8 BAB II KAJIAN TEORI A. Pembelajaran IPA di SD 1. Pembelajaran Belajar adalah satu kata yang sudah akrab dengan semua lapisan masyarakat. Belajar adalah suatu proses dimana manusia berubah perilakunya sebagai akibat pengalaman, perubahan secara terus menerus dalam kinerja atau potensi kinerja manusia, proses mereaksi terhadap terhadap semua situasi yang ada di sekitar individu, proses yang diarahkan pada suatu tujuan, proses berbuat melalui berbagi pengalaman, proses melihat, mengamati, dan memahami sesuatu yang dipelajari. Pengertian belajar juga dijelaskan oleh James (2000), belajar adalah upaya yang dilakukan dengan mengalami sendiri, menjelajahi, menelusuri, dan memperoleh sendiri. Sementara Garry dan Kingsley berpendapat bahwa belajar adalah proses perubahan tingkah laku yang orsinil melalui pengalaman dan latihan-latihan. Sedangkan menurut Robert dan Davis (1995) behwa belajar adalah perubahan perilaku yang relatif permanen sebagai suatu fungsi praktis atau pengalaman. Berdasarkan pengertian di atas dapat disimpulkan bahwa belajar adalah suatu proses atau kegiatan yang dilakukan sehingga membuat suatu perubahan
9 perilaku yang berbentuk kognitif, afektif, maupun psikomotor. Pembelajaran adalah proses interaksi peserta didik dengan pendidikan dan sumber belajar pada suatu lingkungan belajar. Pembelajaran merupakan bantuan yang diberikan pendidikan agar dapat terjadi proses pemerolehan ilmu dan pengetahuan, penguasaan kemahiran dan tabiat, serta pembentukan sikap dan kepercayaan peserta didik. Dengan kata lain, pembelajaran adalah proses untuk membantu peserta didik agar dapat belajar dengan baik. berikut. Pengertian pembelajaran dikemukakan oleh Sanjaya (2006:78) sebagai Pembelajaran adalah proses pengaturan lingkungan yang diarahkan untuk mengubah perilaku siswa ke arah yang positif yang lebih baik sesuai dengan potensi dan perbedaan yang dimiliki siswa. Kata Pembelajaran adalah terjemahan dari instruction yang banyak dipakai dalam dunia pendidikan di Amerika Serikat. Istilah ini banyak dipakai oleh aliran Psikologi Kognitif- Wholistik, yang menempatkan siswa sebagai sumber dari kegiatan. Lebih lanjut Purwadinata, (1967:22) mengatakan bahwa pengajaran mempunyai arti cara mengajar atau mengajarkan. Sedangkan kegiatan belajar mengajar adalah satu kesatuan dari dua kegiatan searah. Kegiatan belajar adalah kegiatan primer, sedangkan mengajar adalah kegiatan sekunder yang dimaksudkan agar terjadi kegiatan secara optimal. Maka dapat ditarik kesimpulan bahwa pembelajaran adalah usaha sadar dari guru untuk membuat peserta didik belajar, yaitu terjadinya perubahan tingkah laku pada diri peserta didik yang belajar, dimana perubahan itu dengan didapatkannya kemampuan baru yang berlaku dalam waktu yang relatif lama dan karena adanya usaha.
10 2. Hakikat dan Karakteristik Pembelajaran IPA Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) sering disebut juga sebagai Sains yang berasal dari kata dalam Bahasa Inggris science yang artinya ilmu. Dalam pengelompokan ilmu (science), ilmu dikelompokkan menjadi dua kelompok besar yaitu ilmu sosial (social science) dan ilmu alamiah (natural science). Dalam perkembangan selanjutnya natural sciences sering disingkat menjadi science, dalam Bahasa Indonesia disebut Sains (IPA). Pengertian dari IPA telah banyak diungkap oleh para ahli, baik IPA sebagai batang tubuh atau materi dari ilmu kealaman maupun proses dalam pencapaiannya. Beberapa pendapat para ahli tentang IPA diantaranya: James Conan (Sumaji, 1998:31) berpendapat bahwa IPA sebagai sederetan konsep serta skema konseptual yang paling berhubungan dan tumbuh sebagai eksperimen dan observasi, serta berguna untuk diamati dan dieksperimen lebih lanjut. Suppe, seorang ahli fisika berpendapat bahwa IPA merupakan pengetahuan tentang alam yang diperoleh dan interaksi indera dengan alam, atau observasi yang dilakukan melalui indera dengan interaksi dua arah (Poedjiadi, 2001:24). Widodo (2009: 10) mengatakan bahwa karakteristik IPA meliputi empat unsur utama meliputi: 1. Sains sebagai sikap yaitu sikap ilmiah yang terbentuk karena sifat sains itu sendiri yang meliputi rasa ingin tahu tentang benda, fenomena alam, makhluk hidup, serta hubungan sebab akibat yang menimbulkan masalah baru yang dapat dipecahkan melalui prosedur yang benar, dan IPA bersifat open ended.
