EFEKTIFITAS PRAKTIKUM MULTIMEDIA STRUKTUR ATOM DAN IKATAN KIMIA DALAM MENGATASI MISKONSEPSI KIMIA MAHASISWA.
LAPORAN PENELITIAN HIBAH FUNDAMENTAL
EFEKTIFITAS PRAKTIKUM MULTIMEDIA STRUKTURATOM DAN IKATAN
KIMlA
DALAM MENGATASI MISKONSEPSI KIMIA MAHASISWA
Oleh:
Dr. Retno Owl Suyanti Msi(NIDN: 0026016602)
Prof.Drs.KH.Sugiyarto MSc.PhD(0015094803)
DIBIAYAI oleh Dirjend diktl Kemdiknas th 2012
Nomor: 09531UN33.17/SPMK/2012
Tanggai: 12 Maret 2012
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
November, 2012
HALAMAN PENGESAHAN
I. Judul Penelitian
2. Peneliti Utama
a. ama Lengk.ap
b. Jenis Kelamin
c. NIP
d. Pangk.at/Golongan
e. Jabatan Struktural
f. Jabatan fungsional
g. Fak.ultas/Jurusan
h. Pusat Penelitian
i. Alamat
j. Telp/Fak.s
k. /\Jamal Rumah
I. Telp/ HP
m. E-mail
:Efektifitas Praktil-um Multimedia Struktur
Atom dan lk.atan Kimia dalam Mengatasi
Miskonsepsi Kimia Mahasiswa
: Dr. Retno Dwi Suyanti MSi
:P
: 196601261991032003
:JV/b
: Lektor Kepala
: FMlPA!Pendidikan Kimia
: Lembaga Pene1itian UNLMED
: JI. Willem Iskandar Psr V Medan 20221
: (061) 6625970/ 061 664134 7
: Komp1ek Naga Mas Permai Jl. Sani
A.Mutholib Lk 2 No 86 Terjun Medan
Mare1an 20256
:06176851086/08157016034
: dwi [email protected]
3. Usul Jangk.a Wak.tu Penelitian
4. Pembiayaan
a. Usul Biaya Tahun Pertama
b. Usul Biaya Tahun Kedua
c. Dana Usul Th I
d. Dana Usul Th 2
:2 tahun
: Rp 40.000.000,: Rp 40.000.000,: Rp 30.000.000,: Rp 40.000.000,Medan, 13 Nov 2012
Dr. Retno Dwi Suyanti MSi
N[p. 196601261991032003
I,
baga Penelitian,
Ringkasan Hasil Penelitian
Penelitian tahun kedua ini mencoba menyajikan materi pokok bahasan dalam Kimia
Anorganik mencakup lkatan kovalcn pada Karbon. Untuk pemahaman lkatan kovalcn
pada senyawa karbon ini, mahasiswa tidak perlu melakukan pengamatan langsung pada
berbagai senyawa fullerena karena tidak tersedianya bahan yang mahal. Melalui
praktikum ini disajikan pola senyawa fullerena c.., C,0 dan C80 yang berdasarkan bentuk
geometrinya dibandingkan kestabilannya. Data pendukung penentuan kestabilan tersebut
merupakan hasil pengamatan dan analisis praktikan scndiri. Kcmampuan interpretasi
mahasiswa akan dikembangkan dengan menghubungkan data tersebut untuk menentukan
struktur fullerena yang paling kristalin, kuat dan stabil. Untuk lebih tcrarah discdiakan
lembar kerja yang harus diselesaikan untuk menguji pemahaman praktikan terhadap
materi yang bersangkutan. Acara praktikum berupa penggunaan multimedia interaktif ini
bclum pemah dilaksanakan, apalagi penrkuliahan dengan multimedia ikatan kovalcnsi
pada karbon. Untuk keperluan umpan balik disediakan lembar respon mahasiswa dan
dievaluasi efektivitas pembelajaran model ini. Penelitian ini menanamkan pemahaman
bahwa Kimia bersifat tentative sehingga mengadaptasi metode dan temuan yang baru
sehingga beberapa miskonscpsi diakibatkan pendapat kuno yang sudah mclcgenda.
Dalam kaitannya dengan ikatan kimia selama ini dipahami bahwa ikatan kovalen pada
senyawa mengindikasikan bahwa scnyawa itu kurang stabil dan kurang kuat seperti pada
senyawa-senyawa hidrokarbaon. Melalui praktil.:um multimedia ini maka miskonsepsi itu
teratasi karena temyata terdapat senyawa karbon fullerene dengan struktur yang diadopsi
sebagai bola soccer oleh FlFA. Peningkatan kemampuan _ullere kimia mahasiswa
melalui praktikum lkatan Kimia khususnya Senyawa Karbon. Kestabilan fullerene
tersebut diketahui dengan menganalisis struktur C 60• C 70 dan C 80. Hasil analisis data
menunjukkan Coo memiliki struktur paling kristalin dan paling stabil. Dengan praktikum
multimedia ini miskonscpsi terkait dcogan ikatao kovalen pada senyawa karbon teratasi
dan hasil belajar Kimia Anorganik meningkat dari rerata pretes 33 menjadi 87, 10 untuk
postes dengan rerata gain temormalisasi 0,8 yang termasuk kategori tinggi. Persepsi
mahasiswa terhadap prdktikum multimedia ini sangat positif dengan rerata 92%. Produk
Akhir dari peoelitian ini adalah CD referensi praktikum Multimedia Struktur Atom dan
Senyawa Karbon dan Buku teks Kimia Anorganik Non Logam terkait kedua pokok
bahasan.
