pengetahuan atau sains yang berasal dari bahasa inggris science. Kata memahami gejala-gejala alam yang ada (Trianto, 2012 : 136).

Transkripsi

1 BAB II KAJIAN PUSTAKA A. Landasan Teori 1. Hakikat IPA Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) merupakan bagian dari ilmu pengetahuan atau sains yang berasal dari bahasa inggris science. Kata science berasal dari kata dalam bahasa latin scientia yang berarti saya tahu. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa timbulnya sains bermula dari rasa ingin tahu manusia yang membuat manusia mengamati dan memahami gejala-gejala alam yang ada (Trianto, 2012 : 136). Selanjutnya makna ilmu atau science mengalami perluasan. Dalam perkembangannya sains digunakan merujuk ke pengetahuan mengenai alam dan mempunyai objek alam dan gejala-gejala alam yang sering digolongkan sebagai ilmu alam (natural science) (Surjani, 2010: 11). Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) atau sains (dalam arti sempit) sebagai disiplin ilmu terdiri atas physical sciences (ilmu-ilmu astronomi, kimia geologi, mineralogy, meteorology, dan fisika) dan life sciences (biologi, zoologi, dan fisiologi). IPA (sains) mempunyai tujuan untuk membangkitkan minat manusia agar mau meningkatkan kecerdasan dan pemahamannya tentang alam seisinya yang penuh dengan rahasia yang tak ada habis-habisnya (Sumaji, 2003: 31). Sumaji (2003: ) menjelaskan tentang pengertian sains dalam perspektif yang lebih luas sebagai berikut. 8

2 a. Sains sebagai kumpulan pengetahuan Sains sebagai kumpulan pengetahuan mengacu pada kumpulan berbagai konsep sains yang sangat luas. Pengetahuan tersebuat berupa fakta, konsep, teori, dan generalisasi yang menjelaskan tentang lam. b. Sains sebagai suatu proses penelusuran (investigation) Pada umumnya sains sebagai suatu proses penelusuran (investigation) merupakan suatu pandangan yang menghubungkan gambaran sains yang berhubungan erat dengan kegiatan laboratorium beserta perangkatnya. Penting untuk dipahami bahwa ilmuwan membrikan berbagai gagasan yang melibatkan proses metode ilmiah dalam melakukan kegiatannya. c. Sains sebagai kumpulan nilai Sains sebagai kumpulan nilai berhubungan erat dengan penekanan sains sebagai proses. Proses tersebut mengarah kepada nilai ilmiah yang melekat dalam sains. d. Sains sebagai suatu cara untuk mengenal dunia Sains dipertimbangkan sebagai suatu cara dimana manusia mengerti dan member makna tentang dunia di sekelilingnya. Namun, sains memiliki keterbatasan sebagai suatu kumpulan pengetahun dan strategi untuk menelusuri serta memahami dunia secara komprehensif. 9

3 e. Sains sebagai institusi sosial Sains dipandang sebagai kumpulan para professional yang dapat berinteraksi dengan lingkungan sosialnya. Sebagai contoh ilmuwan mengembangkan sains untuk keperluan bidang pertanian, militer, dll. f. Sains sebagai hasil konstruksi manusia Sains merupakan penemuan dari suatu kebenaran ilmiah yang merupakan akumulasi kebenaran berdasar pada konstruksi pemikiran manusia. Penemuan yang dihasilkan bisa saja bersifat bias dan sementara. g. Sains sebagai bagian dari kehidupan sehari-hari Sains berpengaruh terhadap pemenuhan kebutuhan hidup seperti teknologi yang canggih. Selain itu juga cara bagaimana orang berpikir mengenai situasi sehari-hari. Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) didefinisikan sebagai pengetahuan yang diperoleh melalui pengumpulan data dengan eksperimen, pengamatan, dan deduksi untuk menghasilkan suatu penjelasan tentang sebuah gejala yang dapat dipercaya (Trianto, 2011: 151). Definisi lain tentang IPA seperti yang dikemukakan oleh Supriyadi (2009 : 2) adalah suatu keilmuan yang mempelajari tentang benda dan gejala kebendaan. Benda dalam hal ini adalah benda hidup dan benda mati. Benda dan gejala kebendaan adalah merupakan suatu fakta dan berupa satu kesatuan yang sangat sukar dipisahkan dari suatu peristiwa yang ada di alam yang sering 10

4 disebut fenomena alam. IPA mempelajari fenomena alam yang faktual, baik berupa kenyataan atau kejadian dan hubungan sebab akibatnya. Berdasarkan beberapa pendapat maka dapat disimpulkan Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) adalah kumpulan pengetahuan yang diperoleh melalui proses penelusuran dan konstruksi manusia terhadap alam sekitar baik bersifat mikro maupun makro yang menghasilkan kumpulan nilai ilmiah yang berkaitan dengan kehidupan sehari-hari. 2. Hakikat Pembelajaran IPA a. Pembelajaran IPA Prihantro Laksmi menyatakan bahwa sebagai alat pendidikan yang berguna untuk mencapai tujuan pendidikan maka pendidikan IPA di sekolah mempunyai tujuan-tujuan tertentu yaitu (Trianto, 2012: 142). 1) Memberikan pengetahuan kepada siswa tentang dunia tempat hidup dan bagaimana bersikap; 2) Menanamkan sikap hidup ilmiah; 3) Memberikan keterampilan untuk melakukan pengamatan; 4) Mendidik siswa untuk mengenal dan mengetahui cara kerja serta menghargai para ilmuan penemunya; 5) Menerapkan metode ilmiah dalam memecahkan permasalahan. Selain itu menurut Depdiknas (2006 : 2), tujuan pembelajaran IPA diharapkan dapat memberikan antara laian sebagai berikut. 1) Kesadaran akan keindahan dan keteraturan alam untuk meningkatkan keyakinan terhadap Tuhan Yang Maha Esa; 11

5 2) Pengetahuan, yaitu pengetahuan tentang dasar dari prinsip dan konsep, fakta yang ada di alam, hubungan saling ketergantungan, dan hubungan antara sains dan teknologi; 3) Keterampilan dan kemampuan untuk menangani peralatan, memecahkan masalah dan melakukan observasi; 4) Sikap ilmiah, antara lain skeptis, kritis, sensitif, obyektif, jujur, terbuka, benar, dan dapat bekerja sama; 5) Kebiasaan mengambangkan kemampuan berpikir analitis induktif dan deduktif dengan menggunakan konsep dan prinsip sains untuk menjelaskan berbagai peristiwa alam; 6) Apresiatif terhadap sains dengan menikmati dan menyadari keindahan, keteraturan perilaku alam serta penerapannya dalam teknologi. Menurut Pusat Kurikulum (2006: 7-8), tujuan pembelajaran IPA terpadu yaitu. 1. Meningkatkan efisiensi dan efektivitas Anak usia 7-14 tahun masih dalam peralihan dari tingkat berpikir operasional kongkrit ke berpikir abstrak dan masih memandang dunia sekitar secara holistis. Penyajian pembelajaran secara terpisah-pisah memungkinkan adanya tumpang tindih dan pengulangan sehingga kurang efektif dan efisien serta membosankan bagi siswa. 2. Meningkatkan minat dan motivasi Pembelajaran IPA terpadu dapat mempermudah dan memotivasi siswa untuk mengenal, menerima, menyerap, dan memahami keterkaitan antar 12

6 konsep yang satu dengan konsep lainnya yang termuat dalam tema. Siswa akan terbiasa berpikir terarah, teratur, utuh, menyeluruh, sistemik, dan analitik. 3. Beberapa kompetensi dasar dapat dicapai sekaligus Pembelajaran IPA terpadu dapat menghemat waktu, tenaga, sarana, dan biaya karena beberapa kompetensi dasar dapat dicapai sekaligus menjadi sebuah tema. Tema tersebut didasarkan atas pemaduan sejumlah standar kompetensi dan kompetensi dasar yang dipandang memiliki keterkaitan. Berdasarkan uraian tersebut dapat dirangkum bahwa Pembelajaran IPA bertujuan untuk memahami peran manusia sebagai makhluk ciptaan Tuhan Yang Maha Esa dan peran antar sesama manusia yang membuat manusia mengimplementasiakan metode ilmiah dan sikap ilmiah dalam rangka mengembangkan keterampilan-keterampilan berkaitan dengan tempat tinggal manusia. b. Model-model pembelajaran IPA terpadu Berdasarkan amanat KTSP bahwa model pembelajaran terpadu merupakan salah satu implementasi kurikulum yang dianjurkan untuk diaplikasikan terutama pada jenjang pendidikan dasar dan menengah. IPA menjadi salah satu mata pelajaran yang seharusnya menjalankan amanat tersebut dengan model pembelajaran terpadu. Model pembelajaran terpadu yaitu (1) fragmented, (2) connected, (3) nested, (4) sequenced, (5) shared, (6) webbed, (7) threaded, (8) integrated, 13

