Penerapan Model Pembelajaran Biologi Berbasis Masalah Lingkungan terhadap Hasil Belajar Ditinjau dari Keterampilan Proses Sains Siswa

Transkripsi

1 ISBN: Penerapan Model Pembelajaran Biologi Berbasis Masalah Lingkungan terhadap Hasil Belajar Ditinjau dari Keterampilan Proses Sains Siswa Suciati, 1 Pinkan. A 2 ; Iva, Y. 3 ;Yusroh 4 Program Studi Pendidikan Biologi, FKIP, UNS suciati@yahoo.com Abstrak Keterampilan proses sains (KPS) merupakan modal penting dalam kegiatan pembelajaran biologi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan penerapan model pembelajaran biologi berbasis masalah lingkungan terhadap hasil belajar ditinjau dari KPS siswa. Penelitian ini merupakan penelitian deskriptif kuantitatif yang melibatkan 96 siswa SMA Kelas X IPA di 3 sekolah yang berbeda. Data KPS dan hasil belajar siswa dijaring melalui teknik tes dan data pendukung menggunakan teknik non-test melalui: wawancara, observasi, dokumentasi. Data dianalisis secara deskriptif kualitataif yang disajikan dalam bentuk persentase. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ada perbedaan signifikan hasil belajar siswa dalam penerapan model pembelajaran biologi berbasis masalah lingkungan ditinjau dari KPS siswa. Kata kunci: KPS, hasil belajar, model pembelajaran berbasis masalah lingkungan I. PENDAHULUAN Carin & Sund (1993) menyatakan bahwa biologi idealnya dibelajarkan sesuai dengan hakikatnya sebagai sains yaitu mengacu pada 3 hal: proses, produk, sikap. Biologi sebagai proses artinya pembelajaran biologi memungkinkan siswa melakukan serangkaian keterampilan proses sains (KPS) yang memungkinkan siswa dapat mengkonstruk konsepkonsep materi biologi secara mandiri dan mengembangkan sikap ilmiah. Hal ini relevan dengan isi Kurikulum 2013 bahwa pembelajaran biologi digunakan pendekatan saintifik yaitu proses pembelajaran yang dirancang sedemikian rupa agar mendorong siswa secara aktif mengkonstruk pengetahuannya melalui tahapan-tahapan 5 M yang meliputi: mengamati, menanya, mencoba, menalar dan mengkomunikasikan (Kemendikbud, 2013:1). Artinya, dalam memahami konsep-konsep biologi dan mengembangkan sikap ilmiah, siswa perlu melakukan serangkaian kegiatan KPS. Dengan demikian, KPS merupakan modal keterampilan dalam menemukan konsep biologi maupun dalam pengembangan sikap ilmiah. Di dalam proses pembelajaran biologi umumnya guru cenderung kurang memperhatikan kemampuan KPS yang dimiliki siswanya. Akibatnya guru seringkali mengalami hambatan dalam pembelajaran terutama berkaitan dengan alokasi waktu ketika melakukan aktivitas praktikum di laboratorium atau pengamatan lapangan. Kondisi ini diprediksi menjadi salah satu penyebab guru lebih tertarik melakukan pembelajaran melalui transfer pengetahuan di kelas, dibandingkan melakukan kegiatan praktikum. Hal ini didukung data hasil angket yang menunjukkan bahwa dari sejumlah guru yang disurvei, hampir 65% menyatakan bahwa faktor waktu menjadi kendala utama dalam melakukan aktivitas pembelajaran di laboratorium atau pengamatan lapangan (Suciati, 2014). Oleh karenanya dengan mempertimbangkan hakikat pembelajaran biologi yang menekankan pada proses, 301

2 Penerapan Model Pembelajaran Biologi Berbasis Masalah Lingkungan maka dalam menerapkan pembelajaran biologi khususnya pada materi berbasis masalah - masalah lingkungan, guru perlu memperhatikan kemampuan KPS sebagai faktor internal yang dapat mempengaruhi hasil belajar siswa. Carin & Sund (1993) menyatakan bahwa sains (biologi) pada hakikatnya mengandung 4 unsur yaitu: proses (scientific processes), produk (scientific knowledge), sikap (scientific attitudes), dan teknologi (technology). Proses dalam sains mengandung arti cara atau aktivitas ilmiah untuk mendeskripsikan fenomena alam hingga