui presentasi elektroforegram mtdna manusia pada lima fase dengan uraian sebagai berikut: Fase 1, menyampaikan tujuan pembelajaran berupa pemahaman tentang struktur nukleotida, urutan DNA, mutasi dan mempersiapkan siswa untuk dapat memunculkan kemampuan proses sains dengan diawali demonstrasi hukum Lavoisier (kekekalan massa dalam reaksi kimia). Demonstrasi penemuan hukum Lavoisier dilakukan dengan memanfaatkan reaksi larutan timbal nitrat dengan larutan kalium iodida, serta reaksi larutan tembaga sulfat dengan natrium hidroksida. Gambar 1. Elektroforegram mtdna sel akar rambut dan darah manusia (Basuki & Noer, 2007: 496). Fase 2, guru menyajikan informasi tentang DNA menggunakan elektroforegram mtdna yang menunjukkan keteraturan mutasi untuk empat generasi seketurunan ibu dari sel akar rambut dan darah seperti diperlihatkan pada contoh Gambar 1. Fase 3, guru membimbing dan mengarahkan siswa untuk memahami struktur nukleotida, urutan nukleotida mtdna, dan mutasi melalui pengajuan beberapa pertanyaan. Fase 4, guru memeriksa pemahaman siswa dengan mengajukan beberapa pertanyaan yang berkaitan dengan struktur nukleotida, urutan nukleotida mtdna, dan mutasi. Fase 5, guru memberikan kesempatan siswa untuk mengungkapkan pendapat, memberikan angket dan lembar isian keterampilan proses sains serta meminta siswa untuk melengkapinya (Joyce et al, 2000: 344., Trianto, 2007: 31). 84

5 A. Hasil Penelitian Hasil penelitian mengungkapkan data tentang pendapat siswa terhadap kejelasan penyajian materi tentang urutan nukleotida, mutasi, pemahaman, dan ketertarikan terhadap penyajian materi pokok tersebut. Data kemampuan siswa dalam proses sains terdiri dari indikator menuliskan fakta, menanggapi fakta, menuliskan teori yang berkaitan, mengajukan permasalahan, dan mengajukan hipotesis. Persentase siswa sebanyak 42 orang yang merespon presentasi elektroforegram mtdna manusia dalam berbagai indikator proses sains diperlihatkan pada tabel. Tabel 1 Persentase siswa yang merespon presentasi elektroforegram mtdna manusia dalam berbagai komponen proses sains (N= 42) No Indikator Keterampilan Proses Jumlah dan Persentase Respon Siswa B TB TT TR 1 Menuliskan fakta 29 (69%) 3 (7,2%) 9 (21,4%) 1 (2,4%) 2 Menanggapi fakta 24 (57,1%) 9 (21,4%) 7 (16,7%) 2 (4,8%) 3 Menuliskan teori terkait 16 (38,1%) 9 (21,4%) 5 (12%) 12 (28,5%) 4 Mengajukan masalah 23 (54,7%) 7 (16,7%) 10 (23,8%) 2 (4,8%) 5 Mengajukan hipotesis 18 (42,8%) 12 (28,5%) 7 (16,7%) 5 (12%) Rata-rata 22(52,3%) 8(19,1%) 7,6(18,1%) 4,4(10,5%) Keterangan: B = benar dan berkaitan, TB = benar tetapi tidak berkaitan, TT = tidak tepat, TR = tidak ada respon. Respon siswa yang menunjukkan kemampuan awal dalam proses sains dikelompokkan atas beberapa kategori sebagai berikut: B = benar dan berkaitan, TB = benar tetapi tidak berkaitan, TT = tidak tepat, atau TR = tidak ada respon. Tabel 1, memperlihatkan sebagian besar siswa mengungkapkan kemampuannya dalam lima indikator keterampilan proses dengan rata-rata persentase sebesar 89,5%. Siswa sebanyak 89,5% yang dapat memberikan respon pada lembar isian tentang kemampuan proses sains yang dapat terungkap dikelompokkan atas: ungkapan yang benar dan berkaitan sebanyak 52,3%, ungkapan yang benar dan tidak berkaitan sebanyak 19,1%, dan ungkapan yang tidak tepat sebanyak 18,1%, Siswa dengan rata-rata persentase sebesar 10,5% tidak memunculkan respon tentang kemampuannya dalam ungkapan proses 85