7 (9) immersed, (10) networked (Fogarty, 1991 : 21). Dari sejumlah model pembelajaran yang dikemukakan Fogarty (1991), terdapat beberapa model yang potensial untuk diterapkan dalam pembelajaran IPA terpadu, yaitu model connected, webbeb, dan integrated. Perbandingan tiga model pembelajaran terpadu tersebut dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Perbandingan Diagram dan Deskripsi Tiga Model Pembelajaran Terpadu (Puskur, 2007 : 9). Model Karakteristik Kelebihan Keterbatasan Model Menghubungkan Peserta didik Model ini kurang Keterhubungan satu konsep dengan akan lebih menampakkan (connected) konsep lain, topik mudah keterkaitan dengan topik lain, menemukan interdisiplin satu keterampilan keterkaitan dengan karena masih keterampilan lain, dalam lingkup ide yang satu satu bidang dengan ide yang studi lain tetapi masih dalam lingkup satu bidang studi. Model jaring laba- Dimulai dengan Tema yang Sulit menemukan laba (webbed) menentukan tema familiar tema yang kemudian membuat dikembangkan motivasi subtemanya dengan belajar memperhatikan meningkat dan kaitannya dengan memberikan disiplin ilmu atau pengalaman bidang studi lain. berpikir serta bekerja interdisipliner Model Dimulai dengan Hubungan Fokus terhadap Keterpaduan identifikasi konsep, antarbidang kegiatan belajar, (integrated) ketermapilan, sikap studi jelas terkadang yang overlap pada telihat melalui mengabaikan target beberapa disiplin kegiatan penguasaan konsep 14

8 Model Karakteristik ilmu atau beberapa bidang studi. Tema berfungsi sebagai konyeks pembelajaran. Kelebihan belajar. Keterbatasan dan menuntut wawasan yang luas dari guru Untuk mendukung penelitian ini peneliti memilih salah satu model dari tiga jenis model pembelajaran terpadu yaitu model connected. Model ini mempunyai karakteristik menghubungkan satu konsep dengan konsep yang lain, ide yang satu dengan ide yang lain tetapi masih dalam lingkup satu bidang studi. 3. Pendekatan Keterampilan Proses Sains Pendekatan pembelajaran dapat diartikan berbagai usaha untuk mendekati tujuan pembelajaran agar tujuan pembelajaran tercapai. Pendekatan keterampilan proses merupakan pendekatan yang menekankan atau melatih bagaimana cara memperoleh produk IPA, sehingga operasional pembelajarannya selalu ada aktivitas atau bernuansa proses IPA. Nyimas Aisyah (2010: 3) mendefinisikan pendekatan keterampilan proses adalah suatu pengelolaan kegiatan belajar-mengajar yang berfokus pada pelibatan siswa secara aktif dan kreatif dalam proses pemerolehan hasil belajar. Nuryani Rustaman (2005:78) mendefinisikan pendekatan keterampilan proses adalah pendekatan pembelajaran yang berorientasi pada pembelajaran IPA, keterampilan-keterampilan diharapkan yang 15 nantinya dimiliki oleh siswa para mempunyai ilmuwan.

9 Keterampilan-keterampilan tersebut seperti mengamati/ observasi, mengelompokkan/ klasifikasi, menafsirkan/ interpretasi, meramalkan/ prediksi, mengajukan pertanyaan, berhipotesis, merencanakan percobaan, menggunakan alat atau bahan, menerapkan konsep, berkomunikasi. Dimyati dan Mudjiono (2009: 138) mendefinisikan pendekatan keterampilan proses dimaksudkan untuk mengembangkan kemampuankemampuan yang dimiliki oleh siswa. a. Pendekatan keterampilan proses memberikan kepada siswa pengertian yang tepat tentang hakikat ilmu pengetahuan. Siswa dapat mengalami rangsangan ilmu pengetahuan dan dapat lebih baik mengerti fakta dan konsep ilmu pengetahuan. b. Mengajar dengan keterampilan proses berarti memberi kesempatan kepada siswa bekerja dengan ilmu pengetahuan. Di sisi lain siswa merasa bahagia sebab mereka aktif sehingga menjadi pelajar aktif bukan pasif. c. Menggunakan keterampilan proses untuk mengajar ilmu pengetahuan, membuat siswa belajar proses dan produk ilmu pengetahuan. Pembelajaran dengan pendekatan keterampilan proses sains didefinisikan/ dirumuskan sebagai penerjemahan keterampilan proses sains yaitu perangkat kemampuan kompleks yang biasa digunakan oleh para ilmuwan dalam melakukan penyelidikan ilmiah ke dalam rangkaian proses pembelajaran. Secara substansif model pembelajaran ini dikembangkan 16

10 dalam tiga tahap, yaitu pendahuluan, penyajian (inti), dan penutup dengan pola kegiatan seperti gambar 1 (Haryono, 2006: 5) Gambar 1. Alur kegiatan pembelajaran dengan pendekatan keterampilan proses sains Berdasarkan uraian tentang pendekatan keterampilan proses, dapat dirangkum bahwa pendekatan keterampilan proses sains adalah proses yang dilakukan untuk memperoleh tujuan pembelajaran dengan melibatkan siswa secara aktif. Proses pembelajaran yang dilakukan melatih keterampilan-keterampilan proses yang berkaitan erat dengan sains. Adapun langkah-langkah pembelajaran dengan pendekatan keterampilan proses sains adalah (1) guru menetapkan tujuan pembelajaran beserta keterampilan proses sains yang mau dicapai, (2) guru mengajukan suatu permasalahan yang harus dicari jawabannya oleh siswa, (3) siswa memprediksi berdasar permasalahan, (4) siswa melakukan proses sains dengan mengikuti LKS yang disiapkan, (5) guru membimbing siswa saat 17

11 melaksanakan kegiatan, (6) siswa menemukan jawaban atau hasil dari proses sains. 4. Hasil Belajar Hasil belajar siswa di sekolah mencakup aspek atau ranah kompetensi pengetahuan, sikap, dan keterampilan (kognitif, afektif, dan psikomotor) yang dilakukan secara berimbang sehingga dapat digunakan untuk menentukan posisi relatif setiap siswa terhadap standar yang telah ditetapkan. Aspek afektif berkenaan dengan sikap dan nilai. Tipe hasil belajar afektif tampak pada siswa dalam berbagai tingkah laku seperti perhatian terhadap pelajaran, disiplin, motivasi belajar, menghargai guru dan tema sekelas, kebiasaan belajar dan hubungan sosial. Ada beberapa jenis kategori ranah afektif sebagai hasil belajar. Kategorinya dimulai dari tingkat dasar atau sederhana sampai tingkat yang kompleks. Aspek psikomotor merupakan hasil belajar yang pencapaiannya melibatkan otot dan kekuatan fisik. Dengan kata lain aspek psikomotor adalah aspek yang berhubungan dengan aktivitas fisik. Keterampilan itu sendiri menunjukkan tingkat keahlian seseorang dalam melaksanakan suatu tugas atau sekumpulan tugas tertentu. Hasil belajar psikomotor ini sebenarnya merupakan kelanjutan dari hasil belajar kognitif (memahami sesuatau) dan hasil belajar afektif (yang abru tampak dalam bentuk kecenderungan-kecenderungan berperilaku). Pada penelitian ini, hasil belajar akan difokuskan pada aspek kognitif dan aspek keterampilan proses. 18

