PENGEMBANGAN KETERAMPILAN GENERIK SAINS, KETERAMPILAN BERPIKIR KRITIS, DAN PEMAHAMAN KONSEP MAHASISWA MELALUI PRAKTIKUM PROYEK MINI KIMIA BAHAN ALAM.

PENGEMBANGAN KETERAMPILAN GENERIK SAINS,

KETERAMPILAN BERPIKIR KRITIS, DAN PEMAHAMAN

KONSEP MAHASISWA MELALUI PRAKTIKUM

PROYEK MINI KIMIA BAHAN ALAM

DISERTASI

Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat Memperoleh Gelar Doktor Ilmu Pendidikan pada Program Studi Pendidikan Ilmu Pengetahan Alam

OLEH:

ALIEFMAN HAKIM 1101227

SEKOLAH PASCASARJANA

UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

BANDUNG

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi yang berjudul ”Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, dan Pemahaman

Konsep Mahasiswa melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam” beserta seluruh isinya adalah benar-benar karya saya sendiri, dan saya tidak melakukan penjiplakan atau pengutipan dengan cara-cara yang tidak sesuai dengan etika ilmu yang berlaku dalam masyarakat keilmuan. Atas pernyataan tersebut, saya siap menanggung resiko yang dijatuhkan kepada saya apabila dikemudian hari ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya saya ini, atau ada klaim dari pihak lain terhadap karya saya ini.

Bandung, Desember 2013

Yang membuat pernyataan,

DISETUJUI DAN DISAHKAN OLEH PANITIA DISERTASI

Promotor Merangkap Ketua,

Prof. Dr. Liliasari, M.Pd NIP. 194909271978032001

Kopromotor Merangkap Sekretaris,

Prof. Dr. R. Asep Kadarohman, M.Si. NIP. 196305091987031002

Anggota,

Prof. Dr. Yana Maolana Syah, M.Sc. NIP. 196208091992031003

Mengetahui

Ketua Program Studi Pendidikan IPA Sekolah Pascasarjana UPI

Prof. Dr. Anna Permanasari, M.Si NIP: 195807121983032002

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PENGESAHAN ... ii

PERNYATAAN ... iii

KATA PENGANTAR ... iv

UCAPAN TERIMA KASIH ... v

ABSTRAK ... vi

ABSTRACT ... vii

DAFTAR ISI ... viii

DAFTAR TABEL ... xi

DAFTAR GAMBAR ... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ... xiv

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1

B. Masalah Penelitian... 13

C. Tujuan Penelitian ... 13

D. Manfaat Penelitian ... 14

E. Struktur Organisasi Penulisan ... 14

BAB II PENGEMBANGAN KETERAMPILAN GENERIK SAINS, KETERAMPILAN BERPIKIR KRITIS, DAN PEMAHAMAN KONSEP KIMIA BAHAN ALAM MELALUI PRAKTIKUM A. Keterampilan Generik Sains ... 15

B. Keterampilan Berpikir Kritis ... 17

C. Rasional Pembelajaran KBA melalui Praktikum ... 19

D. Pemahaman Konsep KBA dan Miskonsepsi ... 23

E. Metabolit Sekunder Bahan Alam ... 33

BAB III METODE PENELITIAN A. Paradigma Penelitian ... 37

B. Metode Penelitian dan Desain Penelitian ... 38

1. Tahap Persiapan ... 40

2. Tahap Pelaksanaan ... 41

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

C. Subjek dan Variabel Penelitian ... 43

D. Instrumen Penelitian ... 43

E. Teknik Analisis Data ... 46

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Tahap Persiapan Model Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam (MPPM-KBA) ... 47

1. Perancangan MPPM-KBA ... 47

2. Uji Coba Terbatas MPPM-KBA ... 53

B. Tahap Implementasi MPPM-KBA ... 55

1. Analisis Sikap Mahasiswa terhadap Kurikulum KBA dan Persepsinya tentang Senyawa Metabolit Sekunder sebelum Implementasi MPPM-KBA ... 55

2. Analisis Penerapan KGS dan KBK selama Implementasi MPPM-KBA ... 58

3. Analisis Pengembangan KGS, KBK, dan Pemahaman Konsep KBA selama Implemetasi MPPM-KBA... 60

4. Analisis Sikap Mahasiswa terhadap Kurikulum KBA dan Persepsinya tentang Senyawa Metabolit Sekunder setelah Implemetasi MPPM-KBA ... 70

C. Tahap Interpretasi MPPM-KBA ... 72

D. Tanggapan Mahasiswa terhadap MPPM-KBA ... 79

E. Pembahasan ... 79

1. Peningkatan KGS, KBK, dan Pengguasaan Konsep KBA ... 80

2. Hubungan Penguasaan Konsep KBA dan Keterampilan Generik Sains ... 88

3. Hubungan Penguasaan Konsep KBA dan Keterampilan Berpikir Kritis ... 89

4. Hubungan Keterampilan Generik Sains dan Keterampilan Berpikir Kritis ... 91

5. Perubahan Sikap Mahasiswa terhadap Kurikulum KBA dan Persepsinya terhadap Senyawa Metabolit Sekunder ... 92

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

6. Tanggapan Mahasiswa terhadap MPPM-KBA ... 93

BAB V KESIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN A. Kesimpulan ... 95

B. Implikasi ... 96

C. Saran ... 96

DAFTAR PUSTAKA ... 98

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Perolehan Rata-rata Hasil Belajar KBA ... 10

Tabel 2.1 Indikator-indikator Keterampilan Berpikir Kritis ... 18

Tabel 2.2 Analisis Konsep dari Praktikum KBA ... 25

Tabel 2.3 Data Miskonsepsi dalam Perkuliahan KBA ... 31

Table 3.1 Jenis Instrumen yang Digunakan dalam Penelitian ... 44

Table 4.1 Langkah-langkah Pembelajaran MPPM-KBA ... 49

Tabel 4.2 Rangkuman Masukan dari Para Ahli ... 52

Tabel 4.3 Masalah-masalah yang Berkaitan dengan Pelaksanaan Uji Coba MPPM-KBA dan Usaha Perbaikannya ... 54

Tabel 4.4 Gambaran Awal Sikap Mahasiswa terhadap Kurikulum ... 56

Tabel 4.5 Gambaran Awal Persepsi Mahasiswa terhadap Senyawa MS ... 57

Tabel 4.6 Hasil Observasi Penerapan KGS dalam MPPM-KBA ... 59

Tabel 4.7 Hasil Observasi Penerapan KBK dalam MPPM-KBA ... 59

Tabel 4.8 Skor Hasil Belajar Mahasiswa Secara Umum... 60

Tabel 4.9 Perhitungan Statistik Skor Pretest, Posttest, dan N-gain Kelas Eksperimen dan Kelas Kontrol ... 61

Tabel 4.10 Rekapitulasi Skor Keterampilan Generik Sains ... 62

Tabel 4.11 Perhitungan Statistik Skor KGS Kelas Eksperimen dan Kelas Kontrol... 62

Tabel 4.12 Rekapitulasi Skor Keterampilan Berpikir Kritis ... 63

Tabel 4.13 Perhitungan Statistik Skor KGS Kelas Eksperimen dan Kelas Kontrol... 64

Tabel 4.14 Rekapitulasi Skor Penguasaan Konsep ... 65

Tabel 4.15 Perhitungan Statistik Skor Penguasaan Konsep KBA Kelas Eksperimen dan Kelas Kontrol ... 66

Tabel 4.16 Rekapitulasi Persentase Paham Konsep, Miskonsepsi dan Tidak Tahu Konsep Kelas Eksperimen dan Kelas Kontrol ... 67

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Tabel 4.17 Gambaran Akhir Sikap Mahasiswa terhadap Kurikulum KBA . 71 Tabel 4.18 Gambaran Akhir Persepsi Mahasiswa terhadap Senyawa MS... 72 Tabel 4.19 Rangkuman Data Kualitatif Sikap Mahasiswa terhadap

Kurikulum KBA Sebelum dan Sesudah Implementasi MPPM-KBA 76 Tabel 4.20 Rangkuman Data Kualitatif Persepsi Mahasiswa tentang

Metabolit Sekunder Sebelum dan Sesudah Implementasi

MPPM-KBA... 77 Tabel 4.21 Rekapitulasi Tanggapan Mahasiswa terhadap MPPM-KBA ... 79

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Skema Pembentukan Metabolit Sekunder ... 2

Gambar 1.2 Tahapan Umum Isolasi Metabolit Sekunder ... 3

Gambar 1.3 Metabolit Sekunder dari Artocarpus champeden ... 4

Gambar 2.1 Prenilasi dan Oksidasi Flavonoid Genus Artocarpus ... 33

Gambar 2.2. Metabolit Sekunder Turunan Flavon Genus Artocarpus ... 34

Gambar 2.3. Senyawa Piranoflavon Genus Artocarpus ... 35

Gambar 3.1 Skema Paradigma Penelitian ... 38

Gambar 3.2 Model Embedded Experimental ... 39

Gambar 3.3 Tahapan Penelitian sesuai Model Embedded Experimental ... 42

Gambar 4.1 Komponen Model Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam 51 Gambar 4.2 Korelasi Setiap Label Konsep dengan Indikator KGS ... 68

Gambar 4.3 Korelasi Setiap Label Konsep dengan Indikator KBK ... 69

Gambar 4.4 Korelasi Setiap Indikator KGS dengan Indikator KBK ... 70

Gambar 4.5 Perbandingan Persentase Skor Rata-rata Pretest, Posttest dan N-Gain Kedua Kelas... 73

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1a. Satuan Acara Perkuliahan Model Praktikum Proyek Mini

Kimia Bahan Alam (MPPM-KBA) ... 107

Lampiran 1b. Satuan Acara Perkuliahan Pelatihan Model Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam (MPPM-KBA) ... 111

Lampiran 1c. Satuan Acara Perkuliahan Praktikum Verifikatif (Kelas Kontrol) ... 113

Lampiran 2. Modul Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam ... 115

Lampiran 3. Lembar Kerja Mahasiswa (LKM) ... 157

Lampiran 4a. Kisi-kisi Soal Kemampuan Prasyarat MPPM-KBA ... 169

Lampiran 4b. Data Mentah Uji Coba Soal Kemampuan Prasyarat MPPM-KBA ... 174

Lampiran 4c. Rekap Hasil Analisis Butir Soal Prasyarat MPPM-KBA ... 175

Lampiran 5a. Kisi-kisi Soal Tes Penguasaan Konsep KBA dengan Indikator KGS dan Indikator KBK ... 176