Katakunci: Praktikum multimedia, Fullerena, Miskonsepsi
SUMMARY
T be effectivity of Multimedia P ractical wor k Structure Atomic and
Chemical Bond ing for overcoming student's misconception in Chemistry
By : Or. Retno Dwi Suyanti, Msi, Prof.Drs.KH Sugyarto MSc,PbD
The fundamental research about using multimedia practical work Chemical
Bonding for overcoming misconception in Inorganic Chemistry integrated
learning have been conducted. The students inquire and discover for analizing
the structure and detenninc the stability of fulerena Cro, C1o and Cao. Work sheets
which available for measure the student's comprehend in practical is prepared
refer as manual procedure of practical gratis media. The feed hack of this activity,
the students fi II the questioner about student response related discover and inquire
the most cristaline and stable among the third _ullerenc. The result of research
shows that there is significant average achievement increase with pretest (33) and
post test scores (87). The nonnalized gain score average caused by using the
model is 0.80 in high category. Misconceptions in bonding chemistry can be
overcome through using this model such as how detennine the stability of
compound carbon fullerene without lab work. Students joyful! and interest for
creating the fullerene media and analyze the map of structure. This research try to
present discussion direct material in Inorganic Chemistry include chemical
bonding in inorgan ic carbon compound. In order for understanding of this
fullerene covalence compound, student not conduct direct analyzed because is not
available of equipments and unavailable chemical s. Through this practicum will
be presented the map structure of 4o, C70 and C 80 that the data represent result
of students observe alone. Directional to be more provided spread sheet which
must be finished to test the understanding of inquiry items ofPracticum usage this
interactive multimedia, more than anything else lecturing with Carbon compound.
Implementation of hands on practicum of fullerene Cro, Cm and C10 shows that the
soccer structure of Fullerena-Ct,o more stable compare Cm and C10• With this lab
practicum related misconception atomic structure be overcome and result of
learning Inorganic Chemistry shows student average in mentioned high category
improvemenl. Students perception toward this activity very interest (92%
responsive). Using this multimedia lab work model will improve students
achievement in Inorganic Chemistry especially Atomic Structure and Bonding
Chemical. The product of this research are references CD of multimedia practicum in
atomic structure and Carbon compound include in text book Inorganic Chernisuy with
non metal scope.
Keyword: practical work, Fullcrene, Multimedia, misconception
KATA P ENGANTAR
Puji Syukur penulis panjatkan ke Hadirat Tuhan Yang Maha Kasih atas
berkat dan anugerahNya maka penulis dapat menyelesaikan penelitian
Fundamental tahun terakhir dengan judul: Efektifitas Praktikum Multimedia
Struktur Atom dan lkatan Kimia dalam mengatasi Miskonsepsi Kimia Anorganik
Mahasiswa dengan baik dan lancar.
Penelitian ini dapat selesai tepat waktu berkat bantuan dan kerjasama
berbagai pihak dengan penulis. Oleh sebab itu pada kesempatan ini penulis
menyampaikan terima kasih sebesar-besamya kepada:
I.
Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi (DIKTI), Departemen
Pendidikan Nasional mclalui DP2M yang mendanai penelitian ini melaui
Proyek Dana Bersaing.
2. Lembaga Penelitian Universitas Negeri Medan (UNlMED) dan Dckan FMIPA UNIMED yang membantu dalam kemudahan Administrasi.
3. Kctua Jurusan Kimia FMIPA UNIMED yang telah memberikan fasilitas
dan kemudahan dalarn melakukan penelitian di kelas.
4. Ketua Prodi Kimia Non-Dik yang Ielah memberikan kesempatan untuk
penelitian pada mata kuliah Kimia Anorganik Non Dik
Penulis menyadari bahwa penelitian ini belumlah sempurna walaupun penulis
telah bekerja semaksimal mungkin. Namun demikian penulis berharap semoga
hasil penelitian ini bennanfaat bagi siapa saja yang menggunakannya.
Medan, November 20 12
(Dr.Retno Dwi Suyanti MSi)
DAITARISI
Halama n
llalaman Judul
Lembar Pengesahan Laporan Akhir
Ringkasan
Summary
Kata Pengantar
Daftar lsi
Daftar Gambar
Daftar Tabel
Daftar Larnpiran
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Perumusan Masalah
BAB II
BAB Ill
BAB IV
BAB V
BAS VI
ii
iii
iv
v
vi
ix
X
xi
10
10
12
TINJAUAN PUSTAKA
Karbon
Multimedia
Miskonsepsi Kimia
Kemampuan Generik Kimia
13
15
21
22
TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN
3.1 Tujuan Penelitian
3.2 Manfaat Penelitian
25
25
METODE PENELITIAN
4.1 Subjck dan Objck Penelitian
4.2 Hipotcsis
4.3 Setting Pcnelitian
4.4 Raneangan Penelitian
4.5 Desain Tahapan Penelitian
4.6 lnstrumen Penelitian
4.7 Metode Pengumpulan dan analisis data
26
26
26
27
28
29
29
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Penelitian
5.1 llasil Prestasi Belajar
5.2 Respon Mahasiswa
B. Pembahasan
30
30
31
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
B. Saran
41
41
41
Daftar Pustaku
Lampiran-Lampiran
32
32
42
DAFTAR TABEL
Ha lama n
16
Tabel2.1 Miskonsepsi terkait ikatan Kimia kovalen
Tabel 4.1 Format angket persepsi siswa tcrhadap media peraga
27
Tabel5. 1Hasil Perbandingan Kestabilan F uller ena
C~1o
dan
Cs
35
Tabel 5.2 Miskonsepsi pada lkatan Kimia dalam Senyawa
Karbon Fulerena
39
Tabel 5.3. Persepsi mahasiswa terhadap praktilcum multimedia
40
Tabel 5.4 Rekap Persepsi Terhadap Media Peraga
17
DAFTAR GAMBAR
H alaman
Gambar 2.1. Struktur intan (a), grnfit (b), dan bukminsterfulerena (c) 12
Gambar 2. 2 Pola pemodelan Fullerena C60. C10. Cso
Gambar 5.1 Gralik respon mahasiswa tcrhadap praktikum media
4
42
DAFTAR LAMPlRAN
Halaman
Lampiran I Curriculum Vitae
Lampiran 2. Lembar Kerja Fullercna
Lampiran 3 Tes lkatan Kimia pada Fullerena
Lampiran 4 Foto dokumen pcnclitian
43
60
67
Lampiran 5 Naskah Jumal Penelitian
n
Lampiran 6 Surat Perintah Mulai Kelja
76
55
BAB I
PENDAHULUAN
1.
