PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA.

TESIS

diajukan untuk memenuhi sebagian syarat untuk memperoleh

gelar Magister Pendidikan Kimia

oleh

Feri Andi Syuhada

NIM 1204848

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA

SEKOLAH PASCASARJANA

UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

2014

Oleh

Feri Andi Syuhada

S.Pd Universitas Negeri Medan, 2011

Sebuah Tesis yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar

Magister Pendidikan (M.Pd) pada Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam

© Feri Andi Syuhada 2014

Universitas Pendidikan Indonesia

Agustus 2014

Hak Cipta dilindungi undang-undang

Tesis ini tidak boleh diperbanyak seluruhnya atau sebagian,

UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA

disetujui dan disahkan oleh pembimbing :

Pembimbing I

Dr. Hernani, M.Si

NIP. 196711091991012001

Pembimbing II

Galuh Yuliani, Ph.D

NIP. 198007252001122001

Mengetahui,

Ketua Program Studi S2 Pendidikan Kimia

Dr. Ahmad Mudzakir, M.Si

NIP. 196611211991031002

Feri Andi Syuhada, 2014

PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA

DAFTAR ISI

PERNYATAAN ... i

KATA PENGANTAR ... ii

UCAPAN TERIMA KASIH ... iii

ABSTRAK ... iv

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR TABEL ... vii

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR LAMPIRAN ... ix

BAB I PENDAHULUAN

A.

Latar Belakang Penelitian ... 1

B.

Identifikasi Masalah Penelitian ... 4

C.

Rumusan Masalah Penelitian ... 5

D.

Pembatasan Masalah ... 5

E.

Tujuan Penelitian ... 6

F.

Manfaat Penelitian ... 6

G.

Struktur Organisasi ... 6

BAB II KAJIAN PUSTAKA

A.

Buku Ajar sebagai Bagian dari Bahan Ajar... 7

B.

Model of Educational Reconstruction (MER) sebagai Dasar dari

Pengembangan Buku Ajar ... 9

C.

Analisis Wacana ... 11

D.

Reduksi Didaktik... 14

E.

Buku Ajar Berorientasi Literasi Sains ... 15

F.

Kriteria Kelayakan Buku Ajar ... 19

G.

Keterbacaan Buku Ajar ... 20

H.

Deskripsi Materi ... 21

I.

Hasil Penelitian Terkait ... 26

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

A.

Metode Penelitian ... 29

B.

Alur Penelitian ... 30

C.

Definisi Operasional ... 32

D.

Instrumen Penelitian ... 33

E.

Teknik Analisis Data ... 35

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

A.

Teks Perpaduan Konten Reaksi Redoks dengan Konteks Kembang Api . 39

1.

Indikator dan Tujuan Pembelajaran ... 39

2.

Analisis Wacana ... 41

B.

Pertimbangan Aspek Pedagogis Buku Ajar Reaksi Redoks dengan

Konteks Kembang Api ... 46

1.

Hasil studi empiris sebagai dasar reduksi didaktik ... 46

2.

Langkah pembelajaran STL sebagai dasar reduksi didaktik ... 57

C.

Penilaian Ahli dan Guru Kimia terhadap Buku Ajar Reaksi Redoks

dengan Konteks Kembang Api

... 59

D.

Uji Keterbacaan Peserta Didik terhadap Buku Ajar Reaksi Redoks

dengan Konteks Kembang Api ... 65

BAB V KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

A.

Kesimpulan ... 67

B.

Rekomendasi ... 68

Feri Andi Syuhada, 2014

PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA

Pengembangan Buku Ajar Reaksi Redoks Menggunakan Konteks Kembang Api untuk Meningkatkan Literasi Sains Peserta Didik SMA

ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan buku ajar reaksi redoks dengan

konteks kembang api yang dapat meningkatkan literasi sains peserta didik SMA.

Metode penelitian yang digunakan adalah pengembangan dan validasi, dengan

tahapan penelitian mengikuti

Model of Education Reconstruction (MER

). Produk

buku ajar divalidasi oleh 7 ahli dan diuji keterbacaannya oleh 30 peserta didik

SMA. Instrumen penelitian yang digunakan berupa format perpaduan konten dan

konteks, pedoman wawancara dan tes tertulis, format validasi buku ajar serta alat

uji keterbacaan. Hasil penelitian berupa

teks perpaduan yang ditunjukkan dengan

konten reaksi redoks dipadukan dengan contoh reaksi dari komponen penyusun

kembang api. Pertimbangan aspek pedagogis yang didasarkan pada studi empiris

ditunjukkan dengan cara generalisasi dan partikularisasi berdasarkan teori reduksi

didaktik. Berdasarkan validasi ahli, buku ajar yang dihasilkan layak untuk

digunakan oleh peserta didik SMA dengan nilai Content Validity Index (CVI)

0,919. Hasil keterbacaan menunjukkan 80% dari jumlah peserta didik dapat

menentukan ide pokok yang sesuai dengan ide pokok yang telah ditentukan.

Kata kunci

_{: buku ajar, kembang api, reaksi redoks, literasi sains}

ABSTRACT

This research aims to develop a redox reaction book chapter using

fireworks context that can help to improve scientific literacy of high school

students. The method used in this research is the development and validation,

adopting stages of the research Model of Education Reconstruction (MER),

content validation by 7 experts and legibility test by 30 high school students. The

research instruments are a form to check the integration of content and context,

an interview with who students and a written test, textbook validation and the

legibility test format. The integration of content and context is indicated by the

combination of content of redox reactions, with the examples of the reaction using

the components of fireworks. The consideration of pedagogical aspects are based

on empirical studies indicated by way of generalization and partikularisasi based

on the theory of didactic reduction. From the validation format, the textbook

produced is viable to use by high school students with the value of the Content

Validity Index (CVI) of 0.919. Base on the legibility test it is indicated that 80% of

the students are able to determine the main ideas in accordance with the

previously determined basic ideas.

Feri Andi Syuhada, 2014

PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK

BAB I

PENDAHULUAN

A.

Latar Belakang Penelitian

Perkembangan sains yang semakin pesat dewasa ini baik secara langsung

maupun tidak langsung telah mempengaruhi kehidupan manusia. Sains dalam

kegiatannya sebagai ilmu pengetahuan bukan hanya menuntut untuk dapat

memahami alam semesta saja, namun juga bagaimana sains dapat memecahkan

permasalahan maupun fenomena yang ada dalam kehidupan sehari-hari. Pada

kenyataannya, tidak banyak dari kita yang menyadari bahwa sains mampu

menjawab permasalahan dari fenomena-fenomena tersebut. Hal ini dikarenakan

tidak adanya wadah yang menghubungkan antara sains dengan permasalahan

yang ada. Salah satu cara yang dapat dilakukan dalam mengaitkan antara sains

dengan fenomena kehidupan sehari-hari ialah melalui proses pembelajaran, yakni

pembelajaran sains yang terintegrasi dengan konteks kehidupan sehari-hari.

Menurut Toharudin dkk. (2011) pembelajaran sains merupakan pembelajaran

yang bertujuan untuk menguasai konsep-konsep sains yang aplikatif dan

bermakna bagi peserta didik, yang dalam prosesnya menekankan pada pemberian

pengalaman langsung, kontekstual dan berpusat pada peserta didik. Selain itu

seseorang juga harus mampu menggunakan pengetahuan ilmiah dan prosesnya,

bukan sekedar memahami alam semesta tetapi juga ikut berpartisipasi dalam

pengambilan keputusan dan menggunakannya. Berdasarkan pengertian ini, maka

kemampuan untuk menghubungkan antara ilmu sains dengan fenomena

kehidupan perlu dimiliki oleh seorang pendidik, agar peserta didik mampu

mengaitkan konsep-konsep sains dalam memecahkan permasalahan di kehidupan

sehari-hari. Hal ini akan sejalan dengan hasil dari International Forum on

Scientific and technological Literacy for All di Paris yang diadakan oleh

UNESCO dan dihadiri oleh 48 negara termasuk Indonesia, yaitu menghasilkan

kesepakatan bahwa para pendidik siap untuk mengembangkan kemampuan

peserta didik untuk mentransfer pengalaman belajarnya ke dalam situasi di luar

sekolah, yakni situasi di masyarakat (Toharudin dkk. 2011).

Feri Andi Syuhada, 2014

PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA

Toharudin dkk. (2011) dalam bu

kunya yang berjudul “Membangun

Literasi Sains Peserta Didik” sekaligus melengkapi dari kesepakatan di atas

menyatakan bahwa seseorang harus memiliki kemampuan dalam memahami

sains, mengkomunikasikan sains (lisan dan tulisan) serta menerapkan

pengetahuan sains untuk memecahkan masalah sehingga memiliki sikap dan

kepekaan yang tinggi terhadap diri dan lingkungannya dalam mengambil

keputusan berdasarkan pertimbangan-pertimbangan sains. Hal inilah yang

selanjutnya dimaknai sebagai literasi sains. Hasil penilaian Programme for

International Student Assessment (PISA) tahun 2012, menunjukkan bahwa tingkat

literasi sains peserta didik Indonesia berada pada peringkat ke 64 dari 65 negara

dengan skor yang diperoleh 382 dan skor ini berada jauh di bawah rata-rata

internasional yang mencapai 501. Berdasarkan level kecakapan sains menurut

PISA 2012, skor yang diperoleh Indonesia berada pada level terendah (level 1).

Hal ini berarti bahwa peserta didik memiliki pengetahuan sains terbatas yang

hanya dapat diterapkan untuk beberapa situasi tertentu, seperti menyajikan

penjelasan sains dengan bukti-bukti yang diberikan (OECD, 2013).

