Pembelajaran Kimia Dengan Pendekatan Pemecahan Masalah

PEMBELAJARAN KIMIA DENGAN PENDEKATAN

PEMECAHAN MASALAH BERBANTUAN KOMPUTER

(Suatu Rancangan Pembelajaran Kimia Dengan Pendekatan Pemecahan Masalah Berbantuan Komputer Pada Materi Pokok Struktur Atom)

Oleh : Gede Putra Adnyana

1. Pendahuluan

Keberhasilan suatu pembelajaran dapat dilihat dari meningkatnya kemampuan belajar siswa secara mandiri. Sehingga pengetahuan yang dikuasai siswa adalah hasil belajar yang dilakukannya sendiri (Novak & Gowin, 1984; Arend, 2001 dalam Idris, 2005: 82). Oleh karena itu pendekatan pembelajaran hendaknya menciptakan dan menumbuhkan rasa dari tidak tahu menjadi mau tahu dan guru berperan sebagai pelatih dan fasilitator. Namun kenyataan di lapangan menunjukkan bahwa kemampuan belajar siswa secara mandiri masih rendah, terutama dalam kelompok mata pelajaran matematika dan ilmu pengetahuan alam. Hal ini, menyebabkan hasil belajar siswa pada kelompok mata pelajaran MIPA, termasuk di dalamnya mata pelajaran kimia, relatif rendah.

Mata pelajaran kimia oleh sebagian siswa masih dianggap sebagai pelajaran yang sulit dipahami. Hal ini karena, banyak konsep-konsep kimia yang bersifat abstrak dan merupakan mata pelajaran yang secara khusus baru dipelajari pada tingkat SMA. Akibatnya, minat dan motivasi siswa untuk mempelajari ilmu kimia rendah. Kondisi ini bermuara kepada kualitas proses pembelajaran dan hasil belajar siswa pada mata pelajaran kimia cendrung rendah. Beberapa hasil penelitian menunjukkan bahwa kesulitan siswa dalam belajar kimia secara bermakna, disebabkan oleh rendahnya kualitas pemahaman terhadap konsep dasar kimia (Pickering, 1990; Sawrey, 1990; Stavy, 1988; Griffith and Preston, 1989; Friedel dan Maloney, 1992 dalam Kirna, 2002). Kesulitan belajar ini berpengaruh langsung maupun tidak langsung terhadap minat dan motivasi belajar kimia.

Rendahnya kualitas proses pembelajaran dan hasil belajar kimia juga diakibatkan adanya anggapan keliru dari sebagian guru bahwa pengetahuan dapat dipindahkan secara utuh dari pikiran pengajar (guru) kepada pebelajar (siswa). Implikasinya, dalam kegiatan belajar mengajar, guru mendominasi dengan metode ceramah dan kurang mengaitkan materi pelajaran yang diberikan dengan pengetahuan yang dimiliki siswa. Bahkan, masih banyak ditemukan adanya guru yang tidak memiliki kemampuan untuk menggunakan teknologi sebagai media pembelajaran, seperti komputer. Di samping itu, strategi penyajian materi oleh guru yang terlalu berorientasi kepada materi yang tercantum dalam kurikulum dan kurang dihubungkan dengan isu-isu sosial dan teknologi maupun permasalahan yang ada di masyarakat yang berkaitan dengan materi yang dibahas, juga mempengaruhi kualitas proses pembelajaran. Implikasinya, siswa kurang mampu mengaplikasikan ide atau pengetahuan yang sudah dimiliki pada berbagai situasi yang dihadapi. Kondisi ini meyebabkan pembelajaran kimia menjadi tidak bermakna bagi siswa, serta menurunkan minat dan motivasi belajar siswa.