12 a. Aspek Kognitif Nana Sudjana (2010 : 22) mengemukakan aspek kognitif berkenaan dengan hasil belajar intelektual yang terdiri dari enam aspek, yakni pengetahuan atau ingatan, pemahaman, aplikasi, analisis, sintesis, dan evaluasi. Kedua aspek pertama disebut kognitif tingkat rendah dan keempat aspek berikutnya termasuk kognitif tingkat tinggi. Hamzah B. Uno dan Satria Koni (2012 : 61) mengemukakan aspek kognitif adalah aspek yang membahas tujuan pembelajaran yang berkenaan dengan proses mental dari tingkat terendah ke tingkat yang lebih tinggi. Aspek kognitif merupakan suatu teori belajar yang lebih mementingkan proses belajar daripada hasil belajar itu sendiri. Lorin W. Anderson dan David R. Krathwohl (2010 : ) membagi hasil belajar aspek kognitif menjadi enam jenjang mulai dari jenjang yang paling rendah ke jenjang yang paling tinggi, yaitu mengingat, memahami, mengaplikasikan, menganalisis, mengevaluasi, dan mencipta (remember, understand, apply, analize, evaluate, and create). Berikut ini akan dijelaskan lebih lanjut: 1) Mengingat (C1). Mengingat adalah mengambil pengetahuan yang dibutuhkan dari memori jangka panjang. Mengingat dibedakan menjadi dua, yaitu. 19

13 a) Mengenali Proses mengenali adalah mengambil pengetahuan yang dibutuhkan dari memori jangka panjang untuk membandingkan dengan informasi yang baru saja diterima. b) Mengingat kembali Proses mengingat kembali adalah mengambil pengetahuan yang dibutuhkan dari memori jangka panjang. 2) Memahami (C2). Memahami merupakan proses mengkonstruksi makna dari pesan-pesan pembelajaran, baik yang bersifat lisan, tulisan atau grafir yang disampaikan melalui pengajaran, buku, dan sumber-sumber belajar lainnya. Siswa dikatakan memahami jika mereka dapat mengkonstruksi makna pesan yang diterima dan mereka juga bisa menghubungkan pengetahuaan baru dengan pengetahuan lama mereka. Proses kognitif dalam kategori memahami meliputi mengklasifikasikan, menafsirkan, merangkum, mencontohkan, menyimpulkan, membandingkan, dan menjelaskan. 3) Mengaplikasikan melibatkan mengerjakan (C3). penggunaan soal Proses kognitif prosedur-prosedur latihan atau mengaplikasikan tertentu menyelesaikan untuk masalah. Mengaplikasikan berkaitan erat dengan pengetahuan prosedural. Kategori mengaplikasikan terdiri dari dua proses kognitif, yaitu mengeksekusi dan mengimplementasikan. 20

14 a) Mengeksekusi Siswa secara rutin menerapkan prosedur ketika menghadapi tugas yang sudah terbiasa atau familier dilakukannya (misal, soal latihan). Nama lain mengeksekusi adalah melaksanakan. b) Mengimplementasikan Mengimplementasikan berlangsung saat siswa memilih dan menggunakan sebuah prosedur untuk menyelesaikan masalah atau tugas yang tidak seperti biasanya atau familier. Karena dituntut untuk memilih, siswa harus memahami jenis masalahnya dan alternatif-alternatif prosedur yang tersedia. Nama lain mengimplementasikan adalah menggunakan. 4) Menganalisis (C4). Menganalisis berarti memecah-mecah materi menjadi bagian-bagian kecil dan menentukan bagaimana hubungan antar bagian dan antara setiap bagian dengan struktur keseluruhannya. Menganalisis meliputi proses ognitif membedakan, mengorganisasi, dan mengatribusikan. a) Membedakan Membedakan merupakan proses memilah-milah bagian-bagian yang relevan atau penting dan tidak relevan dari sebuah struktur. Nama lain membedakan adalah menyendirikan, memilah, memilih, dan memfokuskan. 21

15 b) Mengorganisasi Mengorganisasi merupakan proses mengenali elemen-elemen informasi dan bagaimana elemen-elemen itu membentuk sebuah struktur yang koheren. Siswa membangun hubunganhubungan yang sistematis dan koheren antar potongan informasi. Nama lain mengorganisasi adalah menstrukturkan, memadukan, menemukan koherensi, membuat garis besar, dan mendeskripsikan. c) Mengatribusikan Proses menentukan sudut pandang, pendapat, nilai, atau tujuan di balik informasi. Mengatribusikan melibatkan proses dekonstruksi, yang di dalamnya siswa menentukan tujuan pengarang suatu tulisan yang diberikan oleh guru. Nama lain mengatribusikan adalah mendekonstruksi. 5) Mengevaluasi (C5). Mengevaluasi adalah membuat keputusan berdasarkan kriteria dan standar tertentu. Tidak semua keputusan bersifat evaluatif. Perbedaan pokok antara mengevaluasi dan keputusan-keputusan lain adalah penggunaan standar atau kriteria yang jelas. Subjenis proses mengevaluasi adalah memeriksa dan mengkritik. a) Memeriksa Memeriksa merupakan proses menguji inkonsistensi atau kesalahan internal dalam suatu operasi atau produk. Nama lain 22

16 memeriksa adalah menguji, mendeteksi, memonitor, dan mengoordinasi. b) Mengkritik Mengkritik merupakan proses penilaian suatu produk atau proses berdasarkan kriteria dan standar eksternal. Nama lain mengkritik adalah menilai. 6) Mencipta (C6). Mencipta (kreasi) merupakan proses menyusun elemen-elemen menjadi sebuah keseluruhan yang koheren dan fungsional. Mencipta merupakan ekspresi kreatif dari siswa. Bagi sebagaian orang, kreativitas adalah menciptakan produk atau karya yang tak biasa. Dalam pembelajaran, mencipta juga mempunyai pengertian menyintesiskan informasi atau materi untuk membuat keseluruhan yang baru. Proses mencipta berisi tiga proses yaitu merumuskan, merencanakan, dan memproduksi. a) Merumuskan Proses menggambarkan masalah dan membuat berbagai pilihan solusi atau hipotesis yang memenuhi kriteria-kriteria tertentu. Nama lain merumuskan adalah membuat hipotesis. b) Merencanakan Proses merencanakan metode penyelesaian maslaah yang sesuai dengan kriteria-kriterian masalahnya. Nama lain merencanakan adalah mendesain. 23

17 c) Memproduksi Proses menciptakan suatu produk, melaksanakan rencana untuk menyelesaikan masalah yang memenuhi spesifikasispesifikasi tertentu. Nama lain memproduksi adalah mengkonstruksi. Pada penelitian ini, penilaian hasil belajar aspek kognitif dibatasi dari tingkat mengingat (C1) sampai menganalisis (C4). Pengambilan data hasil belajar aspek kognitif dilakukan pada setiap akhir siklus dengan memberikan soal pilihan ganda (tes evaluasi) yang dikerjakan siswa secara individu. Tujuan diadakan tes evaluasi ini adalah untuk melihat hasil belajar siswa yang kemudian direfleksi untuk menentukan kelanjutan dari siklus berikutnya. Jika hasil belajar yang diperoleh siswa belum mencapai Kriteria Ketuntasan Minimum (KKM) maka masih dilanjutkan ke siklus berikutnya. Siklus akan dihentikan apabila siswa telah mencapai KKM berdasarkan indikator keberhasilan penelitian yang telah ditentukan sebelumnya. b. Aspek Keterampilan Proses Nana Sudjana (2010: 140) menyatakan keterampilan proses terdiri dari keterampilan-keterampilan dasar (basic skills) dan keterampilan-keterampilan terintegrasi (integrated skills). Keterampilan-keterampilan dasar terdiri dari enam keterampilan, yakni: mengobservasi, mengklasifikasi, memprediksi, mengukur, menyimpulkan, dan mengkomunikasikan. Sedangkan keterampilan- 24

18 keterampilan terintegrasi terdiri dari: mengidentifikasi variabel, membuat tabulasi data, menyajikan data dalam bentuk grafik, menggambarkan hubungan mengolah menganalisa data, antar-variabel, penelitian, mengumpulkan menyusun dan hipotesis, mendefinisikan variable secara operasional, merancang penelitian, dan melaksanakan eksperimen. Selain itu, Nuryani Rustaman (1997: 29-30) menjelaskan keterampilan proses IPA adalah semua keterampilan yang diperlukan untuk memperoleh, mengembangkan, dan menerapkan konsepkonsep, prinsip-prinsip, hukum-hukum, dan teori-teori IPA, baik berupa keterampilan mental, keterampilan fisik (manual) maupun keterampilan sosial. Adapun macam keterampilan proses IPA yang perlu dikembangkan di tingkat pendidikan dasar ialah: 1) Mengamati, yaitu menggunakan indera penglihat, pembau, pendengaran, pengecap, dan peraba serta menggunakan fakta yang relevan dan memadai. Indikator yang lain yaitu menggunakan alat atau bahan. 2) Menggolongkan atau mengelompokkan, dengan indikator mencari perbedaan, mengontraskan ciri-ciri, mencari kesamaan, membandingkan, dan mencari dasar penggolongan. 3) Menafsirkan, dengan indikator menghubung-hubungkan hasil pengamatan, dan menemukan pola atau keteraturan. 25