diperoleh produk sains berupa fakta, prinsip, hukum, atau teori. Di dalam Science a Process Aproach/SAPA (dalam Nuryani 2005) dinyatakan bahwa pendekatan pembelajaran yang berorientasi pada proses sains melibatkan keterampilan intelektual, manual, dan sosial adalah science process skills (KPS). KPS meliputi serangkaian kegiatan manual (hands on) sepertinya: mengamati (observation), klasifikasi (classification), mengukur, menghitung (measurement), meramalkan (prediction), mengkomunikasikan (communication), bertanya (question), menyimpulkan (inferention), mengontrol variabel, merumuskan masalah (problem formulation), membuat hipotesis (hypothesis), merancang penyelidikan (design experiment), melakukan penyelidikan/percobaan (experiment) (Rustaman, 2005; Nur, 2011). Beberapa ahli membedakan kegiatan KPS menjadi kegiatan KPS yang sederhana yang merupakan kegiatan dasar dalam penyelidikan dikenal dengan KPS dasar (basic science process skills) seperti: mengamati, mengukur, menghitung, mengklasifikasi, memprediksi. Sementara jenis kegiatan KPS yang merupakan kegiatan lanjutan digolongkan dalam KPS terintegrasi (integrated science process skills) seperti: mengontrol variabel, merumuskan masalah, membuat hipotesis, merancang percobaan, eksperimen, menarik kesimpulan, mengaplikasikan konsep pada situasi yang berbeda. Sikap sains yaitu sikap, keyakinan, nilai-nilai, pendapat/gagasan dan obyektivitas yang akan muncul setelah melakukan proses sains yang dikenal dengan sikap ilmiah. Sikap ilmiah juga dimaknai sebagai sikap yang sebagaimana para ilmuwan sains bekerja seperti: jujur, teliti, obyektif, sabar, tidak mudah menyerah (ulet), menghargai orang lain, dll. Hasil belajar dipengaruhi oleh faktor internal maupun eksternal. KPS merupakan salah satu keterampilan siswa sebagai faktor internal yang dapat mempengaruhi hasil belajar (Aktamis, H. & Ergin, M. 2008). Di dalam membelajarkan biologi, idealnya guru perlu mempertimbangkan kemampuan KPS siswa. Pembelajaran berbasis pemecahan masalah menekankan adanya peran aktif siswa dalam mengkonstruk pengetahuannya. Dengan demikian penerapan model berbasis pemecahan masalah khususnya masalah lingkungan sangat relevan digunakan dalam pembelajaran biologi, karena model tersebut sarat dengan muatan KPS. Hal ini relevan dengan saran penggunaan metode pembelajaran yang diamanahkan dalam Kurikulum PBL adalah salah satu model pembelajaran berbasis pemecahan masalah dengan sintaks: mengorientasi pada masalah, mengorganisasikan siswa belajar, membantu siswa dalam kelompok atau individual, menyajikan hasil karya, mengevaluasi hasil dan proses pemecahan masalah (Arends, 1997). PBL memiliki keunggulan adanya kerjasama dan interaksi siswa serta pemecahan masalah, sehingga siswa mampu mengkonstruk pengetahuannya sendiri. Adapula model berbasis pemecahan masalah lain yang lebih menekankan pengembangan kemampuan berpikir tingkat tinggi siswa melalui penalaran dan argumen seperti BBL dan RPS. BBL merupakan model pembelajaran berbasis pemecahan masalah dengan sintaks meliputi: prapemaparan, persiapan, inisiasi dan inkubasi, elaborasi, inkubasi dan pemasukan memori, verifikasi dan pengecekan keyakinan, perayaan dan integrasi (Jensen, 2008). Keunggulan BBL adalah memungkinkan pengaktifan kerja otak untuk belajar bermakna melalui pengkaitan antara pengetahuan lama (awal) dengan pengetahuan baru yang akan dipelajari. Berbagai studi membuktikan bahwa penerapan model BBL berpengaruh positip terhadap motivasi dan sikap ilmiah siswa (Akyurek, E. & Afacan, O., 3013). Sementara RPS adalah 302