6 ISBN : sains. Penulisan fakta, tanggapan terhadap fakta, dan teori yang berkaitan dengan proses pembelajaran dengan baik dilakukan oleh sebagian besar siswa seperti contoh isian siswa berikut: 1. Amat: Fakta: Manusia yang satu dengan yang lain berbeda, baik secara fisik maupun nonfisik. Secara fisik dapat dilihat dari perbedaan warna kulit, bentuk rambut dan lain-lain. Tanggapan terhadap fakta: Pasti ada sesuatu yang menyebabkan mengapa warna kulit dan bentuk rambut berbeda. 2. Lidiana Sirait: Penulisan teori yang berkaitan: DNA menyampaikan (membawa) informasi gen dari generasi kegenerasi seterusnya. Siswa nomor 1 mengungkapkan fakta dengan melihat fenomena empiris di lingkungannya setelah penyajian urutan nukleotida elektroforegram mtdna manusia. Hal ini menunjukkan bahwa siswa memiliki kreativitas untuk meninjau lebih jauh sesuatu hal yang masih memiliki kaitan dengan DNA sebagai pembawa sifat keturunan secara fenotifik. Tanggapan tentang fakta yang diajukannya sendiri sangat berkaitan dan mengarahkan pada fungsi DNA dimaksud. Siswa nomor 2, meskipun penyajian materi pembelajaran tidak dikaitkan dengan gen tertentu, menuliskan suatu teori yang mengaitkan antara informasi genetik, DNA, dan generasi. Hal ini menunjukkan bahwa proses pembelajaran dapat merangsang siswa untuk mencari informasi lebih jauh tentang fenomena DNA dengan menggunakan buku sumber pembelajaran. Menuliskan teori yang berkaitan dengan fakta dan presentasi elektroforegram mtdna merupakan indikator yang paling sedikit mengungkapkan kemampuan siswa dan paling banyak siswa tidak memiliki kemampuan ini. Penulisan teori yang berkaitan dengan proses pembelajaran dengan tidak tepat dilakukan oleh sebagian besar siswa seperti contoh isian siswa berikut: 3. Hidayat Prayoga P: Penulisan teori yang berkaitan: Pada mutasi suatu basa nitrogen memungkinkan terjadinya insersi 86

7 Penulisan teori oleh siswa nomor 3 tersebut menunjukkan bahwa telah terjadi miskonsepsi tentang mutasi dan penyebab mutasi. Mutasi yang terjadi dapat dikelompokkan pada kategori yaitu insersi, delesi, transisi, atau transversi (Nelson & Cox, 2001: 966). Siswa nomor 3 tersebut memiliki pemahaman bahwa mutasi adalah penyebab insersi. Guru semestinya mengambil peran dalam mencegah terjadinya miskonsepsi tersebut dengan memberi penjelasan lebih lanjut tentang berbagai faktor penyebab mutasi serta pengelompokannya. Data persentase pendapat siswa terhadap kejelasan penyajian materi tentang urutan basa nukleotida yang dikaitkan dengan struktur nukleotida, mutasi, pemahaman, dan ketertarikan terhadap penyajian materi pokok seperti diperlihatkan pada Tabel 2. Respon berupa tanggapan siswa terhadap presentasi dikelompokkan atas kategori ya, sedang, tidak, atau tidak merespon. Tabel 2 memperlihatkan bahwa secara umum siswa memberi tanggapan bahwa presentasi dengan menggunakan elektroforegram mtdna manusia cukup baik untuk menjelaskan urutan basa nukleotida yang dikaitkan dengan struktur nukleotida dan mutasi. Siswa yang menyatakan penyajian tentang adanya mutasi tidak jelas dengan persentase hanya sebanyak 2,4%. Urutan basa nukleotida yang dikaitkan dengan struktur nukleotida dan mutasi yang dipresentsikan dengan elektroforegram mtdna manusia tidak mendapat respon siswa sebanyak 7,2%. Tabel 2. Persentase siswa yang merespon presentasi elektroforegram mtdna manusia dalam berbagai aspek pembelajaran (N = 42) Jumlah dan Persentase Respon Siswa No Aspek pembelajaran Ya Tidak Tidak Sedang (Baik) (Buruk) merespon 1 Kejelasan penyajian 22 (52,3%) urutan nukleotida 17 (40,5%) - 3 (7,2%) 2 Kejelasan penyajian 16 (38,1%) tentang adanya mutasi 22 (52,3%) 1 (2,4%) 3 (7,2%) 3 Pemahaman siswa 14 (33,3%) 27 (64,3%) 1 (2,4%) - 4 Ketertarikan siswa 20 (47,6%) 16 (38,1%) 6 (14,3%) - Siswa, sebagian besar memahami dan tertarik terhadap penyajian materi pokok material genetik melalui presentasi elektroforegram 87