19 4) Merencanakan penyelidikan, dengan indikator menentukan variabel-variabel yang terlibat. Menentukan apa yang diamati dan diukur atau ditulis serta menentukan cara dan langkah kerja. 5) Berkomunikasi, yang indikatornya adalah membaca grafik, tabel atau diagram, menggambarkan data empiris dengan grafik, tabel atau diagram. Selain itu juga menjelaskan hasil percobaan, mendiskusikannya, menyusun dan menyampaikan laporan secara sistematis dan jelas. 6) Mengajukan dugaan, dengan indicator mengajukan perkiraan penyebab dan melakukan pemecahan masalah. 7) Menerapkan konsep atau prinsip, dengan indikator yaitu menjelaskan suatu peristiwa, menggunakan informasi yang telah dimiliki dan menerapkankan konsep yang telah dipelajari pada situasi baru. 8) Mengajukan pertanyaan, yang indikatornya adalah meminta penjelasan dan bertanya tentang apa, mengapa, dan bagaimana. Dimyati dan Mudjiono (2009: ) menjelaskan terdapat berbagai keterampilan yang terdiri dari keterampilan-keterampilan dasar (basic skills) dan keterampilan-keterampilan terintegrasi (integrated skills). Keterampilan-keterampilan dasar terdiri dari enam keterampilan, yaitu: mengobservasi, mengklasifikasi, memprediksi, mengukur, menyimpulkan, dan mengkomunikasikan. 26

20 1) Mengobservasi Mengobservasi atau mengamati merupakan tanggapan kita terhadap berbagai objek dan peristiwa alam dengan menggunakan panca indera (penglihatan, perabaan, penciuman, dan perasa). Mengobservasi atau mengamati dapat bersifat kualitatif atau kuantitatif. 2) Mengklasifikasikan Mengklasifikasikan adalah keterampilan untuk memilah berbagai objek peristiwa berdasarkan sifat-sifat khususnya, sehingga dapat digolongkan dengan kategori tertentu. 3) Memprediksi Memprediksi adalah membuat ramalan tentang segala hal yang akan terjadi pada waktu yang akan datang, berdasarkan pada pola atau kecenderungan tertentu, atau hubungan antara fakta, konsep, dan prinsip dalam ilmu pengetahuan. 4) Mengukur Mengukur adalah membandingkan yang diukur dengan satuan ukuran tertentu yang telah ditetapkan sebelumnya. 5) Menyimpulkan Menyimpulkan adalah keterampilan untuk memutuskan keadaan suatu objek atau peristiwa berdasarkan fakta, konsep, dan prinsip yang diketahui. 6) Mengkomunikasikan 27

21 Mengkomunikasikan adalah menyampaikan fakta, konsep, dan prinsip ilmu pengetahuan dalam bentuk audio, visual atau audiovisual. Menurut Michael J. Padilla (1990 : 1), keterampilanketerampilan proses sains tingkat dasar terdiri dari observing, inferring, measuring, communicating, classifying, predicting. Berdasarkan uraian beberapa pendapat tentang keterampilan proses sains, maka peneliti menyimpulkan dan menyusun indikator keterampilan proses sains meliputi keterampilan mengobservasi, mengklasifikasi, memprediksi, mengkomunikasikan. mengukur, menyimpulkan, dan Untuk mempermudah pemahaman, maka keterampilan-keterampilan tersebut disajikan secara ringkas dalam Tabel 2. No Tabel 2. Keterampilan Proses Sains dan indikatornya Keterampilan Proses Indikator Keterampilan Proses Sains Sains Mengobservasi Mampu menggunakan alat indera sebanyak mungkin (penglihatan, pendengaran, penciuman, perasa, peraba). Mencari persamaan pada objek Mengklasifikasi yang diamati. Mencari perbedaan pada objek yang diamati. Mengelompokkan objek yang diamati berdasarkan persamaan atau perbedaan. Meramalkan atau Memprediksi memperkirakan peristiwa yang akan terjadi secara lisan atau tulisan. 28

22 4. Keterampilan Proses Sains Mengukur 5. Menyimpulkan 6. Mengkomunikasikan No. Indikator Keterampilan Proses Sains Menyebutkan nama alat ukur Mengetahui cara penggunaan alat ukur Menggunakan alat ukur untuk mendeskripsikan objek atau peristiwa secara kuantitatif Menuliskan hasil pengukuran. Memutuskan keadaan suatu objek atau peristiwa berdasar fakta, konsep, dan prinsip yang diketahui. Menyampaikan informasi dalam bentuk tabel, grafik atau diagram. 5. Kajian Materi Pembelajaran a. Sistem gerak pada manusia I Gusti Ayu Tri Agustiana menuliskan dalam bukunya tentang konsep dasar IPA: aspek Biologi (2014 : 204), manusia bergerak untuk mencari makan, menghindari musuh atau mencari pasangan. Gerakan itu akibat dari peran aktif otot. Otot pada tubuh melekat pada tulang atau rangka. Oleh karena itu, rangka atau tulang disebut alat gerak pasif dan otot sebagai alat gerak aktif karena menggerakkan tulang atau rangka. Pada saat bergerak, manusia memiliki sistem gerak yang terdiri dari atas tulang dan otot. Berikut ini uraian tentang rangka tubuh manusia, tulang penyusun rangka tubuh manusia, pengelompokan kerangka manusia, persendian, gangguan dan kelainan pada tulang, dan otot sebagai alat gerak aktif. 29

23 1) Rangka tubuh manusia. Menurut I Gusti Ayu (2014: 204) rangka adalah susunan tulangtulang dengan sistem tertentu. Rangka terletak di dalam tubuh, terlindung atau terbalut oleh otot dan kulit. Rangka yang terdapat di dalam tubuh disebut endoskeleton. Untuk mendukung fungsi gerak, selain di dukung oleh otot, antar tulang atau ruas-ruas tulang satu dengan lainnya dihubungkan oleh persendian tulang. Secara umum fungsi rangka tubuh manusia yaitu (1) menegakkan dan menopang tubuh; (2) memberi bentuk yang khas pada tubuh; (3) tempat melekatnya otot; (4) melindungi organ-organ tubuh bagian dalam yang sifatnya lunak; (5) tempat pembentukan sel-sel darah merah; (6) sebagai alat gerak pasif. 2) Tulang penyusun rangka tubuh manusia. Menurut I Gusti Ayu (2014: 205) rangka manusia tersusun oleh berbagai macam tulang. Dalam tulang terdapat rongga-rongga berisi cairan yang disebut sumsum tulang. Sumsum tulang merupakan tempat pembentukan sel-sel darah. Berdasarkan sifat bahan penyusunnya, tulang dibedakan atas tulang kompak dan tulang spons. Tulang kompak mempunyai bahan penyusun yang rapat dan padat, sedangkan tulang spons mempunyai bahan penyusun berongga. Berikut penjelasan tentang tulang pipa, pipih, dan pendek. 30

24 a) Tulang pipa, berbentuk seperti pipa dan di dalamnya terdapat rongga. Matriks (zat yang terdapat diantara ruang antar sel) sangat padat dan kompak sehingga tulang pipa sering disebut tulang kompak. Contohnya: tulang lengan atas, tulang pengumpil, tulang hasta, tulang paha, tulang kering, tulang betis, ruas-ruas jari tangan, ruas-ruas jari kaki. Di dalam tulang pipa terdapat sumsum kuning dan lemak. b) Tulang pipih, yaitu tulang yang berbentuk pipih atau gepeng. Di dalam tulang ini terdapat rongga-rongga yang berisi sumsum merah. Contohnya: tulang usus, tulang rusuk, tulang dada, tulang belikat, dan tulang tengkorak. c) Tulang pendek, yaitu tulang yang berbentuk bulat pendek. Tulang ini bersifat ringan dan kuat. Di dalam tulang pendek terdapat sumsum merah. Contohnya: tulang pergelangan tangan, tulang pergelangan kaki, dan ruas-ruas tulang belakang. Berdasarkan kekerasannya, menurut I Gusti Ayu (2014: ) tulang dikelompokkan menjadi dua macam, yaitu tulang rawan (kartilago) dan tulang keras (osteon). a) Tulang rawan (kartilago), yaitu tulang yang mengandung banyak zat pelekat (kolagen) yang tersusun atas kumpulan sel tulang rawan. Sel tulang rawan dapat menghasilkan matriks. Matriks tulang rawan bersifat lentur karena tersusun oleh protein dan sedikit zat kapur. Tulang rawan dibedakan atas 31