3 ISBN: model pembelajaran berbasis pemecahan masalah dengan sintaks membaca dan berpikir, eksplorasi dan perencanaan, strategi seleksi, menemukan jawaban, refleksi dan perluasan (Krulik & Rudnick, 1996). Melalui model RPS siswa didorong untuk berpikir menggunakan penalarannya untuk pemecahan masalah lingkungan pada materi pencemaran lingkungan. II. METODE PENELITIAN Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan penerapan model pembelajaran biologi berbasis masalah lingkungan terhadap hasil belajar ditinjau dari keterampilan proses sains siswa. Penelitian ini merupakan penelitian deskriptif kualitatif yang melibatkan 96 siswa SMA kelas XIPA di 3 sekolah yang berbeda (SMAN 2 Karanganyar, SMAN 2 Banyudono, SMAN 1 Karanganom). Data keterampilan proses sains diukur menggunakan teknik tes yang telah diuji validitas dan reliabilitasnya yang meliputi 11 aspek: observasi, interpretasi, klasifikasi, prediksi, merumuskan masalah, hipotesis, mengajukan pertanyaan, merencanakan percobaan, menggunakan alat, mengkomunikasikan hasil percobaan, menerapkan konsep. Data pendukung selama proses pembelajaran menggunakan teknik non-tes melalui: lembar observasi, angket, dan dokumentasi. Data dianalisis secara deskriptif-kualitatif. Analisis data dilakukan deskriptif kualitatif berdasarkan hasil uji eksperimen menggunakan rancangan one group pretest-postest design. III. HASIL PENELITIAN Data hasil penelitian tentang kemampuan awal KPS siswa berdasarkan kategorinya pada 3 sekolah penelitian disajikan pada Tabel 1. Tabel 1. Data Kemampuan Awal KPS Siswa Berdasarkan Kategori No. Sekolah KPS Rendah KPS Tinggi Jumlah Rerata Jml. Rerata Jml. Rerata Siswa Kelas 1. A 13 77, , ,72 2. B 13 40, , ,42 3. C 14 51, , ,33 Keterangan: A= SMAN 2 Karanganyar B= SMAN Karanganom C= SMAN Banyudono Jumlah Siswa 95 Data hasil analisis test kemampuan awal siswa berdasarkan aspek KPS pada 3 sekolah penelitian disajikan pada Tabel 2. Tabel 2. Kemampuan Awal Siswa Berdasarkan Aspek KPS Sek Rerata A 91,67 83,33 81,94 86,11 91,67 88,89 83,33 86,67 84,72 90,28 75,00 85,78 B 53,13 39,06 53,13 25,00 37,50 37,50 31,25 64,84 70,83 73,44 84,38 51,82 C 48,15 44,44 55,56 42,96 52,96 44,44 48,87 51,85 55,56 48,15 37,04 48,18 303

4 Penerapan Model Pembelajaran Biologi Berbasis Masalah Lingkungan Keterangan: 1= Mengamati 5= Merumuskan masalah 9 = Menggunakan alat & bahan 2= Menginterpretasi 6= Membuat hipothesis 10 = Mengkomunikasikan 3= Mengelompokkan 7 = Mengajukan Pertanyaan 11 = Menerapkan konsep 4= Memprediksi 8 = Merencanakan percobaan Data hasil belajar siswa aspek kognitif siswa pada 3 sekolah penelitian disajikan pada Tabel 3. Tabel 3. Rerata Hasil Belajar Kognitif, Psikomotor, Afektif Siswa Pada Penerapan Model Pembelajaran Berbasis Masalah Lingkungan No. Sekolah Kognitif Psikomotor Afektif Rerata 1. A 87,00 84,00 85,00 85,33 2. B 86,41 81,30 83,69 83,80 3. C 86,93 89,48 84,39 86,93 Data perbandingan penerapan model pembelajaran berbasis masalah lingkungan terhadap hasil belajar siswa ditinjau dari kemampuan KPS siswa disajikan pada Tabel 4. Tabel 4: Perbandingan Penerapan Model Pembelajaran Berbasis Masalah Lingkungan Terhadap Hasil Belajar Siswa Ditinjau Dari Kemampuan KPS Siswa No. Sekolah Model Pembelajaran Rerata KPS Rerata Hasil Belajar Relevansi KPS- Hasil Belajar 1. A PBL 85,78 85,33 Kurang signifikan 2. B RPS 51,82 83,80 Cukup Signifikan 3. C BBL 48,18 86,93 Sangat signifikan Keterangan: PBL= Model Problem Based Learning pada materi berbasis masalah lingkungan RPS= Model Reasoning and Problem Solving pada materi berbasis masalah lingkungan BBL= Model Brain Based Learning pada materi berbasis masalah lingkungan Data pada Tabel 4 menunjukkan relevansi anntara kemampuan KPS siswa dikaitkan dengan rerata hasil belajar pada ketiga sekolah menunjukkan adanya perbedaan. Di sekolah A, rerata kemampuan KPS siswa tinggi (85,78) ternyata perolehan rerata hasil belajarnya tidak