Berdasarkan penjelasan terkait level kemampuan peserta didik Indonesia

menurut PISA 2012, perlu adanya wahana bagi peserta didik untuk mengaitkan

pengetahuan sains dengan fenomena di kehidupan agar proses perbaikan dalam

meningkatkan literasi sains peserta didik di Indonesia dapat lebih maksimal. Salah

satu wahana yang dapat mendukung proses pembelajaran seperti yang diharapkan

di atas, adalah melalui bahan ajar. Keberadaan bahan ajar penting sekali dalam

menunjang keberhasilan pembelajaran (Toharudin dkk, 2011). Salah satu bahan

ajar yang dapat digunakan adalah buku ajar. Buku ajar dalam pengajaran sains

memiliki peran yang dominan dan esensial berkenaan dengan cara pengajaran

sains (Yager, 1983; Wheatley, 1991; Yore, 1991; Kyle, 1992 dalam Toharudin

dkk. 2011). Namun, selama ini buku ajar yang berkembang di Indonesia

cenderung menempatkan konten terlebih dahulu dan diakhiri dengan aplikasi dari

konten tersebut. Hal ini tidak sejalan dengan pendapat Holbrook (2005) yang

menyatakan bahwa sains harus relevan dengan proses dan produk sehari-hari yang

ada dalam masyarakat. Hal ini dikhawatirkan merupakan salah satu penyebab

rendahnya tingkat literasi sains peserta didik di Indonesia. Maka, sebagai

sinkronisasinya pada penyusunan buku ajar perlu disesuaikan dengan

langkah-langkah pembelajaran Science Technology and Literacy (STL) yang memodifikasi

tahapan-tahapan pembelajaran berdasarkan proyek chemie in context dalam

Nentwig dkk. (2007) dan Holbrook (2005). Tujuannya adalah agar peserta didik

dapat menggunakan pengetahuannya dalam kehidupan sehari-hari, dapat

memecahkan masalah serta dapat membuat keputusan yang dapat meningkatkan

mutu kehidupan (Holbrook, 2005). Dengan demikian, melalui buku ajar yang

tepat, diharapkan terjadi peningkatan literasi sains pada peserta didik.

Salah satu mata pelajaran sains di SMA ialah mata pelajaran kimia. Dalam

mata pelajaran ini terdapat beberapa materi pokok yang sangat erat relevansinya

dengan fenomena kehidupan sehari-hari, misalnya materi reaksi oksidasi reduksi

(redoks). Berdasarkan hasil wawancara yang dilakukan terhadap beberapa peserta

didik SMA di Indramayu, materi reaksi redoks merupakan salah satu materi yang

dianggap sulit dan ketika mengajar guru jarang memberikan contoh fenomena

yang ada di kehidupan sehari-hari. Hal tersebut yang membuat pembelajaran

kimia khususnya materi reaksi redoks di mata mereka kurang menarik dan

terkesan teori saja. Selain itu, materi reaksi redoks di Kelas X merupakan materi

yang cukup penting untuk dipahami oleh peserta didik. Hal ini dikarenakan reaksi

redoks merupakan materi dasar yang harus dipahami sebagai pemahaman awal

untuk mempelajari materi kimia pada tingkat selanjutnya, seperti materi reaksi

redoks serta elektrokimia di Kelas XII.

Berdasarkan buku pelajaran yang mereka gunakan di sekolah, ada

beberapa konteks terkait redoks yang terdapat di dalamnya, seperti proses korosi

ataupun buah apel yang berwarna kecoklatan ketika dibiarkan di ruang terbuka.

Namun, contoh-contoh tersebut hanya merupakan bagian sub materi dari materi

reaksi redoks. Sementara, yang diharapkan ialah bagaimana konteks kehidupan

sehari-hari dapat terintegrasi dalam setiap konsep reaksi redoks, sehingga konteks

yang ada dapat terbahas di setiap runutan materi reaksi redoks dan pada akhirnya

menjadikan proses pembelajaran akan dapat lebih menarik dan berkesan

(Teinhauser dan Klapotke, 2010).

Feri Andi Syuhada, 2014

PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA

Konteks yang dapat diangkat untuk memenuhi tujuan di atas, salah

satunya ialah konteks kembang api (fireworks). Hal ini didasari yakni dikenalnya

fenomena kembang api di kehidupan sehari-hari. Menurut Conkling dan Mocella

(2010) dalam bukunya yang berjudul

“Chemistry of Pyrotechnics Basic

Principles and Theory”

serta Russell (2009

) dalam bukunya “

Chemistry of

Fireworks”

bahwa ada beberapa fenomena kembang api yang dapat dikaitkan ke

dalam konten kimia, misalnya pada komponen penyusun kembang api seperti zat

pengoksidasi dan bahan bakar, yang dalam prosesnya terjadi reaksi oksidasi

reduksi. Selain kembang api merupakan konteks yang cukup dikenal dalam

kehidupan sehari-hari, dasar lain penentuan kembang api sebagai konteks ialah

melihat hasil penelitian Teinhauser dan Klapotke (2010) yang menyimpulkan

bahwa kembang api dapat digunakan untuk kepentingan pendidikan, karena

banyak aspek dari kembang api seperti reaksi redoks, warna nyala atau teori

pembakaran dapat dimasukkan ke dalam kurikulum sebagai ilustrasi beberapa

prinsip dasar kimia. Maka dari itu, buku ajar reaksi redoks dengan konteks

kembang api, diharapkan mampu memberikan kontribusi dan dapat dijadikan

sebagai buku acuan dalam mengajarkan materi reaksi redoks.

Berdasarkan penjelasan di atas, maka dirancanglah suatu penelitian yang

mengembangkan buku ajar kimia dengan konteks kembang api dengan judul

“Pengembangan Buku Ajar Reaksi Redoks Menggunakan Konteks Kembang Api

untuk Meningkatkan Literasi Sains Peserta Di

dik SMA”

B.

Identifikasi Masalah Penelitian

Berdasarkan latar belakang masalah yang telah diuraikan di atas, maka

dapat diidentifikasi permasalahan sebagai berikut :

1.

Masih rendahnya mutu pendidikan Indonesia khususnya dalam hal literasi

sains.

2.

Perlu adanya wahana dalam pembelajaran yang mengaitkan antara sains

dengan fenomena kehidupan.

3.

Perlu adanya buku ajar yang menyampaikan materi pelajaran berdasarkan

konteks kehidupan sehari-hari secara terintegrasi.

C.

Rumusan Masalah Penelitian

Berdasarkan latar belakang dan pengidentifikasian permasalahan pada

bagian B, maka yang menjadi masalah utama dalam penelitian ini adalah

“Bagaimana buku ajar reaksi redoks menggunakan konteks kembang api untuk

meningkatkan literasi sains peserta didik SMA?”

.

Untuk mempermudah pengkajian terhadap permasalahan yang akan

diteliti, maka rumusan masalah tersebut dirinci menjadi submasalah sebagai

berikut :

1.

Bagaimana perpaduan konten reaksi redoks dengan konteks kembang api

dalam wujud teks pada pengembangan buku ajar?

2.

Bagaimana pertimbangan aspek pedagogis dalam penyusunan buku ajar reaksi

redoks dengan konteks kembang api?

3.

Bagaimana hasil validasi ahli terhadap buku ajar yang dikembangkan?

4.

Bagaimana nilai keterbacaan buku ajar yang dikembangkan?

D.

Pembatasan Masalah

Agar penelitian ini lebih terarah, ada beberapa hal yang dijadikan sebagai

pembatasan masalah, yakni :

1.

Model rekonstruksi pendidikan (Model of Educational Reconstruction/MER)

pada penelitian ini terdiri atas tiga komponen, yaitu: a) Klarifikasi dan analisis

struktur konten, b) Penelitian mengajar dan belajar, dan c) Implementasi dan

evaluasi. Penelitian ini dibatasi pada dua komponen yaitu klarifikasi dan

analisis struktur konten serta penelitian belajar dan mengajar yakni studi

empiris peserta didik dan guru.

2.

Penilaian buku ajar menggunakan lima poin penilaian, yaitu: a) Ketepatan isi

materi (konten dan konteks), b) Kesesuaian antara konten dengan konteks, c)

Kesesuaian materi dengan kurikulum (tujuan pembelajaran), d) Ketepatan

ilustrasi gambar/simbol/lambang/percobaan, dan e) Kelayakan untuk

digunakan oleh peserta didik SMA.

Feri Andi Syuhada, 2014

PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA

E.

Tujuan Penelitian

Secara umum tujuan dari penelitian ini adalah menghasilkan buku ajar

reaksi redoks menggunakan konteks kembang api untuk meningkatkan literasi

sains peserta didik SMA yang telah tervalidasi dan teruji keterbacaannya.

F.

Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat bagi kemajuan

pendidikan khususnya dalam bidang kimia. Beberapa manfaat yang dapat

diperoleh sebagai berikut :

1.

Bagi peserta didik

Buku ajar yang dikembangkan diharapkan dapat menjadi sumber belajar

mandiri atau alternatif dalam pembelajaran kimia.

2.

Bagi guru

Hasil penelitian ini diharapkan dapat dijadikan sebagai salah satu sumber

materi ajar kimia di sekolah khususnya pada materi reaksi redoks dengan

harapan dapat meningkatkan literasi sains peserta didik.

3.

Bagi peneliti

Hasil penelitian ini diharapkan dapat dijadikan sebagai acuan dalam penelitian

sejenis dengan topik yang lebih variatif.

G.

Struktur Organisasi

Tesis ini mencakup lima bagian utama, yaitu pendahuluan, kajian pustaka,

metodologi penelitian, hasil penelitian dan pembahasan serta kesimpulan. Pada

bagian pendahuluan dimulai dari latar belakang penelitian, identifikasi masalah

hingga dirumuskan menjadi empat pertanyaan penelitian. Kemudian, dibuat

tujuan dan manfaat penelitian. Bagian kedua ialah kajian pustaka yang

memaparkan teori-teori pendukung penelitian, mencakup buku ajar,

Model of Educational Reconstruction (MER), literasi sains, analisis wacana, kriteria kelayakan

buku ajar, keterbacaan buku ajar dan deskripsi materi. Bagian ketiga ialah

metodologi penelitian, mencakup metode, alur penelitian, penjelasan istilah,

instrumen serta analisis data. Bagian keempat ialah hasil penelitian dan

pembahasan, dan bagian terakhir ada kesimpulan dan rekomendasi.

Feri Andi Syuhada, 2014

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

A.

Metode Penelitian

Metode penelitian yang digunakan ialah pengembangan dan validasi,

dengan model rekonstruksi guruan (Model of Educational Reconstruction/ MER).

Pada tahapannya, model ini digunakan untuk menjawab rumusan masalah satu

dan dua yakni terkait dengan perpaduan antara konten-konteks serta pertimbangan

aspek pedagogis dalam pembuatan buku ajar. MER memiliki tiga komponen yaitu

klarifikasi dan analisis konten sains, penelitian mengajar dan belajar, serta

rancangan dan evaluasi lingkungan belajar dan mengajar. Pada penelitian ini,

peneliti mengambil dua komponen yakni : (1) klarifikasi dan analisis konten sains

serta (2) penelitian mengajar dan belajar.

Pada klarifikasi dan analisis konten sains, melalui tahapan elementarisasi

dihasilkan wacana teks konten kimia dan konteks kembang api serta struktur

makro sebagai ide dasar dari konten. Kemudian pada tahapan membangun

struktur konten (konstruksi), dihasilkan teks perpaduan konten dan konteks dan

dilanjutkan dengan proses penghalusan.