Lampiran 5b. Data Mentah Uji Coba Soal Penguasaan Konsep KBA yang Terintegrasi dengan KGS dan KBK ... 198

Lampiran 5c. Rekap Hasil Analisis Butir Soal Penguasaan Konsep KBA yang terintegrasi dengan Indikator KGS dan KBK ... 200

Lampiran 6a. Data Mentah Hasil Tes Prasyarat MPPM-KBA Kelas Eksperimen untuk Kategori Paham konsep, Miskonsepsi dan Tidak Tahu Konsep ... 202

Lampiran 6b. Rangkuman Persentase Paham Konsep, Miskonsepsi, dan Tidak Tahu Konsep Hasil Tes Prasyarat MPPM-KBA ... 204

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Lampiran 7b. Data Posttest Kelas Eksperimen ... 206

Lampiran 7c. Data Pretest Kelas Kontrol ... 207

Lampiran 7d. Data Posttest Kelas Kontrol ... 208

Lampiran 7e. Rangkuman Hasil Belajar Kelas Eksperimen dan Kelas Kontrol ... 209

Lampiran 8. Uji Normalitas Hasil Tes Penguasaan Konsep KBA yang terintegrasi dengan Indikator KGS dan KBK... 210

Lampiran 9. Uji Homogenitas Hasil Tes Penguasaan Konsep KBA yang terintegrasi dengan Indikator KGS dan KBK... 211

Lampiran 10. Uji Beda Rerata Pretest, Posttest, dan N-gain ... 212

Lampiran 11. Rekapitulasi Persentase Paham Konsep, Miskonsepsi dan Tidak Tahu Konsep Kelas Eksperimen dan Kelas Kontrol 213

Lampiran 12a. Rangkuman Data KGS Kelas Eksperimen ... 215

Lampiran 12b. Rangkuman Data KGS Kelas Kontrol ... 217

Lampiran 13a. Rangkuman Data KBK Kelas Eksperimen ... 219

Lampiran 13b. Rangkuman Data KBK Kelas Kontrol ... 220

Lampiran 14a. Rangkuman Data Pemahaman Konsep KBA Kelas Eksperimen ... 221

Lampiran 14b. Rangkuman Data Pemahaman Konsep KBA Kelas Kontrol ... 222

Lampiran 15.a. Korelasi setiap Label Konsep KBA dengan Indikator KGS 223 Lampiran 15.b. Korelasi setiap KBA Label Konsep dengan Indikator KBK 224 Lampiran 15.c. Korelasi setiap Indikator KGS dengan Indikator KBK ... 225

Lampiran 16a. Angket Sikap Mahasiswa terhadap Kurikulum Mata Kuliah Kimia Bahan Alam(KBA) ... 226

Lampiran 16b. Gambaran Awal Sikap Mahasiswa Kelas Eksperimen dan Kelas Kontrol terhadap Kurikulum KBA ... 228

Lampiran 16c. Gambaran Akhir Sikap Mahasiswa Kelas Eksperimen dan Kelas Kontrol terhadap Kurikulum KBA ... 229 Lampiran 17a. Angket Persepsi Mahasiswa Terhadap Metabolit Sekunder 230 Lampiran 17b. Gambaran Awal Persepsi Mahasiswa Kelas Eksperimen

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

dan Kelas Kontrol tentang Metabolit Sekunder ... 232 Lampiran 17c. Gambaran Akhir Persepsi Mahasiswa Kelas Eksperimen

dan Kelas Kontrol tentang Metabolit Sekunder ... 234 Lampiran 18a. Lembar Observasi Model Praktikum Mini Riset Kimia

Bahan Alam (MPMR-KBA) ... 236 Lampiran 18b. Hasil Observasi KGS Selama Intervensi ... 238 Lampiran 18c. Hasil Observasi KBK Selama Intervensi ... 240 Lampiran 19 a. Angket Sikap Mahasiswa Terhadap Pengelolaan Model

Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam (MPPM-KBA) 242 Lampiran 19b. Rangkuman Hasil Angket Sikap Mahasiswa Terhadap

Pengelolaan Model Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan

Alam (MPPM-KBA) ... 244 Lampiran 20. Sesi Eksperimen ... 247 Lampiran 21. Data Spektroskopi ... 252

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

PENGEMBANGAN KETERAMPILAN GENERIK SAINS, KETERAMPILAN BERPIKIR KRITIS, DAN PEMAHAMAN KONSEP MAHASISWA

MELALUI PRAKTIKUM PROYEK MINI KIMIA BAHAN ALAM ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan model praktikum kimia bahan alam (KBA) dan meningkatkan keterampilan generik sains (KGS), keterampilan berpikir kritis (KBK), serta pemahaman konsep KBA mahasiswa. Penelitian ini termasuk mixed

methods embedded experimental design research yang melibatkan data kualitatif dan

data kuantitatif untuk menyelesaikan masalah penelitian. KBA merupakan mata kuliah pilihan pada jurusan Pendidikan Kimia dan jurusan Kimia yang mengkaji jenis, distribusi, dan fungsi metabolit sekunder (MS). Subjek penelitian 31 mahasiswa Pendidikan Kimia (kelas eksperimen) dan 28 mahasiswa Kimia (kelas kontrol) semester 6 tahun ajaran 2012/2013 pada salah satu universitas negeri di kota Mataram, Nusa Tenggara Barat, Indonesia. Kelas eksperimen memperoleh pembelajaran dengan Model Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam (MPPM-KBA) dan kelas kontrol dengan model praktikum verifikatif. Instrumen yang digunakan terdiri atas tes prasyarat praktikum, tes penguasaan konsep KBA yang terintegrasi dengan tes KGS dan KBK, lembar observasi, dan angket untuk mengetahui sikap mahasiswa terhadap kurikulum KBA dan persepsinya tentang MS, serta tanggapan mahasiswa terhadap MPPM-KBA. Karakteristik MPPM-KBA: pembelajaran berpusat pada mahasiswa, dosen bertindak sebagai fasilitator, proyek bersifat open ended, produk berupa isolat, dan mahasiswa bekerja dalam kelompok kecil. Komponen MPPM-KBA terdiri atas orientasi masalah, perancangan praktikum, presentasi proposal praktikum, implementasi kegiatan praktikum, presentasi hasil praktikum, evaluasi kegiatan praktikum dan penyimpulan konsep KBA kompleks. Walaupun tidak terdapat perbedaan n-gain KGS yang signifikan antara kedua kelas, kemampuan pengamatan tak langsung dan hukum sebab akibat kelas eksperimen lebih baik dibandingkan kelas kontrol. Pembelajaran dengan MPPM-KBA menunjukkan n-gain KGS tertinggi terjadi pada indikator kemampuan membangun konsep (66,69%) dan terendah terjadi pada indikator pengamatan tak langsung (57,39%). N-gain KBK kedua kelas berbeda signifikan. Pembelajaran dengan MPPM-KBA menunjukkan n-gain KBK tertinggi terjadi pada sub indikator menentukan suatu tindakan (memilih kriteria untuk mempertimbangkan solusi yang mungkin) sebesar 69,71% dan terendah terjadi pada sub indikator membuat dan menentukan nilai pertimbangan (menimbang dan membuat keputusan)sebesar 47,42%. Dengan MPPM-KBA, mahasiswa mengalami n-gain penguasaan konsep KBA yang lebih tinggi daripada mahasiswa yang memperoleh pembelajaran dengan model praktikum verifikatif. N-gain pemahaman konsep KBA tertinggi dengan MPPM-KBA terjadi pada konsep fraksinasi sebesar 76,29% dan terendah pada konsep kromatografi lempeng tipis sebesar 20,50%. Secara umum, mahasiswa memberikan tanggapan positif terhadap MPPM-KBA. Mahasiswa berpendapat bahwa penerapan model ini dapat memotivasi belajar dan meningkatkan penguasaan konsep KBA. Perlu dilakukan penelitian lanjutan terhadap MPPM-KBA untuk menunjukkan kemungkinan pengembangan keterampilan berpikir tingkat tinggi yang lain.

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

THE DEVELOPMENT OF STUDENTS’ GENERIC SCIENCE SKILLS, CRITICAL THINKING SKILLS AND CONCEPTUAL

UNDERSTANDING THROUGH MINI PROJECT LABORATORY OF NATURAL PRODUCT

ABSTRACT

The aims of this research was to develop a model of natural product (NP) laboratory in

order to improve students’ generic science skills (GSS), critical thinking skills (CTS), and NP conceptual understanding. This study used a mixed methods embedded experimental design research that involving qualitative data and quantitative data to solve research problems. NP is an elective course both in the chemistry education and chemistry department, which analyzed the types, distribution, and function of secondary metabolites (SM). Subjects consisted of 31 students of chemistry education department (experimental class) and 28 students of chemistry department (control class) at the 6th semester of academic year 2012/2013 at one of state university in Mataram, West Nusa Tenggara Indonesia. Experimental class used natural product mini project laboratory model (NP-MPLM) and control class used verification laboratory models. The instruments used consist of precondition test, natural product concept test integrated with generic science skills test and critical thinking skills test, teaching materials laboratory, observation sheets, questionnaires to determine student attitudes toward NP chemistry curriculum, student perceptions about the secondary metabolites, and student response to NP-MPLM. Several NP-MPLM characteristics are: students centered learning in small groups, lecturer as facilitator, open ended mini project, and identification of SM as a project product. The components of NP- MPLM consist of: problem orientation, students designing and presenting laboratory activity proposal of NP. Implementation of the proposal, presentation results, evaluation of activities and analysis of the NP. Although there was no significant difference between experimental and control class in GSS, the ability of indirect observation and causality of experimental class were better than the control class. Learning with NP-MPLM showed the highest n-gain in GSS indicators for ability of concepts formation indicator (66.69 %) and the lowest n-gain occurred on indirect observations indicator (57.39 %). N-gain CTS in both classes were significantly different. Learning with NP-MPLM showed the highest n-gain on CTS indicator was 69.71% for deciding on an action (select criteria to judge possible solutions), while the smallest n-gain was 47.42% for the making and judging value judgments (balancing, weighing, and deciding) indicator. The students used NP-MPLM was higher in conceptual understanding of NP than students used verification laboratory model. Learning with NP-MPLM showed the highest n-gain of student conceptual mastery on fractionation concept (76.29%), while the lowest on thin layer chromatography concept (20.50%). In general, students gave positive responses to NP-MPLM. According to students, the application of this model can motivate and improve conceptual understanding of the natural products chemistry. It should be further research of NP-MPLM to increase other higher order thinking skills.