Latar Belakang
Model perkuliahan yang mcmpu membekali sesuatu pengetahuan yang
akan terintemalisasi dalam diri mahasiswa (kemampuan generik)
merupakan hal yang penting dewasa ini. Untuk dapat menjadi kemampuan
generik mahasiswa, maka miskonsepsi mahasiswa dalam ilmu kimia yang
mendasar seperti struktur atom dan ikatan k:imia harus diatasi. Namun
demikian perlu disadari bahwa untuk menanamkan konsep yang benar
pada kedua pokok bahasan tersebut tidak dapat diterapkan praktikum
dengan alai dan bahan kimia di laboratorium. Oleh karena itu melalui
penelitian ini akan dirancang praktikum multimedia tanpa bahan kimia
terkait dengan ~t
r uktr
atom dan ikatan kimia yang karakteristik kontennya
tergolong abstrak tersebut.
Kegiatan laboratorium (praktikum) merupakan salah satu kegiatan
pembelajaran Kimia selain "class teaching''.
llmu kimia dibangun dari
sebagian besar hasil-hasil penelitian laboratorium, maka
kegiatan
praktikum merupakan kegiatan pembelajaran yang sangat vital baik dalam
memaharni maupun mengembangkan ilmu kimia Oleh karena itu semakin
"lengkap-variatiP'suatu kegiatan praktikum, semakin mendekati ciri hakiki
ilmu k:imia itu, sehingga pembelajaran kirnia selalu "didampingi" dengan
kegiatan praktikum.
Keterbatasan dana I fasilitas, umumnya menjadi kcndala utama
minimnya kegiatan praktikum kimia, karena umumnya material kimia
bersifat sebagai barang habis pakai. Olch karena itu pengembangan suatu
model, khususnya model praktikum berbasis multimedia, merupakan salah
satu
alternatif yang dipandang sangat tepat untuk pembelajaran geometri
kristal kimiawi, dan ini dapat dengan mudah dilaksanakan secara
terintegrasi dengan perkuliahan, jadi bcrsifat tahan lama.
l
BAB II. KAJIAN PUSTAKA
KARBON
Jenis AJotrop Kar bon
Dua bentuk alotrop karbon yang telah lama dikenal yaitu intan dan
grafit. Dalam intan tiap atom karbon membentuk bangun struktur tetrahedral
dengan empat atom karbon yang lain dengan panjang ikatan C-C - 1,54 A.
Jadi tiap atom karbon dalam intan membentuk orbital hibrida s/. Unit
tetrahedral ini tersebar seeara berkelanjutan membeotuk suatu jaringan yang
sangat kuat, dimana tiap atom karbon tidak dapat bergerak seeara bebas. Berbeda
dari intan, grafit disusun oleh lapisan-lapisan atom karbon yang membentuk
lingkar-6 datar (helcsagon) dan tiap-tiap atom karbon membentuk struktur trigonal
datar dengan tiga atom karbon yaang lain. Panjang ikatan C-C dalam tiap
kapisan yaitu - 1,42 A (mirip dengan panjang ikatan C-C dalam benzena,
1,40A), sedangkanjarak antar lapisan yaitu- 3,35A. Deogan demikian tiap atom
karbon dalam grafit membentuk orbital hibrida
untuk menghasilkan tiga
ikatan kovalen tunggal tersebut ; sedangkan orbital p yang lain membentuk
ikatan 1t yang terlokalisasi dalam lapisan, dan elektron 1t inilah yang dianggap
bertanggung jawab pada sifat konduktifitas-listrik grafit.
Alotrop karbon kc tiga yang belum terlalu lama dipclajari sceara
ekstensif yaitu keluarga fulerena, merupakan struktur jaringan atom karbon yang
membentuk bangun bola; kebundaran struktur bola yang dibangun bergantung
jumlah anggotanya, yang paling umum yaitu C60 (Buskminsterfu/erena), C,.. dan
C10• C60> tersusun oleh atom-atom karbon yang membangun 12 pemagon (lingkar
-5 anggota) dan 5 helcsagon (lingkar -6 anggota). Dalam C(,O, tiap atom karbon
s/
mcmbentuk 3 ikatan dan merupakan persekutuan dari dua helcsagon dan satu
pentagon ; tiga ikatan ini terdiri dari satu ikatan rangkap dua ( dengan panjang
ikatan C-C- 1,39A) dan dua ikatan tunggal (dengan panjang ikatan C-C1,43A). Tiap ikatan tunggal ini merupakan persekutuan dari helcsagon-pentagon,
sedangkan tiap ikatan rangkap merupakan persekutuan helcsagon-helcsagon.
Dengan demikian tiap atom karbon dalam C60 ini dapat dipertimbangakan
2
mcmbentuk orbital hibrida sp . Komparasi jaringan ikatan kctiga alotrop ini
ditunjukkan pada Gambar 2.1.
auiusi besar terhadap pengembangan cara berfikir
tingkattinggi sebagai hal yang ditekankan dalam literasi sains.
Ketrampilan berpikir sains sangat penting untuk dibekalkan kepada calon guru.
Berpikir merupakan proses kognitf, aktivilaS mental untuk: memperoleh pengctahuan
serta pengalaman yang kreatif (Prcsseisen, 1985). Model pembelajaran kimia yang
mampu mcningkatkan ketrampilan berpikir tingkat tinggi (kompleks) sepcrti berpikir
kreatif, bcrpikir kritis, pengambilan keputusan dan pemecahan masalah sangat
dibutuhkan di perguruan tinggi termasuk LPTK.
Dalam cla.uroom action, pihak "dosen" selalu mendapat masukan melalui hasil
observasi pihak ketiga (pemonitor proses pembelaj aran klas) maupun melalui
lembar observasi
mahasiswa scndiri,
schingga diharapkan doscn selalu
mengadakan korcksi I peri>aikan proses pembelaj aran klas secara berkelanjutan
khususnya bentuk-bentuk action yang diperlukan ; sedangkan untuk mahasiswa,
selain memperoleh kesempal8n untuk memberi saran pelaksanaan proses
pembelajaran, mercka juga selalu memperoleh perlakuan atau action dari dosen
sehingga proses pembelajaran terhadap suatu pokok bahasan berlangsung secara
berkelanjutan, dan inilah yang diharapkan memberikan kualitas hasil belajar yang
lebih baik.