8 ISBN : mtdna manusia. Siswa dengan persentase 97,6% menyatakan paham atau agak paham dan 85,7% tertarik atau agak tertarik terhadap pembelajaran tersebut. B. Pembahasan Pembelajaran lansung pada materi pokok struktur molekul nukleotida dan polimer asam nukleat melalui presentasi elektroforegram mtdna manusia dengan bantuan program microsoft powerpoint penting untuk dilakukan karena dapat memunculkan keterampilan proses sains sebagian besar siswa. Keterampilan proses sains tersebut berupa menuliskan fakta, menanggapi fakta, menuliskan teori yang berkaitan, mengajukan permasalahan, dan mengajukan hipotesis. Pengajuan permasalahan dan hipotesis yang berkaitan dengan proses pembelajaran dengan baik dilakukan oleh sebagian besar siswa seperti contoh isian siswa berikut: 4. Rahadiansyah Fazar: Permasalahan yang diajukan, Mengapa bisa terjadi pemindahan mutasi DNA(mtDNA oleh penulis) yang sama si nenek ke anak perempuan, cucu, dan cicitnya? Hipotesis yang diajukan, DNA (mtdna oleh penulis) pembawa sifat keterunun nenek bisa saja menurun kepada anak laki-laki Mutasi yang dapat dilihat berdasarkan elektroforegam urutan mtdna sel akar rambut dan darah manusia segaris keturunan ibu dari seorang nenek hingga cicitnya, pada proses pembelajaran berdasarkan perbedaan dengan urutan nukleotida standar atau Cambridge Reference Sequence (CRS). Siswa nomor 4 tersebut cukup memiliki alasan untuk mengajukan permasalahan yang belum diketahuinya bahwa proses pembuahan sel telur oleh sel sperma sangat menentukan penurunan urutan mtdna segaris keturunan ibu (Snustad & Simmons, 2003:670) dan juga cukup beralasan untuk mengajukan hipotesis tersebut. Pengajuan permasalahan tersebut juga dapat dijadikan faktor potensial 88

9 yang dimiliki siswa dalam upaya guru dalam pembelajaran tentang penyebab terjadinya mutasi pada nukleotida. Upaya pada pembelajaran langsung tesebut juga penting dalam mendukung keberhasilan proses pembelajaran kimia atau biologi untuk siswa SMA sesuai hasil penelitian Dirks dan Cunningham. Keterampilan proses sains dalam bentuk aktivitas menggambar grafik, menganalisis data, merancang eksperimen yang mengandung pemformulasian hipotesis, penulisan laporan, dan mengkomunikasikan sains, memiliki peran yang penting dalam mendukung belajar biologi (Dirks & Cunningham, 2006: 225). Hasil studi ini juga dapat melengkapi hasil penelitian tentang penggunaan media animasi komputer bahwa penggunaan media animasi komputer dapat berperan sebagai pendukung praktikum yang lebih baik dalam meningkatkan keterampilan proses sains di samping pemahaman konsep dan motivasi belajar siswa (Meranti et al, 2007: 278). Hasil penelitian sesuai dengan penelitian Syahrial et al (2007: 244) yang menggunakan media animasi dan menyatakan bahwa media animasi komputer dapat digunakan untuk mengembangkan keterampilan proses sains siswa yaitu dalam berhipotesis, mengajukan pertanyaan, menggolongkan, mengkomunikasikan, dan menerapkan di samping pemahaman konsep. Pembelajaran lansung pada materi pokok struktur molekul nukleotida dan polimer asam nukleat melalui presentasi elektroforegram mtdna manusia mengakibatkan pemahaman siswa termasuk kategori baik atau sedang. Pemahaman siswa tersebut dimungkinkan karena kejelasan penyajian tentang ururtan DNA dan mutasi yang terjadi sebagian besar siswa menyatakan cukup baik. Pemahaman siswa tersebut dapat terkait dengan keterampilan proses sains yang mucul, sebagaimana diuraikan di atas. Keterkaitan tersebut sesuai dengan hasil penelitian pada model pembelajaran lainnya yang menyatakan bahwa peningkatan keterampilan proses sains siswa yang lebih baik terkait dengan penguasaan konsep saat penerapan model pembelajaran laboratorium berbasis inkuiri jika dibanding pada penerapan model pembelajaran laboratorium verifikasi (Dirgantara et al, 2008: 96). 89