25 tulang rawan hialin, tulang rawan fibrosa, dan tulang rawan elastis. Tulang rawan hialin merupakan tulang rawan sederhana dengan bahan yang seragam. Tulang ini terdapat di antara tulang rusuk dan tulang dada, sendi tulang, serta dinding trakea. Tulang rawan fibrosa terdiri atas berkas-berkas serabut dengan sel tulang rawan yang tersusun di antara serabut itu. Tulang ini bersifat kuat, tetapi kurang lentur. Tulang rawan fibrosa terdapat pada antar ruas tulang belakang, tulang panggul, dan tulang lutut. Tulang rawan elastis terdiri atas serabut elastik berwarna kuning dan bersifat lentur. Tulang ini terdapat pada hidung dan telinga. b) Tulang keras (osteon), yaitu tulang yang dalam kehidupan sehari-hari tulang keras sering disebut tulang. Tulang keras berasal dari tulang rawan yang mengalami pengerasan. Prosesnya disebut osifikasi. Proses ini terjadi karena dalam ruang antar sel terdapat zat kapur. Akan tetapi, tidak semua tulang rawan akan menjadi tulang keras. Tulang daun telinga, tulang hidung, dan laring tidak menjadi keras. Pengerasan tulang dipengaruhi oleh vitamin D. Oleh karena itu, orang yang kekurangan vitamin D mempunyai tulang yang rapuh. Tulang keras mempunyai lapisan paling luar yang disebut periosteum. Lapisan ini merupakan tempat melekatnya otot dan banyak mengandung pembuluh darah yang bercabang- 32

26 cabang ke dalam tulang. Di sebelah dalam periosteum terdapat jaringan tulang kompak yang terdiri atas sel-sel tulang yang tersusun dalam suatu sistem havers. Saluran havers dikelilingi oleh lapisan-lapisan lamela. Di antara lamela terdapat ruangruang yang disebut lakuna. Lakuna mengandung sel-sel tulang yang satu sama lain dihubungkan olaeh kanalikuli. Selain itu, kanalikuli juga menghubungkan sel-sel tulang dengan saluran havers. Tulang pipa terbagi menjadi tiga bagian: bagian tengah disebut diafisis, kedua ujung disebut epifisis, dan diantara epifisis dan diafisis disebut cakraepifisis yang mengalami pertambahan panjang. 3) Pengelompokan kerangka manusia. Menurut I Gusti Ayu (2014: ), berdasarkan tempatnya rangka tubuh manusia terdiri atas tiga kelompok, yaitu tengkorak, tulang badan, dan tulang anggota gerak. Berikut penjelasan tentang tiga kelompok rangka tubuh manusia. a) Tengkorak Tulang tengkorak sering juga disebut tulang batok kepala. Tulang tengkorak berguna untuk melindungi otak dan bola mata yang merupakan organ lemah. Terdapat 22 tulang pada tengkorak manusia, 21 diantaranya melekat kuat sehingga tidak terjadi gerakan diantara tulang tersebut. Tulang-tulang tengkorak berbentuk pipih dan saling bersambungan satu 33

27 dengan yang lain. Tulang-tulang pembentuk tengkorak dibedakan atas tulang tengkorak wajah (muka) dan tengkorak pelindung otak (kubah). Tengkorak wajah terdiri atas 1) tulang rahang atas, menyusun sebagaian dari hidung, dan langitlangit, 2)tulang rahang bawah menempel pada tulang tengkorak bagian temporal. Hal tersebut merupak satu-satunya hubungan antar tulang dengan gerakan yang lebih bebas, 3) tualng pipi (zigomatik), 4) tulang langit-langit (palatinum) yang menyusun sebagian dari rongga hidung dan bagian atas rongga mulut, 5) tulang hidung, 6) tulang air mata, 7) tulang lidah. Tengkorak pelindung otak terdiri atas tulang pelipis, tulang ubun-ubun, tulang tapis, tulang dahi, tulang baji, dan tulang kepala belakang. Tulang pipi bergabung dengan tulang pelipis membentuk lengkung tulang pipi dan rongga mata dari bagian samping dan bawah. Tulang langit-langit memisahkan rongga mulut dari rongaa hidung. Tulang hidung berfungsi melindungi rongga hidung. b) Tulang badan Tulang-tulang pembentuk badan terdiri atas lima macam tulang, yaitu tulang belakang, tulang dada, tulang rusuk, tulang bahu, dan tulang panggul. (1) Tulang belakang 34

28 Tulang belakang terdiri atas 33 ruas, yaitu 7 ruas tulang leher, 12 ruas tulang punggung, 5 ruas tulang pinggang, 5 ruas tulang belakang/ kelangkangan, dan 4 ruas tulang ekor. (1) tujuh ruas pertama disebut tulang leher. Ruas pertama tulang leher disebut tulang atlas yang berfungsi untuk menyangga kepala, dan ruas kedua berupa tulang pemutar atau poros. Bentuk tulang atlas memungkinkan kepala untuk melakukan gerakan atau goyangan Ya atau goyangan Tidak. (2) dua belas ruas berikutnya membentuk tulang punggung. Ruas-ruas tulang punggung pada bagian kiri dan kanannya merupakan tempat melekatnya tulang rusuk. (3) lima ruas berikutnya merupakan tulang pinggang. Ukuran tulang pinggang lebih besar dari pada ukuran tulang punggung. Ruas-ruas tulang pinggang menahan sebagian besar berat tubuh dan banyak melekat otot-otot. (4) lima ruas tulang kelangkangan (sacrum) yang menyatu berbentuk segitiga terletak di bawah ruas-ruas tulang pinggang. Tulang klangkang pada manusia akan menyatu pada usia tahun, dan (5) bagian bawah ruas-ruas tulang belakang/ kelangkangan disebut tulang ekor (coccyx). Tulang ekor akan menyatu pada usia tahun. 35

29 Ruas-ruas menegakkan tulang badan belakang dan berfungsi menjaga untuk keseimbangan, menyokong kepala dan tangan, dan tempat melekatnya otot, rusuk, dan organ. Bentuk ruas-ruas tulang belakang tersebut menyerupai huruf S yang melengkung dan berfungsi untuk menjaga keseimbangan badan. (2) Tulang dada Tulang dada termasuk tulang pipih, terletak di bagian tengah dada. Pada sisi kiri dan kanan tulang dada terdapat tempat lekat tulang rusuk. Bersama-sama dengan rusuk, tulang dada memberikan perlindungan pada jantung, paruparu, dan pembuluh darah besar dari kerusakan. Tulang dada terdiri atas tiga bagian, yaitu bagian hulu, badan, dan taju pedang. (1) bagian hulu (manubrium) terletak di bagian atas tulang dada, tempat melekatnya tulang rusuk yang pertama dan kedua. (2) bagian badan (gladiolus) terletak di bagian tengah, tempat melekatnya tulang rusuj ketiga sampai ketujuh, gabungan tulang rusuk kedelapan sampai ke sepuluh. (3) bagian taju pedang (xiphoid process) terletak di bagian paling bawah dari tulang dada. Bagian ini terbentuk dari tulang rawan. (3) Tulang rusuk 36

30 Tulang rusuk berbentuk tipis, pipih, dan melengkung. Bersama-sama dengan tulang dada, tulang rusuk membentuk rongga dada untuk melindungi jantung dan paru-paru. Tulang rusuk terdiri atas 12 pasang, yaitu (1) tujuh pasang rusuk sejati. Tulang-tulang rusuk ini pada bagian belakang berhubungan dengan ruas-ruas tulang belakang, sedangkan bagian depannya berhubungan dengan tulang dada dengan perantaraan tulang rawan; (2) tiga pasang rusuk palsu. Tulang rusuk ini memiliki ukuran lebih pendek dari pada ulang rusuk sejati. Pada bagian belakang tulang ini berhubungan dengan ruas-ruas tulang belakang, sedangkan ketiga ujung depan disatukan oleh tulang rawan yang melekatkannya pada satu titik di tulang dada; dan (3) dua pasang rusuk melayang. Ujung belakang tulang rusuk ini berhubungan dengan rua-ruas tulang belakang, sedangkan ujung bagian depannya bebas atau tidak melekat ke bagian tulang yang lain. Fungsi tulang rusuk yaitu, 1) melindungi jantung dan paru-paru, 2) melindungi lambung, limpa, dan ginjal, 3) membantu pernapasan. (4) Tulang bahu Tulang gelang bahu disebut juga tualng pectoral bahu. Tulang ini tersusun atas 4 buah tulang yaitu 2 tulang 37