Pada komponen penelitian mengajar dan belajar, mencakup studi empiris

yaitu penelitian perspektif persepsi peserta didik terkait konsepsi dan variabel

afektif seperti minat dan konsep diri serta konsepsi guru, yakni terkait dengan

konsep sains dan pembelajaran peserta didik. Perspektif peserta didik didapat

melalui wawancara dan hasil tes tertulis, sedangkan konsepsi guru terkait sains

dan pembelajaran peserta didik didapat dari Rencana Pelaksanaan Pembelajaran

(RPP) serta buku acuan yang digunakan pada saat proses pembelajaran

berlangsung. Hasil studi empiris selanjutnya dijadikan sebagai dasar untuk

dilakukan reduksi didaktik hingga dihasilkan buku ajar.

Dalam mengarahkan alur buku ajar, langkah pengembangannya

disesuaikan dengan langkah pembelajaran STL dengan mengadopsi tahap-tahap

pembelajaran berdasarkan proyek Chemie im Kontext dalam Nentwig dkk. (2007)

Feri Andi Syuhada, 2014

PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA

dan Holbrook (2005) yang meliputi: tahap kontak, tahap kuriositi, tahap elaborasi,

tahap pengambilan keputusan dan tahap nexus.

B.

Alur Penelitian

Untuk memudahkan pelaksanaan penelitian maka digunakan alur

penelitian. Secara rinci alur penelitian dapat dilihat pada Gambar 3.1 berikut:

Validasi Buku ajar Uji keterbacaan Tahap 1 Tahap 3 Tahap 2 Penghalusan teks

Konten Konteks

Perpaduan konten-konteks

1. Klarifikasi dan analisis struktur konten Analisis Literatur

Perumusan indikator dan tujuan pembelajaran kompetensi pengetahuan dan sikap Telaah Kurikulum

(Standar Isi mata pelajarankimia SMA) Telaah kepustakaan terkait konteks Telaah kepustakaan literasi sains Analisis KI dan KD

Analisis aspek literasi sains Analisis konteks kembang api Elementarisasi Reduksi Didaktik berdasarkan studi empiris

Buku ajar reaksi redoks dengan konteks kembang api

Analisis wacana

Revisi

Pengolahan data

Pengolahan data

2. Penelitian mengajar dan belajar Studi empiris:

Perspektif peserta didik dan konsepsi guru

Tahap 4

Kesimpulan

Adapun langkah-langkah yang dapat ditempuh sebagai berikut :

Tahap 1 :

1.

Klarifikasi dan Analisis Struktur Konten

Analisis Literatur

a)

Analisis kurikulum (standar isi mata pelajaran kimia SMA) berupa

Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar

b)

Telaah kepustakaan yang berhubungan dengan literasi sains dan analisis aspek

dari literasi sains.

c)

Telaah kepustakaan terkait konteks kembang api.

d)

Perumusan indikator dan tujuan pembelajaran pada kompetensi pengetahuan

melalui telaah konteks, konten dan kompetensi PISA dan disesuaikan dengan

Kompetensi Inti (KI) serta Kompetensi Dasar (KD).

e)

Perumusan indikator dan tujuan pembelajaran pada kompetensi sikap melalui

telaah konteks, konten dan sikap PISA dan disesuaikan dengan Kompetensi

Inti (KI) serta Kompetensi Dasar (KD).

Analisis Wacana

Pada tahap ini, setelah dihasilkan wacana teks konten reaksi redoks dan

konteks kembang api melalui tahap elementarisasi, dilanjutkan dengan proses

perpaduan konten-konteks dan proses penghalusan teks yang di dalamnya terdapat

proses penghapusan atau penyisipan kata. Tahapan selanjutnya yaitu proses

reduksi didaktik dengan melihat hasil studi empiris hingga dihasilkan buku ajar.

2.

Penelitian mengajar dan belajar

Pada tahap ini, dilakukan studi empiris, yaitu melakukan penelitian

perspektif peserta didik terkait konten, konteks, proses dan sikap serta konsepsi

guru terkait dengan materi reaksi redoks. Hasil studi empiris akan dijadikan

sebagai pertimbangan dalam melakukan proses reduksi didaktik.

Tahap 2: Validasi buku ajar

1.

Melakukan validasi terhadap buku ajar reaksi redoks. Proses validasi

dilakukan oleh tujuh orang pakar, yang terdiri dari empat orang dosen dan tiga

orang guru kimia SMA. Penilaian buku ajar didasarkan pada lima poin

penilaian, yaitu : (1) Ketepatan isi materi (konten dan konteks), (2) Kesesuaian

Feri Andi Syuhada, 2014

PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA

antara konten dan konteks, (3) Kesesuaian materi dengan kurikulum (tujuan

pembelajaran), (4) Ketepatan ilustrasi gambar/simbol/lambang/percobaan, dan

(5) Kelayakan untuk digunakan oleh peserta didik SMA.

2.

Melakukan revisi rancangan buku ajar reaksi redoks dan mengolah data hasil

validasi.

Tahap 3: Uji keterbacaan

Melakukan uji keterbacaan buku ajar oleh peserta didik SMA, kemudian

mengolah data hasil uji keterbacaan.

Tahap 4: Kesimpulan

Pengambilan kesimpulan dari hasil penelitian.

C.

Definisi Operasional

Untuk menghindari kekeliruan dalam mengartikan dan menafsirkan

istilah-istilah yang digunakan dalam penelitian ini, maka peneliti akan

menjelaskan beberapa istilah yang digunakan, diantaranya :

1.

Buku ajar adalah buku yang disusun untuk kepentingan proses pembelajaran

yang bersumber dari hasil-hasil penelitian atau pemikiran pada bidang tertentu

(Prasko, 2011). Pada penelitian ini, buku ajar yang dimaksud ialah subBAB

dari materi kimia reaksi redoks dengan menggabungkan antara konten reaksi

redoks dengan konteks kembang api.

2.

Literasi sains ialah kapasitas untuk menggunakan pengetahuan dan

kemampuan ilmiah, mengidentifikasikan pertanyaan-pertanyaaan ilmiah dan

menarik kesimpulan berdasarkan bukti dan data yang ada agar dapat

memahami dan membantu peneliti untuk membuat keputusan tentang dunia

alami dan interaksi manusia dengan alamnya (Toharudin, dkk. 2011). Literasi

sains dalam buku ajar diwujudkan dalam bentuk pengetahuan materi reaksi

redoks yang dikaitkan dengan konteks kembang api; keterampilan dalam

melakukan suatu percobaan; serta sikap terhadap pengaruh yang ditimbulkan

kembang api sebagai konteks materi.

3.

Model rekonstruksi pendidikan yang dimaksud berupa klarifikasi dan analisis

konten sains; serta penelitian mengajar dan belajar (Duit, dkk. 2012). Pada

klarifikasi dan analisis konten sains, ada dua proses yang saling terkait, yaitu:

klarifikasi materi subyek dan analisis signifikansi pendidikan. Sedangkan pada

penelitian mengajar dan belajar yakni proses membangun struktur konten

untuk pengajaran didasarkan pada penelitian empiris, berupa perspektif

peserta didik dan konsepsi guru.

D.

Instrumen Penelitian

Untuk mendapatkan data hasil penelitian, maka diperlukan beberapa

instrumen penelitian. Pertanyaan pada rumusan masalah pertama dijawab

menggunakan instrumen format perpaduan konten reaksi redoks dengan konteks

kembang api, rumusan masalah kedua digunakan instrumen berupa pedoman

wawancara dan tes tertulis, rumusan masalah ketiga digunakan instrumen format

validasi dan rumusan masalah keempat digunakan instrumen format uji

keterbacaan buku ajar. Lebih jelasnya akan dipaparkan sebagai berikut:

1.

Format perpaduan konten-konteks

Format perpaduan konten dan konteks digunakan untuk menjawab

rumusan masalah pertama. Diawali dengan penyajian konten, konteks, hingga

perpaduan konten-konteks. Selanjutnya dilakukan proses penghalusan teks.

Rincian proses tersebut disajikan dalam Tabel 3.1.

Tabel 3.1. Format perpaduan konten-konteks

Konten

Konteks

Perpaduan konten

dengan konteks

2.

Pedoman wawancara dan tes tertulis

Untuk menjawab rumusan masalah kedua terkait dengan pertimbangan

aspek pedagogis digunakan pedoman wawancara dan tes tertulis sebagai

instrumen dalam studi empiris.

Pedoman wawancara digunakan untuk mengetahui perspektif peserta didik

SMA yang sudah mempelajari materi reaksi redoks yang mencakup aspek proses,

Feri Andi Syuhada, 2014

PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA

sikap, dan konteks dalam PISA. Pedoman wawancara terdiri dari sembilan

pertanyaan yang mencakup aspek proses (tiga pertanyaan), aspek sikap (empat

pertanyaan) dan aspek konteks (dua pertanyaan). Untuk melengkapi pertanyaan

aspek konteks, peserta didik diberikan teks wacana terkait dengan kembang api.

Pedoman wawancara dan teks wacana kembang api masing-masing dapat dilihat

pada Lampiran A.1 dan Lampiran A.2. Tes tertulis digunakan untuk mengetahui

konsepsi peserta didik pada konten materi reaksi redoks. tes tertulis terdiri dari

empat pertanyaan dalam bentuk essay. Pertanyaan disesuaikan dengan

konsep-konsep yang terdapat pada materi reaksi redoks. Tes tertulis dapat dilihat pada

Lampiran A.3.

3.

Format validasi

Rumusan masalah ketiga terkait dengan validasi ahli dan guru kimia

dijawab dengan menggunakan format validasi produk buku ajar, dalam hal ini

dinilai oleh empat orang dosen dan tiga orang guru kimia. Format validasi buku

ajar terdiri atas lima poin penilaian, yaitu (1) Ketepatan isi materi (konten dan

konteks), (2) Kesesuaian antara konten dengan konteks, (3) Kesesuaian materi

dengan kurikulum (tujuan pembelajaran), (4) Ketepatan ilustrasi gambar/ simbol/

lambang/ percobaan, dan (5) Kelayakan untuk digunakan oleh peserta didik SMA.

Format validasi dapat dilihat pada Lampiran A.4.

4.