10 ISBN : Pembelajaran lansung pada materi pokok struktur molekul nukleotida dan polimer asam nukleat melalui presentasi elektroforegram mtdna manusia juga mengakibatkan sebagian besar siswa merasa tertarik. Ketertarikan siswa pada pembelajaran terkait dengan timbulnya minat dan motivasi siswa untuk belajar sehingga dapat berpengaruh pada hasil belajar atau penguasaan kemampuan proses sains. Kemampuan praktikum yang lebih baik dapat meningkatkan keterampilan proses sains disamping pemahaman konsep dan motivasi belajar siswa (Meranti et al, 2007: 278). Proses pembelajaran pada materi pokok struktur molekul nukleotida dan polimer asam nukleat melalui presentasi elektroforegram mtdna manusia dengan menggunakan model pembelajaran lansung telah menunjukkan hasil yang cukup baik dalam memunculkan pemahaman, ketertarikan, dan keterampilan proses sains siswa SMA. Hasil tersebut hendaknya dapat ditingkatkan menjadi lebih baik melalui penerapan berbagai pendekatan pembelajaran lain yang lebih sesuai untuk materi pokok struktur molekul nukleotida dan polimer asam nukleat dengan memanfaatkan elektroforegram mtdna manusia. Model pembelajaran atau pendekatan pada pembelajaran kimia yang telah diketahui dari hasil penelitian seperti pendekatan kontekstual pada pembelajaran kimia yang dapat meningkatkan penguasaan proses sains pada siswa kelompok kemampuan tinggi, sedang, maupun rendah (Mahyuddin et al, 2007: 285). KESIMPULAN Hasil penelitian menunjukkan bahwa pembelajaran lansung pada materi pokok struktur molekul nukleotida dan polimer asam nukleat melalui presentasi elektroforegram mtdna manusia menarik bagi siswa. Siswa memahami penyajian materi pembelajaran tentang komposisi, urutan, serta mutasi DNA. Keterampilan proses sains dalam hal mengungkapkan fakta empiris, tanggapan terhadap fakta, menambahkan teori yang berkaitan, dan mengajukan permasalahan serta mengajukan hipotesis yang berkaitan dengan materi yang disajikan guru muncul dari sebagian besar siswa seiring dengan pelaksanaan proses pembelajaran. 90

11 DAFTAR PUSTAKA Basuki, A & Noer, A.S. (2007). Mitochondrial Genetic Information of Human Cells and Forensic Identification. Seminar Proceeding of The First International Seminar of Science Education UPI, I, Depdiknas. (2006). Permendiknas 2006 tetang SI & SKL. Jakarta: Sinar Grafika. Dirgantara, Y., Redjeki, S., Setiawan, A. (2008). Model Pembelajaran Laboratorium Berbasis Inkuiri untuk Meningkatkan Penguasaan Konsep dan Keterampilan Proses Sains Siswa MTs pada Pokok Bahasan Kalor. Jurnal Penelitian IPA. Vol. II. No.1 Maret pp Dirks, Clarissa., & Cunningham, Matthew. (2006). Enhancing Diversity in Science: Is Teaching Science Process Skills the Answer? CBE Life Sciences Education.Vol. 5, pp Joyce, Bruce., Weil, Marsha.,Calhoun, Emily. (2000). Models of Teaching. Boston: Allyn and Bacon. Poedjiadi. (2007). Sains dan Sains Terpadu. Dalam Ali, M., Ibrahim, R., Sukmadinata, N. S., Sudjana, D., dan Rasjidin, W (Penyunting). Ilmu dan Aplikasi Handbook. Bandung: FIPUPI Press. Mahyuddin., Permanasari, A., Mudzakir, A. (2007). Pembelajaran Kimia dengan Pendekatan Kontekstual dalam Meningkatkan Proses Sains Siswa SMA. Jurnal Penelitian IPA. Vol. I. No.3 November pp Meranti, D., Permanasari, A., Mudzakir, A. (2007). Penggunaan Media Animasi Komputer paa Pembelajaran Elektrolisis sebagi Penunjang Praktikum untuk Meningkatkan Pemahaman Konsep dan Ketermpilan Proses Sains. Jurnal Penelitian IPA. Vol. I. No.3 November pp Nelson, L. David & Cox, M. Michael. (2001). Lehninger Principles of Biochemistry: fourth edition. USA: W. H. Freeman. Snustad & Simmons. (2003). Principles of Genetics. USA: John Wiley & Sons. Inc. Syahrial., Permanasari, A., Sopandi, W. (2007). Pengunaan Media Animasi Komputer untuk Pemahaman Konsep dan Keterampilan Proses Sains Siswa pada Pembelajaran Larutan Elektrolit dan Non elektrolit. Jurnal Penelitian IPA. Vol. I. No.3 November pp Trianto. (2007). Model-Model Pembelajaran Inovatif Berorientasi Konstruktivistik: konsep, landasan teoritis-praktis, dan implementasinya. Jakarta: Prestasi Pustaka Publisher. 91