Penelitian terkait dengan molecule modelling dalam bidang Kimia Fisika
akhir-akhir ini mengungkap perihal "perspektif mahasiswa dalarn kelompok kecil
belajar kimia" (Towns, eta/., 2000). Temuan menunjukkan pentingnya interaksi
an tar mahasiswa yang marnpu meningkatkan hubungan yang berkaitan dengan baik
dalam kegiatan belajar maupun kegiatan sosial. Lebih lanjut dilaporkan bahwa
dalam hal ini metode "problem solving" dilaksanakan dalam bentuk kelompok.
"Problem solving" mcrupakan salah satu bentuk pembelajaran yang
mcnarik banyak ah li pendidikan kimia di perguruan tinggi (Sawrcy : 1990).
Mclalui pendekatan "problem solving" kenyataannya dapat ditemukan adanya
miskonsepsi pada banyak mahasiswa (Nakhleb and Mitchell : 1993). Dengan
kegiatan penyusunan modeling dalam acara praktilrum, mabasiswa dibarapkan
dapat mengingat, menata atau mengkontruksi pengetabuannya secara "benar" di
dalam sel-sel otaknya, karena pada dasarnya menwut model konstruktivistik,
"knowledge is constructed in the mind ofthe leaner" (Bodner: 1986).
Miskonsepsi KlmiJI
Bahasan mengenai miskonsepsi tentang pelajaran kimia sudab sangat banyak
diteliti oleh para guru, mahasiswa, peneliti-peneliti di Indonesia. Namun dari apa
yang mereka hasilkan itu sangat sedikit yang dipublikasikan. Entah alasannya apa,
mungkin takut dijiplak. Padahal jika hasilnya dipublikasikan tenru akan sangat
berguna bagi praktisi pengajar untuk mata pelajaran yang menjadi fokus
penelitiannya.
M iskonsepsi siswa sebelum dan sesudah pengajaran fonnal menjadi suatu
perhatian utama d iaota.ra para peneliti di Pendidikan Sains karena mereka
mempengaruhi bagaimana siswa mempelajari ilmu pengetahuan baru. Mcmainkan
sebuah peranan pcnting pada pcmbelajaran berikutnya dan menjadi sebuah
halangan dalam memperoleh tubuh yang benar dari pengetahuan. Pada tulisan ini
beberapa miskonsepsi siswa tentang ikatan kimia diberikan dalam sebuah literatur
yang telah diselidiki dan disajikan. Untuk tujuan ini, suaru literarur yang dipcrinci
melihat tentang ikatan kimia dari data yang telab dikumpulkan dan disajikan
menurut masa lalu.
Miskonsepsi kimia adalah sebuab basil dari Royal Society dari program
kim ia unruk mendukung pendidikan pada sains kimia. Keith Taber adalah seorang
ahli di sekolah RSC pada tahun 2000-2001. Dia mengembangkan materi ini untuk
membantu para guru dalam menggunakan 'konsep altematif yang membawa
siswa dal:1m pembelajaran kimia mereka. Dia menyatakan hampir I 00 guru pada
sekolah tingkat elementry hingga universitas yang membantu mengembangkan
dan menilai pendekatan ini pada pembelajaran konsep. Dia merekomendasikan
pada bagian 1 bahwa guru kimia menyelidiki apa yang dipikirkan siswa tentang
ide-ide sains sama sebelum latihan dimulai dan mengekplorasi persepsi siswa dari
konsep kimia pada sebuah dasar yang berkelanjutan sebagai sebuah bagian
penting dari proses belajar mengajar.
Pada sains, sering ada banyak gagasan yang seringkali disalahtafsirkan.
Hal in i dapat menyebabkan pelajar meniru dengan membuat pengertian dari
konsep abstrak. Juga karena sains terus menerus mengalami perubahan untuk
beradaptasi dengan penemuan dan metode baru. Beberapa miskonsepsi mungkin
seharusnya pada ide-ide atau tulisan lama. Karena bentuk dari konsep baru
berdasarkan pada bangunan dasar dari
sesuatu yang Ielah lama. Bcrikut ini
dimaksudkan untuk menghasilkan sebuah kesadaran dari beberapa miskonsepsi
yang ditemukan pada kclas 9 Sains. Terutama pada atom dan model molekul.
Tabol 2. 1 Miskonsepsi terkait ikatan kimia
Miskonsepsi
Konsep yang Tepat
F.lectron-elektroo dikcnal dari atom mana ia
Tidak
aep~.jniU
berosol.
untuk
a&OID8lJ
Atom·atom dikenal mcmiliki electronelektronnya sendiri.
c 1Irbn:t
y oJ'I1lA
o
e riatlcd
to
ato• tidalddakai likme.l •itton
~
OIt
s ad!B
dapat dd t:~UBfiorda.
r i; at.S
nt
Oial
atOll
PI
tidak
k.hususnya.
t.. k
atoa lainnye.
dapat
El•
dltrans
ata. lainnya.
i tiBial! i "'iPaP->..
Pasangan elecu-on sama-sama terbagi dalam
Pa sangan
ikatan kovalen.
pada s- . 3 katibl"-alviltola
ej ~ron
sebag ian.
ada
un tuk atOll-at
e lek tro1
khususnya. ~
Tidok
t
P•d.
satW a-""""ak il o a -•
elektron Je&oloilari ....- Jail..
(contohnya perbedaan
loin.
perbedaru
kee lektrono>gat ivan} daolanen)Mb.,llllobka
pasangan
elolm:ao -urdii llillilh d!lllttt
padanya dar i pado a tom la in.