11 2. Sains sebagai proses yaitu metode ilmiah berupa keterampilan atau kemampuan dasar bekerja ilmiah yang sering disebut sebagai keterampilan proses diantaranya: (1) keterampilan mengamati; (2) keterampilan merencanakan dan melaksanakan percobaan; (3) keterampilan menafsirkan dan menarik kesimpulan; dan (4) keterampilan mengkomunikasikan informasi. 3. Sains sebagai produk yaitu berupa fakta, prinsip, teori, dan hukum yang ditemukan atau dikemukakan oleh para ahli. IPA tidak hanya berupa kumpulan dari unsur-unsur atau konsep-konsep dari unsur-unsur atau konsep-konsep tentang kealaman yang tersusun secara sistematis, tetapi juga diperoleh melalui observasi dua arah dan memberikan peluang untuk menjadi dasar pengetahuan selanjutnya. Selain sains sebagai produk dengan konsep-konsep, teori-teori dan hukum-hukum, serta sebagai proses untuk mendapatkannya (proses ilmiah). IPA juga dapat mengembangkan sikap ilmiah. Sikap ilmiah tersebut meliputi rasa tanggungjawab, keingintahuan, jujur, terbuka, obyektif, kerja keras, kecermatan, disiplin dan percaya diri (Yunita, 1999:14). Berdasarkan pengertian-pengertian IPA yang telah dikemukakan di atas, dapat disimpulkan bahwa IPA adalah pengetahuan ilmiah (yang dapat meliputi fakta, konsep, dan prinsip, gagsan-gagasan atau ide, teori, hukum-hukum dan model-model) tentang alam sekitar yang diperoleh melalui proses ilmiah (eksperimen dan observasi) yang dilakukan melalui indera dengan interaksi dua arah, serta berkaitan dengan pengembangan sikap ilmiah, tindakan dan
12 mengandung nilai-nilai atau manfaat (misalnya keingintahuan, kejujuran, terbuka, objektif, kerja keras, kecermatan, disiplin dan percaya diri). Pendidikan IPA sebagai bagian dari pendidikan, umumnya memiliki peranan penting dalam meningkatkan mutu pendidikan, khususnya di dalam menghasilkan peserta didik yang berkualitas, yaitu manusia yang mampu berpikir kritis, kreatif, logis, dan berinisiatif dalam menanggapi isu dan mampu mendesain alat yang terjadi di masyarakat yang diakibatkan oleh dampak perkembangan IPA dan teknologi. Pendidikan IPA diharapkan dapat memberi bekal kepada peserta didik untuk dijadikan dasar dalam mengamati dan mempelajari gejala alam serta menyikapi perkembangan teknologi atau bahkan dalam upaya pengembangan teknologi di masa mendatang. Menurut Hidayat (1995:4) pendidikan IPA mendatang hendaknya ditujukan pada perkembangan individu yang memiliki literasi IPA, mengerti bahwa IPA, teknologi dan masyarakat saling berpengaruh, dan mampu mengaplikasikan pengetahuannya dalam membuat keputusan yang tepat dalam kehidupan sehari-hari. Fungsi utama dan tujuan pendidikan IPA di SD (Yager, 1996:9) tentang ruang lingkup hasil belajar IPA yang mencakup kognisi atau konsep, keterampilan proses, sikap, kreativitas, dan aplikasi. Seperti halnya tujuan pendidikan IPA di SD yaitu agar peserta didik mampu menerapkan konsep-konsep dan prinsi-prinsip IPA yang telah dipelajari dengan menggunakan teknologi sederhana untuk memecahkan masalah-masalah yang ditemukan dalam kehidupan sehari-hari. Untuk memenuhi tujuan dan fungsinya, maka bahan ajar IPA di sekolah harus sederhana mungkin supaya sesuai dengan kemampuan berpikir dan dapat dipahami sebagian besar peserta didik, dan yang lebih penting lagi adalah dapat