Pembelajaran yang dirancang tersebut disesuaikan dengan situasi dan kondisi sekolahnya, sehingga pembelajaran menjadi bermakna dan kontekstual, artinya menyentuh langsung dalam kehidupan nyata sehari-hari. Salah satu model pembelajaran yang dapat diterapkan adalah pembelajaran dengan pendekatan masalah (problem solving). Model problem solving adalah alternatif model pembelajaran inovatif yang dikembangkan berlandaskan paradigma konstruktivistik. Esensi dari model pembelajaran tersebut adalah adanya reorientasi pembelajaran dari semula berpusat pada pengajar menjadi berpusat pada pebelajar. Model problem solving memberikan peluang pemberdayaan potensi berpikir pebelajar dalam aktivitas-aktivitas pemecahan masalah dan pengambilan keputusan dalam konteks kehidupan dunia nyata yang kompleks (Santyasa, 2004). Model problem solving dapat dilaksanakan dengan lima langkah pembelajaran, yaitu: (1) membaca dan berpikir (2) mengeksplorasi dan merencanakan pemecahan, (3) menseleksi strategi pemecahan, (4) menemukan jawaban, dan (5) refleksi dan perluasan terhadap hasil pemecahan. Untuk mendukung efektivitas pembelajaran dengan pendekatan masalah, maka dapat menggunakan berbagai media dan sumber belajar. Oleh karena itu guru dapat menggunakan berbagai sumber belajar, misalnya dari berita di surat kabar, majalah, radio, televisi, internet, dan dari lingkungan sekitar (Binadja, 1998 dalam Citrawathi, 2003).

Berkaitan dengan hal tersebut, maka guru berkewajiban merancang pembelajaran yang dapat meningkatkan keterlibatan siswa dalam proses pembelajaran. Pembelajaran yang kreatif dan inovatif tersebut hendaknya sinergis dengan paradigma baru dalam dunia pendidikan yang berorientasi kompetensi. Oleh karena itu penerapan komputer sebagai alat Bantu dalam pembelajaran merupakan salah satu kreativitas dan inovasi dalam pembelajaran. Melelaui penerapan media komputer, materi yang bersifat abstrak dapat divisualisasikan sehingga salah satu penyebab kesulitan belajar kimia, yaitu materi yang bersifat abstrak dapat diatasi. Di lain pihak melalu pembelajaran berbantuan komputer siswa mulai mendekatkan diri dan lebih terbiasa dengan teknologi informasi, komunikasi, dan komputer. Siswa dapat belajar baik secara mandiri maupun kooperatif dalam menggali suatu pengetahuan. Dalam hal ini, tanggung jawab belajar berada pada diri siswa, tetapi guru bertanggung jawab untuk menciptakan situasi yang mendorong prakarsa, motivasi dan tanggung jawab siswa untuk belajar sepanjang hayat (Depdiknas, 2002). Oleh karena itu peranan guru lebih bertindak sebagai mediator, fasilitator, dan motivator.

Pembelajaran berbantuan komputer pada mata pelajaran kimia, diimplementasikan pada pembelajaran materi pokok Struktur Atom. Materi pokok ini disajikan pada mata pelajaran kimia di kelas XI, program Ilmu Alam pada semeseter ke-1 (gasal). Pemilihan materi ini, karena Struktur Atom merupakan materi pokok yang cendrung bersifat abstrak. Disamping itu materi Struktur Atom tidak dapat dilaksanakan dengan kegiatan eksperimen laboratorium. Pembelajaran untuk materi pokok ini, sering dilaksanakan dalam bentuk ceramah atau informasi. Akibatnya, pembelajaran kimia kehilangan daya tariknya dan lepas relevansinya dengan dunia nyata yang seharusnya menjadi objek ilmu pengetahuan tersebut. Untuk itu perlu adanya inovasi dan kreativitas pendidik dalam merencanakan pembelajaran, sehingga mampu menumbuhkembangkan motivasi dan rasa ingin tahu siswa. Beberapa hal yang perlu diperhatikan pada pembelajaran kimia yang sesuai dengan karakteristik (ciri) ilmu kimia, yaitu 1) pembelajaran kimia harus menarik, 2) mengikuti hirarki peningkatan konsep dengan contoh sehari-hari agar persyaratan prior knowledge pada konstruktivisme dipenuhi, 3) dapat digunakan untuk memahami berita-berita mutakhir tentang iptek dengan kimia dalam media masa, 4) melibatkan siswa secara aktif selama pembelajaran sehingga menyeimbangkan antara proses dan content, 5) merangsang rasa ingin tahu untuk mencari dan belajar sendiri, 6) menekankan pada pengertian dan bukan ingatan atau hafalan, 7) harus terpadu, seperti kimia fisik, anorganik, analitik, organik, dan biokimia, 8) materi ajar kimia harus lengkap, ekstensif dan menyeluruh, dan 9) bentuk asesmen disesuaikan dengan bahan ajar dan lebih berorientasi pada pemecahan masalah terpadau (Depdiknas, 2000: 50).