Kekuatan ikatan kovalen dan gaya antar
Kekuatan dlui
mo lckul samo.
gaya anlmRo~-ebdku
i liktnrdw:~b
al
Pasan11on c lcc
pada
serouo
seperti dilmtaro
~
tb9ihLe
besar dahiJ8y~nleku)
l ny
sebagian,
sat 1
elektron
let
(diantara molekul-molekul). KllraJa -
(contohnya
molekul-molekul da,DitKII'.Iipitlijoi
EFEKTIFITAS PRAKTIKUM MULTIMEDIA STRUKTURATOM DAN IKATAN
KIMlA
DALAM MENGATASI MISKONSEPSI KIMIA MAHASISWA
Oleh:
Dr. Retno Owl Suyanti Msi(NIDN: 0026016602)
Prof.Drs.KH.Sugiyarto MSc.PhD(0015094803)
DIBIAYAI oleh Dirjend diktl Kemdiknas th 2012
Nomor: 09531UN33.17/SPMK/2012
Tanggai: 12 Maret 2012
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
November, 2012
HALAMAN PENGESAHAN
I. Judul Penelitian
2. Peneliti Utama
a. ama Lengk.ap
b. Jenis Kelamin
c. NIP
d. Pangk.at/Golongan
e. Jabatan Struktural
f. Jabatan fungsional
g. Fak.ultas/Jurusan
h. Pusat Penelitian
i. Alamat
j. Telp/Fak.s
k. /\Jamal Rumah
I. Telp/ HP
m. E-mail
:Efektifitas Praktil-um Multimedia Struktur
Atom dan lk.atan Kimia dalam Mengatasi
Miskonsepsi Kimia Mahasiswa
: Dr. Retno Dwi Suyanti MSi
:P
: 196601261991032003
:JV/b
: Lektor Kepala
: FMlPA!Pendidikan Kimia
: Lembaga Pene1itian UNLMED
: JI. Willem Iskandar Psr V Medan 20221
: (061) 6625970/ 061 664134 7
: Komp1ek Naga Mas Permai Jl. Sani
A.Mutholib Lk 2 No 86 Terjun Medan
Mare1an 20256
:06176851086/08157016034
: dwi [email protected]
3. Usul Jangk.a Wak.tu Penelitian
4. Pembiayaan
a. Usul Biaya Tahun Pertama
b. Usul Biaya Tahun Kedua
c. Dana Usul Th I
d. Dana Usul Th 2
:2 tahun
: Rp 40.000.000,: Rp 40.000.000,: Rp 30.000.000,: Rp 40.000.000,Medan, 13 Nov 2012
Dr. Retno Dwi Suyanti MSi
N[p. 196601261991032003
I,
baga Penelitian,
Ringkasan Hasil Penelitian
Penelitian tahun kedua ini mencoba menyajikan materi pokok bahasan dalam Kimia
Anorganik mencakup lkatan kovalcn pada Karbon. Untuk pemahaman lkatan kovalcn
pada senyawa karbon ini, mahasiswa tidak perlu melakukan pengamatan langsung pada
berbagai senyawa fullerena karena tidak tersedianya bahan yang mahal. Melalui
praktikum ini disajikan pola senyawa fullerena c.., C,0 dan C80 yang berdasarkan bentuk
geometrinya dibandingkan kestabilannya. Data pendukung penentuan kestabilan tersebut
merupakan hasil pengamatan dan analisis praktikan scndiri. Kcmampuan interpretasi
mahasiswa akan dikembangkan dengan menghubungkan data tersebut untuk menentukan
struktur fullerena yang paling kristalin, kuat dan stabil. Untuk lebih tcrarah discdiakan
lembar kerja yang harus diselesaikan untuk menguji pemahaman praktikan terhadap
materi yang bersangkutan. Acara praktikum berupa penggunaan multimedia interaktif ini
bclum pemah dilaksanakan, apalagi penrkuliahan dengan multimedia ikatan kovalcnsi
pada karbon. Untuk keperluan umpan balik disediakan lembar respon mahasiswa dan
dievaluasi efektivitas pembelajaran model ini. Penelitian ini menanamkan pemahaman
bahwa Kimia bersifat tentative sehingga mengadaptasi metode dan temuan yang baru
sehingga beberapa miskonscpsi diakibatkan pendapat kuno yang sudah mclcgenda.
Dalam kaitannya dengan ikatan kimia selama ini dipahami bahwa ikatan kovalen pada
senyawa mengindikasikan bahwa scnyawa itu kurang stabil dan kurang kuat seperti pada
senyawa-senyawa hidrokarbaon. Melalui praktil.:um multimedia ini maka miskonsepsi itu
teratasi karena temyata terdapat senyawa karbon fullerene dengan struktur yang diadopsi
sebagai bola soccer oleh FlFA. Peningkatan kemampuan _ullere kimia mahasiswa
melalui praktikum lkatan Kimia khususnya Senyawa Karbon. Kestabilan fullerene
tersebut diketahui dengan menganalisis struktur C 60• C 70 dan C 80. Hasil analisis data
menunjukkan Coo memiliki struktur paling kristalin dan paling stabil. Dengan praktikum
multimedia ini miskonscpsi terkait dcogan ikatao kovalen pada senyawa karbon teratasi
dan hasil belajar Kimia Anorganik meningkat dari rerata pretes 33 menjadi 87, 10 untuk
postes dengan rerata gain temormalisasi 0,8 yang termasuk kategori tinggi. Persepsi
mahasiswa terhadap prdktikum multimedia ini sangat positif dengan rerata 92%. Produk
Akhir dari peoelitian ini adalah CD referensi praktikum Multimedia Struktur Atom dan
Senyawa Karbon dan Buku teks Kimia Anorganik Non Logam terkait kedua pokok
bahasan.