Alat uji keterbacaan buku ajar

Rumusan masalah keempat terkait dengan penilaian peserta didik dijawab

dengan menggunakan alat uji keterbacaan buku ajar, dilakukan dengan

menuliskan ide pokok pada paragraf yang terdapat pada buku ajar. Wacana buku

ajar dapat dilihat pada Lampiran D. Secara umum, diambil 44 paragraf dengan

masing-masing satu ide pokok dan beberapa key words yang ditentukan di

dalamnya. Penilaian didasarkan pada jumlah key words yang tepat yang dijawab

oleh peserta didik, sebagai kesesuaian ide pokok yang ditulis oleh peserta didik

dengan ide pokok yang dikembangkan oleh peneliti dan pembimbing. Peserta

didik yang dimaksud ialah yang telah mempelajari materi reaksi redoks. Alat uji

keterbacaan buku ajar oleh peserta didik dapat dilihat pada Lampiran A.5

E.

Teknik Analisis Data

Perolehan data hasil penelitian bertujuan untuk menjawab empat

pertanyaan penelitian yang terdapat dalam rumusan masalah, yaitu: (1)

Bagaimana perpaduan konten reaksi redoks dengan konteks kembang api dalam

wujud teks pada pengembangan buku ajar? (2) Bagaimana pertimbangan aspek

pedagogis dalam penyusunan buku ajar reaksi redoks dengan konteks kembang

api? (3) Bagaimana hasil validasi ahli terhadap buku ajar yang dikembangkan? (4)

Bagaimana nilai keterbacaan buku ajar yang dikembangkan? Lebih jelas akan

dipaparkan sebagai berikut:

1.

Analisis perpaduan konten reaksi redoks dengan konteks kembang api

Perolehan data untuk pertanyaan penelitian pertama didapat dari proses

analisis wacana dengan menelaah konten dan konteks hingga dihasilkan teks

perpaduan serta dideskripsikan secara kualitatif.

2.

Analisis hasil wawancara dan tes tertulis.

Perolehan data untuk pertanyaan penelitian kedua diperoleh dari analisis

hasil wawancara dan tes tertulis sebagai studi empiris. Hasil wawancara tersebut

kemudian diubah dalam bentuk persentase dengan menggunakan rumus %

tanggapan dan hasil tes tertulis juga diubah dalam bentuk persentase dengan

menggunakan rumus % jawaban, kemudian menafsirkannya secara kualitatif.

Rumus persentase tersebut ialah sebagai berikut:

% �� � = ℎ � � � �� �

ℎ � ℎ × 100%

% = ℎ � � �

ℎ � ℎ × 100%

3.

Validasi

Data diperoleh dari validasi yang dilakukan oleh para pakar sebanyak

tujuh orang. Instrumen yang divalidasi adalah rancangan buku ajar reaksi redoks.

Hasil validasi tersebut selanjutnya dihitung dengan menggunakan CVR (Content

Validity Ratio) dan CVI (Content Validity Index). Berikut penjelasan terkait CVR

Feri Andi Syuhada, 2014

PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA

a)

Content Validity Ratio (CVR)

Indeks untuk menyatakan keshahihan berdasarkan validasi isi secara

kuantitatif dapat diukur dengan CVR. Validasi isi berkenaan dengan kevalidan

suatu alat ukur dipandang dari segi isi (konten) materi pelajaran yang melibatkan

para panelis untuk menilai. Adapun rumus CVR adalah :

��

=

�

− �

2

�

2

(Lawshe, 1975)

Keterangan :

n

_e

_:

jumlah responden yang menyatakan ‘ya’

N

_{: jumlah total responden}

Dalam menentukan apakah judgment pakar dapat dinyatakan valid pada

taraf alpha 0.05 (uji satu sisi), maka nilai CVR

hitung

harus lebih besar dari pada

nilai CVR

tabel

. Nilai CVR tabel yang digunakan ialah 0,622 taraf alpha 0.05 dan

jumlah total responden 7 orang. Berdasarkan perhitungan ulang yang dilakukan

oleh Wilson, dkk. (2012) terhadap nilai CVR

tabel

untuk masing-masing panelis,

maka diperoleh nilai CVR hasil perbaikan dari CVR Lawshe yang disajikan dalam

Tabel 3.2.

Tabel 3.2. Nilai kritis untuk CVR (Content Validity Ratio)

(Wilson, dkk. 2012)

Karakteristik penilaian CVR :

1)

Jika jumlah responden yang menyatakan ‘ya’ kurang dari ½ total responden,

maka nilai CVR akan negatif

Level of significance for one-tailed test

0,1

0,05

0,25

0,01

Level of Significance for two-tailed test

N

0,2

0,1

0,05

0,02

5

0,573

0,736

0,877

0,99

6

0,523

0,672

0,800

0,99

7

0,485

0,622

0,741

0,974

2)

Jika jumlah responden yang menyatakan ‘ya’ ½ dari total responden, maka

nilai CVR adalah 0

3)

Jika seluruh responden menyatakan

‘ya’, maka nilai CVR adalah 1

4)

Jika jumlah responden yang menyatakan ‘ya’ lebih dari ½ total responden,

maka nilai CVR berkisar antara 0 - 0,99

b)

Content Validity Index (CVI)

Setelah mengidentifikasi sub pertanyaan pada lembar validasi dengan

menggunakan CVR, kemudian dihitunglah CVI (Content Validity Index). Secara

sederhana CVI merupakan rata-rata dari nilai CVR untuk sub pertanyaan yang

dijawab ‘ya’. Adapun rumus CVI adalah :

��

=

��

ℎ

��

(Allahyari, dkk. 2011)

Hasil perhitungan CVI adalah berupa rasio angka dari 0 - 1. Angka tersebut dapat

dikategorikan sebagai berikut :

0 - 0,33

= tidak sesuai

0,34 - 0,67

= sesuai

0,68 - 1

= sangat sesuai

(Yusmaita, 2013)

4.

Analisis Keterbacaan Buku Ajar

Analisis keterbacaan buku ajar dilakukan dengan menuliskan ide pokok

pada paragraf yang terdapat pada buku ajar. Kemudian menentukan persentase

skor berdasarkan jumlah key word yang dijawab oleh peserta didik dengan rumus:

=

× 100%

(Marfuah, 2013)

Keterangan :

= Persentase skor jumlah key word yang dijawab dengan benar

= Jumlah key word yang diperoleh peserta didik

Feri Andi Syuhada, 2014

PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA

Langkah selanjutnya adalah mengubah jumlah peserta didik yang dapat

menuliskan ide pokok dengan benar ke dalam bentuk nilai persentase berdasarkan

rumus berikut:

=

�

× 100%

Keterangan :

= Persentase jumlah peserta didik yang dapat menuliskan ide pokok dengan

benar.

= Jumlah peserta didik yang dapat menuliskan ide pokok dengan benar.

�

= Jumlah total peserta didik

Feri Andi Syuhada, 2014

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

A.

Kesimpulan

Berdasarkan temuan dan analisis data penelitian dihasilkan bahwa:

1.

Perpaduan antara konten reaksi redoks dengan konteks kembang api dilakukan

dengan;

a)

Konten oksidasi reduksi berdasarkan pelepasan dan pengikatan oksigen

dipadukan dengan konteks kembang api melalui contoh reaksi redoks dari

komponen penyusun kembang api berupa zat pengoksidasi yang

terdekomposisi pada suhu tinggi membebaskan gas oksigen serta bahan

bakar yang bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan panas.

b)

Konten oksidasi reduksi berdasarkan pelepasan dan pengikatan elektron

dipadukan dengan konteks kembang api melalui contoh reaksi redoks dari

komponen penyusun kembang api berupa bahan bakar yang membentuk

oksida melalui transfer elektron.

c)

Konten bilangan oksidasi dipadukan dengan konteks kembang api melalui

komponen-komponen penyusun kembang api, berupa zat pengoksidasi,

bahan bakar, zat pengikat serta zat pemberi warna.

d)

Konten oksidasi reduksi berdasarkan perubahan biloks dipadukan dengan

konteks kembang api melalui contoh reaksi redoks dari komponen

penyusun kembang api yakni antara zat pengoksidasi dan bahan bakar.

2.

Pertimbangan aspek pedagogis dalam penyusunan buku ajar reaksi redoks

dengan konteks kembang api didasarkan pada studi empiris dan langkah

pembelajaran STL, yang dilakukan dengan:

a)

Generalisasi

(1)

Hanya sebagian kecil peserta didik yang memahami konsep

perkembangan reaksi redoks. Aspek pedagogis yang diberikan berupa

pertanyaan untuk mengartikan konsep berdasarkan rekasi yang

diberikan, serta penyajian kesimpulan di akhir sub materi.

(2)

Hanya sebagian kecil peserta didik yang dapat mengartikan oksidator

dan reduktor, serta zat yang bertindak sebagai oksidator atau reduktor

dalam rekasi kimia. Aspek pedagogis yang diberikan berupa penjelasan

Feri Andi Syuhada, 2014

PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA

perkembangan konsep reaksi redoks.

(3)

Peserta didik cenderung menjawab pertanyaan menggunakan konsep

perubahan biloks dan konsep yang digunakan belum tepat. Aspek

pedagogis yang diberikan berupa pemberian contoh-contoh reaksi

disetiap konsep dan kesimpulan di akhir submateri sebagai penekanan

adanya perkembangan konsep dari reaksi redoks.

b)

Partikularisasi

(1)

Hanya sebagian kecil peserta didik yang memahami konsep reaksi

redoks berdasarkan pelepasan dan pengikatan oksigen maupun elektron.

Aspek pedagogis yang diberikan berupa partikularisasi dalam bentuk

tabel sebagai pembagian kedua konsep agar lebih mudah dalam

memahaminya.

(2)

Peserta didik mengalami kesulitan dalam menentukan bilangan oksidasi

anion maupun kation. Aspek pedagogis yang diberikan berupa

partikularisasi dalam bentuk penekanan aturan penentuan biloks khusus

anion dan kation beserta contohnya.

3.

Berdasarkan poin penilaian yang diperoleh sebagai hasil validasi, didapat nilai

CVI sebesar 0,919. Interpretasi dari nilai CVI ini menandakan bahwa buku ajar

yang dihasilkan layak untuk digunakan oleh peserta didik SMA.

4.

Keterbacaan buku ajar yang dihasilkan menunjukkan bahwa, dari 30 peserta

didik 80% dapat menentukan ide pokok yang sesuai dengan ide pokok yang

telah ditentukan.

B.

Rekomendasi

Ada tiga komponen yang terdapat pada model rekonstruksi pendidikan atau

Model of Education Reconstruction (MER), yaitu klarifikasi dan analisis konten,

penelitian mengajar dan belajar, serta implementasi dan evaluasi. Pada kesempatan

kali ini, peneliti melakukan dua komponen dalam penelitiannya. Maka dari itu,

untuk melihat bagaimana pencapaian yang dihasilkan dari buku ajar yang dibuat

terhadap peserta didik, peneliti merekomendasikan untuk dilakukan penelitian

lanjutan terkait dengan komponen yang ketiga yaitu implementasi dan evaluasi.