13 bermanfaat dalam kehidupan mereka sehari-hari, agar peserta didik dapat merasakan bahwa belajar IPA dan bersekolah itu penting dan ada manfaatnya. B. Alat Peraga Alat peraga merupakan salah satu media pembelajaran yang sangat dibutuhkan oleh guru untuk membantu peserta didik dalam memahami suatu konsep. Melalui penggunaan alat peraga dalam pembelajaran, kemampuan pemahaman peserta didik terhadap konsep, fakta, dalil dan hukum yang abstrak bagi peserta didik dalam mata pelajaran IPA dapat dijembatani sehingga menjadi lebih konkret dan dapat dengan mudah dipahami peserta didik. Widodo (2009: 176) mengemukakan bahwa media pembelajaran yang dapat digunakan guru untuk membantu membelajarkan peserta didik SD dalam pembelajaran IPA, antara lain: 1. Benda-benda konkret (nyata) yaitu benda apa adanya atau benda asli tanpa perubahan; 2. Lingkungan alam yaitu tempat dimana objek yang akan dipelajari berada; 3. Charta, slide film dan film; 4. Film animasi yaitu gambar bergerak berbentuk kartun untuk membantu peserta didik dalam memvisualisasikan konsep-konsep IPA; 5. Model yaitu gambaran bentuk asli dari benda tiga dimensi untuk membantu peserta didik dalam memahami konsep, fakta, dalil dan hukum dalam mata pelajaran IPA; 6. Torso adalah model potongan tubuh manusia atau hewan untuk memudahkan peserta didik dalam mempelajari anatomi tubuh manusia atau hewan. 7. Globe atau bola dunia yang terdapat pembagian lautan dan daratan di dalamnya
14 dan dapat diputar, digunakan untuk membantu peserta didik dalam belajar IPA tentang Bumi dan Antariksa. 8. Infocus dan reflektor yang dapat mempertunjukkan segala sesuatu yang terdapat pada layar komputer atau videodisc; 9. Komputer yang dapat digunakan oleh guru dan peserta didik untuk mencari informasi melalui jaringan networking atau lebih dikenal dengan nama internet; 10. Mikroskop dan kaca pembesar yang digunakan untuk mengamati objek-objek yang tidak teramati dengan mata telanjang. Alat peraga merupakan salah satu media pembelajaran berbentuk model yang merupakan gambaran bentuk asli dari benda tiga dimensi. Misalnya cara kerja paru-paru dimodelkan dengan menggunakan balon yang dapat mengembang dan mengempis seperti gerak mengembang dan mengempisnya paru-paru. Melalui alat peraga ini, peserta didik diharapkan mampu membayangkan konsep-konsep IPA yang sedang dipelajari sehingga pembelajaran IPA menjadi lebih bermakna (meaningfull). C. Penggunaan Alat Peraga dalam Pembelajaran IPA di SD Penggunaan sarana pendidikan yaitu alat peraga dalam pembelajaran IPA khususnya di SD perlu dilandasi oleh pikiran bahwa peserta didik SD masih berada pada tahap berpikir konkret, sehingga perlu dilakukan langkah-langkah yang mudah dipahami oleh peserta didik SD (Tn.1997) diantaranya: 1. Mempelajari kurikulum mata pelajaran yang akan diajarkan (menyangkut rumusan tujuan pembelajaran/sub pembelajaran)
15 2. Mengidentifikasi kemampuan-kemampuan yang hendak dikembangkan dalam kegiatan pembelajaran untuk menunjang pencapaian tujuan 3. Menetapkan strategi pembelajaran yang efektif dengan memperhatikan metode, urutan materi, dan urutan langkah kegiatan 4. Menentukan jumlah dan jenis alat dalam kegiatan pembelajaran yang tergantung pada: a. Kemampuan yang ingin dicapai b. Metode yang akan digunakan c. Materi yang diajarkan 5. Pembuatan alat peraga/ praktek dilakukan dengan cara: a. Memanfaatkan barang bekas atau bahan lain yang ada di lingkungan sekolah yang mudah didapat. b. Dibuat sendiri oleh guru (bila perlu bersama murid) 6. Persiapan mengajar yang perlu dilakukan; a. Menguji alat yang dibuat apakah berfungsi atau tidak b. Mencoba alat yang dibuat c. Menyiapkan jumlah dan jenis alat d. Menetapkan cara mengorganisasikan kelas 7. Melaksanakan kegiatan pembelajaran Beberapa prinsip penggunaan alat peraga menurut Keeneth Hower (Sudjana, 1987) sebagai berikut: a. Tidak ada alat yang dianggap paling baik