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang

Kimia Bahan Alam (KBA) mengkaji jenis, distribusi, dan fungsi senyawa metabolit sekunder yang terkandung dalam suatu organisme, sehingga KBA sangat terkait dengan industri pembuatan obat-obatan, kosmetik, dan pestisida (Visht and Chaturvedi, 2012; Mann and Kaufman, 2012). Indonesia sebagai salah satu negara yang beriklim tropis, memiliki keanekaragaman tumbuhan yang sangat banyak. Indonesia memiliki 25.000 spesies tumbuhan tingkat tinggi dan 40 % diantaranya merupakan tumbuhan endemik Indonesia (Resosoedarmo, et al., 1993). Akan tetapi, hanya 0,4% dari tumbuhan tersebut yang telah dikaji kandungan kimianya (Ersam, 2004), sehingga belum dapat dimanfaatkan secara optimal. Mahasiswa dapat menggunakan berbagai spesies tumbuhan yang mengandung senyawa mayor untuk kegiatan praktikum isolasi metabolit sekunder. Pengalaman praktikum tersebut, nantinya akan dapat bermanfaat bagi mahasiswa untuk melakukan isolasi metabolit sekunder pada spesies tumbuhan lain yang belum pernah dilaporkan kandungan kimianya.

Proses metabolisme terdiri atas metabolisme primer dan metabolisme sekunder. Metabolisme primer melewati jalur utama, sedangkan metabolisme sekunder merupakan terminal-terminal pada cabang-cabang jalur utama tersebut (Sudibyo, 2002). Karbohidrat, protein, dan lemak merupakan penyusun utama dari makhluk hidup dan terbentuk dari hasil metabolisme primer, sehingga disebut metabolit primer. Keseluruhan proses sintesis dan perombakan metabolit primer yang dilakukan oleh organisme untuk kelangsungan hidupnya, disebut proses metabolisme primer (Neoh, et al., 2013).

Produk-produk metabolisme lainnya, seperti terpenoid, steroid, poliketida, fenil propanoid, flavonoid, dan alkaloid bukan merupakan produk esensial bagi ekstistensi dari suatu organisme, karenanya disebut metabolit sekunder (Komatsu, et al., 2013). Metabolit sekunder sangat berperan pada kelangsungan hidup suatu spesies dalam perjuangan menghadapi spesies lain

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

atau faktor lingkungan lainnya (Komatsu, et al., 2013). Skema pembentukan metabolit sekunder secara umum dapat dilihat pada Gambar 1.1.

Gambar 1.1 Skema Pembentukan Metabolit Sekunder (Wink, 2010).

Metabolit sekunder yang menjadi kajian KBA dibentuk dari pengikatan karbondioksida (CO2) dalam proses fotosintesis, dilanjutkan dengan pembentukan

metabolit primer. Koenzim adenosine trifosfat (ATP) berperan penting dalam proses metabolisme untuk menghantarkan energi dan dalam proses katalisis suatu reaksi (Hickman, 1994).

CO₂; H₂O O₂ O2 Fotosintesis, asimilasi Respirasi Monosakarida Polisakarida

CH₃COCOOH Asam Piruvat COOH HO OH OH Asam Shikimat

CH3COOH

Asam Asetat Asam Amino Alifatik HOOC CO COOH OH Peptida OH HOH2C COOH

Asam Mevalonat

CH2OPP

H 3,3 Dimetilalil Pirofosfat Terpenoid Asam Malonat Poliketida Lemak Alkaloid Asam Prefenat

Asam Amino Aromatik

Asam Sinamat

Kumarin Flavonoid

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Strategi dalam mengkaji bahan alam dari tumbuhan hutan tropik Indonesia yang dilakukan melalui proses isolasi telah menghasilkan banyak senyawa dari tumbuhan asli Indonesia seperti artoindonesianin A,B,C (Hakim, et al., 1999; Makmur,

et al., 2000). Tahapan isolasi dimulai dari ekstraksi, diikuti fraksinasi, pemurnian, dan

identifikasi struktur metabolit sekunder sesuai skema pada Gambar 1.2.

Gambar 1.2 Tahapan Umum Isolasi Metabolit Sekunder

Dari ratusan senyawa tumbuhan Indonesia yang berhasil diisolasi, tidak sedikit yang menunjukkan aktivitas biologi menarik antara lain sitotoksik (Pham, et al., 2013; Niemann, et al.; 2013), antimalaria (Blair and Sperry, 2013; Hakim dan Jufri, 2011), dan antivirus (Angawi, 2009; Zainuddin, et al., 2007). Berbagai bioaktivitas tersebut menunjukkan potensi senyawa bersangkutan sebagai lead

compound yang bermanfaat untuk industri obat atau industri pestisida (Visht and

Chaturvedi, 2012; Mann and Kaufman, 2012).

Keanekaragaman hayati yang dimiliki oleh Indonesia dapat menghasilkan keanekaragaman metabolit sekunder dengan berbagai potensi seperti dijelaskan di atas. Hal ini menunjukkan bahwa Indonesia memiliki potensi yang besar untuk memajukan kimia bahan alam. Gambar 1.3 menunjukkan beberapa contoh senyawa yang berhasil diisolasi dari tumbuhan asli Indonesia, Artocarpus champeden, artoindonesianin Q (1), R (2), U(3) (Syah, 2002; 2004).

Identifikasi struktur Data spektroskopi:

UV, IR, NMR

Sampel tumbuhan

Ekstrak total

Fraksi A

Senyawa murni

Fraksi B Fraksi C …

Ekstraksi

Fraksinasi

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Senyawa pada Gambar 1.3 termasuk golongan 3-prenil flavon. Prenilasi pada C3 inilah yang memberikan banyak modifikasi struktur senyawa flavon yang ditemukan pada genus Artocarpus. Keragaman struktur senyawa hasil modifikasi juga tergantung pola oksigenasi pada cincin B. Senyawa flavon dengan pola oksigenasi 2', 4' and 5' menghasilkan modifikasi struktur yang lebih banyak. Senyawa 3 tergeranilasi pada C8 dan prenilasi pada C3 dan C6. Siklisasi gugus prenil pada C6 dan hidroksi pada C7 menghasilkan cincin furan.

Gambar 1.3 Metabolit Sekunder dari Artocarpus champeden

Kegiatan isolasi metabolit sekunder seperti dikemukakan di atas, dapat dimanfaatkan oleh mahasiswa untuk kegiatan praktikum. Pengalaman praktikum mengisolasi metabolit sekunder tersebut nantinya akan dapat bermanfaat bagi mahasiswa untuk melakukan isolasi metabolit sekunder pada spesies tumbuhan lain yang belum pernah dilaporkan kandungan kimianya. Alasan penting lainnya mengapa praktikum sangat dibutuhkan dalam pembelajaran KBA sebagai bagian dari sains yang hakekatnya terdiri atas proses dan produk yaitu: (1) praktikum dapat membangkitkan motivasi belajar (Bretz, et al., 2013), (2) praktikum dapat mengembangkan keterampilan generik sains (Ling and Bridgeman, 2011), (3) praktikum dapat meningkatkan pemahaman konsep (Kirchhoff, 2013), (4) praktikum dapat mengembangkan kemampuan berpikir kritis (Bretz, et al., 2013).

Menurut Yelon (1977) dalam teori psikologi humanisme setiap individu memiliki keinginan untuk memperoleh keterampilan dan pengetahuan. Dalam kegiatan praktikum mahasiswa dapat menemukan pengetahuan melalui penyelidikan berbagai fenomena alam, sehingga praktikum dapat membangkitkan

O

OH O

H₃CO OCH₃

OH O

O H₃CO

OH O

HO OCH₃

OH HO O

OH O

H₃CO OCH₃

OH

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

motivasi belajar mahasiswa. Kegiatan praktikum memberikan kesempatan kepada mahasiswa berlatih mengamati, mengestimasi, memanipulasi peralatan, mengukur dan sebagainya, sehingga praktikum dapat mengembangkan keterampilan generik sains mahasiswa. Praktikum memberi kesempatan bagi mahasiswa untuk membuktikan konsep, menemukan konsep, atau menghubungkan konsep baru dengan pengetahuan yang telah dimilikinya melalui pengamatan untuk merasionalisasi berbagai fenomena alam. Kegiatan tersebut meningkatkan pemahaman mahasiswa tentang konsep-konsep yang dipelajari dalam perkuliahan dengan menjadikan konsep yang dipelajari tersebut lebih bermakna. Praktikum memberikan kesempatan kepada mahasiswa untuk merencanakan suatu eksperimen dengan mencoba menggunakan berbagai prosedur dalam rangka memecahkan suatu permasalahan, sehingga praktikum dapat mengembangkan kemampuan berpikir kritis mahasiswa. Dengan mempertimbangkan alasan-alasan tersebut dan KBA sebagai bagian dari sains yang merupakan rangkaian proses dan produk (Mariana dan Praginda, 2009), seharusnya pembelajaran KBA dilengkapi kegiatan praktikum. Namun kenyataannya, pembelajaran KBA di Indonesia belum didukung dengan kegiatan praktikum.

Pembelajaran KBA di Indonesia pada umumnya hanya menuntut mahasiswa mempelajari konsep-konsep KBA dengan cara menghafal. Secara konseptual pembelajaran seperti itu bertujuan meningkatkan penguasaan konsep KBA mahasiswa. Namun kenyataannya pembelajaran seperti itu justru menyebabkan mahasiswa hanya mengenal banyak peristilahan KBA tanpa makna. Dipihak lain konsep-konsep KBA yang perlu dipelajari mahasiswa sangat banyak dan terus bertambah, hal ini menyebabkan munculnya kejenuhan mahasiswa belajar KBA. Untuk menghilangkan kejenuhan mahasiswa belajar KBA dan meningkatkan kebermaknaan belajar KBA, mahasiswa perlu diberikan sejumlah pengalaman untuk menguasai konsep KBA dan membimbingnya menggunakan konsep tersebut. Agar mahasiswa dapat menggunakan konsep KBA yang telah dikuasainya, mereka perlu belajar berpikir KBA. Hal ini menyebabkan pembelajaran KBA di Indonesia

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

perlu diubah dari mempelajari KBA menjadi berpikir melalui KBA, dan ditingkatkan lagi menjadi berpikir KBA. Dengan demikian tujuan utama belajar KBA adalah agar mahasiswa memiliki kemampuan berpikir dan bertindak berdasarkan pengetahuan KBA yang dimilikinya, atau lebih dikenal sebagai keterampilan generik sains (Liliasari, 2008). Ada 9 macam keterampilan generik sains: (1) pengamatan langsung dan tak langsung, (2) kesadaran tentang skala besaran, (3) bahasa simbolik, (4) kerangka logika taat-asas dari hukum alam, (5) inferensi logika, (6) hukum sebab-akibat, (7) pemodelan matematis, (8) membangun konsep (Brotosiswoyo, 2000), dan (9) tilikan ruang (Sudarmin, 2007).

