S3 TP Angkatan 3

Penerapan model pembelajaran Quantum Cycle (Quantum Teaching+Learning Cycle), melalui langkah DUPDEH, dengan menggunakan Virtual Lab Dan Visual lab 

1. Latar Belakang Masalah

              Salah satu masalah dalam pembelajaran di sekolah adalah rendahnya hasil belajar siswa. Suatu tes terhadap sejumlah siswa SMA dari berbagai kabupaten dan propinsi menunjukkan hasil belajar kimia siswa sangat rendah (Lastri,2009)
             Keberhasilan dari suatu pembelajaran dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya adalah materi pelajaran, tujuan pembelajaran, sarana dan prasarana, metode pembelajaran dan media pembelajaran. Pemakaian media pembelajaran dalam proses belajar mengajar dapat membangkitkan  keinginan dan minat  yang baru, membangkitkan motivasi dan rangsangan kegiatan  belajar, dan bahkan membawa pengaruh-pengaruh psikologis terhadap siswa (Arsyad,2009).

        Laboratorium adalah salah satu media yang dapat digunakan untuk menyampaikan pembelajaran kimia. Pembelajaran kimia memiliki konsep-konsep yang abstrak. Pembelajaran kimia tidak dapat dipelajari hanya melalui membaca, menulis atau mendengarkan saja. Mempelajari ilmu kimia bukan hanya menguasai kumpulan pengetahuan berupa fakta, konsep, prinsip saja tetapi juga merupakan suatu proses penemuan dan penguasaan prosedur atau metode ilmiah (Jahro,2008). Dalam ilmu kimia disadari perlunya menghubungkan antara teori dan praktik. Apa yang terdapat dalam pengalaman praktik perlu dicari dasar-dasarnya di dalam teori, sehingga hubungan antara teori dan praktik dapat saling mengkaji.
       Melalui kegiatan di laboratorium siswa akan mendapatkan konsep yang dipelajari melalui pengalaman langsung, mengamati, menafsirkan, meramalkan serta mengajukan pertanyaan-pertanyaan selama kegiatan di laboratorium berlangsung. (Wahyuningrum, 2006)
Kenyataan di lapangan, banyak laboratorium kimia yang jarang digunakan,  atau hanya untuk materi tertentu saja, hal ini disebabkan karena kurangnya fasilitas, ataupun alat-alat dan bahan  yang ada di laboratorium.
      Salah satu cara untuk mengatasi kekurangan laboratorium tersebut adalah dengan menggunakan laboratorium dalam bentuk maya (virtual) ataupun visual Kegiatan laboratorium tidak hanya dapat dilakukan di laboratorium riil.  Pemberian praktikum/ demonstasi melalui laboratorium virtual (dry lab) ataupun visual lab dapat menggantikan laboratorium riil. Praktikum dengan laboratorium virtual dapat dilakukan dengan menggunakan komputasi kimia ataupun yang dikenal dengan animasi flash. Sedangkan visual lab, dapat menggunakan VCD pembelajaran yang dibuat sendidri maupun yang diperjualbelikan.Sebagian besar sekolah sudah mempunyai komputer, bahkan tidak jarang ada sekolah yang mempunyai laboratorium komputer lengkap dengan jaringannya. Dengan demikian akses materi praktikum melalui laboratorium virtual dapat dilakukan saat peserta didik ada di laboratorium komputer. Selain itu, dengan menggunakan laboratorium virtual dapat mengurangi limbah kimia yang berdampak pencemaran lingkungan. Penggunaan laboratorium virtual melalui komputer dapat membantu guru menyampaikan materi kimia dengan cara yang lebih menarik dengan biaya yang relatif murah sehingga siswa lebih menyukai pelajaran kimia dan merasakan bahwa pelajaran kimia tidak sulit(Maisaroh,2013 )
       Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan merupakan materi kimia yang di ajarkan di kelas XI IPA. Salah satu kompetensi dasar pokok bahasan tersebut adalah memprediksi terbentuknya endapan dari suatu reaksi berdasarkan prinsip  kelarutan dan hasil kali kelarutan. Dari kompetensi dasar tersebut kita dapat mengunakan laboratorium sebagai media dalam pembelajarannya.
Selain media dalam penyampaian pembelajaran juga diperlukan suatu model pembelajaran agar kegiatan belajar mengajar menjadi lebih terarah
      Berdasarkan kondisi yang dikemukakan di atas, maka selain media pembelajaran diperlukan model pembelajaran yang banyak melibatkan peran aktif siswa dalam menemukan dan memecahkan masalah terkait dengan materi yang sarat dengan konsep seperti topik Hasil Kali kelarutan diatas. Dalam hal ini, Model Pembelajaran yang digunakan adalah model pembelajaran Quantum Cycle yang merupakan perpaduan antara model Quantum Teaching dan Learning Cycle, yang langkah-langkahnya mengikuti istilah Daya tarik, Umpanbalik, Penamaan konsep, Demonstrasi, Evaluasi dan Hadiah.

2. Kerangka Teori

A. Model pembelajaran
       1)      Model pembelajaran Quantum Cycle
Model Pembelajaran Quantum Cycle adalah kombinasi Pembelajaran dari model pembelajaran Quantum Teaching dengan model Pembelajaran Learning Cycle.

a.    Model Pembelajaran Siklus (Learning Cycle) oleh Robert Karplus
      Pembelajaran siklus merupakan salah satu model pembelajaran dengan pendekatan konstruktivis. Model pembelajaran siklus pertama kali diperkenalkan oleh Robert Karplus dalam Science Curriculum Improvement Study (SCIS). Siklus belajar merupakan model pembelajaran dengan pendekatan kostruktivis yang awalnya terdiri dari 3 tahap, yaitu (1) eksplorasi (exploration), (b) pengenalan konsep (concept introduction), dan (3) penerapan konsep (concept aplication).
     Tiga tahap siklus tersebut dikembangkan menjadi lima tahap, yaitu: pembangkitan minat (engagement), eksplorasi (exploration), penjelasan (explanation), elaborasi (elaboration/extention), dan evaluasi (evaluation). Oleh karena itu Learning Cycle  5 fase disebut juga Learning Cycle 5E ( Engagement, Exploration, Explanation, Elaboration/extention, Evaluation ).
Tahap Pembelajaran Learning Cycle

(1)   Pembangkitan minat (Engagement)
Pembangkitan minat dilakukan dengan cara mengajukan pertanyaan tentang proses faktual dalam kehidupan sehari-hari. Dengan demikian peserta didik akan memberi respon/jawaban, kemudian jawaban peserta didik akan dijadikan pijakan oleh guru untuk mengetahui pengetahuan awal peserta didik tentang pokok bahasan. Kemudian guru perlu melakukan identifikasi ada/tidaknya kesalahan konsep pada peserta didik. Dalam hal ini guru harus membangun keterkaitan/perikatan antara pengalaman keseharian peserta didik dengan topik pelajaran yang akan dibahas.

(2)   Eksplorasi (Exploration)
Eksplorasi adalah kegiatan untuk memperoleh pengalaman-pengalaman baru dari situasi yang baru. Pada tahap eksplorasi dibentuk kelompok-kelompok kecil antara 2-4 siswa, kemudian diberi kesempatan untuk bekerja sama dalam kelompok kecil tanpa pembelajaran langsung dari guru. Dalam kelompok ini siswa didorong untuk menguji hipotesis dan atau membuat hipotesis baru, mencoba alternatif pemecahannya dengan teman sekelompok, melakukan dan mencatat pengamatan serta ide-ide atau pendapat yang berkembang dalam diskusi. Pada tahap ini guru berperan sebagai fasilitator dan motivator. Tujuan pada tahap ini adalah mengecek pengetahuan yang dimiliki siswa apakah sudah benar, masih salah, atau mungkin sebagian salah, sebagian benar.

(3)   Penjelasan (Explanation)
Eksplanasi, yaitu menjelaskan atau memberikan pemahaman tentang fenomena yang termasuk ke dalam ruang lingkup pembahasannya. Pada tahap ini, guru dituntut mendorong siswa untuk menjelaskan suatu konsep dengan kalimat atau pemikiran sendiri, meminta bukti dan klarifikasi atas penjelasan siswa, dan saling mendengar secara kritis penjelasan antarsiswa atau guru.

(4)   Elaborasi (Elaboration)
Elaborasi adalah penjelasan sebuah permasalahan/topik dengan menggunakan pandangan dan pemahaman yang dimiliki siswa. Pada tahap ini siswa menerapkan konsep dan keterampilan yang telah dipelajari dalam situasi baru atau konteks yang berbeda. Dengan demikian, siswa akan dapat belajar secara bermakna, karena telah dapat menerapkan/mengaplikasikan konsep yang baru dipelajarinya dalam situasi baru. Jika tahap ini dapat dirancang dengan baik oleh guru maka motivasi belajar siswa akan meningkat. Meningkatnya motivasi belajar siswa tentu dapat mendorong peningkatan hasil belajar siswa.

(5)   Evaluasi (Evaluation)
Evaluasi merupakan proses sistematis untuk menentukan nilai sesuai (tujuan, kegiatan, keputusan, proses, dan yang lain) berdasarkan kriteria tertentu melalui penilaian.. Pada tahap ini, guru dapat mengamati pengetahuan atau pemahaman siswa dalam menerapkan konsep baru. Siswa dapat melakukan evaluasi diri dengan mengajukan pertanyaan terbuka dan mencari jawaban yang menggunakan observasi, bukti, dan penjelasan yang diperoleh sebelumnya.
b.  Model Pembelajaran Kuantum ( Quantum Teaching ) oleh De Porter
Kata “Quantum” diambil dari konsep fisika yaitu fisika kuantum yang artinya interaksi yang mengubah energi menjadi cahaya. Pembelajaran kuantum adalah pengubahan belajar yang meriah dengan segala nuansanya, yang menyertakan segala kaitan, interaksi dan perbedaan yang memaksimalkan momen belajar serta berfokus pada hubungan dinamis dalam lingkungan kelas-interaksi yang mendirikan landasan dalam kerangka untuk belajar (De Porter, Hernacki,2001,dalam Wena, 2009).
Kerangka Rancangan Pembelajaran Kuantum ( Quantum Teaching )

(1)   Tumbuhkan

Tumbuhkan merupakan tahap menumbuhkan minat siswa terhadap pembelajaran yang akan dilakukan. Melalui tahap ini, guru berusaha mengikutsertakan siswa dalam proses pembelajaran. Motivasi yang kuat membuat siswa tertarik untuk mengikuti seluruh rangkaian pembelajaran. Tahap tumbuhkan bisa dilakukan dengan menggali permasalahan terkait dengan materi yang akan dipelajari, menampilkan suatu gambar atau benda nyata yang ada dalam kehidupan sehari-hari siswa.

(2)   Alami
Alami merupakan tahap saat guru menciptakan atau mendatangkan pengalaman yang dapat dimengerti semua siswa. Tahap ini memberikan kesempatan kepada siswa untuk mengembangkan pengetahuan awal yang telah dimiliki. Selain itu tahap ini juga berguna untuk mengembangkan keingintahuan siswa. Tahap alami ini bisa dilakukan dengan mengadakan pengamatan/ praktikum.

(3)   Namai
Tahap namai merupakan tahap memberikan kata kunci, konsep, model, rumus atau strategi atas pengalaman yang telah diperoleh siswa. Dalam tahap ini siswa dengan bantuan guru berusaha menemukan konsep atas pengalaman yang telah dilewati. Tahap penamaan memacu struktur kognitif siswa untuk memberikan identitas, menguatkan, dan mendefinisikan atas apa yang telah dialaminya. Proses penamaan dibangun atas pengetahuan awal dan keingintahuan siswa saat itu. Penamaan merupakan saat untuk mengajarkan konsep kepada siswa. Pemberian nama setelah pengalaman akan menjadikan sesuatu lebih bermakna dan berkesan bagi siswa. Sediakan kata kunci, konsep, model, rumus, strategi; sebuah “ masukan “.
(4)   Demonstrasikan
Tahap demonstrasikan memberi kesempatan siswa untuk menerapkan pengetahuannya ke dalam pembelajaran  lain dan ke dalam kehidupan mereka. Tahap ini menyediakan kesempatan kepada siswa untuk menunjukkan apa yang mereka ketahui dan pelajari. Demonstrasi bisa dilakukan dengan penyajian didepan kelas, menjawab pertanyaan, dan menunjukkan hasil pekerjaan. Sediakan kesempatan bagi pelajar untuk “ menunjukkan bahwa mereka tahu “

(5)   Ulangi
Penggulangan akan memperkuat koneksi saraf sehingga menguatkan struktur koqnitif siswa. Semakin sering dilakukan pengulangan, pengetahuan akan semakin mendalam. Bisa dilakukan dengan menegaskan kembali pokok materi pelajaran, memberi kesempatan siswa untuk mengulang pelajaran dengan teman yang lain atau melalui latihan soal.
(6)   Rayakan
Rayakan merupakan wujud pengakuan untuk penyelesaian, partisipasi dan perolehan keterampilan dan ilmu pengetahuan. Bisa dilakukan dengan pujian, tepuk tangan dan hadiah.
B.  Materi Kelarutan Dan Hasil Kali Kelarutan

1)      Kelarutan
            Kelarutan (solubility) digunakan untuk menyatakan jumlah maksimum jumlah zat tertentu dalam pelarut. Tidak semua garam dapat larut dalam air. Untuk garam-garam yang larut dalam air terionisasi sempurna membentuk ion-ionnya,sedangkan garam-garam yang kurang larut, walaupun tampaknya tidak larut, sesungguhnya masih ada sebagian kecil dari garam-garam  itu yang dapat larut dalam air. Kelarutan garam-garam ini membentuk kesetimbangan dengan garam-garam yang tidak larut.
            Misalnya,pada suatu percobaan  terdapat dua jenis garam yaitu NaCl dan PbSO4, kedua garam dimasukkan ke dalam gelas kimia yang berisi air dengan volume sama. Maka setelah diaduk NaCl akan melarut sempurna sedangkan PbSO4 hanya melarut sebagian sehingga terdapat endapan. Hal ini dapat dikatakan NaCl dalam air terionisasi sempurna sedangkan PbSO4  membentuk kesetimbangan dalam air sebagai berikut.
PbSO4(s)      Pb2+(aq) + SO42–(aq)

            Dari percobaan tersebut dikatakan NaCl adalah senyawa yang mudah larut dalam air atau kelarutannya tinggi, sedangkan PbSO4 adalah senyawa yang sukar larut dalam air atau kelarutannya rendah.
2)      Pengaruh Ion Senama Terhadap Kelarutan
            Apabila kita menambahakan ion senama kedalam larutan jenuh yang berada pada kesetimbangan, maka berdasarkan Asas Le Chatelier kesetimbangan akan bergeser ke kiri membentuk endapan. Dengan demikian kelarutan zat akan berkurang. Jadi, penambahan ion senama akan berakibat menurunnya kelarutan dari suatu zat. Apa yang terjadi jika pada larutan jenuh AgI ditambahkan larutan NaI?. NaI akan terurai menjadi ion- ionnya yaitu Na+ dan I-. Dengan adanya penambahan NaI ini maka molaritas I- dalam larutan bertambah sehingga kesetimbangan akan bergeser ke kiri.
            Begitu pula kelarutan KCl yang ditambahkan HCl ke dalam larutannya, maka kelarutan KCl akan menurun.

3)      Reaksi Pengendapan
Harga Ksp suatu elektrolit dapat digunakan untuk memperkirakan apakah elektrolit tersebut dapat larut atau mengendap dalam suatu larutan. Semakin besar harga Ksp suatu senyawa, maka semakin mudah larut senyawa tersebut.
            Dengan membandingkan harga Ksp dengan harga hasil kali konsentrasi ion-ion (Qsp) yang ada dalam larutan yang dipangkatkan dengan koefisien reaksi masing-masing, maka ada tiga kemungkinan yang akan terjadi jika dua buah larutan elektrolit dicampurkan, yaitu:
• Jika Qsp < Ksp, larutan belum jenuh (tidak ada endapan)
• Jika Qsp = Ksp, larutan tepat jenuh (belum ada endapan)
• Jika Qsp > Ksp, larutan lewat jenuh (ada endapan)
3. Model pembelajaran Quantum Cycle oleh Gulmah Sugiharti
Model pembelajaran Quantum Cycle merupakan model pembelajaran yang memadukan model pembelajaran Quantum Teaching dengan model pembelajaran Learning  Cycle. Pada model pembelajaran ini, tahapan Quantum Cycle yang berupa suasana meriah diterapkan melalui siklus pembelajaran. Namun tahapan Siklus Quantum tidak sama dengan Learning Cycle. Pada model pembelajaran Quantum Cycle diterapkan siklus baru, namun masih berpedoman pada tahap pembelajaran Learning Cycle. Adapun tahapannya adalah :

a.      Daya tarik
Pada tahap ini Guru memancing siswa dengan menceritakan pengalamannya yang berhubungan dengan materi pokok yang akan dipelajari. Hal ini dapat dilakukan dengan mengkaitkan pengalaman sehari-hari ataupun pengalaman mengajar guru selama mengajar sebagi guru propesional. Misalnya, pada mata pelajaran kimia materi pokok yang akan diajarkan adalah Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan. Hal pertama yang harus diketahui siswa adalah mengetahui konsep kelarutan. Disini guru bisa bercerita dengan kata-kata yang menarik, misalnya “ Pagi anak-anak, sebelum kita memulai pelajaran Ibu ingin bercerita sesuatu..,” dengan antusias siswa akan menjadi penasaran dengan apa yang akan diceritakan Guru. “Tadi pagi Ibu ingin membuat teh manis, setelah dilihat ternyata stok teh  Ibu sudah habis. Tapi karena pagi ini Ibu sangat ingin meminum minuman yang manis maka walaupun tanpa teh Ibu tetap memasukkan gula ke dalam segelas air putih. Setelah Ibu aduk ternyata gulanya tidak semuanya larut..,” Ibu guru melanjutkan, “Nah, pengalaman Ibu tadi pagi, berhubungan erat dengan apa yang akan kita pelajari hari ini, yaitu kelarutan dan hasil kali kelarutan.”

b.      Umpan Balik
Setelah guru menceritakan pengalamannya, siswa menjadi tertarik, semakin antusias, dan penasaran. Uraian pengalaman sang guru mendatangkan pemikiran pada siswa bahwa mempelajari kimia sesungguhnya sangat erat dengan kehidupan. Misalnya  umpan balik dari cerita guru tersebut,  Siswa jadi berpikir, “ Apa iya ilmu kimia yang selama ini mereka pelajari ternyata memiliki kaitan dengan hal yang sesederhana itu. Padahal hal itu sering terjadi, dan bukan merupakan hal yang aneh atau abstrak. Sehingga menimbulkan pertanyaan. Salah seorang siswa akan mengacungkan tangan dan bertanya, “Masa kimia sesederhana itu Bu, saya sering melakukan hal yang sama di rumah,?”
“ Betul, Bu,” sahut siswa yang lain.
“Mungkin gulanya terlalu banyak bu...?”
“Atau airnya bukan air panas bu...?”
“Bisa jadi karena airnya terlalu sedikit bu...”
“Nah, itulah enaknya belajar kimia, Ilmu kimia itu berhubungan erat dengan kehidupan sehari-hari, yang terjadi dalam kehidupan kita ada istilahnya dalam kimia.”  Siswa pun semakin penasaran, dan mencoba menghubung-hubungkan kejadian tersebut dengan materi pokok kelarutan dan hasil kali kelarutan.

c.       Penamaan Konsep
Setelah rasa penasaran tersebut timbul dalam diri siswa, maka guru akan memberikan kesempatan kepada siswa untuk menyampaikan pendapatnya tentang kesimpulan dari hasil percakapan tadi. Proses ini dibentuk dari keingintahuan siswa tentang materi yang disampaikan oleh guru. Kemudian guru meluruskan pendapat mereka  tentang materi yang dipelajari.  Dalam hal ini akan diperjelas,   apa itu kelarutan, bagaimana larutan yang jenuh itu, bagaimana larutan yang belum jenuh, tepat jenuh dan lewat jenuh serta bagaimana hasil kali kelarutan tersebut.
d.      Demontrasi ulang
Tahap demonstrasi adalah memberi kesempatan siswa untuk menerapkan pengetahuannya ke dalam pembelajaran yang lain ke dalam kehidupan mereka. Tahap ini menyediakan kesempatan kepada siswa untuk menunjukkan apa yang mereka ketahui dan pelajari. Setelah guru mendemonstrasikan konsep yang akan dicapai, siswa diberi kesempatan mempresentasikan pengetahuan yang mereka pahami tersebut di dalam kelas. Keterbatasan alat-alat,  dan bahan-bahan kimia yang relative mahal, dan untuk meningkatkan pemahaman siswa guru menggunakan Virtual Lab (media Animasi)  dan Visual Lab dalam melakukan demonstrasi. (Lampiran 1, Virtual Lab, pertemuan 1,2, dan 3), dan Lampiran 2, Visual Lab, pertemuan 1,2 dan 3)



Pertemuan 1

Animasi Lab Virtual (Klik di sini)
Animasi Lab Visual
Pertemuan 3 Lab Virtual (pada bagian ini ditayangkan animasi virtual - karena alasan teknis maka tidak dapat ditayangkan) Animasi Lab Visual (pada bagian ini ditayangkan video - karena alasan teknis maka tidak dapat ditayangkan)