31 belikat (skapula), dan 2 tulang selangka (klavikula). Tulang selangka berbentuk huruf S, berhubungan dengan tulang lengan atas (humerus) untuk membentuk persendian yang menghasilkan gerakan lebih bebas. Ujung yang satu berhubungan dengan tulang dada sedangkan ujung yang lain berhubungan dengan tulang belikat. Tulang belikat (skapula) berukuran besar, berbentuk segitiga dan pipih. Tulang ini terletak pada bagian belakang tulang rusuk. Fungsi utama tulang gelang bahu adalah tempat melekatnya sejumlah otot yang memungkinkan terjadinya gerakan pada sendi. (5) Tulang panggul Tulang gelang panggul terdiri atas dua buah tulang pinggul. Anak tulang pinggul ini terpisah menjadi tiga buah. 1) tulang illium (bagian atas), yakni sepasang tulang usus yang berguna untuk menopang usus. 2) tulang ischium (bagian bawah), yakni sepasang tulang duduk yang berfungsi untuk menopang tubuh saat duduk. 3) tulang pubis (bagian tengah), yakni sepasang tulang kemaluan yang berguna sebagai tempat menempelnya alat kelamin. Di bagian belakang dari gelang panggul terdapat tulang sakrum yang merupakan bagian ruas-ruas tulang belakang. Pada bagian depan terdapat simfisis pubis, yakni 38

32 jaringan ikat yang menghubungkan kedua tulang pubis. Fungsi gelang panggul terutama untuk mendukung berat badan dan bersama ruas tulang belakang melindungi dan mendukung organ-organ bagian bawah, seperti kandung kemih, organ reproduksi, dan sebagai tempat tumbuh kembangnya janin pada perempuan. c) Tulang anggota gerak Rangka anggota gerak pada manusia terdiri atas anggota gerak atas, anggota gerak bawah, gelang bahu, gelang panggul, dan bagian akhir dari ruas-ruas tulang belakang seperti sakrum dan tulang coccyx. (1) Tulang anggota gerak atas (extremitas superior) terdiri atas dua bagian, yaitu tulang lengan yang terdiri dari tulang lengan atas (humerus), tulang pengumpil (radius), tulang hasta (ulna), 8 tulang pergelangan tangan (carpal) dan telapak tangan (metacarpal), serta 14 tulang jari tangan (falanges). Tulang lengan atas (humerus) termasuk kelompok tulang panjang atau pipa, ujung atasnya besar, halus, dan dikelilingi oleh tolang belikat. Pada bagian bawah terdapat dua lekukan yang merupakan tempat melekatnya tulang radius dan ulna. Tulang pengumpil dan hasta (radius dan ulna), tulang ulna berukuran lebih besar dari pada radius, 39

33 dan melekat dengan kuat di humerus. Tulang radius memiliki kontribusi yang lebih besar dari pada ulna untuk gerakan lengan bawah. Pergelangan tangan (karpal) tersusun atas delapan buah tulang yang saling dihubungkan oleh ligamen. Telapak tangan (metakarpal) tersusun atas lima buah tulang, bagian atas berhubungan dengan tulang pergelangan tangan, sedangkan bagian bawah berhubungan dengan tulang jari-jari tangan. Tulang jari-jari tangan (palanges) tersusun atas empat belas buah tulang. Setiap jari tersusun atas tiga buah tulang, kecuali ibu jari yang hanya tersusun atas dua buah tulang. (2) Tulang anggota gerak bawah (extremitas inferior), terdiri atas tulang paha (femur), tulang tempurung lutut (patella), tulang kering (tibia), tulang betis (fibula), tulang pangkal kaki (tarsal), tulang telapak kaki (metatarsal), dan tulang jari-jari kaki (falanges). Tulang paha (femur) termusak kelompok tulang panjang atau pipa, terletak mulai dari gelang panggul sampai lutut. Tulang keris dan tulang betis (tibia dan fibula) pada bagian pangkal berhubungan dengan lutut, pada baguan ujung berhubungan dengan pergelangan kaki. Ukuran tulang kering lebih besar dari pada tulang betis karena berfungsi untuk menahan beban atau berat tubuh. 40

34 Tulang betis merupakan tempat melekatnya beberapa otot. Tempurung lutut (patela) terletak antara femur dan tibia, berbentuk segitiga. Patela berfungsi melindungi sendi lutut dan memberikan kekuatan pada tendon yang membentuk lutut. Tulang pergelangan kaki (tarsal) meliputi tulang pendek dan tersusun atas delapan tulang, salah satunya tulang tumit. Tulang telapak kaki (metatarsal) tersusun atas lima buah tulang yang tersusun mendatar. Tulang jarijari kaki (palanges) tersusun atas tiga buah tulang, kecuali ibu jari yang hanya tersusun atas dua tulang. 4) Persendian. Menurut I Gusti Ayu (2014: ), tulang-tulang pembentuk rangka tubuh manusia saling berhubungan satu dengan yang lain. Hubungan antar tulang ini disebut sendi atau artikulasi. Tulangtulang pada sendi tetap berada di tempatnya karena diikat oleh jaringan ikat sendi (ligamen). Adanya ligamen memungkinkan terjadinya gerakan dan untuk membatasi gerakan. Berdasarkan sifat gerakannya, sendi dapat dibedakan menjadi tiga macam yaitu. a) Sendi mati (sinartrosis), yaitu persendian yang tidak dapat digerakkan karena terbentuk dari hubungan antar tulang yang erat seperti satu tulang. 41

35 Gambar 2. Sinartrosis pada tulang tengkorak (sumber: Contohnya pensendian pada tulang tengkorak dan gelang panggul. b) Sendi kaku (amfiartrosis), yaitu persendian yang memungkinkan terjadinya sedikit gerakan (gerakan terbatas). Gambar 3. Amfiartrosis pada ruas-ruas tulang belakang (sumber: Contohnya persendian pada tulang pergelangan tangan, tulang pergelangan kaki, antara tulang rusuk dan tulang dada, antara ruas-ruas tulang belakang, serta antara tulang belakang dan tulang rusuk. 42

36 c) Sendi gerak (diartrosis), yaitu persendian yang memungkinkan terjadinya gerakan yang lebih bebas (satu arah, dua arah, dan segala arah). Pada ujung tulang yang saling berhubungan terbentuk rongga sendi yang berisi minyak sendi (cairan sinovial). Cairan ini dihasilkan oleh membran sinovial yang melapisi persendian. Menurut arah gerakannya, sendi gerak dibedakan menjadi lima macam. Gambar 4. Jenis-jenis persendian diartrosis (sumber: (1) Sendi peluru, yaitu persendian yang memungkinkan terjadinya gerakan ke segala arah. Contohnya persendian antar tulang paha dan tulang gelang panggul serta persendian antara tulang lengan atas dan tulang gelang bahu. (2) Sendi engsel, yaitu persendian yang memungkinkan terjadinya gerakan satu arah. Contohnya persendian pada siku, lutut, dan antara ruas-ruas tulang jari. 43

37 (3) Sendi putar, yaitu persendian yang memungkinkan terjadinya gerakan berputar. Contohnya persendian antara tulang hasta dan pengumpil serta antara tulang pemutar dan tulang atlas yang menyebabkan kepala dapat memutar. (4) Sendi geser, yaitu persendian yang memungkinkan terjadinya gerakan bergeser. Kedua ujung tulang permukaannya datar dan rata. Contohnya persendian yang terdapat pada tulang-tulang pergelangan tangan dan ruasruas tulang belakang. (5) Sendi pelana, yaitu persendian yang memungkinkan adanya gerakan dua arah atau gerakan seperti orang naik kuda. Contohnya persendian antara tulang ibu jari dan tulang telapak tangan serta antara tulang telapak tangan dengan pergelangan tangan. 5) Gangguan dan kelainan pada tulang. I Gusti Ayu (2014 : ) menuliskan tentang gangguangangguan pada tulang dapat disebabkan oleh penyakit, kecelakaan, pengaruh zat makanan (gizi), sikap duduk. Berikut penjelasan gangguan pada tulang berdasar penyebabnya. a) Kelainan tulang karena penyakit biasanya menyerang bagianbagian persendian. Infeksi kuman penyakit kelamin (sifilis/gonore) sering menyerang sendi lutut dan sendi pangkal paha yang kadangkala dalam waktu bersamaan mengakibatkan 44