DAFTAR PUSTAKA

Allahyari, T. dkk. (2011) Development and evaluation of a new questionnaire for

rating of cognitive failures at work. International Journal of Occupational

Hygiene, 3 (1), hlm. 6-11

Alwasilah, A.C. (2005) Menaksir Buku Ajar, Pikiran Rakyat [Online],

Tersedia:http://www.pikiranrakyat.com/cetak/2005/0505/26/cakra-wala/index.htm. [Diakses 12 Maret 2014].

Anwar, S. (2012) Pengolahan bahan ajar. Handout perkuliahan [tidak

diterbitkan].

BSNP (2006) Panduan Penyusunan Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan

Jenjang Pendidikan Dasar dan Menengah. Jakarta: Depdiknas.

Belawati, T. dkk. (2006) Pengembangan Bahan Ajar, Jakarta: Universitas

Terbuka.

Chang, R. (2005) Kimia dasar konsep-konsep Inti. Jakarta: Erlangga

Chang, R dan Overby, J. (2011) General Chemistry: The Essential Concepts. New

York: McGraw-Hill Connect Learn Succeed.

Conkling, J.A dan Mocella, C.J. (2010) Chemistry of pyrotechnics basic

principles and theory. London : Taylor & Francis Group.

Depdiknas, (2008) Panduan Pengembangan Bahan Ajar. Jakarta: Dirjen

Dikdasmen.

Duit, dkk. (2012) The model of educational reconstruction

–

a framework for

improving teaching and learning science. Dalam Jorde, D. dan Dillon, J.

Science Education Research and Practice in Europe. Netherlands: Sense

Publishers, hlm. 13-37

Firman, H. (2007). Laporan Analisis Literasi Sains Berdasarkan Hasil PISA

Nasional Tahun 2006. Jakarta: Pusat Penelitian Pendidikan Balitbang

Depdiknas.

Gallagher, R. M dan Ingram, P. (2007) Complete Chemistry for IGSE. New York:

Oxford University Press.

Feri Andi Syuhada, 2014

PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA

Harjasujana dan Yeti (1997) Membaca 2. Jakarta: Departemen Pendidikan dan

Kebudayaan.

Holbrook, J. (2005) Making chemistry teaching relevant. Chemical Education

International. 6 (1), hlm. 1-12.

Kamil, M.P. (2014) Konstruksi buku ajar ikatan kimia menggunakan konteks

keramik untuk mencapai literasi sains siswa SMA. Skripsi, Sekolah

Pascasarjana, Universitas Pendidikan Indonesia.

Kemendikbud. (2012) Pedoman penulisan buku ajar. Jakarta : Kementrian

Pendidikan dan Kebudayaan

Kemendikbud. (2013a) Salinan lampiran peraturan menteri pendidikan dan

kebudayaan nomor 64 tahun 2013 tentang standar isi.

Kemendikbud. (2013b) Salinan lampiran peraturan menteri pendidikan dan

kebudayaan nomor 69 tahun 2013 tentang kurikulum SMA-MA.

Lawshe, C.H. (1975) A quantitative approach to content validity. Personnel

Psychology. Vol. 28, hlm. 563-575

Marfuah, E. (2013) Efektifitas bahan ajar mandiri siswa SMA pada materi

sifat-sifat periodik unsur, melalui empat tahap pengolahan bahan ajar. Skripsi,

Sekolah Pascasarjana, Universitas Pendidikan Indonesia.

McNeil, J.D, dkk. (1980) How to teach reading successfully. Boston : Little,

Brown and Company

McMurry dan Fay. (2003) Chemistry fourth edition. Prentice Hall Companion

Website.

Nentwig, dkk. (2007) Chemie im kontext: situating learning in relevant contexts

while systematically developing basic chemical concepts. Journal of

Chemical Education, 84 (9), hlm. 1439-1444

Nurfebriyani, W. (2013) Konstruksi buku ajar interaksi antar-molekul

menggunakan konteks printer inkjet untuk mencapai literasi sains siswa

SMA. Skripsi, Sekolah Pascasarjana, Universitas Pendidikan Indonesia.

OECD (2009). PISA 2009 Assesment Framework Key Competencies in Reading,

Mathematics

and

Science.

[online].

Tersedia:

http://

OECD (2013) PISA 2012 Result in focus. What 15-years-olds know and what they

can do with what they know. [online].

Tersediadi:http://www.google.co.id/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=w

eb&cd=2&cad=rja&ved=0CC4QFjAB&url=http%3A%2F%2Fwww.oecd.o

rg%2Fpisa%2Fkeyfindings%2Fpisa-2012-results

overview.pdf&ei=sHf1UtfmHIWQrgfcoIHgBg&usg=AFQjCNFpcZJYYvA

iGNlmOLGF7Wn94ZrwXQ&bvm=bv.60983673,d.bmk.

[Diakses 7 Februari 2014]

Prasko, Z. (2011) Buku ajar dan bahan ajar. [online].

Tersedia di: http://prasxo.wordpress.com/tag/pengertian-buku-ajar/

[Diakses 12 Maret 2014].

Pusat Perbukuan. (2006) Pedoman Penilaian Buku Teks Pelajaran Bahasa dan

Sastra Indonesia untuk SMP/MTs dan SMA/MA. Jakarta: Depdiknas.

Russell, M.S. (2009) The chemistry of fireworks 2

nd

edition. Cambridge: Royal

Society of Chemistry.

Rustaman, N. (1995). Proposal Pengkajian dan Penilaian Buku Pelajaran IPA

Biologi SLTP. Jakarta: Direktorat Pendidikan Menengah

Umum-Depdikbud.

Setiadi, R dan Agus. (2001) Dasar-dasar Pemrograman Software Pembelajaran.

Jurusan Pendidikan Kimia FPMIPA UPI.

Setiadi, R. (2014) Penerapan analisis wacana dalam pengembangan bahan ajar.

Materi pokok pada kegiatan workshop penulisan bahan ajar untuk

mahasiswa Jurusan Pendidikan Kimia FPMIPA Universitas Pendidikan

Indonesia [tidak diterbitkan].

Singer.H & Donlan .D. (1980) Reading and learning fron text. Boston: Little,

Brown and Company.

Siregar. (1995) Penelitian Kelas; Teori, Metodologi dan Analisis. Bandung:

Andira.

Suhadi, R. (1996) Analisis Bahasa Buku Paket SMA dari Segi Keterbacaan (Suatu

Pendekatan Analisis Kalimat dan Uji Rumpang yang Dilakukan oleh

Pembelajar Jurusan Fisika di SMA Negeri di Kotamadya Bandung).

Disertasi Doktor pada Program Pascasarjana IKIP Bandung. Bandung:

Tidak dipublikasikan.

Feri Andi Syuhada, 2014

PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA

Susanto, H. (2013) Teknik penyusunan buku ajar. [makalah tidak tercetak].

Workshop Penyusunan Buku Ajar Universitas Muhammadiyah Semarang,

Semarang 12 Februari 2013.

Teinhauser, G. dan Klapotke, T.M (2010) Using the chemistry of fireworks to

engage students in learning basic chemical principles: a lesson in

eco-friendly pyrotechnics. Journal of Chemical Education, 87 (2), hlm. 150-156.

Toharudin, U., Hendrawati, S., dan Rustaman, A. (2011) Membangun literasi

sains peserta didik. Bandung: Humaniora.

Yusmaita, E. (2013) Konstruksi bahan ajar sel volta pada baterai li-ion ramah

lingkungan berbasis literasi sains. Tesis, Sekolah Pascasarjana,

Universitas Pendidikan Indonesia.

Universitas Pendidikan Indonesia (2013) Pedoman penulisan karya ilmiah.

Bandung: Universitas Pendidikan Indonesia.

Wilson, R., Pan, W., Schumsky, D.A. (2012) Recalculation of the Critical Values

for Lawshe’s Content

Validity Ratio. AACE.[online]. Tersedia:

Assalamu’alaikum wr.wb Yth. Bapak/ Ibu

Di

Sehubungan dengan penelitian yang saya lakukan dengan judul “Pengembangan Buku Ajar Reaksi Redoks Menggunakan Konteks Kembang Api untuk Meningkatkan Literasi

Sains Peserta Didik SMA”. Saya berharap Bapak/Ibu dapat berkenan menjadi validator terhadap rancangan buku ajar ini. Hasil validasi ini ke depannya akan saya jadikan sebagai rujukan

dalam melakukan perbaikan teks buku ajar Reaksi Redoks berbasis konteks kembang api. Sebagai bahan pertimbangan Bapak/Ibu, berikut saya lampirkan: (1) Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar, (2) Indikator dan Tujuan Pembelajaran, (3) Tahapan STL (Scientific and Technological Literacy) dalam teks buku ajar, serta (4) gambaran urutan isi bahan ajar (text sequence map).

Besar harapan bapak/ibu bersedia untuk memberikan masukan melalui lembar validasi ini. Sebelumnya saya ucapkan terima kasih.

Mengetahui,

Wassalam,

Feri Andi Syuhada NIM. 1204848 Pembimbing 1

Dr. Hernani, M.Si NIP. 196711091991012001

Pembimbing 2

Galuh Yuliani, Ph.D NIP. 198007252001122001

77 Feri Andi Syuhada, 2014

PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA

No Identitas Validator Tanggapan

1 Nama

2 Jenis Kelamin

(Laki-laki/Perempuan)*

3 Umur (20-29/ 30-39/40-49/50-59/60+)*

4 Riwayat pendidikan terakhir

5 Pengalaman mengajar Tahun

*

Berilah strip dua ( )pada bagian yang bukan identitas Bapak/Ibu Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar

No. Kompetensi Inti Kompetensi Dasar

1. Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggungjawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan pro-aktif dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia.

Menunjukkan prilaku responsif dan proaktif serta bijaksana sebagai wujud kemampuan memecahkan masalah dan membuat keputusan.

2. Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural berdasarkan rasa ingintahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah.

Menganalisis perkembangan konsep reaksi oksidasi-reduksi serta menentukan bilangan oksidasi atom dalam molekul atau ion.

3. Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, bertindak secara efektif dan kreatif, serta mampu menggunakan metoda sesuai dengan kaidah keilmuan

Merancang, melakukan, dan menyimpulkan serta menyajikan hasil percobaan reaksi oksidasi-reduksi.

Indikator dan Tujuan pembelajaran Buku Ajar Reaksi Redoks dengan Konteks Kembang Api Kompetensi Pengetahuan

No Indikator No Tujuan Pembelajaran

1. Menjelaskan keterkaitan antara komponen penyusun kembang api dengan konsep reaksi oksidasi reduksi.

1.1 Peserta didik mampu menjelaskan bagaimana keterkaitan antara komponen penyusun kembang api dengan konsep reaksi oksidasi reduksi.