lebih tinggi dari sekolah C (86,93) yang rerata kemampuan KPS siswanya lebih rendah dari sekolah A (48,18). Sementara di sekolah B dengan rerata kemampuan KPS siswa (51,82) lebih tinggi dari sekolah C yang rerata kemampuan KPS siswanya hanya (48,18), tetapi capaian rerata hasil belajarnya hanya 83,80 yaitu lebih rendah dari capaian rerata hasil belajar di sekolah C (86,93). Pada sekolah C yang diantara ketiga sekolah penelitian menunjukkan rerata kemampuan KPS siswa paling rendah (48,18) menunjukkan capaian rerata hasil belajar siswanya tertinggi (86,93), sehingga relevansi antara kemampuan KPS dan model pembelajaran yang digunakan menunjukkan sangat signifikan. Sementara relevansi antara kemampuan KPS siswa dan model pembelajaran yang digunakan pada sekolah A menunjukkan kurang signifikan dan pada sekolah B cukup signifikan. Artinya bahwa sebagai 304

5 ISBN: faktor internal siswa kemampuan KPS tidak bukan satu-satunya faktor yang mempengaruhi capaian hasil belajar siswa. Jika kemampuan KPS siswa kurang signifikan terhadap hasil belajar, maka diprediksi kuat berkaitan dengan keunggulan karakteristik model yang diterapkan. Meskipun model yang diterapkan di ketiga sekolah penelitian merupakan model pembelajaran biologi berbasis pemecahan masalah khususnya pada materi pencemaran lingkungan, tetapi masing-masing model memiliki karakteristik yang spesifik. Keunggulan model BBL yang diterapkan di sekolah C terletak pada sintaks modelnya yang meliputi: pra-pemaparan, persiapan, inisiasi dan inkubasi, elaborasi, inkubasi dan pemasukan memori, verifikasi dan pengecekan keyakinan, perayaan dan integrasi (Jensen, 2008). Melalui sintaks tersebut memungkinkan pengaktifan kerja otak untuk belajar bermakna melalui pengkaitan antara pengetahuan lama (awal) dengan pengetahuan baru yang akan dipelajari. Hal ini relevan dengan teori belajar bermakna Ausubel (Dahar, 2011) bahwa proses belajar bermakna terjadi jika seseorang mampu mengasimilasikan pengetahuan yang telah dimiliki dengan pengetahuan baru. Keampuhan model BBL juga didukung oleh berbagai hasil penelitian yang menyatakan bahwa penerapan model BBL dapat: meningkatkan prestasi akademik siswa (Ozden dan Gultekin, 2008); dapat meningkatkan kemampuan memecahkan masalah (Adyastuti, 2012); dapat meningkatkan kemampuan adaptif siswa (Ulfa, 2012); dapat meningkatkan penguasaan konsep siswa (Suryani, dkk., 2011); dapat meningkatkan motivasi dan sikap ilmiah siswa (Akyurek, E. & Afacan, O., 2013). Dengan demikian tingginya capaian hasil belajar siswa di sekolah C berkaitan erat dengan kekuatan karakteristik model BBL. Karakteristik model RPS dengan sintaks membaca dan berpikir, eksplorasi dan perencanaan, strategi seleksi, menemukan jawaban, refleksi dan perluasan (Krulik & Rudnick, 1996). Melalui model RPS siswa didorong untuk berpikir menggunakan penalarannya untuk pemecahan masalah lingkungan pada materi pencemaran lingkungan. Hal ini relevan dengan teori Bruner (dalam Dahar, 2011) bahwa belajar merupakan pengembangan kategori dan pengembangan sistem pengkodean yang saling berhubungan, sehingga setiap siswa memiliki model yang unik tentang alam/lingkungan. Hal ini didukung oleh penelitian Purwanta, dkk. (2014) yang menggambarkan efektivitas model RPS terhadap capaian hasil belajar siswa. Mengacu pada keunggulan karakteristik model tersebut, maka penerapan model RPS yang dilakukan di sekolah B, meski di bawah capaian hasil belajar di sekolah C tetapi masih lebih tinggi dari capaian hasil belajar di sekolah A. Sementara model PBL meski telah terbukti ampuh dalam meningkatkan KPS dan hasil belajar melalui pemecahan masalah (Erick de Graff & Kolmos, A., 2003; Sudarman, 2007; Dwi Putra, 2010; Ghallager,S.A & Ghallager, J. 2013; ), namun