Katakunci: Praktikum multimedia, Fullerena, Miskonsepsi
SUMMARY
T be effectivity of Multimedia P ractical wor k Structure Atomic and
Chemical Bond ing for overcoming student's misconception in Chemistry
By : Or. Retno Dwi Suyanti, Msi, Prof.Drs.KH Sugyarto MSc,PbD
The fundamental research about using multimedia practical work Chemical
Bonding for overcoming misconception in Inorganic Chemistry integrated
learning have been conducted. The students inquire and discover for analizing
the structure and detenninc the stability of fulerena Cro, C1o and Cao. Work sheets
which available for measure the student's comprehend in practical is prepared
refer as manual procedure of practical gratis media. The feed hack of this activity,
the students fi II the questioner about student response related discover and inquire
the most cristaline and stable among the third _ullerenc. The result of research
shows that there is significant average achievement increase with pretest (33) and
post test scores (87). The nonnalized gain score average caused by using the
model is 0.80 in high category. Misconceptions in bonding chemistry can be
overcome through using this model such as how detennine the stability of
compound carbon fullerene without lab work. Students joyful! and interest for
creating the fullerene media and analyze the map of structure. This research try to
present discussion direct material in Inorganic Chemistry include chemical
bonding in inorgan ic carbon compound. In order for understanding of this
fullerene covalence compound, student not conduct direct analyzed because is not
available of equipments and unavailable chemical s. Through this practicum will
be presented the map structure of 4o, C70 and C 80 that the data represent result
of students observe alone. Directional to be more provided spread sheet which
must be finished to test the understanding of inquiry items ofPracticum usage this
interactive multimedia, more than anything else lecturing with Carbon compound.
Implementation of hands on practicum of fullerene Cro, Cm and C10 shows that the
soccer structure of Fullerena-Ct,o more stable compare Cm and C10• With this lab
practicum related misconception atomic structure be overcome and result of
learning Inorganic Chemistry shows student average in mentioned high category
improvemenl. Students perception toward this activity very interest (92%
responsive). Using this multimedia lab work model will improve students
achievement in Inorganic Chemistry especially Atomic Structure and Bonding
Chemical. The product of this research are references CD of multimedia practicum in
atomic structure and Carbon compound include in text book Inorganic Chernisuy with
non metal scope.
Keyword: practical work, Fullcrene, Multimedia, misconception
KATA P ENGANTAR
Puji Syukur penulis panjatkan ke Hadirat Tuhan Yang Maha Kasih atas
berkat dan anugerahNya maka penulis dapat menyelesaikan penelitian
Fundamental tahun terakhir dengan judul: Efektifitas Praktikum Multimedia
Struktur Atom dan lkatan Kimia dalam mengatasi Miskonsepsi Kimia Anorganik
Mahasiswa dengan baik dan lancar.
Penelitian ini dapat selesai tepat waktu berkat bantuan dan kerjasama
berbagai pihak dengan penulis. Oleh sebab itu pada kesempatan ini penulis
menyampaikan terima kasih sebesar-besamya kepada:
I.
Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi (DIKTI), Departemen
Pendidikan Nasional mclalui DP2M yang mendanai penelitian ini melaui
Proyek Dana Bersaing.
2. Lembaga Penelitian Universitas Negeri Medan (UNlMED) dan Dckan FMIPA UNIMED yang membantu dalam kemudahan Administrasi.
3. Kctua Jurusan Kimia FMIPA UNIMED yang telah memberikan fasilitas
dan kemudahan dalarn melakukan penelitian di kelas.
4. Ketua Prodi Kimia Non-Dik yang Ielah memberikan kesempatan untuk
penelitian pada mata kuliah Kimia Anorganik Non Dik
Penulis menyadari bahwa penelitian ini belumlah sempurna walaupun penulis
telah bekerja semaksimal mungkin. Namun demikian penulis berharap semoga
hasil penelitian ini bennanfaat bagi siapa saja yang menggunakannya.
Medan, November 20 12
(Dr.Retno Dwi Suyanti MSi)
DAITARISI
Halama n
llalaman Judul
Lembar Pengesahan Laporan Akhir
Ringkasan
Summary
Kata Pengantar
Daftar lsi
Daftar Gambar
Daftar Tabel
Daftar Larnpiran
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Perumusan Masalah
BAB II
BAB Ill
BAB IV
BAB V
BAS VI
ii
iii
iv
v
vi
ix
X
xi
10
10
12
TINJAUAN PUSTAKA
Karbon
Multimedia
Miskonsepsi Kimia
Kemampuan Generik Kimia
13
15
21
22
TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN
3.1 Tujuan Penelitian
3.2 Manfaat Penelitian
25
25
METODE PENELITIAN
4.1 Subjck dan Objck Penelitian
4.2 Hipotcsis
4.3 Setting Pcnelitian
4.4 Raneangan Penelitian
4.5 Desain Tahapan Penelitian
4.6 lnstrumen Penelitian
4.7 Metode Pengumpulan dan analisis data
26
26
26
27
28
29
29
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Penelitian
5.1 llasil Prestasi Belajar
5.2 Respon Mahasiswa
B. Pembahasan
30
30
31
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
B. Saran
41
41
41
Daftar Pustaku
Lampiran-Lampiran
32
32
42
DAFTAR TABEL
Ha lama n
16
Tabel2.1 Miskonsepsi terkait ikatan Kimia kovalen
Tabel 4.1 Format angket persepsi siswa tcrhadap media peraga
27
Tabel5. 1Hasil Perbandingan Kestabilan F uller ena
C~1o
dan
Cs
35
Tabel 5.2 Miskonsepsi pada lkatan Kimia dalam Senyawa
Karbon Fulerena
39
Tabel 5.3. Persepsi mahasiswa terhadap praktilcum multimedia
40
Tabel 5.4 Rekap Persepsi Terhadap Media Peraga
17
DAFTAR GAMBAR
H alaman
Gambar 2.1. Struktur intan (a), grnfit (b), dan bukminsterfulerena (c) 12
Gambar 2. 2 Pola pemodelan Fullerena C60. C10. Cso
Gambar 5.1 Gralik respon mahasiswa tcrhadap praktikum media
4
42
DAFTAR LAMPlRAN
Halaman
Lampiran I Curriculum Vitae
Lampiran 2. Lembar Kerja Fullercna
Lampiran 3 Tes lkatan Kimia pada Fullerena
Lampiran 4 Foto dokumen pcnclitian
43
60
67
Lampiran 5 Naskah Jumal Penelitian
n
Lampiran 6 Surat Perintah Mulai Kelja
76
55
BAB I
PENDAHULUAN
1.
