1 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Penelitian Kimia adalah salah satu cabang dari ilmu sains yang dipelajari oleh siswa agar dapat memahami berbagai fenomena yang terjadi di sekitarnya. Topik kimia umumnya berhubungan dengan struktur materi sehingga kimia menjadi subjek yang dianggap sulit oleh kebanyakan siswa (Sirhan, 2007). Kesetimbangan kimia merupakan salah satu dari konsep yang paling sulit dalam kimia untuk dipelajari oleh siswa pada berbagai tingkatan (Chiu, Chou, & Liu, 2002), padahal kesetimbangan kimia merupakan salah satu konsep pokok dalam pembelajaran kimia, baik di sekolah menengah atau perguruan tinggi (van Driel & Gräber, 2002). Materi ini penting untuk dipahami oleh siswa karena menjadi materi prasyarat dalam mempelajari topik kimia lain seperti larutan asam basa, hidrolisis, larutan penyangga serta kelarutan, dan hasil kali kelarutan. Namun, menurut Garritz, Irazoque, & Izquierdo (2012), materi kesetimbangan kimia juga sulit untuk diajarkan. Mengajarkan materi kesetimbangan kimia termasuk tantangan yang besar karena sifatnya yang kompleks dan khusus. Dalam mempelajari kesetimbangan kimia, siswa menggunakan konsep lain yang abstrak dan khusus seperti reaksi kimia, stoikiometri dan kinetika. Hal ini sejalan dengan fakta banyak literatur yang menuliskan bahwa terdapat kesulitan pembelajaran terkait dengan konsep kesetimbangan kimia (van Driel & Gräber, 2002). Hasil penelitian Islahiah (2012) mengenai model mental siswa SMA pada materi kesetimbangan kimia, khususnya mengenai konsep kesetimbangan dinamis, ditemukan bahwa siswa mengalami kesulitan pada level sub mikroskopik dan level simbolik serta belum mampu mempertautkan ketiga level representasi dari fenomena reaksi kesetimbangan. Begitu pun Chiu, dkk. (2002) menyatakan bahwa tidak ada siswa yang memiliki model mental yang benar terkait keadaan kesetimbangan kimia. Selain itu, siswa mengalami kesulitan yang lebih dalam memahami konsep kesetimbangan kimia yang bersifat dinamis yaitu siswa
2 harus mengasumsikan bahwa dua reaksi yang berlawanan terjadi secara terusmenerus, tapi fakta tersebut tidak dapat diperoleh dari pengamatan (van Driel & Gräber, 2002). Kesulitan tersebut dapat menimbulkan miskonsepsi karena...siswa cenderung mendasarkan berpikirnya pada hal-hal yang tampak dalam suatu situasi masalah (Dahar, 2011, hlm. 154). Chiu, dkk. (2002) menemukan bahwa siswa pada berbagai tingkatan mengalami miskonsepsi tentang kesetimbangan kimia. Temuan ini sejalan dengan Berquist & Heikkinen (dalam Barke, Hazari, & Yitbarek, 2009) yang menyatakan bahwa siswa dengan kemampuan tinggi pun masih mengalami miskonsepsi dalam materi kesetimbangan kimia. Beberapa hasil penelitian lainnya mengenai miskonsepsi mengungkapkan bahwa siswa mengalami miskonsepsi pada beberapa konsep dalam kesetimbangan kimia termasuk konsep reaksi dapat balik dan keadaan kesetimbangan kimia (Erdemir, dkk. 2000; van Driel & Gräber, 2002; Purtadi & Sari, 2008; Barke, dkk. 2009; Susanti, 2010; Adaminata & Marsih, 2011; Gokhan, dkk. 2013). Banyak miskonsepsi dalam kimia disebabkan karena ketidakmampuan siswa dalam memvisualisasikan struktur dan proses pada level sub-mikroskopik atau molekular, sedangkan sebagian besar dalam pembelajaran kimia hanya melibatkan level makro atau laboratorium dan level simbolik (Tasker & Dalton, 2006). Siswa harus dapat berpikir mengenai kesetimbangan pada level makroskopik, sub-mikroskopik dan simbolik, sehingga dapat memahaminya secara konseptual (Yildrim, dkk. 2013). Level makroskopik melibatkan fenomena yang dapat diamati, level sub-mikroskopik melibatkan sesuatu yang sangat kecil seperti atom, ion, molekul untuk menjelaskan fenomena, dan level simbolik melibatkan representasi dari atom, ion, molekul, dan sebagainya (Gilbert & Treagust, 2009). Hasil penelitian Gabel dalam Sirhan (2007) menunjukkan bahwa pembelajaran yang menghubungkan sifat partikel dari materi (level sub-mikroskopik) dengan level yang lain (level makroskopik dan simbolik), efektif dalam membantu siswa membuat hubungan di antara ketiga level pada kimia, sehingga pemahamannya lebih baik. Ini sesuai dengan