2. Menjelaskan karakteristik dan fungsi komponen penyusun kembang api (zat pengoksidasi, bahan bakar, binder (pengikat) dan zat pemberi warna) berdasarkan fenomena ilmiah.

2.1 Peserta didik mampu menjelaskan karakteristik dan fungsi dari zat pengoksidasi dalam kembang api.

2.2 Peserta didik mampu memberikan contoh zat pengoksidasi pada kembang api beserta sifatnya.

dalam kembang api. 3. Menjelaskan konsep reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan pelepasan dan

pengikatan oksigen.

3.1 Peserta didik mampu menjelaskan pengertian oksidasi-reduksi berdasarkan pelepasan dan pengikatan oksigen.

3.2 Peserta didik mampu menjelaskan kaitan konsep reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan pelepasan dan pengikatan oksigen dengan penggunaan komponen bahan kembang api.

3.3 Peserta didik mampu menjelaskan konsep zat pengoksidasi (oksidator) dan zat pereduksi (reduktor) berdasarkan konsep pelepasan dan pengikatan oksigen. 4. Menjelaskan konsep reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan pelepasan dan

pengikatan elektron.

4.1 Peserta didik mampu menjelaskan pengertian oksidasi-reduksi berdasarkan pelepasan dan pengikatan elektron.

4.2 Peserta didik mampu menjelaskan kaitan konsep reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan pelepasan dan pengikatan elektron dengan penggunaan komponen bahan kembang api 4.3 Peserta didik mampu menjelaskan konsep zat pengoksidasi (oksidator) dan zat

pereduksi (reduktor) berdasarkan konsep pelepasan dan pengikatan elektron. 5. Membedakan persamaan reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan fenomena ilmiah

terkait pelepasan dan pengikatan oksigen dengan pelepasan dan pengikatan elektron.

5.1 Peserta didik mampu mengelompokkan contoh persamaan reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan pelepasan dan pengikatan oksigen & pelepasan dan pengikatan elektron dari penggunaan komponen bahan kembang api.

6. Menjelaskan konsep bilangan oksidasi. 6.1 Peserta didik mampu menjelaskan konsep bilangan oksidasi.

7. Menentukan bilangan oksidasi atom dalam molekul atau ion berdasarkan pengetahuan yang dimiliki terkait aturan yang berlaku.

7.1 Peserta didik mampu menentukan bilangan oksidasi atom dalam molekul dari komponen kembang api berdasarkan aturan yang berlaku.

7.2 Peserta didik mampu menentukan bilangan oksidasi atom dalam ion dari komponen kembang api berdasarkan aturan yang berlaku.

8. Menjelaskan konsep reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan perubahan bilangan oksidasi.

8.1 Peserta didik mampu menjelaskan kaitan konsep reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan perubahan bilangan oksidasi dengan penggunaan komponen bahan kembang api 8.2 Peserta didik mampu menjelaskan konsep zat pengoksidasi (oksidator) dan zat

pereduksi (reduktor) berdasarkan konsep perubahan bilangan oksidasi. 9. Membedakan persamaan reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan fenomena ilmiah

terkait pelepasan dan pengikatan oksigen, pelepasan dan pengikatan elektron, serta perubahan biloks.

9.1 Peserta didik mampu membedakan konsep reaksi oksidasi-reduksi dari persamaan reaksi berdasarkan pelepasan dan pengikatan oksigen, pelepasan dan pengikatan elektron serta perubahan biloks dari penggunaan komponen bahan kembang api. 10. Melakukan percobaan reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan prosedur

percobaan.

10.1 Peserta didik mampu melakukan percobaan reaksi oksidasi-reduksi sesuai prosedur percobaan yang diberikan.

79 Feri Andi Syuhada, 2014

PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA

Kompetensi Sikap

Tahapan STL (Scientific and Technological Literacy) pada buku ajar

Sampai saat ini belum ada aturan baku mengenai tahapan-tahapan dalam pembelajaran berbasis STL, maka dengan mengadopsi, dan memodifikasi tahapan-tahapan pembelajaran berdasarkan proyek chemie in context dalam Nentwig et al (2002) dan penyisipan langkah seperti yang disarankan oleh Holbrook (2005), diperoleh tahapan penyusunan bahan ajar sebagai berikut:

1. Tahap Kontak (Contact Phase)

Pada tahap ini dikembangkan isu-isu, masalah yang ada di masyarakat atau menggali berbagai peristiwa yang terjadi disekitar siswa dan mengaitkannya dengan materi yang akan dipelajari sehingga siswa menyadari pentingnya memahami materi tersebut.

2. Tahap Kuriositi (Curiosity Phase)

Pada tahap ini dikemukakan pertanyaan-pertanyaan, dimana jawabannya membutuhkan pengetahuan kimia yang dapat mengundang rasa penasaran dan keingintahuan siswa. 3. Tahap Elaborasi (Elaboration Phase)

Pada tahap ini dilakukan eksplorasi, pembentukan dan pemantapan konsep sampai pertanyaan pada tahap kuriositi dapat terjawab. Eksplorasi, pembentukan dan pemantapan konsep tersebut dapat dilakukan dengan berbagai metode, misalnya ceramah bermakna, diskusi dan kegiatan praktikum, atau gabungan dari ketiganya. Melalui kegiatan inilah berbagai kemampuan siswa akan tergali lebih dalam, baik aspek pengetahuan, keterampilan proses maupun sikap dan nilai.

No Indikator Tujuan Pembelajaran

1. Menunjukkan ketertarikan terhadap informasi terrkait dengan reaksi oksidasi-reduksi yang menggunakan contoh dikehidupan sehari-hari.

Peserta didik menunjukkan ketertarikan terhadap informasi berkaitan dengan reaksi oksidasi-reduksi yang menggunakan contoh kembang api.

2. Menunjukkan kepedulian terhadap dampak yang ditimbulkan dari kembang api.

Peserta didik menunjukkan kepedulian terhadap dampak yang ditimbulkan dari kembang api. 3. Berinisiatif dalam menyelesaikan setiap permasalahan yang diberikan dalam

pembelajaran materi reaksi oksidasi-reduksi.

Peserta didik berinisiatif dalam menyelesaikan setiap permasalahan yang diberikan dalam pembelajaran materi reaksi oksidasi-reduksi melalui hasil kerja peserta didik.

5. Tahap Nexus (Nexus Phase)

Pada tahap ini dilakukan proses pengambilan intisari dari materi yang dipelajari (dekontekstualisasi), kemudian mengaplikasikannya pada konteks yang lain (rekontekstualisasi) artinya masalah yang sama diberikan dalam konteks berbeda dimana memerlukan konsep pengetahuan yang sama untuk pemecahannya (Vanderbilt dalam Nentwig et al, 2002).

81 Feri Andi Syuhada, 2014

PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA

1. Format validasi ini diisi dengan membubuhkan tanda ceklis (√) pada kolom Ya (Y) atau Tidak (T). 2. Penyajian buku ajar ini didasarkan pada urutan text sequence map tahapan STL (lihat pada lampiran 4).

3. Pembubuhan tanda ceklis (√) pada tahap kontak, kuriositi, elaborasi dan pengambilan keputusan diberikan per tujuan pembelajaran.

4. Pembubuhan tanda ceklis pada tahap nexus, diberikan per bagian yang meliputi dekontekstualisasi (rangkuman) dan

rekontekstualisasi.

5. Jika ada koreksian terhadap penulisan buku ajar ini, dapat dituliskan langsung di dekat teks tersebut.

Tujuan Pembelajaran Teks Keluaran Ketepatan isi materi (konten dan konteks) Kesesuaian antara konten dengan konteks Kesesuaian materi dengan kurikulum (tujuan pembelajaran) Ketepatan ilustrasi gambar/ simbol/ lambang/ percobaan Kelayakan untuk digunakan oleh peserta didik SMA

Y T Y T Y T Y T Y T

Aspek sikap 1: Peserta didik menunjukkan ketertarikan terhadap informasi berkaitan dengan reaksi oksidasi-reduksi yang

menggunakan contoh kembang api.

Kembang api merupakan bahan peledak berdaya ledak rendah yang umumnya digunakan untuk hiburan dan merupakan salah satu bagian dari piroteknik. Istilah piroteknik merujuk kepada suatu bidang yang melibatkan bahan ledakan terutama untuk tujuan pencahayaan. Salah satu bentuk kembang api yang sering kita temui yaitu pada pertunjukan kembang api. Secara umum, kembang api menghasilkan empat efek, yaitu suara, cahaya, asap, dan dapat terbang. Kembang api dirancang agar dapat meledak sedemikian rupa dan menghasilkan cahaya yang berwarna-warni seperti merah, jingga, kuning, hijau, biru, ataupun ungu.

Jenis kembang api yang biasa digunakan dalam suatu pertunjukan besar adalah kembang api berjenis shell. Komponen utama pada kembang api jenis shell adalah bahan bakar dan stars yang terdiri dari oksidator, binder (pengikat), dan zat pemberi warna yang akan menghasilkan cahaya dengan warna tertentu. Star merupakan bagian kembang api yang memberikan sensasi keindahan saat meledak. Secara umum, bagian dalam kembang api dapat dilihat pada gambar 1.

Efek pola kembang api yang dihasilkan bergantung pada peletakan stars di dalam shell. Seperti pada gambar di atas, jika kita menginginkan efek pancaran berbentuk lingkaran, maka stars harus disusun membentuk pola lingkaran, dan jika menginginkan efek

pancaran dengan bentuk lainnya maka posisi stars mengikuti bentuk yang diinginkan.

Secara umum terdapat dua zat penting dalam kembang api, yakni bahan peledak (campuran oksidator/zat pengoksidasi, bahan bakar dan binder) serta zat pemberi warna.

Berikut akan dijelaskan beberapa komponen kembang api beserta contohnya disajikan dalam Tabel 1 :

Tabel 1. Komponen kembang api dan contohnya

No. Komponen kembang api Contoh

1. Zat pengoksidasi KClO4, KNO3

2. Fuel (bahan bakar) Aluminium (Al), besi (Fe), magnesium (Mg), belerang (S)

3. Binder (pengikat) Dekstrin (C6H10O5)n.H2O, Paraffin (C2H4),

VAAR (vinyl alcohol-acetate resin)/ C6H10O3 Tahap Kontak

83 Feri Andi Syuhada, 2014

PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA

4. Zat pemberi warna SrCl2 (merah), BaCl2 (hijau), CuCl (biru), Mg

Y T Y T Y T Y T Y T 1.1 Peserta didik mampu

menjelaskan bagaimana keterkaitan antara komponen penyusun kembang api dengan konsep reaksi oksidasi reduksi.

Berdasarkan pengantar kembang api di atas, jelaskan bagaimana keterkaitan komponen penyusun kembang api dengan konsep-konsep reaksi oksidasi reduksi?

2.1 Peserta didik mampu menjelaskan karakteristik dan fungsi dari zat pengoksidasi dalam kembang api.

1. Zat Pengoksidasi

Zat pengoksidasi biasanya merupakan padatan ionik yang kaya oksigen yang terdekomposisi pada suhu tinggi membebaskan gas oksigen. Bahan-bahan ini harus tesedia dalam bentuk murni, dalam ukuran partikel yang tepat dan harga yang terjangkau. Zat pengoksidasi harus memberikan reaksi netral saat basah, dan stabil pada suhu (hingga 100oC), dan mudah terurai untuk melepaskan oksigen pada suhu yang lebih tinggi. Untuk penggunaan kimia piroteknik, spesis ion negatif (anion) yang digunakan beragam, biasanya mengandung ikatan berenergi tinggi seperti Cl-O atau N-O. Beberapa contoh ion dari zat pengoksidasi yaitu ion nitrat (NO3-), ion perklorat (ClO4-), ion oksida (O-2), serta

ion klorat (ClO3-). Reaksi redoks yang dapat terbentuk dari beberapa zat pengoksidasi ialah, sebagai

berikut:

KClO4 KCl + 2O2 (1.1)

4KNO + 5S  2KO + 2N + 5SO (1.2) Gambar 1. Bagian dalam kembang api

Terkait dengan konsep reaksi oksidasi reduksi berdasarkan pelepasan dan pengikatan oksigen.

Terkait dengan konsep reaksi oksidasi reduksi berdasarkan perubahan biloks.

Terkait dengan konsep reaksi oksidasi reduksi berdasarkan pelepasan dan pengikatan elektron

85 Feri Andi Syuhada, 2014

PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA

Beberapa sifat yang harus dipenuhi oleh zat pengoksidasi diantaranya harus rendah tingkat higroskopiknya, yaitu kecenderungan untuk memperoleh kelembaban dari atmosfer. Logam alkali (Li, Na dan K) dan logam alkali tanah (Ca, Sr dan Ba) lebih disukai untuk ion positif. Logam ini merupakan donor elektron yang baik dan tidak akan bereaksi selama penyimpanan dengan bahan bakar logam aktif seperti Mg dan Al. Selain itu, zat pengoksidasi harus memiliki panas yang baik saat terdekomposisi. Sifat yang terlalu eksotermik dapat menghasilkan ledakan atau campuran dengan sensitivitas tinggi, sedangkan sifat yang terlalu endotermik akan menyebabkan kesulitan dalam penyulutan, serta perambatan yang kurang baik pada saat pembakaran. Perhatikan contoh zat pengoksidasi KClO4 yang direaksikan dengan bahan bakar Mg dalam reaksi berikut:

3KClO4 + 12Mg  3KCl + 12MgO (1.3)

2.2 Peserta didik mampu

memberikan contoh zat pengoksidasi pada kembang api beserta sifatnya.

Berikut beberapa contoh zat pengoksidasi yang sering digunakan dalam kembang api sebagai komponen penyusunnya :

Kalium Nitrat (KNO3)

Oksidator padat yang digunakan dalam campuran berenergi-tinggi ialah kalium nitrat. Kelebihan yang dimiliki kalium nitrat sebagai oksidator ialah memiliki sifat bahan dengan kemurnian tinggi serta biaya yang terjangkau, memiliki tingkat higroskopik yang rendah sehingga pembakaran lebih mudah untuk dilakukan, memiliki kandungan oksigen aktif yang tinggi sekitar 39,6%, dan dapat terurai pada suhu tinggi. Persamaan reaksinya dapat dilihat sebagai berikut :

2KNO3 K2O + N2 + 2,5O2

Ketika dicampurkan dengan bahan bakar organik sederhana seperti laktosa, kalium nitrat akan sulit terbakar dan berhenti membentuk senyawa kalium nitrit dengan persamaan:

KNO3 KNO2 + 1/2O2

Sedangkan dengan bahan bakar yang baik, (seperti arang dan logam aktif), kalium nitrat akan bereaksi dengan baik.

Kalium perklorat (KClO4)

Kalium perklorat memiliki karakteristik berwarna putih, bahan kristal nonhigroskopik dengan titik leleh 610oC. Mengalami dekomposisi pada suhu tinggi membentuk kalium klorida dan gas oksigen, dengan persamaan:

Panas

KClO4 KCl + 2O2

Reaksi tersebut bersifat eksotermik dan menghasilkan oksigen yang cukup besar. Kandungan oksigen aktif dari KClO4 sekitar 46,2%, ini merupakan satu yang tertinggi yang tersedia untuk

piroteknik. Kalium perklorat dapat digunakan untuk menghasilkan warna api (seperti merah ketika dikombinasikan dengan strontium nitrat), kebisingan (dengan aluminium, dalam campuran flash dan suara), dan cahaya (dalam campuran potoplash dengan magnesium). Beberapa zat lainnya juga menunjukkan perubahan warna ketika bereaksi. Misalnya pada reaksi pembentukan warna dalam kembang api oleh SrCl2, BaCl2 dan CuCl.

Aspek sikap 2: Peserta didik

menunjukkan kepedulian terhadap dampak yang ditimbulkan dari kembang api.

Kalium klorida (KCl) yang dihasilkan dalam persamaan reaksi 1.3 pada titik didih 1407oC dapat menghasilkan asap. Kebanyakan reaksi peledak dan piroteknik menghasilkan jumlah asap yang cukup bayak. Meskipun pada dasarnya, fenomena tersebut tidak diinginkan karena dapat mengganggu kesehatan. Tidak hanya itu, gas lain seperti SO2 (lihat persamaan reaksi 1.2) juga

merupakan gas yang dapat memberikan efek yang kurang baik karena bersifat racun. Oleh karena itu, untuk menghindari keracunan gas tersebut maka pembakaran harus dilakukan di tempat terbuka atau dengan ventilasi yang baik.

2.3 Peserta didik mampu menjelaskan

karakteristik dan fungsi dari bahan bakar dalam kembang api.

2. Bahan bakar

Selain zat pengoksidasi, campuran piroteknik juga berisi satu atau lebih bahan bakar yang bereaksi dengan oksigen yang dibebaskan dari zat pengoksidasi untuk menghasilkan panas dan produk yang teroksidasi. Panas ini yang nantinya dapat menghasilkan berbagai efek seperti warna, gerak, cahaya, asap atau bunyi. Misalnya campuran zat pengoksidasi seperti KClO4 atau KClO3 dan bahan bakar

logam, dapat menghasilkan bunyi ledakan yang keras.

Efek piroteknik yang diinginkan harus dipertimbangkan dengan cermat ketika bahan bakar yang dipilih dipasangkan dengan zat pengoksidasi. Suhu nyala api yang akan diproduksi dan sifat dari produk reaksi merupakan faktor penting yang harus diperhatikan. Persyaratan yang harus dipenuhi sebagai suatu bahan bakar untuk beberapa kategori piroteknik ialah sebagai berikut:

 Bahan pendorong (terbang); merupakan kombinasi penghasil suhu reaksi yang tinggi, berat molekul gas yang rendah, dan tingkat pembakaran yang cepat. Senyawa organik (mengandung karbon) seperti glukosa sering digunakan sebagai komponen, karena selain memberikan panas, bahan bakar ini juga dapat menghasilkan tekanan gas yang signifikan melalui produksi karbondioksida (CO2), sehingga kembang api dapat terdorong ke atas. Persamaan reaksi yang

dihasilkan dapat dilihat sebagai berikut:

3KClO4 + C6H12O6 6CO2 + 6H2O + 3KCl

(glukosa)

 Komponen yang menerangi; magnesium umumnya ditemukan dalam campuran karena menghasilkan panas yang baik dan suhu api yang tinggi. Produksi pijar partikel magnesium oksida (MgO) dalam api membantu dalam mencapai intensitas cahaya yang baik. Proses tersebut memenuhi persamaan reaksi di bawah ini :

101

Y T Y T Y T Y T Y T

Ulangi langkah pada point c, tetapi kali ini menggunakan 4 larutan sampel yang belum diketahui. Catat jenis sampel, warna nyala dan logam yang terkandung di dalam sampel tersebut dalam tabel hasil pengamatan yang telah kamu buat.

11.1 Peserta didik

mampu menyimpulkan hasil dari percobaan reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan hasil pengamatan.

D. Hasil pengamatan dan pembahasan

Tulis dan beri penjelasan dari hasil pengamatanmu dalam percobaan.

E. Kesimpulan

Tuliskan masing-masing kesimpulan dari kedua uji di atas.

12.1 Peserta didik mampu

menyajikan hasil percobaan reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan asumsi, bukti dan alasan sesuai dengan hasil pengamatan.

F. Laporan

Tuliskan keseluruhan hasil praktikum dalam kertas A4 dan sajikan untuk didiskusikan di depan kelas bersama kelompok lainnya.

1. Dekonteks-tualisasi Rangkuman

Kembang api merupakan bahan peledak berdaya ledak rendah yang umumnya digunakan untuk hiburan dan merupakan salah satu bagian dari piroteknik. Istilah piroteknik merujuk kepada suatu bidang yang melibatkan bahan ledakan terutama untuk tujuan pencahayaan. Secara umum terdapat dua zat penting dalam kembang api, yakni bahan peledak (campuran oksidator/zat pengoksidasi, bahan bakar dan binder) serta zat pemberi warna. Beberapa reaksi yang terjadi dalam komponen penyusun kembang api, ialah sebagai berikut :

1. Zat pengoksidasi

KClO4 KCl + 2O2

4KNO3 + 5S  2K2O + 2N2 + 5SO2

3KClO4 + 12Mg  3KCl + 12MgO

2. Bahan bakar

102

Y T Y T Y T Y T Y T

2Mg + O2 2MgO

3. Binder (pengikat)

C6H10O5 + 3O2 6CO + 5H2O

4. Zat pemberi warna

Mg + O2 MgO (menghasilkan warna putih)

2SrCl2 + O2 2SrO + 2Cl2 (menghasilkan warna merah)

2CuCl + O2  2CuO + Cl2 (menghasilkan warna biru)

2BaCl2 + O2 2BaO + 2Cl2 (menghasilkan warna hijau)

Perkembangan Konsep Reaksi Redoks

1. Konsep reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan pelepasan dan pengikatan oksigen

Oksidasi adalah kombinasi suatu unsur dengan oksigen untuk menghasilkan oksida, sedangkan reduksi adalah pelepasan oksigen dari oksida untuk menghasilkan unsur.

Contoh : Panas

KClO4 KCl + 2O2 (reduksi)

2Mg + O2 MgO (oksidasi)

2. Konsep reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan pelepasan dan pengikatan elektron

Oksidasi didefinisikan sebagai hilangnya satu atau lebih elektron dari suatu zat (unsur, senyawa atau ion) dan reduksi didefinisikan sebagai perolehan satu atau lebih elektron dari suatu zat.

Contoh :

2Mg + O2 MgO

2Mg  2Mg2+ + 4e- (oksidasi) O2 + 4e-  2O2- (reduksi)

3. Konsep reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan perubahan biloks

Bilangan oksidasi (tingkat oksidasi) ialah jumlah elektron yang diperoleh atau yang hilang oleh atom dari suatu unsur ketika membentuk suatu senyawa. Pada konsep ini, oksidasi didefinisikan sebagai kenaikan bilangan oskidasi atom dalam unsur atau senyawa tertentu, sedangkan reduksi didefinisikan sebagai penurunan bilangan oksidasi.

Contoh :

4KNO3 + 5S  2K2O + 2N2 + 5SO2

103

Y T Y T Y T Y T Y T

Zat pengoksidasi dan zat pereduksi

Zat pengoksidasi (oksidator) didefinisikan sebagai zat yang menyebabkan zat lain teroksidasi (zat tersebut mengalami reduksi) dengan menerima elektron. Sedangkan zat pereduksi (reduktor) adalahzat yang menyebabkan zat lain tereduksi (zat tersebut mengalami oksidasi) dengan memberikan elektron.

2. Rekonteks-tualisasi 1. Redoks dalam Blast Furnace

Blast Furnace merupakan jenis tungku yang digunakan untuk peleburan dalam menghasilkan logam industri, misalnya logam besi. Besijarangditemukandalam bentukunsur. Logam besi harus dipisahkan dan dimurnikan dari bijih besi (Fe2O3). Proses ini berlangsung dalam blast furnace dalam serangkaian reaksi redoks. Di dalam blast furnace, fuel (bahan bakar), bijih besi (iron ore), dan batu kapur(limestone) secara terus menerus disuplai melalui bagian atas tungku, sementara ledakan panas dari udara (kadang-kadang dengan pengayaan oksigen) ditiupkan ke bagian bawah tungku melalui pipa yang disebut tuyeres, sehingga terjadi reaksi kimia sepanjang proses tersebut (lihat gambar 7). Di samping itu juga akan timbul percikan cahaya yang berasal dari serbuk bijih

besi. Reaksiutama dari reaksi kimia tersebut ialah bijih besidireduksi

menjadilogambesimenggunakangaskarbon monoksidasebagaireduktor.

Proses yang terjadi di dalamnya berawal dari tiupan udara panas yang melalui pipa, menyebabkan karbon (coke) terbakar menghasilkan karbondioksida dan panas. Batu kapur (CaCO3) yang dicampur dengan bijih besi di dalam tungku, akan terurai membentuk kapur (CaO) dan karbondioksida (CO2). Karbondioksida kemudian mengoksidasi C dalam reaksi redoks untuk membentuk karbonmonoksida, yang digunakan untuk mereduksi bijih besi menjadi besi. Produk akhir umumnya dalam fasa logam cair (molten iron) dan kerak (slag), yang keduanya dialirkan ke bagian bawah tungku, serta gas buang dialirkan ke bagian atas tungku. Proses tersebut diilustrasikan dalam gambar di bawah ini, dan reaksi yang terjadi sebagai berikut :

CaCO3 (s)  CaO(s) + CO2 (g) CO2 (g) + C(s)  2CO(g)

2Fe3+(s) + 3O2-(s) + 3CO(g)  2Fe(l) + 3CO2(g)

104

Y T Y T Y T Y T Y T

Pertanyaan:

Berdasarkan tiga persamaan reaksi yang terjadi dalam Blast Furnace di atas, coba kamu tentukan:

1. Apakah semua reaksi tersebut tergolong ke dalam reaksi redoks? Jelaskan!

2. Tentukan unsur/senyawa mana yang mengalami oksidasi ataupun reduksi berdasarkan tiga

konsep reaksi redoks yang memungkinkan!

3. Apakah ada kesamaan proses yang terjadi dalam Blast Furnace jika dibandingkan dengan

proses yang terjadi dalam kembang api? Jelaskan! 2. Redoks dalam Peledakan Tambang

Bahan peledak adalahzat yang berbentuk padat, cair, gas ataupun campurannya yang apabila terkena suatu aksi, berupa panas, benturan, tekanan, hentakan atau gesekan akan berubah secara fisik maupun kimiawi menjadi zat lain yang lebih stabil. Perubahan tersebut berlangsung dalam waktu yang singkat disertai dengan tekanan yang sangat tinggi. Bahan peledak biasanya juga disertai dengan produksi cahaya, panas, suara, asap dan tekanan.

Berdasarkan komposisi kimia, bahan peledak dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

1. Senyawa tunggal, terdiri dari satu macam senyawa saja yang sudah merupakan bahan peledak.

Senyawa tunggal ini dibagi menjadi dua kelompok lagi, yaitu :

a. Senyawa an-organik misalnya : Amonium nitrat (NH4NO3)

b. Senyawa organik misalnya : Trinitrotoluena (C7H5N3O6)/TNT

2. Campuran yang merupakan penggabungan dari berbagai macam senyawa tunggal. Misalnya :

black powder (contoh : gabungan KNO3, belerang dan arang)

Peledakan akan memberikan hasil yang berbeda, tergantung pada kondisi eksternal saat pekerjaan tersebut dilakukan yang mempengaruhi kualitas bahan kimia pembentuk bahan peledak

Gambar 8. Bijih besi (Fe2O3), coke (C), dan batu kapur (CaCO3) ditambahkan di bagian atas tungku Udara panas sekitar 900o_{C yang ditiupkan melalui pipa, meledak di bagian} bawah. Reaksi ini menyebabkan suhu dalam tungku pembakaran mencapai 2000o_{C. Molten iron (lelehan besi) dan} kerak (slag), yang keduanya dialirkan ke bagian bawah tungku, serta gas buang dialirkan ke bagian atas tungku.

105

Y T Y T Y T Y T Y T

tersebut. Umumnya produk yang dikehendaki dari suatu peledakan adalah uap air (H2O), karbondioksida (CO2), gas nitrogen (N2), dan oksida padat yang semuanya relatif bersifat inert dan tidak beracun. Panas merupakan awal terjadinya proses dekomposisi bahan kimia pembentuk bahan peledak yang menimbulkan pembakaran, dilanjutkan dengan deflragrasi dan terakhir detonasi. Berikut penjelasan terkait dengan proses dekomposisi tersebut:

1. Pembakaran adalah reaksi permukaan yang eksotermis dan dijaga keberlangsungannya oleh panas yang dihasilkan dari reaksi itu sendiri dan produknya berupa pelepasan gas-gas. Reaksi pembakaran memerlukan unsur oksigen (O2) baik yang terdapat di alam bebas maupun dari ikatan molekuler bahan atau material yang terbakar. Contohnya ialah pada reaksi pembakaran minyak diesel, dengan persamaan reaksi:

CH3(CH2)10CH3 + 18½ O2 12 CO2 + 13 H2O

2. Deflagrasi merupakan fenomena reaksi permukaan yang reaksinya meningkat menjadi ledakan. Contohnya pada reaksi peledakan black powder, dengan persamaan reaksi:

20KNO3 + 30C + 10S  6K2CO3 + K2SO4 + 3K2S + 14CO2 + 10CO + 10N2

3. Detonasi adalah proses kimia-fisika yang mempunyai kecepatan reaksi sangat tinggi, sehingga menghasilkan gas dan temperature sangat besar. Contoh proses detonasi terjadi pada jenis bahan peledakan berikut, dengan persamaan reaksi:

C3H5N3O9 3CO2 + 2,5 H2O + 1,5 N2 + 0,25 O2

Pertanyaan:

Berdasarkan reaksi-reaksi yang terjadi dalam proses peledakandi atas, coba kamu tentukan:

1. Apakah semua reaksi tersebut tergolong ke dalam reaksi redoks? Jelaskan!

2. Tentukan unsur/senyawa mana yang mengalami oksidasi ataupun reduksi berdasarkan tiga

konsep reaksi redoks yang memungkinkan!

3. Apakah ada kesamaan proses yang terjadi dalam peledakanjika dibandingkan dengan proses yang terjadi dalam kembang api? Jelaskan!

3. Redoks dalam Flare

Flare merupakan salah satu bentuk pyroteknik yang menghasilkan cahaya terang (api) atau panas yang tinggi tanpa disertai ledakan. Flare biasanya digunakan sebagai sinyal ataupun sebuah kode suar, sebagai alat penerangan, atau sebagai perlengkapan dalam kemiliteran. Jenis-jenis flare sangat beragam, mulai dari ukuran hingga fungsinya, seperti contohnya percikan api yang berwarna merah terang dengan kebulan asap yang sangat tebal.

106

Y T Y T Y T Y T Y T

Secara umum flare menghasilkan sebuah cahaya karena pembakaran logam magnesium yang kadang kadang dicampur dengan logam lain untuk menghasilkan warna lain yang akan berbeda dari warna yang aslinya. Flare mempunyai sifat tidak bisa padam atau tidak bisa mati walaupun disiram oleh air karena mempunyai sifat untuk memberi sebuah tanda apabila terjadi hal hal yang sangat penting dan bersifat darurat. Pada umumnya gas ataupun kebulan asap yang dihasilkan oleh flare mempunyai ketebalan asap yang sangat pekat dan bersifat ajeg, atau dalam artian kebulan asap tersebut dapat dengan lama bertahan berputar-putar di udara dengan jangka waktu yang lama karena dipengaruhi oleh sifat gas dalam flare tersebut.

Pertanyaan:

Berdasarkan pemaparan terkait dengan flare, coba tentukan:

1. Persamaan reaksi kimia yang terjadi di dalam flare!

2. Tentukan unsur/senyawa mana yang mengalami oksidasi ataupun reduksi berdasarkan tiga

konsep reaksi redoks yang memungkinkan!

3. Apakah ada kesamaan proses yang terjadi dalam peledakanjika dibandingkan dengan proses yang terjadi dalam kembang api? Jelaskan!