Oleh karena itu pemanfaatan media komputer sebagai alat Bantu dalam pembelajaran menjadi sangat relevan dalam rangka meningkatkan kualitas pembelajaran. Melalui pembelajaran kimia berbantuan komputer, maka dapat mendekatkan ilmu kimia dengan teknologi informasi, komunikasi, dan komputer. Hal ini karena disinyalir produk lembaga pendidikan (sekolah) selalu GATEK (gagap teknologi). Di lain pihak melalui pembelajaran kimia berbantuan komputer dapat meningkatkan minat belajar siswa, karena pada umumnya model pembelajaran yang baru selalu mampu meningkatkan kegairahan siswa dalam belajar. Hal ini sesuai dengan pendapat Jordan E Ayan (2002) yang menyatakan bahwa dalam proses pembelajaran, cara dan gaya baru yang disajikan kepada siswa, pada umumnya menimbulkan rasa ingin tahu siswa. Rasa ingin tahu mendorong seseorang untuk menyelidiki bidang baru atau mencari cara mengerjakan sesuatu dengan lebih baik.

2. Pembelajaran Kimia dengan Pendekatan Pemecahan Masalah

Pembelajaran dengan pendekatan pemecahan masalah merupakan salah satu alternatif pembelajaran untuk menuntun siswa belajar yang berorientasi kepada ilmu pengetahuan dan teknologi serta lingkungan sehingga mampu memecahkan permasalahan dalam kehidupan sehari-hari. Dalam pembelajaran kimia, keterampilan proses harus dikembangkan yaitu dengan mencoba melakukan sendiri oleh siswa dan menghubungkan ilmu kimia dengan kehidupan nyata. Beberapa kegiatan  mandiri yang penting dalam pembelajaran kimia, diantaranya melihat sendiri, membaca sendiri, mengerjakan sendiri, dan melatih sendiri (Depdiknas, 2000: 54). Dalam hal ini, penerapan pendekatan pemecahan masalah pada pembelajaran kimia dapat mengakses kesemua kegiatan tersebut.

Penerapan pendekatan pemecahan masalah dalam pembelajaran kimia dilakukan karena terdapat kecendrungan bahwa pembelajaran kimia dilakukan lebih dominan kepada aspek pemahaman konsep dan mengabaikan aspek kerja ilmiah. Pendekatan pembelajaran yang diimplementasikan di kelas kurang menampakkan prosedur dan struktur kegiatan yang menunjang pendekatan pembelajaran yang berorientasi pada siswa aktif dan dibuat aktif, karena tidak menunjukkan tahap-tahap pembelajaran yang memungkinkan siswa memperoleh, mengenal, memahami, dan mengaplikasikan konsep secara bermakna. Oleh karena itu diperlukan suatu model pembelajaran kimia yang lebih berorientasi kepada aktivitas siswa sehingga mampu mengembangkan kompetensi kerja ilmiah di satu pihak dan kompetensi pemahaman konsep siswa di pihak lain.

Untuk menerapkan pembelajaran dengan pendekatan pemecahan masalah, maka disusunlah lembar kerja siswa sebagai panduan belajar. Lembar kerja siswa ini berisikan tentang permasalahan-permasalahan aktual di masyarakat, serta pemanfaatan lingkungan sekitar sebagai media dan sumber belajar. Dengan lembar kerja siswa ini diharapkan dapat memotivasi siswa belajar, mengatasi kesulitan-kesulitan belajar, memberikan latihan yang cukup, dan mendekatkan ilmu kimia dengan lingkungan sehingga dapat mengubah paradigma siswa dari ilmu kimia yang abstrak menjadi konkrit, ilmu kimia yang teoritis menjadi aplikatif, dan ilmu kimia yang sulit menjadi mudah, serta ilmu kimia yang lepas relevansinya dengan dunia nyata menjadi ilmu kimia yang kontekstual, serta mampu meningkatkan kompetensi kerja ilmiah dan pemahaman konsep siswa.