Pengembangan keterampilan pengamatan langsung dapat dilakukan dengan mencari hubungan sebab-akibat dari fenomena yang menjadi kajian KBA, misalnya senyawa flavonoid jika direaksikan dengan serium sulfat berwarna kuning. Dalam mempelajari KBA terdapat fenomena alam yang tidak dapat diamati dengan indera misalnya diperlukan kromatogram kromatografi lempeng tipis (KLT) untuk mendapat gambaran metabolit sekunder yang terkandung dalam suatu spesies tumbuhan. Pengamatan dengan bantuan kromatogram KLT ini merupakan pengamatan tak langsung.

Terdapat banyak ukuran yang dinyatakan dalam KBA yang tidak sesuai dengan ukuran benda yang ditemukan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya ukuran molekul flavonoid sangat besar dan rumus strukturnya kompleks. Untuk mempelajari hal tersebut maka perlu kesadaran tentang skala besaran. Agar terjadi komunikasi dalam KBA di seluruh dunia perlu adanya bahasa simbolik, misalnya rumus kimia untuk flavonoid, alkaloid, dan banyak bahasa simbolik lainnya. Kajian metabolit sekunder pada suatu genus tumbuhan misalnya, adanya kecenderungan yang membedakan flavonoid genus Artocarpus dengan flavonoid dari genus tumbuhan lainnya, menjadikan flavonoid genus Artocarpus “ganjil” secara logika. Untuk menjawab hal tersebut perlu digunakan kerangka logika taat-asas.

Dalam KBA banyak fakta yang tak dapat diamati langsung, namun dapat ditemukan melalui inferensi logika dari konsekuensi-konsekuensi logis pemikiran

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

dalam KBA. Misalnya, semua metabolit sekunder ditemukan dalam setiap spesies tumbuhan, sampai saat ini belum dapat dibuktikan, tetapi diyakini bahwa itu benar. Salah satu ciri KBA adalah bertolak dari hukum sebab-akibat. Misalnya, apabila metabolit sekunder yang ingin diisolasi bersifat non polar maka harus digunakan eluen-eluen yang bersifat non polar untuk mendapatkannya. Untuk menjelaskan banyak hubungan dari gejala alam dalam KBA yang diamati diperlukan bantuan pemodelan matematik. Melalui pemodelan tersebut diharapkan dapat diprediksikan dengan tepat bagaimana kecenderungan hubungan ataupun perubahan dari sederetan fenomena alam. Misalnya senyawa dikatakan memiliki aktivitas anti malaria (antiplasmodial) yang sangat aktif IC50 < 0,1

µg/mL, kemudian aktif apabila IC50 0,1-1,0 µg/mL, moderat apabila IC50 1,1-10

µg /mL, lemah apabila IC50 11-25 µg/mL, sangat lemah apabila IC50 26-50

µg/mL, dan tidak aktif apabila IC50 > 100 µg/mL (Kohler, 2002).

Tidak semua gejala alam dalam KBA dapat dipahami dengan bahasa sehari-hari, karena itu diperlukan bahasa dengan terminologi khusus, yang dikenal sebagai konsep (Liliasari, 2011), misalnya tentang konsep isolasi metabolit sekunder. Dalam KBA proses ini disebut membangun konsep. Keterampilan tilikan ruang dapat berkembang dalam KBA melalui karakterisasi metabolit sekunder yang bersifat trans atau cis.

Melalui sembilan macam keterampilan generik KBA tersebut, mahasiswa dapat mengembangkan keterampilan berpikir tingkat tinggi. Misalnya, berpikir kritis dikembangkan apabila seseorang melakukan pengamatan langsung dan tak langsung, menyadari akan skala besaran, membuat pemodelan matematik, dan membangun konsep. Berpikir kreatif diterapkan ketika seseorang merumuskan bahasa simbolik, inferensi logika, dan menemukan kerangka logika taat-asas dari hukum alam. Berpikir pemecahan masalah diterapkan apabila seseorang sedang menyelidiki berlakunya hukum sebab-akibat pada sejumlah gejala alam yang diamatinya. Selanjutnya pengambilan keputusan dapat digunakan orang ketika membangun konsep, membuat pemodelan matematik, dan menemukan inferensi

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

logika (Liliasari, 2008). Dengan demikian apabila seseorang hanya mempelajari KBA dari segi terminologinya saja, apalagi secara hafalan, maka orang tersebut belum belajar KBA dengan benar dan belum dapat berpikir KBA.

Kekuatan sains terletak pada kemampuan merumuskan hipotesis yang memacu dikembangkannya berbagai kemampuan berpikir mahasiswa. Kemampuan tersebut tidak dapat berkembang pada pembelajaran sains tanpa praktikum (Liliasari, 2010). Adanya fenomena alam tentang distribusi senyawa metabolit sekunder yang tidak tersebar merata dalam setiap spesies tumbuhan, dapat digunakan untuk kegiatan praktikum KBA. Mahasiswa dapat berlatih berpikir analitis dengan mencari dan mengelompokkan kecenderungan dari fenomena di atas ke dalam kelompok sebab dan kelompok akibat. Selanjutnya mahasiswa membuat hipotesis untuk mengungkapkan hubungan sebab-akibat. Proses penyusunan hipotesis ini mengembangkan kemampuan berpikir kombinatorial mahasiswa. Kemampuan mahasiswa dalam membuat kesimpulan yang paling mungkin dari sebab-akibat menunjukkan kemampuan berpikir sintesisnya. Langkah-langkah yang ditempuh mahasiswa dari merumuskan hipotesis sampai dengan membuat kesimpulan seperti penjelasan di atas akan membentuk kemampuan berpikir empiris-induktif. Pengembangan kemampuan berpikir empiris-induktif ini lebih didominasi oleh berpikir analitis dan kombinatorial yang bersifat sintesis (Liliasari, 2010). Oleh karena itu pengalamanan merumuskan hipotesis sampai membuat kesimpulan tentang fenomena alam di atas dapat mengembangkan kemampuan berpikir kritis mahasiswa.

Menurut Liliasari (2010), berpikir kritis menggunakan dasar proses berpikir untuk menganalisis argumen dan memunculkan wawasan terhadap tiap-tiap makna dan interpretasi, mengembangkan pola penalaran yang kohesif dan logis, serta memahami asumsi dan bias yang mendasari tiap-tiap posisi. Akhirnya dapat memberikan model presentasi yang dapat dipercaya, ringkas, dan meyakinkan. Berpikir kritis terdiri atas tiga bagian: pertama, berpikir kritis melibatkan pengajuan pertanyaan; kedua, berpikir kritis mencoba menjawab

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

pertanyaan disertai beberapa alasannya; dan ketiga, berpikir kritis untuk meyakini alasan yang dibuat (Nosich, 2012).

Pembentukan keterampilan berpikir sangat menentukan dalam membangun kepribadian dan pola tindakan dalam kehidupan setiap insan Indonesia (Liliasari, 2010). Melalui proses berpikir kritis, seseorang dapat mengembangkan keterampilan menggali dan mengevaluasi informasi, mempertimbangkan keputusan-keputusan yang diambilnya, menganalisis, dan menyelesaikan masalah-masalah yang dihadapinya dalam kehidupan nyata di lingkungan sekitarnya (Henderson, 2010), sehingga keterampilan berpikir kritis turut berperan untuk menentukan sikap seseorang dalam menghadapi dan menyelesaikan masalah.

Keterampilan berpikir kritis dapat membantu mahasiswa terhindar dari kesalahan dalam menghubungkan konsep baru dan pengetahuan yang telah dimiliki sebelumnya, sehingga keterampilan berpikir kritis dapat mencegah terjadinya miskonsepsi pada mahasiswa (Kogut, 1996). Keterampilan berpikir kritis juga diperlukan mahasiswa untuk merumuskan masalah, menganalisis argumen, mempertimbangkan kredibilitas sumber informasi, mengidentifikasi konsep-konsep terkait, memilih informasi yang relevan, mengkritisi pendapat, mengevalusi solusi yang mungkin untuk menghasilkan solusi yang terbaik (Johnson, 2002), sehingga keterampilan berpikir kritis sangat bermanfaat bagi mahasiswa untuk memahami konsep-konsep KBA yang terus berkembang seiring dengan semakin banyaknya penemuan senyawa metabolit sekunder baru dari tumbuhan, hewan, ataupun mikroorganisme.

Keterampilan berpikir kritis tidak dapat berkembang secara alamiah. Oleh karena itu, keterampilan berpikir kritis harus dibangun oleh berbagai stimulus lingkungan dan suasana yang beragam (Henderson, 2010). Hasil penelitian Zoller and Pushkin (2007) menyatakan bahwa kegiatan praktikum kimia organik berkontribusi dalam pembangunan keterampilan berpikir kritis dan pemecahan masalah. Hasil penelitian tersebut didukung Yüksel and Alci (2012) yang menyebutkan bahwa ada korelasi yang signifikan antara kepercayaan diri dan kemampuan berpikir kritis, serta

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

kemampuan berpikir kritis dan kesuksesan dalam kegiatan praktikum. Berdasarkan penjelasan di atas, menerapkan pembelajaran KBA yang didukung oleh kegiatan praktikum diharapkan dapat meningkatkan keterampilan berpikir kritis mahasiswa.