16 b. Alat-alat tertentu lebih tepat daripada yang lain berdasarkan jenis pengertian dalam hubungan dengan tujuan c. Alat dan sumber yang digunakan merupakan bagian integral dari pengajaran d. Perlu diadakan persiapan yang seksama oleh guru dan peserta didik mengenai alat e. Peserta didik menyadari tujuan alat peraga dan merespon data yang diberikan. D. Hasil Belajar Hasil belajar merupakan akibat adanya proses belajar yang telah dilakukan oleh guru bersama peserta didik. Sudjana (1989: 22) mengemukakan bahwa hasil belajar adalah kemampuan-kemampuan yang dimiliki peserta didik setelah mereka menerima pengalaman belajarnya. Lebih jauh lagi Kingsley (dalam Sudjana, 1989: 22) membagi tiga macam hasil belajar, yakni (1) keterampilan dan kebiasaan, (2) pengetahuan dan pengetian, (c) sikap dan citacita. Gagne membagi lima kategori hasil belajar, yakni informasi verbal, keterampilan intelektual, strategi kognitif, sikap, keterampilan motoris. Sedangkan sistem pendidikan nasional dilihat dari rumusan tujuannya menggunakan klasifikasi menurut Benyamin Bloom yang secara garis besar terbagi menjadi tiga ranah, yakni ranah kognitif, afektif dan psikomotoris. Lebih jauh lagi Sudjana (1989: 22-23) menjelaskan bahwa ranah kognitif berkenaan dengan hasil belajar intelektual yang terdiri dari enam aspek, yakni
17 pengetahuan, pemahaman, aplikasi, analisis, sintesis, dan evaluasi. Ranah afektif berkenaan dengan sikap yang terdiri dari lima aspek, yakni penerimaan, jawaban atau reaksi, penilaian, organisasi, dan internalisasi. Sedangkan ranah psikomototis berkenaan dengan hasil belajar keterampilan dan kemampuan bertindak yang terdiri dari enam aspek, yakni gerakan refleks, keterampilan gerakan dasar, kemampuan perseptual, keharmonisan atau ketepatan, gerakan keterampilan kompleks, dan gerakan ekspresif dan interpretatif. E. Wujud Benda Wujud benda adalah keadaan benda berdasarkan kerapatan partikel penyusunnya, dan dibagi menjadi tiga wujud yaitu padat, cair dan gas. Wujud benda padat dilihat dari kerapatan partikelnya yang sangat rapat dan tidak dapat bergerak bebas, wujud benda cair memiliki kerapatan yang sedang atau kurang rapat dibandingkan dengan benda padat, sedangkan wujud benda gas memiliki kerapatan partikel yang sangat renggang sehingga partikelnya bergerak bebas. Hal tersebut seiring dengan Pramono (2009: 32) yang mendefinisikan wujud benda adalah bentuk atau keadaan benda saat itu. Menurutnya benda dapat dikategorikan menjadi tiga wujud yaitu padat, cair dan gas. Lebih jauh lagi Haryanto (2006: 104) mengemukakan bahwa selain terdapat perbedaan sifat dari ketiga wujud benda, juga terdapat persamaan yaitu ketiganya menempati ruang dan memiliki ruang. F. Sifat Benda Sifat benda adalah ciri khusus yang ada pada segala sesuatu yang berada
18 di alam yang mempunyai wujud. Sifat benda tersebut terdiri dari sifat-sifat pada benda padat, cair dan gas. Haryanto (2006: 104-111) mengemukakan bahwa sifat benda padat antara lain adalah bentuknya yang tetap dan tidak dipengaruhi oleh bentuk wadahnya, sifat benda cair antara lain adalah bentuknya yang tidak tetap selalu mengikuti wadahnya, sedangkan sifat benda gas antara lain adalah bentuknya yang tidak tetap karena mengisi seluruh ruangan yang ditempatinya. Menurut pendapat di atas, dapat disimpulkan bahwa benda padat, cair dan gas masing-masing memiliki persamaan dan juga perbedaan sifat. Persamaan benda cair dan benda padat adalah sama-sama memiliki volume yang tetap walaupun bentuk yang berbeda. Pada benda cair memiliki persamaan dengan benda gas, yaitu bentuk yang tidak tetap atau berubah-ubah. Perbedaannya, benda cair memiliki volume yang tetap sedangkan benda gas memiliki volume yang tidak tetap atau berubah-ubah. G. Teori Belajar yang Mendukung 1. Teori Piaget Piaget membagi empat tahap tingkat kematangan menurut umur rata-rata yaitu: (1) Tahap Sensori Motor (0-2 tahun); (2) Tahap Pre Operasional (2-6 tahun); (3) Tahap Operasi Konkret (7-12 tahun); dan (4) Tahap Operasi Formal (12 tahun ke atas). Dengan demikian menurut Piaget, peserta didik sekolah dasar tergolong pada tahap operasional konkret. Sehingga dalam pembelajaran IPA di sekolah dasar untuk menyampaikan konsep IPA yang dianggap abstrak oleh peserta didik harus dimulai dengan objek yang konkret untuk menjembataninya. Sehingga menurut teori ini, ekuilibrasi dapat dengan mudah dicapai oleh perserta