jika ditinjau dari sintaksnya lebih sederhana dan muatan berpikir tingkat tingginya lebih ringan dibandingkan RPS dan BBL yaitu: mengorientasikan siswa pada masalah, mengorganisasikan siswa belajar, membantu siswa dalam kelompok atau individual, menyajikan hasil karya, mengevaluasi hasil dan proses pemecahan masalah (Arends, 1997). Dengan membandingkan muatan berpikir pada ketiga model tersebut (RPS, BBL, PBL), tampaknya kesederhanaan sintaks pada PBL kurang mendorong siswa dalam bernalar dan berargumentasi sehingga capaian hasil belajar siswa di sekolah menjadi kurang optimal meskupun kemampuan awal KPS siswanya tertinggi (85,78) dibandingkan di sekolah B (51,82) dan di sekolah C (48,18). 305

6 IV. DAFTAR PUSTAKA Penerapan Model Pembelajaran Biologi Berbasis Masalah Lingkungan Adyastuti,N., Rochmad., & Masrukan Perangkat Pembelajaran Model BBL Materi Barisan dan Deret Untuk Meningkatkan Kemampuan Memecahkan Masalah. UNNES Journal of Mathematics Education Research, Vol. l, No. 2, (hal: 87-93). Aktamis, H. & Ergin, M The Effect of Scientifif Process Skills Education on Students Scientific Creativity, Science Attitudes and Academic Achievements. Asia-Pacific Forum on Sciences Learning and Teaching, Vol 9, No. 1, (hal: 1-21). Akyurek, E. & Afacan, O., Effects of Brain-Based Learning Approach on Students Motivation and Attitudes Levels in Science Class. Mevlana International Journal of Education (MIJE). Vol. 3, No. 1, (hal: ). Arends, Richard Learning to Teach. Mac. Graw: Hill Company. Carin, A.A & Sund, R.B Teaching Science Through Discovery. Columbus: Merrill Publishing Company. Dwi, Putra.L Penerapan Model PBL Untuk Meningkatkan Kemampuan Berpikir Kritis dan Hasil Belajar. FKIP UM. (Skripsi: Tidak diterbitkan). Dahar, R.W Teori-teori Belajar dan Pembelajaran. Jakarta: Erlangga Erick de Graff & Kolmos, A Characteristics of Problem-Baesd Learning. International Journal Engineering Education, Vol. 19, No. 5 (hal: 45-48). Ergul,E, Simsekli, Y., Calis,S., Ozdilek, Z, Gocmencelebi,S., Sanli,M The Effects of Inquiry- Based Science Teaching on Elementary School Students Science Process Skills and Science Attitudes. Bulgarian International Journal of Science and Education Policy (BJSEP), Vol. 5, No. 1 (hal: 48-52). Ghallager,S.A & GGhallager, J Using Problem-Based Learning to Explor Unseen Academic Potential. Interdiciplinary Journal of Problem-Based Learning, Vol. 7, No. 1 (hal: ). Jensen, E Brain-Based Learning (Pembelajaran Berbasis Otak: Cara Baru Dalam Pengajaran dan Pelatihan). Yogyakarta: Pustaka Pelajar. Kemendikbud Kurikulum 2013 Kompetensi Dasar SMA/MA. Jakarta: Kemendikbud. Kurlik, S. & Rudnick, J.A The New Source Book for Teaching Reasoning and Problem Solving in Junior and Senior High School. USA:: Allyn && Bacon. Nur, M Modul Keterampilan Proses Sains. Surabaya: Pusat Sains dan Matematika Sekolah Pascasarjana UNESA. Ozden, M dan Gultekin, M The Effect of BBL on Academic achievement and Retention of Knowledge in Science Course: Electronic Journal of Science Education, Vol 12, No. 1, (hal: 1-17). Purwanta, I.K., dkk Penerapan Model Pembelajaran RPS Berpengaruh Terhadap Hasil Belajar Matematika. Jurnal Mimbar PGSD, Vol.2, No. 1 Rustaman, N Strategi Belajar Mengajar Biologi. Malang: UM Press. Sudarman PBL Suatu Model Pembelajaran Untuk Mengembangkan dan Meningkatkan Kemampuan Memecahkan Masalah. Jurnal Pendidikan Inovatif, Vol.2, No. 2 (Hal: 69-73). Suryani, I.E., Kusairi, S., Hidayat, A Pengaruh BBL Terhadap Penguasaan Konsep Fisika Ditinjau Dari Kemampuan Awal Siswa SMAN 3 Madiun. Tesis UM (tidak diterbitkan). Ulfa, P.F Pengaruh Model Pembelajaran BBL Terhadap Peningkatan Kemampuan Penalaran Adaptif Matematik Peserta Didik. Skripsi UNSIL (Tidak diterbitkan). 306