38 sendi menjadi kaku. Virus polio juga menyebabkan gangguan pada tulang sehingga dapat mengakibatkan kelumpuhan. Penyakit polio dapat dicegah dengan imunisasi polio pada saat masih bayi. Contohnya artritis dan layuh semu. Artritis yaitu gangguan pada sendi yang disebabkan oleh kuman. Ada dua macam, yaitu artritis eksudatif (rongga sendi terisi getah radang/ nanah sehingga terasa sakit jika digerakkan) dan artritis sika (berkurangnya minyak sendi sehingga menimbulkan rasa nyeri pada waktu sendi digerakkan) kelainan tulang ini dapat disebabkan ole infeksi kuman gonore dan kuman sifilis. Layuh semu, yaitu keadaan tulang yang tidak bertenaga. Hal ini disebabkan infeksi kuman sifilis pada anak sejak dalam kandungan. b) Kelainan tulang karena kecelakaan, misalnya jatuh, tabrakan, dan yang lainnya dapat mengakibatkan terjadinya patah tulang (fraktura), retak tulang (fisura), atau memar. Patah tulang atau retak tulang pada anak-anak lebih mudah disembuhkan dari pada orang dewasa karena tulang pada anak-anak masih mengalami pertumbuhan dan masih banyak mengandung zat perekat. Contohnya, memar karena robeknya selaput sendi. Robeknya selaput sendi ini jika diikuti lepasnya ujung tulang dari sendi disebut urai sendi. Fraktura, yaitu patahnya tulang pipa. Jika patahnya tidak merobek kulit disebut patah tulang 45

39 tertutup, sedangkan jika merobek kulit dan tulang keluar disebut patah tulang terbuka. Fisura, yaitu tulang retak karena suatu sebab, misalnya kecelakaan atau jatuh. c) Kelaianan tulang karena kurang gizi makanan, misalnya zat-zat makanan tertentu seperti vitamin D, zat kapur, dan fosfor mengakibatkan terjadinya gangguan pada proses pertumbuhan sel-sel tulang. Oleh karena itu,tulang yang terbentuk tidak sempurna sehingga dapat mengakibatkan kelumpuhan. Kekurangan vitamin D pada masa pertumbuhan dapat mengakibatkan rakhitis. Penyakit ini mengakibatkan tulang menjadi rapuh dan bentuk tulang kaki menjadi seperti huruf O atau huruf X. Sinar matahari pagi dapat mengaktifkan provitamin D di Bawah kulit menjadi vitamin D. Sikap berdiri, tidur, dan duduk juga mempengaruhi bentuk tulang belakang. Contohnya, nekrose yaitu rusaknya periosteum sehingga tulang tidak emndapatkan makanan. Hal ini dapat menyebabkan tulang mati dan mengering. Rematik merupan istilah umum untuk menggambarkan rasa sakit yang terjadi jika sendi, otot, dan jaringan penyambung dalam badan mengalami peradangan, pembengkakan, dan amat nyeri.penyakit yang termasuk rematik antara lain encok yang disebabkan badan tidak mampu mengurai protein dengan baik, radang sendi tulang yang disebabkan rusaknya tulang muda di persendian 46

40 karena proses penuaan, radang sendi rematoid yang biasanya menyerang persendian ruas-ruas jari dan pergelangan, dan demam rematik, yakni penyakit yang menyerang anak-anak yang merupakan penyakit ikutan dari infeksi yang tidak dirawat dengan baik, seperti amandel. d) Kelaianan tulang belakang karena sikap duduk yang salah mengakibatkan terjadinya gangguan pertumbuhan tulang belakang (tulang punggung). Kelainan ini dapat dibedakan menjadi tiga macam, yaitu sebagai berikut: (1) lordosis terjadi jika tulang belakang bagian leher dan panggul terlalu membengkok ke depan sehingga jika dilihat dari samping tulang belakang tampak tidak lurus; (2) kifosis terjadi jika tulang belakang bagian punggung dan panggul terlalu membelok ke belakang; (3) skoliosis terjadi jika tulang belakang terlalu membengkok ke samping kanan atau kiri. 6) Otot sebagai alat gerak aktif. Otot sebenarnya suatu jaringan yang terdiri dari sel-sel otot. Sel-sel otot bergabung membentuk serabut otot. Serabut otot dibungkus oleh selaput otot (sarkolema). Serabut-serabut otot bergabung membentuk kumpulan serabut otot yang disebut berkas otot. Gabungan dari berkas-berkas otot disebut otot atau daging. Otot dibungkus oleh sarung otot (fascia). Otot mampu berkontraksi dengan cara mengembang dan mengempis. Akibatnya, otot dapat 47

41 menggerakkan rangka. Oleh karena itu, otot disebut pula alat gerak aktif (I Gusti Ayu, 2014 : 221). Pada waktu lahir, berat massa otot adalah sebesar < 25 % massa tubuh, sedangkan pada usia dewasa > 40 % dan sedikit kurang dari 30 % pada orang yang lebih tua. Berdasarkan jenis ototnya, sekitar 40 % adalah otot skelet atau rangka dan 5-10 % adalah otot polos dan jantung (Saryono, 2011 : 1). Berikut penjelasan menurut I Gusti Ayu (2014: ) tentang karakteristik otot, macam-macam gerak otot, macammacam otot, cara kerja otot, dan gangguan pada otot. a) Karakteristik otot Otot yang merupakan alat gerak aktif mempunyai tiga karakteristik yaitu. (1) Kontraktibilitas, yaitu kemampuan otot untuk mengadakan perubahan menjadi lebih pendek dari pada ukuran semula. (2) Ekstensibilitas, yaitu kemampuan otot untuk berelaksasi atau memanjang dari ukuran semula. Larakteristik ini merupakan kebalikan kontraktibilitas. Gerak yang timbul merupakan kebalikan dari gerak yang ditimbulkan oleh kontraksi otot yang bersangkutan. (3) Elastisitas, yaitu kemampuan otot untuk dapat kembali ke ukuran semula setelah berkontraksi atau ekstensif. Saat otot 48

42 kembali ke ukuran semula, otot disebut dalam keadaan relaksasi. b) Macam-macam gerak otot Otot merupakan alat gerak aktif pada sistem gerak manusia. Kerja otot tidak dapat dilakukan hanya dengan satu macam. Hal itu menyebabkan kerja otot dibedakan menjadi sinergis dan antagonis. (1) Sinergis adalah kerja otot yang kontraksinya menimbulkan gerakan searah. Contohnya ialah otot pada lengan bawah, hasta, dan pengumpil. (2) Antagonis adalah kerja otot yang kontraksinya menimbulkan efek gerak berlawanan. Contohnya: (a) Ekstensor (meluruskan) dan fleksor (membengkokkan), contohnya otot trisep dan bisep; (b) Abduktor (menjauhi badan) dan adduktor (mendekati badan), contohnya gerak tangan sejajar bahu dan sikap sempurna; (c) Depresor (ke bawah) dan elevator (ke atas), contohnya gerak kepala menengadah dan menunduk; (d) Supinator (menengadah) dan pronator (menelungkup), contohnya gerak telapak tangan menengadah dan menelungkup. 49

43 c) Macam-macam otot Tubuh manusia dibentuk oleh lebih dari 640 otot rangka yang berbeda. Otot-otot tersebut ujungnya melekat pada rangka atau tulang-tulang pembentuk tubuh. Ujung-ujung otot yang melekat pada tulang disebut tendon atau urat otot. Tendon bersifat kuat dan kenyal serta disusun oleh jaringan ikat. Tendon yang melekat pada tulang yang bergerak disebut inersio, sedangkan tendon yang melekat pada tulang yang tidak bergerak disebut origo. Berdasarkan sel-sel penysunnya, otot dikelompokkan menjadi tiga macam sebagai berikut. (1) Otot lurik, berbentuk lurik-lurik yang juga disebut serat lintang atau otot rangka, karena melekat pada rangka. Sel penyusun otot lurik berbentuk serabut yang bagian tepinya mengandung inti. Otot lurik bekerja secara sadar menurut perintah otak sehingga disebut otot sadar. Otot lurik terdapat pada otot lengan, paha, perut dada, dan pipi. (2) Otot polos, berbentuk gelendong, kedua ujungnya meruncing dan bagian tengahnya membesar dengan panjang beberapa mikron. Otot polos juga disebut otot dalam karena organ-organ bagian dalam tubuh tersusun atas sel-sel otot polos, seperti saluran pencernaan, pembuluh darah, saluran kelamin, dan saliran ekskresi. Otot polos hanya memiliki satu inti dan tidak memiliki garis-garis melintang seperti 50