Lembar kerja siswa yang digunakan dalam pembelajaran dengan pendekatan pemecahan masalah merupakan salah satu media pembelajaran yang dapat digunakan untuk menyalurkan pesan (massage), merangsang pikiran, perasaan, perhatian, dan kemauan siswa sehingga dapat mendorong proses belajar. Melalui lembar kerja siswa ini, maka siswa dituntun untuk belajar bagaimana cara belajar sehingga diperoleh pengalaman belajar yang bervariasi. Menurut Gagne dan Briggs (1979) dalam Muhammad Ali (2000), disebutkan bahwa media sangat penting sebagai alat untuk merangsang proses belajar.

Berdasarkan kerucut pengalaman Edgar Dale, disebutkan bahwa pengalaman yang paling tinggi nilainya adalah direct purposeful experience, yaitu pengalaman yang diperoleh dari hasil kontak langsung dengan lingkungan, objek, binatang, manusia dan sebagainya, dengan cara melakukan perbuatan langsung (Muhammad Ali, 2000: 90). Sedangkan verbal symbol yang diperoleh melalui penuturan dengan kata-kata merupakan pengalaman belajar yang paling rendah tingkatannya. Oleh karena itu, agar pembelajaran dapat memberikan pengalaman yang lebih berarti bagi siswa, maka perlu dirancang model pembelajaran yang dapat membawa siswa kepada pengalaman yang lebih konkrit.

Dalam pembelajaran kimia dikenal beberapa pendekatan yang pernah dan dapat digunakan. Pendekatan tersebut diantaranya 1) penguasaan konsep dan keterampilan proses (misalnya melalui konstruktivisme), 2) penyelesaian masalah (perumusan, cara penyelesaian dan hasil penyelesaian masalahnya), 3) lingkungan (dengan karya wisata), 4) induktif dan deduktif (melalui metode ilmiah), 5) sejarah (melalui penelusuran biografi para kimiawan), dan 6) pengungkapan nilai-nilai, motto, dan anekdot (Depdiknas, 2002: 55). Berkaitan dengan hal tersebut, maka pembelajaran kimia dengan pendekatan pemecahan masalah dapat mengintegrasikan beberapa pendekatan tersebut secara simultan.

Pembelajaran kimia dengan pendekatan pemecahan masalah merangsang siswa untuk mengkonstruksi pengetahuannya melalui pengamatan, analisis terhadap kondisi lingkungan di sekitarnya dan melakukan demonstrasi atau percobaan. Kondisi ini dapat dijadikan indikasi bahwa pendekatan penguasaan konsep dan keterampilan proses (konstruktivisme), juga dapat diimplementasikan melalui pembelajaran kimia. Setelah selesai melaksanakan analisis terhadap gejala atau fenomena dan demonstrasi atau percobaan, siswa dituntut untuk membuat laporan hasil percobaan. Hal ini berarti siswa dituntut menerapkan metode ilmiah dalam pembuatan laporan. Dengan demikian pendekatan induktif dan deduktif juga dapat diimplementasikan dalam pembelajaran tersebut.

Pembelajaran kimia dengan pendekatan pemecahan masalah, terdiri dari beberap langkah, yaitu 1) membaca dan berpikir, 2) eksplorasi, 3) seleksi strategi, menemukan jawaban, dan 5) refleksi dan perluasan (Santyasa, 2004), seperti gambar berikut:

Pembelajaran kimia dengan pendekatan pemecahan masalah, menuntut siswa untuk melakukan penyelesaian persoalan secara nyata dan terus tertantang untuk berpikir kreatif. Kondisi ini sangat mendukung terciptanya proses saintifik. Dalam sains sesungguhnya dapat ditemukan metode saintifik, proses saintifik, dan produk saintifik (Depdiknas, 2002: 58). Metode saintifik pada umumnya meliputi perancangan percobaan, mengumpulkan dan menganalisis data, serta menarik kesimpulan. Dalam proses saintifik terdapat dua keluaran, yaitu keterampilan dan sikap saintifik. Keterampilan saintifik meliputi observasi, interpretasi, prediksi (inter-ekstrapolasi), manipulasi, aplikasi perencanaan penelitian, pengajuan pertanyaan dan komunikasi ilmiah. Sedangkan produk saintifik meliputi fakta, konsep, prinsip, teori dan hukum. Oleh karena itu pembelajaran kimia dengan pendekatan pemecahan masalah berpotensi efektif untuk meningkatkan kompetensi kerja ilmiah dan pemehaman konsep siswa.