Latar Belakang
Model perkuliahan yang mcmpu membekali sesuatu pengetahuan yang
akan terintemalisasi dalam diri mahasiswa (kemampuan generik)
merupakan hal yang penting dewasa ini. Untuk dapat menjadi kemampuan
generik mahasiswa, maka miskonsepsi mahasiswa dalam ilmu kimia yang
mendasar seperti struktur atom dan ikatan k:imia harus diatasi. Namun
demikian perlu disadari bahwa untuk menanamkan konsep yang benar
pada kedua pokok bahasan tersebut tidak dapat diterapkan praktikum
dengan alai dan bahan kimia di laboratorium. Oleh karena itu melalui
penelitian ini akan dirancang praktikum multimedia tanpa bahan kimia
terkait dengan ~t
r uktr
atom dan ikatan kimia yang karakteristik kontennya
tergolong abstrak tersebut.
Kegiatan laboratorium (praktikum) merupakan salah satu kegiatan
pembelajaran Kimia selain "class teaching''.
llmu kimia dibangun dari
sebagian besar hasil-hasil penelitian laboratorium, maka
kegiatan
praktikum merupakan kegiatan pembelajaran yang sangat vital baik dalam
memaharni maupun mengembangkan ilmu kimia Oleh karena itu semakin
"lengkap-variatiP'suatu kegiatan praktikum, semakin mendekati ciri hakiki
ilmu k:imia itu, sehingga pembelajaran kirnia selalu "didampingi" dengan
kegiatan praktikum.
Keterbatasan dana I fasilitas, umumnya menjadi kcndala utama
minimnya kegiatan praktikum kimia, karena umumnya material kimia
bersifat sebagai barang habis pakai. Olch karena itu pengembangan suatu
model, khususnya model praktikum berbasis multimedia, merupakan salah
satu
alternatif yang dipandang sangat tepat untuk pembelajaran geometri
kristal kimiawi, dan ini dapat dengan mudah dilaksanakan secara
terintegrasi dengan perkuliahan, jadi bcrsifat tahan lama.
l
BAB II. KAJIAN PUSTAKA
KARBON
Jenis AJotrop Kar bon
Dua bentuk alotrop karbon yang telah lama dikenal yaitu intan dan
grafit. Dalam intan tiap atom karbon membentuk bangun struktur tetrahedral
dengan empat atom karbon yang lain dengan panjang ikatan C-C - 1,54 A.
Jadi tiap atom karbon dalam intan membentuk orbital hibrida s/. Unit
tetrahedral ini tersebar seeara berkelanjutan membeotuk suatu jaringan yang
sangat kuat, dimana tiap atom karbon tidak dapat bergerak seeara bebas. Berbeda
dari intan, grafit disusun oleh lapisan-lapisan atom karbon yang membentuk
lingkar-6 datar (helcsagon) dan tiap-tiap atom karbon membentuk struktur trigonal
datar dengan tiga atom karbon yaang lain. Panjang ikatan C-C dalam tiap
kapisan yaitu - 1,42 A (mirip dengan panjang ikatan C-C dalam benzena,
1,40A), sedangkanjarak antar lapisan yaitu- 3,35A. Deogan demikian tiap atom
karbon dalam grafit membentuk orbital hibrida
untuk menghasilkan tiga
ikatan kovalen tunggal tersebut ; sedangkan orbital p yang lain membentuk
ikatan 1t yang terlokalisasi dalam lapisan, dan elektron 1t inilah yang dianggap
bertanggung jawab pada sifat konduktifitas-listrik grafit.
Alotrop karbon kc tiga yang belum terlalu lama dipclajari sceara
ekstensif yaitu keluarga fulerena, merupakan struktur jaringan atom karbon yang
membentuk bangun bola; kebundaran struktur bola yang dibangun bergantung
jumlah anggotanya, yang paling umum yaitu C60 (Buskminsterfu/erena), C,.. dan
C10• C60> tersusun oleh atom-atom karbon yang membangun 12 pemagon (lingkar
-5 anggota) dan 5 helcsagon (lingkar -6 anggota). Dalam C(,O, tiap atom karbon
s/
mcmbentuk 3 ikatan dan merupakan persekutuan dari dua helcsagon dan satu
pentagon ; tiga ikatan ini terdiri dari satu ikatan rangkap dua ( dengan panjang
ikatan C-C- 1,39A) dan dua ikatan tunggal (dengan panjang ikatan C-C1,43A). Tiap ikatan tunggal ini merupakan persekutuan dari helcsagon-pentagon,
sedangkan tiap ikatan rangkap merupakan persekutuan helcsagon-helcsagon.
Dengan demikian tiap atom karbon dalam C60 ini dapat dipertimbangakan
2
mcmbentuk orbital hibrida sp . Komparasi jaringan ikatan kctiga alotrop ini
ditunjukkan pada Gambar 2.1.
auiusi besar terhadap pengembangan cara berfikir
tingkattinggi sebagai hal yang ditekankan dalam literasi sains.
Ketrampilan berpikir sains sangat penting untuk dibekalkan kepada calon guru.
Berpikir merupakan proses kognitf, aktivilaS mental untuk: memperoleh pengctahuan
serta pengalaman yang kreatif (Prcsseisen, 1985). Model pembelajaran kimia yang
mampu mcningkatkan ketrampilan berpikir tingkat tinggi (kompleks) sepcrti berpikir
kreatif, bcrpikir kritis, pengambilan keputusan dan pemecahan masalah sangat
dibutuhkan di perguruan tinggi termasuk LPTK.
Dalam cla.uroom action, pihak "dosen" selalu mendapat masukan melalui hasil
observasi pihak ketiga (pemonitor proses pembelaj aran klas) maupun melalui
lembar observasi
mahasiswa scndiri,
schingga diharapkan doscn selalu
mengadakan korcksi I peri>aikan proses pembelaj aran klas secara berkelanjutan
khususnya bentuk-bentuk action yang diperlukan ; sedangkan untuk mahasiswa,
selain memperoleh kesempal8n untuk memberi saran pelaksanaan proses
pembelajaran, mercka juga selalu memperoleh perlakuan atau action dari dosen
sehingga proses pembelajaran terhadap suatu pokok bahasan berlangsung secara
berkelanjutan, dan inilah yang diharapkan memberikan kualitas hasil belajar yang
lebih baik.