3 pendapat Chittleborough (2004) bahwa representasi kimia berperan penting dalam pengajaran dan pembelajaran kimia. Dalam pembelajaran kimia, siswa memperoleh pengetahuan dengan menggunakan serangkaian keterampilan tertentu seperti mengamati dan melakukan eksperimen. Sesuai dengan hakekat kurikulum 2013, proses pembelajaran kimia harus menghasilkan pengetahuan dan keterampilan menyangkut Kompetensi Dasar yang dikembangkan dari KI-3 dan KI-4. Keduanya dikembangkan secara bersamaan dalam suatu proses pembelajaran. Keterampilan dalam pembelajaran kimia adalah keterampilan proses sains, yang merupakan bagian dari kurikulum kimia dan salah satu aspek dari pembelajaran sains yang dapat bertahan apabila aspek pengetahuan telah terlupakan. Keterampilan proses sains melibatkan keterampilan-keterampilan kognitif atau intelektual, manual, dan sosial (Rustaman, dkk. 2005, hlm. 78). Keterampilan proses sains penting digunakan dalam transfer pengetahuan yang diperlukan untuk pemecahan masalah dan berguna dalam kehidupan (Akinbobola & Afolabi, 2010). Faktanya selama pembelajaran, pada umumnya keterampilan proses sains yang dikembangkan siswa masih belum optimal (Dwiyanti & Siswaningsih, 2005). Hal ini didukung oleh beberapa hasil penelitian lain mengenai pengembangan keterampilan proses sains, di antaranya yang dilakukan oleh Dwiyanti dan Musthapa (2002) dan Pangestu (2012). Secara umum dapat dikemukakan bahwa keterampilan proses sains siswa belum berkembang secara optimal karena siswa tidak mendapatkan pengalaman secara langsung dan berkelanjutan dalam pembelajaran yang merupakan wahana bagi siswa untuk mengembangkan keterampilan proses sains. Keterampilan proses sains dapat diperoleh dan dikembangkan melalui pembelajaran yang melibatkan siswa dalam kegiatan sains (Akinbobola & Afolabi, 2010). Pembelajaran berbasis inkuiri memberikan kesempatan bagi siswa untuk dapat mengembangkan keterampilan yang akan dibutuhkan untuk kehidupannya (Branch & Oberg, 2004). Yang ditonjolkan dalam inkuiri adalah guru membantu siswa dalam mengidentifikasi dan mengkomunikasikan pemikirannya agar terlibat ke dalam
4 proses merancang dan melakukan penelitian. Melalui pengalaman tersebut, siswa dapat memperoleh keduanya yaitu keterampilan ilmiah dan konsep (Kessler & Galvan, 2007). Hal ini sesuai dengan pendapat McBride, dkk. (dalam Supriyatman & Sukarno, 2014) bahwa penggunaan inkuiri dalam pembelajaran dapat meningkatkan penguasaan konsep sains dan keterampilan proses sains siswa, karena strategi pembelajaran inkuiri menekankan kepada proses mencari dan menemukan. Peran siswa dalam strategi ini adalah mencari dan menemukan sendiri konsep tertentu, sedangkan guru berperan sebagai fasilitator dan pembimbing siswa untuk belajar (Sanjaya, 2006). Seiring perkembangan pelaksanaan inkuiri, menurut Windschitl, Thompson, & Braaten (2008) terdapat gambaran permasalahan bahwa pelaksanaan inkuiri dalam prakteknya lebih memfokuskan siswa pada kegiatan fisik namun konsep sains siswa tidak dinyatakan secara jelas. Sebagai alternatif untuk penyelidikan sains, diperkenalkan inkuiri berbasis model sebagai sebuah sistem dari kegiatan pembelajaran yang melibatkan siswa untuk lebih mendalami materi dan mewujudkan lima karakteristik epistemik pengetahuan ilmiah, yaitu bahwa ide-ide dapat diwakili dalam bentuk model yang dapat diuji, direvisi, jelas, bersifat dugaan, dan generatif. Berdasarkan permasalahan di atas, perlu dikembangkan strategi pembelajaran intertekstual dengan inkuiri berbasis model pada materi kesetimbangan kimia untuk meningkatkan penguasaan konsep dan keterampilan proses sains siswa. B. Rumusan Masalah Penelitian Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dikemukakan sebelumnya, maka permasalahan utama dalam penelitian ini adalah: Bagaimana strategi pembelajaran intertekstual dengan inkuiri berbasis model untuk meningkatkan penguasaan konsep dan keterampilan proses sains siswa pada materi kesetimbangan kimia? Untuk memperjelas arah penelitian, maka rumusan masalah di atas dijabarkan ke dalam beberapa pertanyaan penelitian sebagai berikut:
5 1. Bagaimana indikator penguasaan konsep dan keterampilan proses sains berdasarkan kurikulum 2013 pada materi kesetimbangan kimia? 2. Bagaimana penjabaran level representasi kimia berdasarkan konsep pada materi kesetimbangan kimia? 3. Bagaimana kegiatan pembelajaran dalam strategi pembelajaran intertekstual dengan inkuiri berbasis model pada materi kesetimbangan kimia untuk meningkatkan penguasaan konsep dan keterampilan proses sains siswa? C. Pembatasan Masalah Pembatasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Topik kesetimbangan kimia yang dikembangkan dalam penelitian ini dibatasi pada konsep reaksi dapat balik dan ciri kesetimbangan kimia. 2. Pengembangan strategi pembelajaran intertekstual dengan inkuiri berbasis model pada topik kesetimbangan kimia meliputi dua Kompetensi Dasar, namun hanya mencakup konsep prasyarat dan belum mencapai kompetensi dasar yang dimaksud, yaitu: 3.8 Menganalisis faktor-faktor yang mempengaruhi pergeseran arah kesetimbangan yang diterapkan dalam industri. 4.8 Merancang, melakukan, dan menyimpulkan serta menyajikan hasil percobaan faktor-faktor yang mempengaruhi pergeseran arah kesetimbangan. D. Tujuan Penelitian Secara umum tujuan penelitian ini adalah mengembangkan strategi pembelajaran intertekstual dengan inkuiri berbasis model pada materi kesetimbangan kimia untuk meningkatkan penguasaan konsep dan keterampilan proses sains siswa. Adapun tujuan khususnya ialah: 1. Mengembangkan indikator penguasaan konsep dan keterampilan proses sains berdasarkan kurikulum 2013 pada materi kesetimbangan kimia.
6 2. Mengembangkan penjabaran tiga level representasi kimia berdasarkan konsep pada materi kesetimbangan kimia. 3. Mengembangkan kegiatan pembelajaran dalam strategi pembelajaran intertekstual dengan inkuiri berbasis model pada materi kesetimbangan kimia untuk meningkatkan penguasaan konsep dan keterampilan proses sains siswa. E. Manfaat Penelitian 1. Strategi pembelajaran yang telah dikembangkan dapat diterapkan pada pembelajaran materi kesetimbangan kimia yang bertujuan untuk meningkatkan penguasaan konsep dan keterampilan proses sains siswa. 2. Strategi pembelajaran dapat diimplementasikan pada kegiatan pembelajaran yang menerapkan keterkaitan ketiga level representasi dalam materi kesetimbangan kimia sehingga siswa dapat memahami materi kesetimbangan kimia secara konseptual. 3. Strategi pembelajaran yang telah dikembangkan dapat menjadi acuan bagi para pengajar untuk mengembangkan keterampilan proses sains siswa melalui materi kesetimbangan kimia. 4. Menjadi salah satu alternatif strategi pembelajaran yang dapat diterapkan untuk menghindari terjadinya miskonsepsi pada siswa dalam materi kesetimbangan kimia. 5. Memberikan informasi dan gambaran kepada guru mengenai strategi pembelajaran intertekstual dengan menggunakan inkuiri berbasis model. F. Definisi Operasional 1. Strategi pembelajaran intertekstual ialah pembelajaran yang dilakukan dengan cara mempertautkan antara ketiga level representasi kimia, pengalaman kehidupan sehari-hari dan pengetahuan sebelumnya yang dimiliki. 2. Inkuiri berbasis model ialah jenis inkuiri yang melibatkan siswa untuk belajar secara aktif dalam menemukan konsep tertentu berdasarkan model (struktur