Konsep-konsep KBA diajarkan secara hirarki dari konsep yang kompleks ke konsep yang sederhana, yaitu karakteristik metabolit sekunder, keteraturan/variasi struktur, hubungan biosintesis/biogenesis vs struktur molekul, penetapan struktur, sifat-sifat umum, sintesis dan pembuatan terpenoid, steroid, polifenol (poliketida dan fenil propanoid), flavonoid, dan alkaloid. Berdasarkan analisis konsep pada materi-materi KBA dapat diketahui bahwa sebagian besar konsep dalam KBA terdiri atas konsep dengan atribut kritis abstrak tapi contoh kongkrit. Apabila mahasiswa belum mencapai tingkatan operasi formal maka konsep dengan atribut kritis abstrak tapi contoh kongkrit berpotensi menyebabkan terjadinya miskonsepsi. Hal ini didukung oleh hasil penelitian Kazembe (2010) yang menyatakan bahwa dalam pembelajaran KBA seringkali mahasiswa mengalami miskonsepsi yang menjadi penyebab sulitnya mahasiswa memahami konsep KBA. Miskonsepsi yang dialami mahasiswa tersebut disebabkan oleh beberapa faktor berikut: (1) penetapan gagasan informal yang berasal dari pengalaman sehari-hari, budaya dan agama, kelompok sebaya dan tekanan lingkungan lainnya; (2) pandangan tidak lengkap atau tidak benar yang dikembangkan oleh mahasiswa selama pembelajaran; dan (3) konsep tidak tepat, menyesatkan atau keliru yang disampaikan oleh pendidik maupun dari buku (Kazembe, 2010).

Hasil penelitian pendahuluan pada mahasiswa Pendidikan Kimia salah satu LPTK di Mataram, Nusa Tenggara Barat (NTB) terkait materi karakteristik metabolit sekunder terhadap menunjukkan 28,95 % mahasiswa memahami konsep dengan baik; 41,58 % mengalami miskonsepsi; dan 29,47 % tidak tahu konsep. Temuan tersebut memperlihatkan persentase miskonsepsi mahasiswa yang cukup tinggi (Hakim, et al., 2012). Hasil penelitian pendahuluan tersebut sejalan dengan hasil analisis dokumen yang memperlihatkan tingkat perolehan hasil belajar KBA mahasiswa masih tergolong rendah. Rata-rata perolehan hasil belajar KBA

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

mahasiswa Pendidikan Kimia salah satu LPTK di Mataram, Nusa Tenggara Barat (NTB) pada tiga tahun terakhir diperlihatkan pada tabel 1.1.

Tabel 1.1 Perolehan Rata-rata Hasil Belajar KBA ***)

Tahun Rata-rata* Ketuntasan**

2009 51,9 Belum

2010 60,3 Belum

2011 58,5 Belum

Keterangan.

* Nilai pada interval 0-100

** Ketuntasan klasikal jika 85% mahasiswa dengan nilai > 65 *** Belum ada praktikum

Miskonsepsi sangat besar andilnya dalam menghambat pemahaman konsep dan pencapaian prestasi belajar mahasiswa (Barke, 2009). Menurut Whitfield and Vitz (2006), miskonsepsi menunjuk pada suatu konsep yang tidak sesuai dengan pengertian ilmiah atau pengertian yang diterima para pakar dalam bidang tertentu. Konsepsi mahasiswa yang sungguh-sungguh tidak sesuai dengan konsepsi para ahli disebut sebagai miskonsepsi (Van den Berg, 1991).

Dalam pembelajaran dengan pendekatan konstruktivisme pun memungkinkan mahasiswa mengalami miskonsepsi (Suparno, 2008). Beberapa mahasiswa dapat mengkonstruksi pengetahuannya sesuai dengan konsep yang telah disepakati para ahli, namun ada juga mahasiswa yang tidak lengkap atau salah mengkonstruksi pengetahuannya, sehingga berbeda dengan konsep yang telah disepakati para ahli. Kesalahan atau tidak lengkapnya konsep yang dikonstruksi oleh mahasiswa inilah yang menyebabkan terjadinya miskonsepsi. Teori belajar kognitif Piaget (2001) menyatakan bahwa ilmu pengetahuan dikonstruksi dalam pikiran mahasiswa melalui kegiatan asimilasi dan akomodasi sesuai dengan skemata yang dimilikinya. Proses asimilasi terjadi jika seseorang hanya melengkapi konsep awalnya tanpa mengubahnya, sedangkan proses akomodasi terjadi jika seseorang mengubah konsep awalnya karena konsep awal tersebut salah. Adaptasi merupakan suatu keseimbangan antara asimilasi dan akomodasi. Jika proses asimilasi seseorang tidak dapat beradaptasi terhadap

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

situasi baru maka terjadi keadaan tidak seimbang (disekuilibrium), sehingga terjadi proses akomodasi yang mengubah konsep seseorang. Berdasarkan penjelasan tersebut maka miskonsepsi secara umum dibagi menjadi dua: pertama, konsep awal yang belum lengkap dan kedua, konsep awal yang salah sama sekali. Miskonsepsi sulit dihilangkan dalam pembelajaran yang menggunakan metode ceramah karena miskonsepsi merupakan proses yang permanen dan berkesinambungan (Kazembe, 2010).

Berdasarkan teori belajar Piaget (2001), mahasiswa akan menguji setiap konsep yang baru dengan konsep yang telah ada pada mahasiswa tersebut, misalnya, mahasiswa dihadapkan pada suatu fenomena alam, kemudian mahasiswa diminta untuk membuat hipotesis, lalu dosen dan mahasiswa menguji hipotesis dengan praktikum. Jika hipotesis mahasiswa tersebut tidak cocok dengan hasil praktikum (prakonsepsinya salah), maka mahasiswa akan mengalami konflik kognitif yang dapat menghasilkan perubahan struktur kognitifnya, sehingga miskonsepsi dapat diperbaiki. Hal tersebut didukung oleh hasil penelitian Roth (1992) yang membuktikan bahwa praktikum dapat meningkatkan pemahaman konsep dan menanggulangi miskonsepsi mahasiswa.

Penelitian-penelitian yang relevan dengan disertasi ini dalam 5 tahun terakhir terdiri atas kajian Ling and Bridgeman (2011) yang mengungkapkan kegiatan mahasiswa dalam menganalisis hasil praktikum kimia dasar dapat meningkatkan keterampilan generik sainsnya. Selanjutnya, hasil penelitan Önen and Koçak (2010) menunjukkan kemampuan berpikir kritis calon guru dapat ditingkatkan melalui pendidikan di sekolah, sedangkan Yüksel and Alci (2012) menjelaskan ada korelasi yang signifikan antara kepercayaan diri dan kemampuan berpikir kritis, serta kemampuan berpikir kritis dan kesuksesan dalam kegiatan praktikum.

Penelitian Russell and Weaver (2008) mengungkapkan tentang kelemahan dalam praktikum yaitu tujuan mahasiswa melakukan praktikum hanya untuk menyelesaikan kegiatan praktikum, bukan untuk pemahaman teori-teori yang diberikan. Tujuan kegiatan praktikum kimia organik menurut Bruck and Towns

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

(2010) harus diarahkan untuk meningkatkan skill dan teknik laboratorim, serta kemampuan berkomunikasi dalam bentuk tulisan.

Kepercayaan diri mempengaruhi kecemasan mahasiswa terhadap kegiatan laboratorium dan sikapnya terhadap kimia secara langsung. Mahasiswa yang memiliki kepercayaan diri rendah akan memiliki kerentanan terhadap kecemasan kegiatan laboratorium dan sikap kimia yang negatif (Russell and Weaver, 2008). Sikap positif terhadap laboratorium kimia dan pemahaman konsep kimia mahasiswa dapat ditingkatkan melalui pendekatan konstruktivisme (Tarhan and Sesen, 2010). Bayrak and Bayram (2011), menunjukkan bahwa pembelajaran problem based

learning (PBL) dapat meningkatkan pemahaman konsep dan menanggulangi

miskonsepsi mahasiswa. Miskonsepsi yang banyak terjadi pada pembelajaran KBA juga dapat dikurangi dengan strategi pembelajaran kooperatif (Kazembe, 2010).

Pengembangan model praktikum inovatif yang dilakukan oleh Cartrette and Miller (2013) terbukti mampu meningkatkan kemampuan penelitian kimia mahasiswa. Kegiatan praktikum kimia di tingkat universitas juga dapat mengembangkan kemampuan afektif, psikomotorik, dan kognitif (Bretz, et al., 2013). Dalam kegiatan praktikum KBA, Carroll, et al. (2012) melakukan penelitian tentang prosedur isolasi kinkonin dan kuinin dari Cinchona calisaya.

Berdasarkan uraian di atas, praktikum KBA dapat menjadi sarana yang efektif untuk mengembangkan keterampilan generik sains dan keterampilan berpikir kritis mahasiswa. Selain itu, praktikum KBA dapat meningkatkan pemahaman konsep melalui penerapan konsep secara langsung. Praktikum dapat menyebabkan terjadinya konflik kognitif yang dapat menjadi sarana untuk penanggulangan miskonsepsi mahasiswa. Namun demikian, sampai saat ini kajian terhadap praktikum KBA untuk mengembangkan keterampilan generik sains, keterampilan berpikir kritis, dan pemahaman konsep KBA belum pernah dilaporkan. Untuk alasan itulah maka perlu dilakukan penelitian tentang praktikum KBA yang dapat mengembangkan keterampilan generik sains, keterampilan berpikir kritis, dan pemahaman konsep KBAmahasiswa.

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

B. Masalah Penelitian

Masalah utama dalam penelitian ini adalah “Bagaimanakah model praktikum KBA untuk mengembangkan keterampilan generik sains, keterampilan berpikir kritis, dan pemahaman konsep KBA?”.

Berdasarkan pemasalahan tersebut, maka penelitian ini dilakukan untuk menemukan jawaban atas pertanyaan penelitian berikut:

1. Bagaimana karakteristik model praktikum KBA untuk mengembangkan keterampilan berpikir kritis mahasiswa?

2. Bagaimana pengaruh model praktikum KBA yang dikembangkan terhadap keterampilan generik sains mahasiswa?

3. Bagaimana pengaruh model praktikum KBA yang dikembangkan terhadap keterampilan berpikir kritis mahasiswa?

4. Bagaimana pengaruh model praktikum KBA yang dikembangkan terhadap pemahaman konsep KBA mahasiswa?

5. Bagaimana tanggapan mahasiswa terhadap model praktikum KBA yang telah dikembangkan?

6. Apa keunggulan dan kelemahan model praktikum KBA yang dikembangkan?

C. Tujuan Penelitian

Tujuan umum penelitian ini adalah mengembangkan model praktikum KBA dan meningkatkan keterampilan generik sains, keterampilan berpikir kritis, serta pemahaman konsep KBA mahasiswa.

D. Manfaat Penelitian

1. Memberikan alternatif kegiatan praktikum dalam perkuliahan KBA dengan memanfaatkan keanekaragaman hayati Indonesia yang melimpah, untuk menghasilkan salah satu alternatif model praktikum KBA.