19 didik jika dalam pembelajaran IPA dijembatani oleh media atau alat peraga untuk menyampaikan konsep IPA yang abstrak. 2. Teori Belajar Robert Gagne Gagne mengemukakan bahwa dalam belajar ada dua hal yang dapat diperoleh peserta didik, yaitu;objek langsung dan objek tidak langsung. Objek langsung adalah fakta, keterampilan, konsep dan aturan, sedangkan objek tidak langsung antara lain ialah kemampuan menyelidiki dan memecahkan masalah, belajar mandiri, bersikap positif, dan tahu bagaimana semestinya belajar. Menurut Gagne, belajar dikelompokkan menjadi 8 tipe, yaitu belajar isyarat, stimulus respon, rangkaian gerak, rangkaian verbal, membedakan, pembentukan konsep, pembentukan aturan, dan pemecahan masalah. 3. Teori belajar bermakna David Ausubel Teori Ausubel ini dikenal dengan belajar bermakna atau pengertian yaitu belajar melalui pengaitan konsep baru dengan konsep-konsep yang telah dikenal peserta didik sebelumnya. Belajar bermakna adalah belajar untuk memahami apa yang sudah diperolehnya kemudian dikaitkan dengan keadaan lain sehingga belajarnya itu lebih mengerti. 4. Teori Belajar Vigotsky Menekankan pada 3 aspek yaitu budaya, bahasa, dan the zone of proximal development. Vigotsky berpandangan bahwa budaya dan lingkungan sosial pada peserta didik merupakan faktor yang penting untuk mengkonstruksi pengetahuan. Budaya berpengaruh dalam pembelajaran karena peserta didik belajar melalui interaksi dan kerjasama dengan peserta didik lain dalam
20 lingkungannya. Bahasa merupakan bagian terpenting dalam proses belajar, dan terdapat hubungan antara perkembangan bahasa dengan perkembangan kognitif. Dalam the zone of proximal development, Vigotsky mengatakan bahwa kemampuan peserta didik akan berkembang lebih jauh jika dibimbing dengan pengalaman. 5. Teori Bruner Brunner mengemukakan tahapan proses belajar peserta didik, yaitu tahap enaktif dengan melibatkan peserta didik secara langsung dalam memanipulasi objek, tahap ikonik dengan mengamati gambar dari objek yang diamatinya, dan tahap simbolik yang melibatkan notasi, simbol, atau lambang-lambat tanpa terikat dengan objek. Dalam pembelajaran IPA di sekolah dasar pun seyogyanya dimulai dengan objek real (konkret), dilanjutkan dengan gambar dari objeknya (semi konkret), menuju konsepsi dari objek tersebut (abstrak). 6. Teori Dienes Menurut teori ini, bahwa setiap konsep atau prinsip matematik yang disajikan dalam bentuk yang konkret akan dapat dipahami peserta didik dengan baik. Menurut teori ini, benda-benda atau objek-objek dalam bentuk permainan akan sangat berperan bila dimanipulasi dengan baik dalam pembelajaran IPA. H. Penelitian yang Relevan Studi Hidayatullah (2012) terhadap siswa kelas III SDN Tanjungrasa Kabupaten Bogor dengan menggunakan alat peraga dalam pembelajaran Matematika tentang Pecahan Sederhana dapat meningkatkan hasil belajar siswa. Studi Saleh (2012) terhadap siswa kelas V SDN Cipeutir Kabupaten
21 Sukabumi dengan menggunakan alat peraga dalam pembelajaran IPA tentang materi Alat-alat Optik dapat meningkatkan hasil belajar siswa. Studi Musnira (2012) terhadap siswa kelas VI SDN Greged Kabupaten Cirebon dengan menggunakan alat peraga dalam pembelajaran IPA tentang Rangkaian Listrik dapat meningkatkan hasil belajar siswa.