7 konseptual) awal yang telah dimiliki siswa sebelumnya dan merevisi model tersebut. 3. Penguasaan konsep merupakan gambaran aspek pengetahuan dari seseorang yang mengacu pada level kognitif dari Taksonomi Bloom-Anderson yang meliputi: mengingat, memahami, menerapkan, menganalisis, mengevaluasi, dan menciptakan. 4. Keterampilan proses sains merupakan cara berpikir sains dalam menemukan suatu konsep melalui penelitian yang perlu dilatih melalui pembelajaran meliputi: mengamati, menafsirkan, menerapkan konsep, merekam data, mengukur, meniru (replicating), membuat inferensi (inferring), bertanya, merumuskan hipotesis, membuat model, melakukan percobaan, mengkomunikasikan, dan menyimpulkan. G. Struktur Organisasi Skripsi Skripsi yang disusun terdiri dari bab I-V. Bab I terdiri dari latar belakang penelitian, rumusan masalah penelitian, pembatasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, definisi operasional dan struktur organisasi skripsi. Latar belakang penelitian memuat tentang masalah-masalah penelitian, rasionalitas peneliti, serta pentingnya penelitian ini dilakukan. Rumusan dan pembatasan masalah berisi permasalahan dan pembatasan masalah yang diteliti dalam penelitian. Tujuan penelitian berisi jawaban dari rumusan masalah penelitian yang telah dibuat. Manfaat penelitian ialah menguraikan temuan penelitian yang berguna bagi kajian ilmu teoritis dan pihak-pihak yang terkait khususnya dalam bidang pendidikan kimia. Definisi operasional merupakan definisi dari setiap variabel penelitian yang telah dibuat oleh peneliti dan berlaku dalam penelitian ini. Struktur organisasi skripsi memuat tentang sistematika dan isi dari skripsi untuk setiap bab. Bab II berisi kajian pustaka dari teori-teori yang mendukung serta dapat dijadikan teori dasar dalam penelitian yang dilakukan meliputi strategi pembelajaran intertekstual, level representasi kimia, inkuiri dan tingkatan inkuiri, inkuiri berbasis
8 model, penguasaan konsep, keterampilan proses sains, dan materi kesetimbangan kimia terutama konsep reaksi dapat balik dan ciri kesetimbangan kimia. Bab III berisi sub-bab tentang metode penelitian yang digunakan, langkah penelitian berupa bagan disertai pemaparannya yang dirancang oleh peneliti yang digunakan dalam penelitian, objek penelitian memaparkan objek yang diteliti dalam penelitian, instrumen yang digunakan dalam penelitian, prosedur pengumpulan data (langkah-langkah yang dilakukan dalam penelitian untuk memperoleh data), dan teknik analisis data mengenai cara pengolahan data yang dilakukan oleh peneliti. Bab IV membahas mengenai temuan data yang diperoleh, yaitu pemaparan proses yang dilakukan dalam pengembangan strategi pembelajaran intertekstual dengan inkuiri berbasis model untuk meningkatkan penguasaan konsep dan keterampilan proses sains pada materi kesetimbangan kimia, meliputi: analisis kurikulum 2013; perumusan indikator penguasaan konsep, indikator keterampilan proses sains, konsep, serta deskripsi keterampilan proses sains; penjabaran tiga level representasi kimia; analisis literatur mengenai inkuiri berbasis model, penguasaan konsep, keterampilan proses sains, dan pembelajaran materi kesetimbangan kimia; perumusan strategi pembelajaran intertekstual dengan inkuiri berbasis model. Selain itu, membahas data hasil validasi oleh dosen dan guru kimia, sehingga diperoleh indikator penguasaan konsep, konsep, indikator keterampilan proses sains, deskripsi keterampilan proses sains, penjabaran tiga level representasi kimia, dan strategi pembelajaran intertekstual dengan inkuiri berbasis model untuk meningkatkan penguasaan konsep dan keterampilan proses sains siswa yang memiliki validitas yang tinggi. Bab V berisi kesimpulan dan saran yang dibuat berdasarkan hasil penelitian. Kesimpulan berisi rangkuman dari hasil temuan yang diperoleh yaitu indikator penguasaan konsep, indikator keterampilan proses sains, penjabaran tiga level representasi kimia, dan kegiatan pembelajaran dalam strategi pembelajaran intertekstual dengan inkuiri berbasis model. Saran memaparkan masukan atau ide penulis yang ditujukan bagi praktisi (guru), dan peneliti lain mengenai strategi
9 pembelajaran intertekstual dengan inkuiri berbasis model khususnya untuk pembelajaran kimia.