2. Memberikan alternatif bahan ajar (pedoman praktikum dan LKM) dalam kegiatan pembelajaran praktikum KBA.

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

3. MPPM-KBA dapat menjadi pedoman bagi dosen dalam mengelola praktikum yang menekankan pada pengembangan keterampilan generik sains, keterampilan berpikir kritis, dan pemahaman konsep KBA mahasiswa.

E. Struktur Organisasi Penulisan

Disertasi ini terdiri atas lima bab disertai daftar pustaka dan lampiran. Pendahuluan dalam BAB I menguraikan tentang latar belakang penelitian, masalah penelitian, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan struktur organisasi penulisan ini. BAB II memuat uraian tentang keterampilan generik sains (KGS), keterampilan berpikir kritis (KGS), pembelajaran KBA melalui praktikum, pemahaman konsep KBA dan miskonsepsi, dan metabolit sekunder bahan alam. Metodologi penelitian yang termuat dalam BAB III terdiri atas uraian tentang paradigma penelitian, metode dan desain penelitian, subjek dan variabel penelitian, instrumen penelitian, dan teknik analisis data. Hasil penelitian dan pembahasan pada BAB IV mengurai tentang pengembangan Model Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan (MPPM-KBA) dan implementasinya. BAB V memuat kesimpulan yang diperoleh dalam menjawab pertanyaan penelitian, rekomendasi dan saran-saran yang diberikan agar MPPM-KBA yang dikembangkan dapat lebih baik dimasa yang akan datang.

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

BAB III

METODE PENELITIAN A. Paradigma Penelitian

Indonesia telah diakui oleh dunia sebagai negara yang memiliki keanekaragaman hayati yang besar. Keanekaragaman hayati tersebut merupakan sumber keanekaragaman metabolit sekunder yang diperoleh melalui kegiatan ekstraksi, fraksinasi, pemurnian, dan identifikasi metabolit sekunder. Berdasarkan hal tersebut, Indonesia memiliki potensi yang besar dalam memajukan KBA. Hal tersebut dapat terwujud dengan meningkatkan kualitas pembelajaran KBA melalui praktikum.

Kegiatan praktikum dapat mengembangkan keterampilan generik sains (KGS) karena praktikum memberikan kesempatan kepada mahasiswa berlatih mengamati, mengestimasi, memanipulasi peralatan, mengukur dan sebagainya. Pengembangan KGS melalui praktikum dapat mempengaruhi keterampilan berpikir kritis mahasiswa. Keterampilan berpikir kritis (KBK) sangat penting dimiliki oleh mahasiswa untuk memahami konsep-konsep KBA dan untuk berhasil dalam kehidupan. KBK akan berkembang selama praktikum dengan adanya kesempatan mahasiswa mendesain sendiri kegiatan praktikumnya. Mahasiswa dituntut berpikir kritis dalam memilih dan menyusun prosedur praktikum. Untuk memenuhi keperluan tersebut, dikembangkanlah model praktikum proyek mini kimia bahan alam (MPPM-KBA).

MPPM-KBA dapat meningkatkan pemahaman konsep KBA mahasiswa melalui penanggulangan miskonsepsi dengan adanya konflik kognitif yang terjadi selama kegiatan praktikum. Mahasiswa dituntut membuktikan hipotesisnya dalam kegiatan MPPM-KBA. Jika hipotesis mahasiswa berbeda dengan hasil praktikum, maka akan terjadi konflik kognitif yang menyebabkan terjadinya perubahan konseptual dalam struktur kognitifnya. Hal inilah yang menjadikan miskonsepsi mahasiswa dapat ditanggulangi.

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

MPPM-KBA menggunakan fenomena alam yang menjadi kajian KBA sebagai stimulus belajar bagi mahasiswa. Pertanyaan konseptual yang mengandung indikator KGS dan indikator KBK digunakan selama kegiatan praktikum. Masalah yang mengandung konsep KBA dihadapkan kepada mahasiswa untuk memunculkan hipotesis dan melatih mahasiswa merancang praktikum secara berkelompok dalam memecahkan permasalahan tersebut. Mahasiswa kemudian mempresentasikan rancangan praktikumnya di depan kelas, dosen dan kelompok lain menanggapi proposal praktikum yang dipresentasikan. Setelah proposal disetujui, praktikum dilaksanakan. Hasil praktikum disusun dalam suatu laporan dan dipresentasikan di depan kelas. Mahasiswa menyimpulkan konsep kompleks dari hasil praktikum kelompoknya sendiri dan hasil praktikum kelompok lainnya. Pada dasarnya kegiatan praktikum meliputi langkah-langkah isolasi metabolit sekunder yang terdiri atas tahapan ekstraksi, fraksinasi, pemurnian, dan identifikasi struktur metabolit sekunder. Semua rangkaian kegiatan praktikum, memberikan peluang kepada mahasiswa berlatih menggunakan KGS dan KBK. Berikut rancangan kegiatan praktikum selengkapnya.

Gambar 3.1 Skema Paradigma Penelitian

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Penelitian ini termasuk penelitian mixed methods yang menggabungkan prosedur penelitian kualitatif dan kuantitatif dalam satu studi untuk menyelesaikan suatu masalah. Desain penelitian menggunakan model embedded experimental (Cresswell and Crack, 2007) seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.2.

Gambar 3.2 Model Embedded Experimental

Sebelum implementasi MPPM-KBA mahasiswa diberikan angket untuk mengetahui gambaran awal sikap mahasiswa terhadap kurikulum KBA dan persepsinya tentang senyawa metabolit sekunder. Demikian pula halnya setelah semua rangkaian intervensi, mahasiswa diberikan angket untuk mengetahui ada tidaknya perubahan sikap mahasiswa terhadap kurikulum KBA dan persepsinya tentang senyawa metabolit sekunder. Kegiatan intervensi yang berupa kegiatan praktikum KBA dilengkapi dengan pemberian pretest dan postest untuk mengukur KGS, KBK, dan pemahaman konsep KBA. Tahap selanjutnya melakukan interpretasi data hasil analisis kuantitatif dan kualitatif dalam rangka memberi makna hasil implementasi berdasarkan uji statistik, sikap mahasiswa terhadap kurikulum KBA, persepsi mahasiswa tentang metabolit sekunder, serta analisis keunggulan dan kelemahan model yang dikembangkan.

Kualitatif sebelum intervensi: Gambaran awal sikap mahasiswa terhadap kurikulum KBA & persepsinya tentang metabolit sekunder Kualitatif setelah intervensi: Gambaran akhir sikap mahasiswa tentang kurikulum KBA & persepsinya tentang metabolit sekunder Kuantitatif Pretest (konsep-konsep inti KBA) Kuantitatif Postest (konsep-konsep inti KBA) Interpretasi hasil-hasil kuantitatif dan kualitatif: Memberi makna hasil implementasi berdasarkan uji statistik, sikap mahasiswa terhadap kurikulum KBA, persepsi mahasiswa tentang metabolit sekunder, serta analisis keungulan dan kelemahan model yang

dikembangkan Kualitatif selama

intervensi: informasi penerapan KGS & KBK

MPPM-KBA

Rancangan bahan ajar

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Berdasarkan desain mixed methods seperti yang telah dipaparkan di atas, langkah-langkah dalam pelaksanaan kegiatan penelitian dibagi menjadi 3 tahap utama, yaitu: (1) tahap persiapan dalam bentuk studi lapangan dan studi pustaka, perancangan model, dan uji coba terbatas (2) tahap pelaksanaan (implementasi) model yang dikembangkan, dan (3) tahap interpretasi untuk memberi makna terhadap hasil ujicoba utama.

1. Tahap Persiapan

Tahap persiapan dalam penelitian ini dilakukan untuk mengumpulkan berbagai informasi yang berkaitan dengan model praktikum KBA yang akan dikembangkan. Pengumpulan informasi dilakukan melalui studi lapangan dan studi literatur.

a. Studi lapangan

Studi lapangan dilakukan untuk mengumpulkan berbagai informasi tentang perkuliahan KBA, laboratorium, dan hasil belajar KBA yang selama ini berlangsung.

b. Studi literatur

Studi literatur berkaitan dengan studi dokumen dan material lainnya yang mendukung pembuatan rancangan model praktikum KBA. Studi literatur meliputi analisis tentang silabus KBA, penelitian yang relevan dengan model praktikum yang akan dikembangkan, keterampilan generik sains, keterampilan berpikir kritis, dan miskonsepsi dalam pembelajaran KBA.

c. Pengembangan desain

Hasil studi lapangan dan studi literatur digunakan sebagai bahan untuk merancang draf model praktikum KBA. Draf model praktikum KBA yang dirancang harus memperhatikan kelayakan agar dapat diimplementasikan di lapangan, seperti tersedianya fasilitas pendukung (alat-alat, bahan-bahan, dan referensi materi KBA). Hasil studi lapangan dan studi literatur juga digunakan untuk pengembangan bahan ajar praktikum KBA (pedoman praktikum dan LKM), instrumen untuk mengukur keterampilan generik sains dan keterampilan berpikir

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

kritis yang terintegrasi dalam tes penguasaan konsep KBA (instrumen ini juga berfungsi untuk menjaring miskonsepsi mahasiswa), pedoman observasi untuk mengetahui penerapan KGS dan KBK dalam implementasi model praktikum KBA selama kegiatan intervensi, angket untuk mengetahui sikap mahasiswa tentang kurikulum KBA, persepsi mahasiswa tentang senyawa metabolit sekunder, tanggapan mahasiswa terhadap model praktikum KBA. Komponen-komponen di atas selanjutnya divalidasi oleh ahli. Hasil validasi ditidaklanjuti dengan perbaikan sesuai saran dan masukan validator. Langkah berikutnya melakukan uji coba terbatas. Masukan dari uji coba terbatas digunakan untuk evaluasi dan penyempurnaan instrumen serta model praktikum KBA yang akan digunakan dalam tahap implementasi. Seluruh program dalam penelitian ini dirancang dan dikembangkan oleh peneliti.

2. Tahap Pelaksanaan

Pada tahap ini instrumen dan model praktikum KBA yang telah tersusun diimplementasikan dalam pembelajaran KBA di kelas. Tahap ini menggunakan rancangan eksperimen kuasi, yaitu pretest-postest nonequivalent control group design.

a. Kualitatif sebelum intervensi

Responden menjawab angket yang berisi pernyataan-pernyataan untuk mengetahui gambaran awal sikap mahasiswa terhadap kurikulum KBA dan persepsi mahasiswa tentang senyawa metabolit sekunder.

b. Kualitatif selama intervensi

Pada tahap ini dilakukan observasi untuk mendapatkan informasi tentang mengetahui penerapan KGS dan KBK selama implementasi model praktikum KBA yang dikembangkan.

c. Kuantitatif selama intervensi

Analisis pretest dan postest penguasaan konsep KBA serta keterampilan generik sains dan keterampilan berpikir kritis mahasiswa, diperoleh informasi

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

mengenai peningkatan pemahaman konsep KBA, keterampilan generik sains dan keterampilan berpikir kritis mahasiswa.

d. Kualitatif setelah intervensi

Responden menjawab angket yang berisi pernyataan-pernyataan untuk mengetahui gambaran akhir sikap mahasiswa terhadap kurikulum KBA dan persepsi mahasiswa tentang senyawa metabolit skunder.

Tahap Persiapan

Tahap Pelaksanaan

Studi pendahuluan:

1. Studi lapangan

2. Studi literatur

3. Perancangan model

praktikum KBA

4. Uji coba terbatas buram

model praktikum KBA

Hasil:

1. Instrumen (tes penguasaan konsep KBA yang terintegrasi dengan tes KGS dan KBK, angket, lembar observasi)

2. Bahan ajar (pedoman praktikum dan LKM) 3. Model praktikum KBA

(1)

Kualitatif sebelum intervensi: Analisis sikap Mahasiswa terhadap kurikulum KBA & persepsi Mahasiswa tentang senyawa metabolit sekunder

Hasil:

Gambaran awal sikap Mahasiswa terhadap kurikulum KBA & persepsi Mahasiswa tentang senyawa metabolit sekunder

(2)

a. Kualitatif selama intervensi: Analisis penerapan KGS dan KBK

b. Kantitatif selama intervensi: Analisis tes penguasaan konsep KBA, KGS, dan KBK (pretest-posttest)

(3)

Kualitatif setelah intervensi: Analisis sikap Mahasiswa terhadap kurikulum KBA & persepsi Mahasiswa tentang senyawa metabolit sekunder

Hasil:

1. Informasi tentang penerapan KGS dan KBK 2. Data pemahaman konsep KBA

3. Data KGS 4. Data KBK

5. Informasi mengenai konsep-konsep KBA yang mudah dipahami, berpotensi miskonsepsi dan sulit dipahami

Hasil:

Gambaran akhir sikap Mahasiswa terhadap kurikulum KBA & persepsi Mahasiswa tentang senyawa metabolit sekunder

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Tahap Interpretasi

Gambar 3.3 Tahapan Penelitian sesuai Model Embedded Experimental

3. Tahap Interpretasi

Pada tahap ini dilakukan interpretasi data hasil analisis kuantitatif dan kualitatif. Pada tahap ini diperoleh informasi tentang efektifitas model praktikum KBA untuk membangun keterampilan generik sains dan keterampilan berpikir kritis serta pemahaman konsep KBA, kesimpulan dan rekomendasi, serta keunggulan dan kelemahan model praktikum KBA yang dikembangkan. Secara umum tahapan penelitian terlihat dalam gambar 3.3.

C. Subjek dan Variabel Penelitian

Subjek penelitian terdiri atas 31 mahasiswa dari prodi Pendidikan Kimia (kelas eksperimen) dan 28 mahasiswa dari jurusan Kimia (kelas kontrol) salah satu universitas negeri di kota Mataram, Nusa Tenggara Barat (NTB) yang sedang mengontrak mata kuliah KBA pada semester genap (semester 6). Kelas eksperimen menggunakan model praktikum proyek mini Kimia Bahan Alam (MPPM-KBA) dan kelas kontrol menggunakan model praktikum verifikatif yang melakukan verifikasi fakta saintifik yang telah diperkenalkan dosen dalam penuntun praktikum (Domin, 1999) untuk isolasi kurkumin dari kunyit (Mujahidin, 2008). MPPM-KBA merupakan perangkat treatment dalam penelitian ini, sedangkan keterampilan generik sains, keterampilan berpikir kritis, dan pemahaman konsep KBA merupakan variabel terikat penelitian.

D. Perangkat Treatment danInstrumen Penelitian

Interpretasi kuantitatif dan kualitatif

Hasil :

1. Efektifitas model praktikum KBA untuk mengembangkan KGS dan KBK serta pemahaman konsep KBA

2. Kesimpulan dan rekomendasi

3. Keunggulan dan kelemahan model praktikum KBA yang dikembangkan

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Dalam penelitian ini digunakan perangkat treatment berupa draf model praktikum KBA dan bahan ajar praktikum KBA (pedoman praktikum dan LKM), sedangkan instrumen yang digunakan dalam penelitian terdiri atas:

1. Tes Prasyarat Model Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam (MPPM-KBA) dan Tes penguasaan konsep KBA yang terintegrasi dengan tes KGS dan KBK. Tes menggunakan teknik CRI termodifikasi (Hakim, et al., 2012). Tes prasyarat MPPM-KBA digunakan sebelum kegiatan praktikum sebagai rujukan untuk proses pelatihan praktikum, sedangkan tes penguasaan konsep KBA yang terintegrasi dengan tes KGS dan KBK digunakan sebelum

(pretest) dan sesudah (postest) kegiatan praktikum KBA

2. Lembar observasi untuk mengetahui penerapan KGS dan KBK selama implementasi model praktikum KBA yang dikembangkan.

3. Angket untuk mengetahui sikap mahasiswa terhadap kurikulum KBA sebelum dan setelah mengikuti kegiatan praktikum KBA.

4. Angket untuk mengetahui persepsi mahasiswa tentang senyawa metabolit sekunder sebelum dan setelah mengikuti kegiatan praktikum KBA.

5. Angket untuk mengetahui tanggapan mahasiswa terhadap model praktikum KBA yang telah disusun.

Perangkat treatment dan instrumentasi pengumpulan data penelitian selengkapnya dielaborasikan dalam Tabel 3.1.

Tabel 3.1. Jenis perangkat treatment danInstrumen yang Digunakan dalam Penelitian

No Jenis perangkat treatment dan Instrumen

Deskripsi

1 Draf model

praktikum KBA Pedoman dosen dalam menjalankan pembelajaran praktikum KBA

2 Pedoman praktikum Pedoman mahasiswa dalam mengikuti MPPM-KBA

3 LKM Penuntun mahasiswa dalam menjalankan tahapan isolasi MS

4 Tes Prasyarat

MPPM-KBA Perangkat tes berbentuk CRI termodifikasi. Tes ini terdiri atas 15 butir soal yang difokuskan untuk menjadi rujukan dalam proses pelatihan praktikum

5 Tes penguasaan

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu terintegrasi dengan

tes KGS dan KBK pemahaman konsep KBA mahasiswa.

6 Lembar observasi Pedoman untuk observasi penerapan KGS dan KBK dalam

MPPM-KBA

7 Angket sikap

mahasiswa terhadap kurikulum KBA

17 butir pernyataan untuk menjaring perubahan sikap mahasiswa terhadap kurikulum KBA

8 Angket persepsi

mahasiswa tentang senyawa MS

10 butir pernyataan untuk menjaring perubahan persepsi mahasiswa tentang senyawa MS

9 Angket tanggapan

mahasiswa terhadap MPPM-KBA

19 butir pernyataan untuk menjaring tanggapan mahasiswa terhadap MPPM-KBA

Sebelum instrumen tes digunakan, terlebih dahulu dilakukan analisis indeks kesukaran, daya beda, validitas, dan reliabilitas soal.

Indeks kesukaran, digunakan untuk mengetahui apakah soal tergolong mudah, sedang, atau sukar. Persamaan yang digunakan (Popham, 2013):

P = �

�

P = indeks kemudahan, R = banyaknya mahasiswa yang menjawab benar, dan T= seluruh responden.

Daya pembeda, digunakan untuk mengetahui sejauh mana tiap butir soal mampu membedakan antara mahasiswa yang sudah atau belum memahami konsep. Persamaan yang digunakan (Popham, 2013):

D = ph - pl

D = Indeks daya pembeda, ph = proporsi peserta tes kelompok atas yang menjawab

soal dengan benar, pl = proporsi peserta tes kelompok bawah yang menjawab soal

dengan benar.

Uji validitas, dilakukan untuk mengetahui kesahihan suatu instrumen sehingga mampu mengukur apa yang hendak diukur (Cohen et al., 2013). Dalam penelitian ini dilakukan uji validitas isi (content validity) melalui timbangan ahli terhadap ketepatan setiap butir tes dengan indikator-indikator yang dirumuskan. Uji validitas instrumen juga dilakukan menggunakan rumus Pearson Product Moment:

rXY= � −

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Kazembe, T. (2010). “Combining Lectures with Cooperative Learning Strategies to Enhance Learning of Natural Products Chemistry‖. Chemistry.19, (2), 1-15. Kaplan and Saccuzzo. (2005). Psychological Testing. USA: Thomson Wadsworth. Khan, M. R., Omoloso, A. D., and Kihara, M. (2003). ―Antibacterial activity of

Artocarpus heterophyllus”. Fitoterapia.74, (5), 501-505.

Kirchhoff, M. M. (2013). ―Review of Green Organic Chemistry in Lecture and Laboratory‖. Journal of Chemical Education.90, (6), 683–684.

Kogut, L.S. (1996). ―Critical Thinking in General Chemistry”. Journal of Chemical

Education.73, (3), 218-221.

Kohler, I. (2002). ‖In Vitro Antiplasmodial Investigation of Medicinal Plants from El Savador. Z.‖.Naturforsch. 57, (3). 277-81

Komatsu, M., et al. (2013). ―Engineered Streptomyces avermitilis Host for Heterologous Expression of Biosynthetic Gene Cluster for Secondary Metabolites”. ACS Synthetic Biology.2 (7), 384–396.

Kovacs, D.G. (2013). ―ConfChem Conference on Educating the Next Generation: Green and Sustainable Chemistry—Teaching Green Chemistry: The Driving Force behind the Numbers!‖. Journal of Chemical Education.90, (4), 517–518.

Kurbanoglu, N. İ., and Akin, A. (2010). “The Relationships between University Students’ Chemistry Laboratory Anxiety, Attitudes, and Self-Efficacy Beliefs‖. Australian Journal of Teacher Education. 35, (8), 48-59.

Laredo, T. (2013). ―Changing the First-Year Chemistry Laboratory Manual To Implement a Problem-Based Approach That Improves Student Engagement”.

Journal of Chemical Education.90, (9), 1151–1154.

Lewis, J. (2003). The Effectiveness of Mini-Projects as a Preparation for open-ended

Investigations. Kluwer Academic Publishers. London.

Likhitwitayawuid, K., et al. (2005). ―Phenolics with anti-HSV and anti-HIV activities from Artocarpus gomezianus, Mallotus pallidus and Triphasia trifolia”.

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Liliasari. (2000). ―Pengembangan Keterampilan Berpikir Kritis Untuk Mempersiapkan Guru IPA Memasuki Era Globalisasi‖. Makalah disajikan dalam Seminar Permasalahan dan Alternatif Pemecahan Masalah Pendidikan MIPA. Malang. ______. (2006). ―Peningkatan Kualitas Guru Sains melalui Pengembangan

Keterampilan Berpikir Tingkat Tinggi‖. [Online]. Tersedia: file.upi.edu /Direktori/SPS/PRODI/makalah_UPSI_2006_Liliasari.pdf‎[19 Oktober 2012]. ______. (2008). ―Peningkatan Kualitas Pendidikan Kimia dari Pemahaman Konsep

Kimia Menjadi Berpikir Kimia‖.Makalah Seminar UNY, Yogyakarta.

______. (2009). Berpikir Kritis Dalam Pembelajaran Sains Kimia Menuju

Profesionalitas Guru. [Online]. Tersedia: http://fileupi.edu./Direktori

/SPS/BERPIKIR_KRITIS_DALAM_PEMBELAJARAN_09.pdf [19 Oktober 2012]

______. (2010). Pengembangan Keterampilan Berpikir Melalui Pembelajaran Sains

Menuju Masa Depan, Pembelajaran MIPA dalam Konteks Indonesia.

FPMIPA UPI. Bandung.

______. (2011). ―Pengembangan Keterampilan Generik Sains untuk Meningkatkan Kemampuan Berpikir Kritis Peserta Didik‖.Makalah Seminar Joint UiTM. Ling, C. D. and Bridgeman, A. J. (2011). ―Quantitative Analysis in the General

Chemistry Laboratory: Training Students To Analyze Individual Results in the Context of Collective Data‖. Journal of Chemical Education. 88, (7), 979– 982.

Makmur, L., et al. (2000). ―Artoindonesianin C, a New Xanthone Derivative from

Artocarpus teysmanii‖. Journal of Natural Product.63, (2) 243–244.

Mann, R. S. and Kaufman, P. E. (2012). ―Natural Product Pesticides: Their Development, Delivery and Use Againt Insect Vector‖. Mini Reviews in

Organic Chemistry, 9 (18), 185-202.

Mariana, I. M. A. dan Praginda W. (2009). Hakekat IPA dan Pendidikan IPA. BERMUTU. P4TKIPA.

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Mujahidin, D. (2008). Penuntun Praktikum Kimia Organik. [Online]. Tersedia:diaharrazy.files.wordpress.com/2010/12/praktikumkoki2051_fa__2. pdf (5 Januari 2011).

Neoh, B. K., et al. (2013). ―Profiling of Metabolites in Oil Palm Mesocarp at Different Stages of Oil Biosynthesis‖. Journal of Agricultural and Food

Chemistry.61 (8), 1920–1927.

Nguyen, N. T., et al. (2013). ―Tyrosinase Inhibitors from the Wood of Artocarpus

heterophyllus‖. Journal of Natural Product.75, (11), 1951–1955.

Niemann, H., et al. (2013). ―Trimeric Hemibastadin Congener from the Marine Sponge Ianthella basta”. Journal of Natural Product.76, (1), 121-125.

Nomura, T., Hano, Y., and Aida, M. (1998). ―Isoprenoid substitued flavanoids from

Artocarpus plants (Moraceae)‖. Heterocycles. 47 (2), 1179 - 1205.

Nosich, G. M. (2012). Learning to Think Things Trough, A Guide to Critical

Thinking Across The Curriculum. Fourth Edition, Pearson: Boston.

Oeklay, J. (2000). Project-Based and Problem-Based: The same or different? [Online]. Tersedia: http://edutechwiki.unige.ch/en/ Project -Based_ and_ Problem-Based:_ The_same_or_ different% 3F [3 November 2012]

Önen, A. S. and Koçak, C. (2010). ―Determining the Critical Thinking Levels of Student Teachers and Evaluating Through Some Variables‖. International

Online Journal of Educational Sciences. 2, (3), 865-867.

Pham, C., et al. (2013). ―Aaptamine Derivatives from the Indonesian Sponge Aaptos

suberitoides”. Jornal of Natural Product.76, (1), 103–106.

Piaget, J. (2001). The Psychology of Intelligence. New York: Routledge.

Pierce, C. E., Gassman, S.L., and Huffman, J.T. (2013). Environments for fostering effective critical thinking in geotechnical engineering education (Geo-EFFECTs). European Journal of Engineering Education, 38, (3), 281-299. Popham, W. J. (2013). Classroom Assessment: What Teachers Need to Know - 7th

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Resosudarmo, et al. (1993). Pengantar Ekologi. Penerbit: PT. Remaja Rosdakarya-Bandung.

Roth, K. J. (1992). ―Science Education: It’s Not Enough to Do or Relate‖.

Relevant Research. 13, (4), 16-22.

Russell, C. B. and Weaver, G. C. (2008). ―Student Perceptions of the Purpose and Function of the Laboratory in Science: AGrounded Theory Study‖.

International Journal for the Scholarship of Teaching and Learning. 2, (2),

1-14.

Sirhan, G. (2007). Learning Difficulties in Chemistry: An Overview. Journal of

Turkish Science Education. 4, (2), 2-20.

Sudarmin,(2007). Pembekalan Keterampilan Generik Kimia Organik Bagi Calon Guru, Disertasi, Bandung: SPs UPI.

Sudibyo, R. S. (2002). Metabolit Sekunder: Manfaat dan Perkembangannya dalam

Dunia Farmasi. Pidato Pengukuhan Guru Besar UGM.

Suparno, P. (2008). ―Metode Eksperimen Bebas untuk Meningkatkan Pengertian dan Menghilangkan Miskonsepsi Peserta Didik tentang Konsep Termofisika‖.

Widya Dharma. 19, (1), 5-9.

Syah, Y. M. (2010). Perkembangan Kimia Bahan Alam dalam Perspektif Kajian

Struktur Molekul. Pidato Ilmiah Guru Besar KBA ITB.

Syah, Y. M., et al. (2002). ―Artoindonesianins Q‐T, four new isoprenylated flavones from Artocarpus champeden Spreng. (Moraceae)‖. Phytochemistry. 61, (8), 949-53.

_______________. (2004), ―Two new cytotoxic isoprenylated flavones Artoindonesianin U and V, from the heartwood of Artocarpus chempeden Spreng (Moraceae)‖. Fitoterapia. 75 (2), 134-40.

________________. (2006). ―Cytotoxic prenylated flavones from Artocarpus

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Tarhan, L., and Sesen, B. A. (2010). ―Investigation The Effectiveness of Laboratory Works Related To ―Acids And Bases‖ on Learning Achievements And Attitudes Toward Laboratory‖. Procedia Social and Behavioral Sciences. 2, (2), 2631–2636.

Thomas, J. W. (2000). A Review of Research on Project-Based Learning [Online]. Tersedia: http://www.autodesk.com/foundation [3November 2012]

Tsaparlis, G. and Gorezi, M. (2007). ―Addition of a Project-Based Component to a Conventional Expository Physical Chemistry Laboratory”. Journal of Chemical

Education.84, (4), 668-670.

Weng, J. R., et al. (2006). ―Antiplatelet prenylflavonoids from Artocarpus communis”. Phytochemistry. 67, (8), 824–829.

White, R. T. (1996). ―The Link between The Laboratory and Learning‖. International

Journal Science Education. 18, (7), 761-774.

Whitfield, M. and Vitz, E. (2006). ―Demonstrating Void Space in Solids: A Simple Demonstration To Challenge a Powerful Misconception‖. Journal of Chemical

Education.83, (5), 749-751.

Widyawaruyanti, A., et al. (2007). ―New prenylated flavones from Artocarpus

champeden, and their antimalarial activity in vitro‖. Journal Natural

Medicine. 61, (4), 410-413.

Wink, M. (2010). ―Introduction: Biochemistry, Physiology and Ecological Functions of Secondary Metabolites‖. Annual Plant Reviews. 40, (2), 63-67.

Van den Berg, E. (1991). Miskonsepsi Fisika dan Remediasi. UKSW, Salatiga.

Varsavsky, C. (2001). Developing Generic Skill of First-Year Science Students. [Online]. Tersedia: http://science.uniserve.edu.au/workshop/fye2/varsav.pdf [20 Maret 2012]

Visht, S. and Chaturvedi, S. (2012). ―Isolation of Natural Products. Current Pharma

Aliefman Hakim , 2014

Pengembangan Keterampilan Generik Sains, Keterampilan Berpikir Kritis, Dan Pemahaman Konsep Mahasiswa Melalui Praktikum Proyek Mini Kimia Bahan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Xu, H. and Talanquer, V. (2013). ―Effect of the Level of Inquiry of Lab Experiments on General Chemistry Students’ Written Reflections”. Journal of Chemical

Education.90, (1), 21–28.

Yelon, S. L. (1977). A Teacher's world: psychology in the classroom. Auckland: McGraw-Hill International Book Company.

Yüksel, G. and Alci, B. (2012). ―Self-Efficacy and Critical Thinking Dispositions as Predictors of Success in School Practicum‖. International Online Journal of

Educational Sciences.4, (1), 81-90.

Zainuddin, E. N., et al. (2007). ―Cyclic Depsipeptides, Ichthyopeptins A and B, from

Microcystis ichthyoblabe‖. J. Nat. Prod.70, (7), 1084–1088.

Zheng, Z. P., Chen, S., and Wang, S. (2009). ―Chemical Components and Tyrosinase Inhibitors from the Twigs of Artocarpus heterophyllus”. Journal of

Agricultural and Food Chemistry.57, (2), 6649–6655.

Zoller, U. and Pushkin, D. (2007). ―Matching Higher-Order Cognitive Skills (Hocs) Promotion Goals with Problem-Based Laboratory Practice in A Freshman Organic Chemistry Course‖. Chemistry Education Research and Practice. 8, (2),153-171.