Penelitian terkait dengan molecule modelling dalam bidang Kimia Fisika
akhir-akhir ini mengungkap perihal "perspektif mahasiswa dalarn kelompok kecil
belajar kimia" (Towns, eta/., 2000). Temuan menunjukkan pentingnya interaksi
an tar mahasiswa yang marnpu meningkatkan hubungan yang berkaitan dengan baik
dalam kegiatan belajar maupun kegiatan sosial. Lebih lanjut dilaporkan bahwa
dalam hal ini metode "problem solving" dilaksanakan dalam bentuk kelompok.
"Problem solving" mcrupakan salah satu bentuk pembelajaran yang
mcnarik banyak ah li pendidikan kimia di perguruan tinggi (Sawrcy : 1990).
Mclalui pendekatan "problem solving" kenyataannya dapat ditemukan adanya
miskonsepsi pada banyak mahasiswa (Nakhleb and Mitchell : 1993). Dengan
kegiatan penyusunan modeling dalam acara praktilrum, mabasiswa dibarapkan
dapat mengingat, menata atau mengkontruksi pengetabuannya secara "benar" di
dalam sel-sel otaknya, karena pada dasarnya menwut model konstruktivistik,
"knowledge is constructed in the mind ofthe leaner" (Bodner: 1986).
Miskonsepsi KlmiJI
Bahasan mengenai miskonsepsi tentang pelajaran kimia sudab sangat banyak
diteliti oleh para guru, mahasiswa, peneliti-peneliti di Indonesia. Namun dari apa
yang mereka hasilkan itu sangat sedikit yang dipublikasikan. Entah alasannya apa,
mungkin takut dijiplak. Padahal jika hasilnya dipublikasikan tenru akan sangat
berguna bagi praktisi pengajar untuk mata pelajaran yang menjadi fokus
penelitiannya.
M iskonsepsi siswa sebelum dan sesudah pengajaran fonnal menjadi suatu
perhatian utama d iaota.ra para peneliti di Pendidikan Sains karena mereka
mempengaruhi bagaimana siswa mempelajari ilmu pengetahuan baru. Mcmainkan
sebuah peranan pcnting pada pcmbelajaran berikutnya dan menjadi sebuah
halangan dalam memperoleh tubuh yang benar dari pengetahuan. Pada tulisan ini
beberapa miskonsepsi siswa tentang ikatan kimia diberikan dalam sebuah literatur
yang telah diselidiki dan disajikan. Untuk tujuan ini, suaru literarur yang dipcrinci
melihat tentang ikatan kimia dari data yang telab dikumpulkan dan disajikan
menurut masa lalu.
Miskonsepsi kimia adalah sebuab basil dari Royal Society dari program
kim ia unruk mendukung pendidikan pada sains kimia. Keith Taber adalah seorang
ahli di sekolah RSC pada tahun 2000-2001. Dia mengembangkan materi ini untuk
membantu para guru dalam menggunakan 'konsep altematif yang membawa
siswa dal:1m pembelajaran kimia mereka. Dia menyatakan hampir I 00 guru pada
sekolah tingkat elementry hingga universitas yang membantu mengembangkan
dan menilai pendekatan ini pada pembelajaran konsep. Dia merekomendasikan
pada bagian 1 bahwa guru kimia menyelidiki apa yang dipikirkan siswa tentang
ide-ide sains sama sebelum latihan dimulai dan mengekplorasi persepsi siswa dari
konsep kimia pada sebuah dasar yang berkelanjutan sebagai sebuah bagian
penting dari proses belajar mengajar.
Pada sains, sering ada banyak gagasan yang seringkali disalahtafsirkan.
Hal in i dapat menyebabkan pelajar meniru dengan membuat pengertian dari
konsep abstrak. Juga karena sains terus menerus mengalami perubahan untuk
beradaptasi dengan penemuan dan metode baru. Beberapa miskonsepsi mungkin
seharusnya pada ide-ide atau tulisan lama. Karena bentuk dari konsep baru
berdasarkan pada bangunan dasar dari
sesuatu yang Ielah lama. Bcrikut ini
dimaksudkan untuk menghasilkan sebuah kesadaran dari beberapa miskonsepsi
yang ditemukan pada kclas 9 Sains. Terutama pada atom dan model molekul.
Tabol 2. 1 Miskonsepsi terkait ikatan kimia
Miskonsepsi
Konsep yang Tepat
F.lectron-elektroo dikcnal dari atom mana ia
Tidak
aep~.jniU
berosol.
untuk
a&OID8lJ
Atom·atom dikenal mcmiliki electronelektronnya sendiri.
c 1Irbn:t
y oJ'I1lA
o
e riatlcd
to
ato• tidalddakai likme.l •itton
~
OIt
s ad!B
dapat dd t:~UBfiorda.
r i; at.S
nt
Oial
atOll
PI
tidak
k.hususnya.
t.. k
atoa lainnye.
dapat
El•
dltrans
ata. lainnya.
i tiBial! i "'iPaP->..
Pasangan elecu-on sama-sama terbagi dalam
Pa sangan
ikatan kovalen.
pada s- . 3 katibl"-alviltola
ej ~ron
sebag ian.
ada
un tuk atOll-at
e lek tro1
khususnya. ~
Tidok
t
P•d.
satW a-""""ak il o a -•
elektron Je&oloilari ....- Jail..
(contohnya perbedaan
loin.
perbedaru
kee lektrono>gat ivan} daolanen)Mb.,llllobka
pasangan
elolm:ao -urdii llillilh d!lllttt
padanya dar i pado a tom la in.
Kekuatan ikatan kovalen dan gaya antar
Kekuatan dlui
mo lckul samo.
gaya anlmRo~-ebdku
i liktnrdw:~b
al
Pasan11on c lcc
pada
serouo
seperti dilmtaro
~
tb9ihLe
besar dahiJ8y~nleku)
l ny
sebagian,
sat 1
elektron
let
(diantara molekul-molekul). KllraJa -
(contohnya
molekul-molekul da,DitKII'.Iipitlijoi