Penerapan pembelajaran dengan pendekatan pemecahan masalah juga dapat mengoptimalkan pengalaman belajar, seperti pengalaman mengamati, mencatat data, dan melakukan penelitian. Keadaan ini mendorong aksi dan refleksi pada siswa, untuk segera tanggap dengan situasi pembelajaran yang baru. Pembelajaran yang melibatkan seluruh indera akan lebih bermakna dibandingkan dengan satu indera saja (Gordon Dryden dan Jeannette Vos, 2002). Pada pembelajaran konvensional, aktivitas seperti itu tidak dapat ditemukan, sehingga pengalaman belajar siswa kurang mendukung terhadap kualitas proses dan hasil belajar siswa

3. Rancangan Pembelajaran Struktur Atom dengan Pendekatan Pemecahan Masalah Berbantuan Komputer

3.1 Rancangan Kegiatan

Pembelajaran kimia pada materi pokok Struktur Atom berbantuan komputer dilaksanakan pada siswa kelas XI program Ilmu Alam semester ke-1 (gasal). Kegiatan pembelajaran ini dilaksanakan dalam 10 x 45 menit (4 x tatap muka). Kegiatan pembelajaran terdiri dari beberapa langkah, yaitu 1) membaca dan berpikir, 2) eksplorasi (berbantuan komputer), 3) seleksi strategi (kooperatif), 4) menemukan jawaban, dan 5) refleksi dan perluasan.

3.2 Langkah-Langkah Pelaksanaan Kegiatan

a) Perencanaan

Langkah-langkah dalam perencanaan tindakan adalah mengkaji materi atau bahan ajar dan mempersiapkan rencana pembelajaran dengan pendekatan pemecahan masalah berbantuan komputer, dan rencana pembentukan kelompok dalam pembelajaran kooperatif.

b) Tindakan

Adapun langkah-langkah Pembelajaran Kimia dengan Pendekatan Pemecahan Masalah Berbantuan Komputer, sebagai berikut:

Langkah	Aktivitas Siswa
1. Membaca dan Berpikir
2. Eksplorasi
3. Seleksi Strategi
4. Menemukan Jawaban
5. Refleksi dan Peluasan

c) Kegiatan Pembelajaran pada Tatap Muka Pertama dan Kedua

Kegiatan awal (membaca dan berpikir); (30 menit)

Kegiatan inti (Eksplorasi, Seleksi Strategi, dan Menemukan Jawaban) (150 menit)

Kegiatan penutup (Refleksi dan Peluasan) (45 menit)

d) Kegiatan Pembelajaran pada Tatap Muka Ketiga  dan Keempat

Kegiatan awal (membaca dan berpikir); (30 menit)

Kegiatan inti (Eksplorasi, Seleksi Strategi, dan Menemukan Jawaban) (150 menit)

Kegiatan penutup (Refleksi dan Peluasan) (45 menit)

a) Observasi dan Evaluasi

Selama pembelajaran berlangsung, pendidik melakukan observasi terhadap strategi pembelajaran yang diterapkan dan melakukan perekaman terhadap proses belajar mengajar yang berlangsung. Variabel-variabel yang diamati seperti, aktivitas dan motivasi siswa belajar. Evaluasi dilakukan terhadap hasil belajar siswa, yaitu dengan memberikan tes hasil belajar siswa setalah tatap muka ke-2 dan tatap muka ke-4.

4.  Penutup

Melalui pembelajaran kimia dengan pendekatan pemecahan masalah berbantuan komputer, diharapkan dapat diwujudnyatakan peningkatan kualitas pembelajaran. Beberapa aktivitas pembelajaran yang diharapkan muncul, antara lain: 1) Siswa berinteraksi dengan siswa lain, baik dalam kelompok maupun antarkelompok sangat tinggi, tanpa ada kesan terpaksa, dan sangat bersemangat; 2) Siswa berinteraksi dengan guru lebih sering, terutama menanyakan komponen-komponen komputer yang belum diketahui dengan jelas, sehingga hubungan guru dengan siswa menjadi lebih dekat dan cukup akrab; 3) Suasana kelas terlihat hidup, bergairah, dan penuh dengan aktivitas siswa sehingga menimbulkan suasana menyenangkan; 4) Siswa mengkonstruksi pengetahuannya sendiri melalui pengamatan, mencoba, dan pengalaman serta telaah kepustakaan (sesuai dengan konstruktivisme); 5) Pengetahuan yang diperoleh siswa sangat optimal, tidak hanya sebatas pada pengetahuan guru, tetapi dapat lebih luas sesuai dengan tingkat kemampuannya; 6) Mengubah paradigma siswa tentang mata pelajaran kimia yang bersifat teoritis, abstrak, dan tidak menyenangkan menjadi kimia yang bersifat kontekstual dan menyenangkan.

