Meningkatkan Kemampuan Guru guru IPA SMP

Endah Rahmawati/Meningkatkan Kemampuan Guru-guru IPA SMP di Sidoarjo dalam Pengembangan Kit Termodinamika Sederhana Untuk Pembelajaran
dengan Pendekatan Saintifik

Meningkatkan Kemampuan Guru-guru IPA SMP di Sidoarjo dalam
Pengembangan Kit Termodinamika Sederhana Untuk Pembelajaran dengan
Pendekatan Saintifik
Endah Rahmawati, Imam Sucahyo, Diah Hari Kusumawati, Tjipto Prastowo, Zainul Arifin Imam Supardi
Jurusan Fisika Fakultas MIPA Universitas Negeri Surabaya
[email protected]

Abstrak – Implementasi Kurikulum 2013 berorientasi pada pendekatan saintifik meliputi kegiatan mengamati, menanya,
menalar, mencoba, mengolah dan mencipta. Pembelajaran dengan pendekatan saintifik dapat dilakukan dengan metode
eksperimen memanfaatkan alat praktikum maupun demonstrasi. Pengembangan kit termodinamika ini bertujuan untuk
membantu meningkatkan kemampuan guru-guru IPA SMP di Sidoarjo agar terbiasa dan terampil menyiapkan media
pembelajaran sederhana yang menunjang pembelajaran di kelas. Kit termodinamika yang dikembangkan dibuat dari bahan
sederhana dan dapat dimodifikasi untuk beberapa percobaan antara lain adalah (1) dilatometer untuk pemuaian zat cair, (2)
pemuaian gas dengan prinsip manometer terbuka, dan (3) termoskope.
Kata kunci: maksimum 5 kata kunci, pisahkan dangan tanda koma

I. Pendahuluan
Proposal PKM.doc

II. Kit Termodinamika
A. Dilatometer untuk pemuaian zat cair
Sama halnya dengan zat padat, zat cair juga mengalami
pemuaian jika dipanaskan yaitu pemuaian volume. Akibat
pemuaian akan terjadi perubahan volume yang besarnya
(1)
Koefisian muai volume ( ) bergantung pada jenis bahan dan
dapat dihitung menggunakan hasil pengukuran perubahan
volume tehadap perubahan temperatur.
Alat untuk mengukur koefisien muai volume adalah
dilatometer seperti gambar 1a. Mengadaptasi dari gambar
1a, kita bisa membuat dilatometer dari botol bekas dan pipa
kaca seperti pada gambar 1b. Dilatometer (Gambar 1.a)
terdiri dari tabung gelas dengan pipa kapiler dipasang pada
tutupnya. Jika tabung gelas diisi oleh zat cair tertentu
kemudian dipanaskan dalam sebuah wadah yang diisi air
terlebih dahulu, maka akan terjadi perubahan volum yang
terdeteksi dari perubahan tinggi zat cair pada pipa kapiler.
Perubahan volum dapat dihitung dengan
(2)

Dengan

adalah jari-jari pipa dan

tinggi zat cair.

adalah perubahan

(a)

(b)

(c)
Gambar 2. Tabung dilatometer (a), botol kaca yang dimodifikasi untuk tabung dilatometer (b), percobaan (c)
Pengukuran Vo dilakukan dengan cara mengisi botol
dengan air lalu menutupnya dengan sumbat karet. Sumbat
karet kemudian dibuka, air dituang ke dalam gelas ukur
untuk mendapatkan Vo sebesar 155 ml (pada suhu 32oC)
Pengukuran perubahan volume zat cair dilakukan secara
tidak langsung. Pada percobaan yang diukur adalah

perubahan tinggi sementara itu jari-jari pipa kaca tidak dapat
kita ukur. Untuk itu ambil sejumlah air menggunakan pipa
kaca letakkan pada wadah kemudian ukur menggunakan
syringe (jarum suntik). Volume yang terukur syringe
selanjutnya dibagi dengan ketinggian air yang diambil,
maka akan kita dapatkan volume air per cm. Pada percobaan
ini diperoleh volume air di dalam pipa kaca setinggi 19,4 cm
adalah 2.2 ml. Jadi volume per cm pada pipa adalah 10-1
ml/cm.
Tabel 1. Hasil pengukuran perubahan volume akibat perubahan
temperatur

Prosiding Seminar dan Lokakarya Nasional Fisika 2014, 22 November 2014
ISSN : XXXX-XXXX

Endah Rahmawati/Meningkatkan Kemampuan Guru-guru IPA SMP di Sidoarjo dalam Pengembangan Kit Termodinamika Sederhana Untuk Pembelajaran
dengan Pendekatan Saintifik

T (oC)
64

63
62
61
60
59
58
57
56
55
54
52
51
50
49
48

h (cm)
27.2
26.2
25.2

24.5
24.1
23.3
22.8
22
21.2
20.5
19.6
18.1
17.5
16.9
16.1
15.4

T (oC)
47
46
45
44
43

42
41
39
38
37
36
35
34
33
32

2

Percobaan kedua yang dapat dilakukan dengan kit adalah
percobaan untuk membuktikan peristiwa pemuaian gas
dengan prinsip manometer terbuka. Botol kosong ditutup
sumbat karet yang telah dilubangi untuk meletakkan selang
yang telah diisi sedikit air berwarna, selang dibentuk
menyerupai pipa U dengan bantuan statif kayu. Botol
selanjutnya dipanasi dengan lampu atau dijemur sehingga

volume udara di dalam botol memuai dan mendorong air
dalam selang. Pemuaian yang terjadi ditunjukkan dengan
perubahan ketinggian air pada selang (pipa U).

h (cm)
15
14.3
13.7
13
12.5
11.6
11.2
9.9
9.5
8.4
7.8
7.5
6.7
6.2
5.8


Gambar 3. Percobaan pemuaian volume gas dengan prinsip
manometer terbuka

Gambar
2. Data hasil pengukuran perubahan volume zat cair terhadap
perubahan temperatur

Dari grafik diperoleh persamaan
dimana y adalah
dan x adalah
, sehingga dapat
dihitung koefisien muai volumenya adalah

Nilai tersebut telah dibandingkan dengan hasil
pengukuran yang dilakukan menggunakan alat buatan
Leybold [4] yang memperoleh hasil
.
Pada referensi tersebut juga disebutkan bahwa nilai
koefisien muai termal air tidak bernilai konstan melainkan

bervariasi sesuai dengan temperaturnya. Hal tersebut karena
air memiliki sifat anomali.
Pemuaian botol tidak diperhitungkan pada percobaan
dengan asumsi nilainya tidak signifikan karena koefisien
muai bahan gelas berkisar
. Berbeda dengan air,
alkohol memiliki koefisien muai volume yang lebih besar
dan konstan untuk rentang temperatur yang lebar yaitu
, oleh karena itu alkohol sesuai untuk
termometer zat cair.
B. Pemuaian gas dengan prinsip manometer terbuka

C. Termoskope
Percobaan yang ketiga menggunakan selang dibentuk U
yang dipasang pada statif kayu diisi sedikit air yang diberi
warna sebagai indikator. Kedua ujung selang dipasang pada
dua buah botol yang berwarna hitam dan tanpa warna.
Setelah selang waktu tertentu air dalam selang yang awalnya
memiliki ketinggian yang sama berubah menjadi lebih tinggi
pada sisi botol tanpa warna. Hal tersebut menunjukkan

bahwa pada botol berwarna hitam udara lebih cepat memuai
karena botol berwarna hitam menyerap energi semua
spektrum cahaya sehingga lebih mudah panas dibanding
dengan botol tanpa warna.

Gambar 4. Termoskope untuk untuk menyelidiki daya serap panas
dan radiasi untuk menyelidiki pengaruh warna permukaan terhadap
panas yang diserap

III. METODE
Penelitian Tindakan Sekolah yang dilakukan terhadap
Guru-guru IPA SMP Swasta binaan di Kabupaten Sidoarjo
untuk meningkatkan kemampuan guru-guru dalam membuat
alat praktikum fisika sederhana melalui kegiatan workshop.
Perencanaan diawali dengan sosialisasi tentang prinsip-prinsip pembuatan alat praktikum fisika sederhana dan langkahlangkah pembuatan alat praktikum fisika sederhana.
Pembuatan alat praktikum sederhana dalam rangka pengembangan kompetensi pedagogik guru dan dilakukan melalui

Prosiding Seminar dan Lokakarya Nasional Fisika 2014, 22 November 2014
ISSN : XXXX-XXXX


Endah Rahmawati/Meningkatkan Kemampuan Guru-guru IPA SMP di Sidoarjo dalam Pengembangan Kit Termodinamika Sederhana Untuk Pembelajaran
dengan Pendekatan Saintifik

tahapan kegiatan yaitu perencanaan, pelaksanaan, observasi
dan refleksi terhadap pembuatan alat praktikum tersebut.
Untuk selanjutnya kegiatan guru menganalisis permasalahan
yang dihadapi dalam pembuatan alat praktikum. Dari hasil
identifikasi masalah dan diskusi pemecahan masalah dibuatlah perencanaan pembuatan alat praktikum sederhana.
Berdasarkan hasil identifikasi dibuatlah alat praktikum
sederhana untuk topik termodinamika. Alat dibuat secara
berkelompok berdasarkan sekolah masing-masing. Setelah
pembuatan alat guru-guru diminta untuk mencoba
mengambil data menggunakan alat tersebut. Jika alat sudah
terbukti dapat digunakan untuk memperoleh data yang baik
dan benar selanjutnya guru-guru membuat Lembar Kerja
Siswa (LKS). LKS yang disusun disesuaikan dengan
kebutuhan kurikulum 2013 yang menggunakan pendekatan
saintifik. Pembuatan LKS mengacu pada bahan bridging [5]
yang mana poin-poinnya meliputi ayo pelajari, ayo
mengamati, ayo bertanya, ayo mencoba, kutemukan
jawaban dan ayo berbagi.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Setelah pelaksanaan workshop, peserta memberikan
tanggapan positif terhadap kegiatan ini. 26% peserta
menyatakan bahwa kegiatan workshop menarik, 32%
peserta berpendapat bahwa kegiatan sangat bagus,
menambah pengetahuan dan motivasi, 21% menyampaikan
bahwa kegiatan peserta sangat bermanfaat dan perlu
diadakan lagi. 68% peserta menyatakan bahwa materi
workshop mudah dipahami dan seluruh peserta sepakat
bahwa kit yang telah dibuat dapat diterapkan untuk proses
pembelajaran di sekolah masing-masing. Beberapa usulan
kegiatan juga disampaikan oleh guru-guru melalui angket
antara lain adalah dilakukan workshop serupa di tahun
berikutnya dengan tema pembuatan kit optik dan magnet.
V. KESIMPULAN
Selama kegiatan pengembangan kit berlangsung, guruguru menunjukan antusiasme tinggi untuk merencanakan,
membuat, mencoba dan mengimplementasikan dalam
perencanaan pembelajaran dan LKS.

Untuk menumbuhkan kretivitas dan ketrampilan dalam
merancang dan membuat alat ada beberapa hal yang bisa
dilakukan yaitu: (1) melakukan analisis materi/konsep fisika
yang memungkinkan untuk dibuatkan kit praktikum, (2)
merencanakan jenis dan kebutuhan alat yang dapat digunakan untuk mempermudah pemahaman konsep fisika, (3)
menentukan alat dan bahan yang digunakan dan diusahakan
yang mudah diperoleh, (4) mengujicoba atau menstandarkan
dengan alat yang ada. Pada pengembangan kit termodinamika ini telah melalui keempat tahap. Untuk tahap akhir
hasil percobaan menggunakan kit termodinamika telah
dibandingkan dengan hasil percobaan menggunakan alat buatal Leybold[4].

PUSTAKA
[1] Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan, 2013, Silabus Mata Pelajaran IPA, untuk Sekolah Menengah
Pertam (SMP) dan Madrasah Tsanawiyah (MTs).

[2] Rahmawati, E., Prastowo, T., Kusumawati, D.H.,
Rohmawati L., Workshop Pembuatan Alat Praktikum Ipa
Fisika Sederhana Bagi Guru-Guru Smp Di Sidoarjo, Laporan PKM, Universitas Negeri Surabaya, 2013

[3] LD Physics Leaflet, 2007, Heat, Thermal Expansion
and Thermal Expansion of Liquids, LD DIDACTIC
GmBH, Germany.
[4] Indana S., Sucahyo I., Wibowo T., Daryanti S., 2014,
Bahan Ajar Bridging Course, Mata Pelajaran IPA Kelas VII, Kementerian Pendidikan Dan Kebudayaan, Direktorat Jenderal Pendidikan Dasar, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Pertama.

Prosiding Seminar dan Lokakarya Nasional Fisika 2014, 22 November 2014
ISSN : XXXX-XXXX