44 otot lurik. Otot polos bekerja diluar kesadaran sehingga disebut juga otot tak sadar. Otot ini bekerja lambat, teratur, dan tidak cepat lelah. (3) Otot jantung, tersusun atas sel-sel otot yang mirip dengan otot lurik, tetapi otot jantung mempunyai percabangan. Selsel otot jantung memiliki banyak inti dan terletak di tengah serabut. Gerakannya teratur. Tidak cepat, dan di luar kesadaran. Otot jantung mempunyai keistimewaan, yaitu bentuknya lurik, tetapi bekerja seperti otot polos. d) Cara kerja otot Otot bekerja dengan cara berkontraksi. Saat berkontraksi, otot menegang dan memendek atau mengerut, serta bagian tengahnya mengembang sehingga otot tampak besar, pendek, dan keras. Ketika otot tidak berkontraksi atau berelaksasi, otot tersebut mempunyai kekenyalan tertentu yang dinamakan tonus. Apabila otot berkontraksi, tonus semakin besar hingga mencapai maksimum. Tonus yang selalu mencapai maksimum terus menerus dinamakan tetanus (kejang). Otot dapat kram atau kejang jika kadar garam natrium darah menurun. Hal ini dapat terjadi jika otot mengalami kelelahan karena kontraksi secara terus menerus. Sebab lain otot yang kram karena terinfeksi bakteri Clostridium tetani. 51

45 e) Gangguan-gangguan pada otot Otot dapat mengalami gangguan karena kecelakaan, penyakit, atau kebiasaan yang kurang baik. Gangguan-gangguan sebagai berikut. (1) Atrofi, yaitu keadaan menghilangkan Gangguan otot kemampuan ini dapat mengecil untuk disebabkan sehingga berkontraksi. karena seseorang menderita suatau penyalit atau sebab lain sehingga penderita harus beristirahat di tempat tidur dalam jangka waktu yang lama. (2) Hipertrofi, yaitu keadaan otot menjadi besar dan kuat karena otot dilatih secara berlebihan, misalnya otot binaragawan. Secara fisik, hipertrofi tidak termasuk gangguan otot karena tidak mengganngu sistem gerak. Akan tetapi, dari segi estetika otot, hipertrofi dipandang kurang baik.hipertrofi otot berbahaya jika terjadi pada otot jantung. Penderita hipertrofi otot mudah mengalami gagal jantung diastolik, yaitu kesulitan transportasi darah dari jantung ke seluruh tubuh. (3) Kaku leher atau stiff, yaitu keadaan leher terasa kaku dan sakit jika digerakkan. Hal ini dapat disebabkan karena otot trapesius leher mengalami peradangan sebagai akibat gerakan dan hentakan yang salah. 52

46 (4) Distrofi otot, yaitu penyakit otot kronis sejak anak-anak. Penyakit ini diperkirakan sebagai penyakit turunan. (5) Hernia abdominalisi, yaitu sobeknya dinding perut yang lemah yang mengakibatkan usus melorot ke bawah. Hal ini mengakibatkan penderita tidak mampu bergerak dengan baik. b. Mesin atau pesawat sederhana Mesin atau pesawat sederhana adalah segala bentuk alat besar di mana, arah atau metode penerapan suatu gaya diubah untuk mendapatkan sejumlah keuntungan. Contoh mesin sederhana adalah tuas, bidang miring, katrol, engkol, dan poros roda, dan tuas dongkrak (Frederick dan Eugene, 2006 : 57). Fokus pembahasan mesin atau pesawat sederhana yang berkaitan dengan model connected adalah tuas atau pengungkit pada sistem gerak manusia. Menurut Bill W. Tillery, dkk (2013 : 57), mesin sederhana adalah Simple machines are tools that people use to help them do work. Recall that work is a force times a distance, and you can see that the simple machine helps you do work by changing a force or a distance that something is moved. The force or distance advantage you gain by using the machine is called the mechanical advantage. The larger the machanical advantage, the greater the effort that you would save by using the machine. Maknanya adalah alat yang digunakan orang untuk membantu mereka melakukan pekerjaan. Ingat kembali kerja atau usaha merupakan kekuatan atau gaya kali jarak, dan Anda dapat melihat bahwa mesin sederhana membantu Anda bekerja dengan mengubah gaya atau jarak 53

47 pada sesuatu yang bergerak. Gaya atau jarak keuntungan Anda dapatkan dengan menggunakan mesin disebut keuntungan mekanis. Semakin besar keuntungan machanis, semakin besar usaha yang akan Anda simpan dengan menggunakan mesin. Menurut Bill W. Tillery, dkk (2013 : 57) mesin sederhana ada enam jenis There are six kind of simple machines: Inclined plane, wedge, screw, lever, wheel and axle, and pulley, yaitu bidang miring, baji, sekrup, tuas, roda dan poros, dan katrol. Penjelasan berikut akan fokus pada tuas atau pengungkit karena prinsip kerja tuas atau pengungkit terdapat pada sistem gerak manusia. Berdasarkan titik tumpunya, gaya, dan beban tuas dikelompokkan menjadi 3 jenis, yaitu. a. Tuas jenis pertama Gambar 5. Prinsip kerja tuas jenis 1 (sumber : fisikazone.com) Letak titik tumpu tuas jenis ini berada di antara titik beban dan titik kuasa. Contohnya adalah jungkat-jungkit, tang, gunting, linggis, dan sekop (Bill W. Tillery, dkk, 2013 : 58). 54

48 Gambar 6. Tuas jenis pertama pada kepala manusia. (sumber: fk.unair.ac.id/web1/attachments/1643_biofisika%201.pdf) b. Tuas jenis kedua Gambar 7. Prinsip kerja tuas jenis 2 (sumber : fisikazone.com) Pada tuas jenis kedua, titik beban berada di antara titik tumpu dan titik kuasa. Contoh tuas kelas dua adalah alat pemecah biji-bijian yang keras dan pembuka botol (Bill W. Tillery, dkk, 2013 : 58). Gambar 8. Tuas jenis kedua pada kaki (sumber: fk.unair.ac.id/web1/attachments/1643_biofisika%201.pdf) 55

49 c. Tuas jenis ketiga Gambar 9. Prinsip kerja tuas jenis 3 (sumber : fisikazone.com) Titik kuasa pada tuas jenis ini berada di antara titik tumpu dan titik beban. Contohnya, Pancing dan pinset (Bill W. Tillery, dkk, 2013 : 58). Gambar 10. Tuas jenis ketiga pada lengan tangan (sumber: fk.unair.ac.id/web1/attachments/1643_biofisika%201.pdf) d. Keuntungan mekanis Keuntungan mekanis aktuas (KMA) suatu mesin atau pesawat sederhana adalah (Frederick dan Eugene, 2006 : 57). KMA = rasio gaya = 56

50 Keuntungan mekanis ideal (KMI) suatu mesin atau pesawat sederhana adalah (Frederick dan Eugene, 2006 : 57). KMI = rasio jarak = B. Penelitian Relevan Adapun beberapa penelitian yang berhubungan dengan penelitian ini antara lain: 1. Dima Riaulita (2012), menyimpulkan bahwa penerapan pendekatan keterampilan proses dalam pembelajaran IPA Terpadu dapat meningkatkan hasil belajar kognitif dan karakter siswa kelas VIII B SMP Muhammadiyah Banguntapan Bantul. Hal ini disebabkan oleh pendekatan keterampilan proses melalui kegiatan percobaan, diskusi, dan demonstrasi. Berdasarkan tindakan yang dilaksanakan sebagai upaya perbaikan proses pembelajaran selama siklus I hingga siklus III yakni melalui kegiatan percobaan, demonstrasi, dan diskusi maka diperoleh peningkatan hasil belajar kognitif siswa melalui pendekatan keterampilan proses sebesar 20,21%. Peningkatan karakter ditunjukkan dengan jumlah siswa yang memperoleh skor berkriteria sangat baik sebesar 50,84% dengan pencapaian keberhasilan pada tiap aspek karakter sebesar 22,26%. Keterlaksanaan pembelajaran dengan dilakukan dengan mengarahkan siswa mulai dari tahapan pengorganisasian kelompok, pelaksanaan kegiatan percobaan, diskusi, dan demonstrasi dengan pengembangan tiap aspek keterampilan proses sebesar 21,46%. 57