DAFTAR PUSTAKA

Ayan, Jordan E. 2002. Bengkel Kreativitas: 10 Cara Menemukan Ide-ide Pamungkas. Penerjemah : Ibnu Setiawan. Bandung: Kaifa

 Citrawathi, Desak Made. 2003. Penerapan Suplemen Bahan Ajar Berwawasan Sains-Teknologi-Masyarakat Dengan Menggunakan Pendekatan Konstruktivisme Dalam Pembelajaran Biologi Untuk Meningkatkan Literasi Sains Dan Teknologi Siswa SMUN 1 Singaraja (Jurnal Pendidikan Dan Pengajaran No. 2 TH. XXXVI April 2003). IKIP Negeri Singaraja

 Depdiknas. 2000. Panduan Kurikulum Metode Alternatif Belajar/Mengajar Ilmu Pengetahuan Alam. Jakarta: Ditjen Dikdasmen Direktorat Dikmenum

Depdiknas. 2002. Kurikulum Berbasis Kompetensi. Jakarta: Puskur, Balitbang Depdiknas

Depdiknas. 2003. Kurikulum 2004 SMA: Pedoman Khusus Pengembangan Silabus Dan Penilaian Mata Pelajaran Kimia. Jakarta: Ditjen Dikdasmen Direktorat Dikmenum

 Dryden, Gordon dan Jeannette Vos. 2002. Revolusi Cara Belajar (The Learning Revolution): Belajar Akan Efektif Kalau Anda Dalam Keadaan “Fun” Bagian I: Keajaiban Pikiran. Penerj.: Ahmad Baiquni. Bandung: Kaifa

Idris, Jamaluddin. 2005. Analisis Kritis Mutu Pendidikan. Cet ke-1. Yogyakarta: Taufiqiyah Sa’adah & Suluh Press

Kirna, I Made. 2002. Penerapan Strategi Realita-Analogi-Diskusi Menggunakan Multimedia Untuk Meningkatkan Kualitas Pemahaman Siswa SMU Kelas I Semester I Tentang Konsep Partikel Materi, Zat Tunggal, Campuran, Atom, dan Molekul. (Laporan Penelitian). IKIP Negeri Singaraja

Muhammad Ali, H. 2000. Guru Dalam Proses Belajar Mengajar. Cetakan ke-10. Bandung: PT Sinar Baru Algensindo

Santyasa, I Wayan. 2004. Model Problem Solving Dan Reasoning Sebagai Alternatif Pembelajaran Inovatif. Makalah disajikan dalam Konvensi Nasional Pendidikan Indonesia V tanggal 5 – 9 Oktober 2004 di Surabaya.

Budi Jatmiko. 2004. Model-Model Pembelajaran (DI, Kooperatif, Dan PBI). Makalah disajikan pada seminar lokakarya FPMIPA IKIP Negeri Singaraja  tanggal 27 November 2004 di Singaraja

Janulis P. Purba. 2004. Pengembangan Dan Implementasi Pembelajaran Sains Menggunakan Pendekatan Pemecahan Masalah. Makalah disajikan dalam Konvensi Nasional Pendidikan Indonesia V tanggal 5 – 9 Oktober 2004 di Surabaya.

Nurhadi. 2005. Kurikulum 2004 (Pertanyaan dan Jawaban). Cet. Ke-2. Jakarta: PT Grasindo

Suma, Ketut. 2004. Pembelajaran Berbasis Masalah (Problem-Based-Learning). Makalah disajikan pada seminar lokakarya FPMIPA IKIP Negeri Singaraja  tanggal 27 November 2004 di Singaraja

Artikel Terkait: