Efektifitas PBL Dalam Pemecahan Persoalan Pembuatan Grafik

Wibowo Sukandi, pengajar kimia di SMA Kristen PETRA 1

Abstrak

Penelitian  ini bertujuan memperkenalkan peserta didik dengan proses pembuatan dan pengolahan data melalui grafik dengan menggunakan metode problem based learning. Persoalan yang diangkat adalah ketidak akuratan kadar cuka makan pada label, dan peserta didik diminta untuk menentukan kadar cuka makan dengan menggunakan entalpi reaksi yang dihasilkan dari reaksi netralisasi. Penelitian dilakukan pada tanggal 11 Desember 2023 dengan melibatkan 19 orang siswa SMA Kristen PETRA 1 Surabaya. Asesmen didapatkan dari pretes dan postes serta penilaian keterampilan dalam melakukan praktikum. Dari hasil pretes dan postes dengan metode N-gain didapatkan sebanyak 79,9% peserta didik mengalami peningkatan tinggi dan 21,1% peserta didik mengalami peningkatan sedang pada kemampuan berpikir kritis dan mengolah grafik. Selain itu juga didapatkan persen ketuntasan sebesar 84,2% dengan nilai ketuntasan minimum 75.

Pendahuluan

Ilmu kimia adalah cabang ilmu yang berkembang dari eksperimen. Karenanya kemampuan dalam melakukan suatu eksperimen sangatlah penting dalam pelajaran kimia dimana kemampuan tersebut ditanamkan dengan melakukan praktikum. Salah satu tahapan penting dalam melakukan eksperimen adalah perancangan percobaan, pengumpulan data dan pengolahan data.

Pembuatan dan pengolahan data melalui grafik adalah sangat umum dilakukan dalam kimia, namun sayangnya kurikulum kimia di SMA masih belum memasukkan pembuatan dan pengolahan grafik. Peserta didik umumnya dikenalkan dengan pembuatan grafik pada pelajaran matematika baik grafik fungsi dan grafik histogram. Namun di kimia pemakaian grafik jenis ini tidak terlalu banyak. Untuk pengolahan data lebih umum dipakai jenis grafik xy scatter, dimana dalam kurikulum SMA tidak pernah disinggung pada mata pelajaran apapun.

Seperti yang diungkapkan oleh Roslina et all (2020) bahwa pemahaman dalam membuat dan mengolah grafik sangat penting bagi pemahaman konsep natural sains.  Grafik juga digunakan sebagai alternatif dari deskripsi secara verbal, juga akan membantu peserta didik untuk meningkatkan kemampuan dalam mengolah konsep (Nejla Gültepe, 2015). Maka dari itu dirasa perlu adanya proses untuk mengenalkan siswa dalam pembuatan dan pengolahan grafik.

Berdasarkan latar belakang masalah diatas, maka dapat dirumuskan permasalahan bahwa peserta didik mengalami kesulitan dalam pembuatan grafik yang dikarenakan belum ada instruksi yang runtut dari mengumpulkan data, penentuan sumbu X dan Y, memasukan data, dan mengolah data dari grafik.

Adapun rencana pemecahan masalah yang dilakukan adalah dengan menggunakan problem based learning, untuk meningkatkan kemampuan peserta didik dalam pembuatan dan pengolahan grafik dengan melakukan praktikum termokimia. Peserta didik disajikan permasalahan yaitu kadar cuka makan dipasaran yang tidak sesuai dengan yang tertera di label, yaitu 25%. Peserta didik diberikan larutan NaOH 1 M, 2 buah gelas air mineral kosong sebagai kalorimeter, termometer, dan 3 buah gelas ukur 10 mL. Dengan peralatan yang ada, peserta didik diminta untuk merancang dan melakukan percobaan untuk menentukan kadar cuka makan.

Metode Penelitian

Metode pembelajaran yang dipakai dalam penelitian ini adalah Problem Based Learning (PBL) 

Problem based learning
PBL adalah metode dimana siswa belajar dari mengeksplorasi dan memecahkan masalah yang ada di dunia nyata. PBL juga dapat menggembangkan kemampuan berpikir kritis, kemampuan memecahkan masalah, kemampuan berkomunikasi dan bekerja dalam kelompok,  (Drew, C.November 11, 2022).

Terdapat 5 sintak dalam metode PBL yaitu
(1) orientasi masalah  
(2) mengorganisasi
(3) membimbing penyelidikan
(4) mengembangkan dan menyajikan hasil
(5) menganalisis dan mengevaluasi proses pemecahan masalah.

Grafik dalam kimia
Secara umum grafik dapat dibagi menjadi 2 yaitu grafik untuk deskripsi dan grafik untuk prediksi. Grafik untuk deskripsi digunakan dalam penyajian data sehingga lebih mudah untuk dipahami, namun grafik jenis ini tidak memungkinkan untuk melakukan ekstrapolasi. Sebaliknya grafik jenis prediksi memungkinkan untuk melakukan ekstrapolasi berdasarkan data yang ada.

Dalam kimia, peserta didik umumnya memandang grafik sebagai alat untuk menunjukan hasil eksperimen. Jika dalam matematika grafik umumnya berupa suatu fungsi, dalam kimia, grafik hasil percobaan akan melibatkan galat yang terjadi selama percobaan, dan karenanya maka data-data hasil percobaan bukan merupakan titik-titik yang dapat dihubungkan untuk mendapatkan fungsi seperti dalam matematika (Emily Rose Seeber, 2019).

Kalorimetri reaksi netralisasi
Kalorimetri adalah metode untuk menentukan entalpi reaksi dengan menggunakan kalorimeter. Sedangkan Kalorimeter adalah alat untuk membuat kondisi semi terisolasi dan dipakai untuk menentukan perubahan kalor. Alat disamping adalah kalorimeter sederhana yang dibuat dari 2 buah gelas plastik.

Raksi antara asam cuka dengan NaOH adalah reaksi netralisasi. Dimana reaksi yang terjadi adalah
                            CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O

Secara umum reaksi netralisasi adalah reaksi eksotermis, yang artinya suhu larutan akan meningkat karena menerima energi dari sistem (reaksi). Kalor (q) hasil reaksi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :
                                                    q = m. c. 𝜟T
namun sering dipakai asumsi bahwa massa jenis larutan sama dengan massa jenis air sehingga total volume dalam kalorimeter sama dengan massanya, maka persamaannya dapat ditulis lagi sebagai
                                                  q = V. c. 𝜟T
Dimana v adalah volume total (ml) larutan dalam kalorimeter, c = kapasitas kalor (J / ml  oC   ) dan     𝜟T adalah perubahan suhu yang terjadi karena reaksi.

Hasil Penelitian

Berdasarkan hasil analisis pre-test dan post-test (terlampir) yang dilakukan dengan t-test paired two sample for means didapatkan perbedaan yang cukup signifikan terhadap kemampuan berpikir kritis dan kemampuan peserta didik dalam menggambar grafik.

Sedangkan berdasarkan metode N-gain didapatkan 4 peserta didik dengan peningkatan yang sedang dan 15 peserta didik dengan peningkatan yang tinggi. Hal ini menunjukan proses PBL yang dilakukan cukup dapat meningkatkan kemampuan peserta didik dalam mengambar grafik.

Sedangkan ketuntasan peserta didapatkan 16 orang yang sudah tuntas dan 3 orang yang masih belum tuntas, sehingga didapatkan persen ketuntasan sebesar 84,21%
               

Di buat sendiri

Dari hasil penilaian keterampilan didapatkan semua peserta didik dapat melakukan percobaan dengan baik. Namun ada beberapa peserta didik yang masih mengalami kesulitan dalam komponen-komponen menggambar grafik (data di Refleksi guru)
                       

Di buat sendiri

Dari penilaian gotong royong dari 19 peserta didik didapatkan 11 orang dapat bergotong royng dengan sangat baik, 7 orang dapat bergotong royong dengan baik dan 1 orang yang cukup mampu dalam bergotong royong.

screenshot-2023-12-27-091339-658b886c12d50f30687c40d2.png

Di buat sendiri

Hal ini menunjukan bahwa pembelajaran berbasis PBL dapat dipakai untuk meningkatkan kemampuan peserta didik dalam membuat grafik (berpikir kritis), hal yang sama di ungkapkan oleh Elaine H. J dkk (2010) yaitu melalui PBL peserta didik selain mendapat pengetahuan tentang subject terkait, juga akan mendapatkan soft skill berupa berpikir kritis dan kolaborasi.

Guru juga memberikan umpan balik selama praktikum dimana terdapat beberapa poin penting yang perlu diperhatikan yaitu :

Ketelitian dapat ditingkatkan dengan memberikan penutup pada kalorimeter.

Jeda memasukkan NaOH tidak terlalu lama sehingga suhu larutan tidak turun.

Berdasarkan hasil refleksi peserta didik

• Semua peserta didik merasa terlibat aktif dalam diskusi dan bekerja dalam kelompok dengan baik, hal ini selaras dengan hasil penilaian gotong royong dari guru yang menunjukkan hanya 5,3% peserta didik yang mendapat predikat cukup.
• Semua peserta didik merasa dapat menghubungkan konsep entalpi netralisasi dan penentuan titik ekuivalen.
• Semua peserta didik merasa bersemangat dalam melakukan praktikum
• Hampir semua peserta didik merasa kesulitan dalam mengerjakan soal pre-test

Berdasarkan hasil refleksi guru

• Target terhadap gotong royong dan penentuan variable bebas dan variabel terikat sudah tercapai.
• Sedangkan untuk membuat ”line of best fit”, target masih belum tercapai, terutama dalam penentuan titik equvalen dari reaksi.
• Peserta didik sudah cukup bisa membuat skala grafik yang tepat dan sudah cukup bisa melakukan perhitungan entalpi reaksi, namun belum mencapai target.

Hal ini sesuai dengan pernyataan Fraser Scott (2022)  yang menyatakan bahwa peserta didik umumnya mengalami kesulitan dalam mengolah grafik karena tidak dapat menghubungkan data dengan pengetahuan awal yang relefan.

Kesimpulan 

Berdasarkan hasil penelitian, didapatkan bahwa dengan penggunaan metode PBL dapat membantu meningkatkan kemampuan peserta didik untuk membuat dan mengolah grafik.
Keterlibatan peserta didik dalam merancang, dan melakukan percobaan juga meningkatkan  semangat peserta didik dalam mengikuti pelajaran.

Daftar Pustaka

Drew, C. (November 11, 2022). 18 Problem-Based Learning Examples. Helpful Professor. https://helpfulprofessor.com/problem-based-learning-examples/

Elaine H. J dkk (2010), A problem shared – the Singapore experience, RSC Education, diakese tanggal 12 Desember 2023, diambil dari https://edu.rsc.org/feature/a-problem-shared-the-singapore-experience/2020085.article

Fraser Scott (2022), Making sense of graphs, RSC Education, diakses tanggal 12 Desember 2023, diambil dari https://edu.rsc.org/education-research/making-sense-of-graphs/4016583.

Nejla Gültepe. 2015. Reflections on High School Students’ Graphing Skills and Their conceptual Understanding of Drawing Chemistry Graphs. KURAM VE UYGULAMADA EĞİTİM BİLİMLERİ EDUCATIONAL SCIENCES: THEORY & PRACTICE. ISSN 1303-0485 eISSN 2148-7561. https://files.eric.ed.gov/fulltext/EJ1101172.pdf

Roslina; Andalia, Nurlena; A. G, Burhanuddin; Zulfajri, Muhammad. 2020. The Student Ability in Graph Understanding for Mastering Natural Science Concepts through the Process Skills Approach. International Journal of Instruction. e-ISSN: 1308-1470. https://files.eric.ed.gov/fulltext/EJ1270703.pdf