LAPORAN MINI RISET “MISKONSEPSI MATERI TERMODINAMIKA” KELOMPOK 2 : ALFINITA UTARI (4153321001) RIRIS MELINDA SIMANJUNTAK (4153321030) RISKA FATIMAH (4153321031) SERTINA NATALIA LUMBANTOBING (4153321037)
FISIKA EKSTENSI 2015 FISIKA SEKOLAH (Drs. J.B.Sinuraya)
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN MEDAN 2016/2017
KATA PENGANTAR Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan laoran mini riset mata kuliah Fisika Sekolah “ Miskonsepsi Pada Materi Termodinamika” tepat pada waktu yang telah ditentukan dosen mata kuliah. Mini riset ini merupakan tugas yang diberikan oleh dosen mata kuliah dengan tujuan mendalami pemahaman mahasiswa setiap materi pembelajaran yang akan dibahas pada setiap pertemuan. Dalam makalah ini memuat analisis miskonsepsi dari beberapa mahasiswa yang di uji. Data dan informasi diperoleh dengan metode membagikan angket soal kepada mahasiswa. Penulis mengucapkan terima kasih kepada bapak dosen Drs. J.B Sinuraya selaku dosen pengajar mata kuliah Fisika Sekolah. Kami menyadari bahwa dalam pembuatan mini riset ini masih terdapat banyak kekurangan – kekurangan. Untuk itu, penulis menerima kritik dan saran yang bersifat membangun dan semoga makalah ini dapat menambah wawasan informasi para pembaca terkhusus bagi penulis sendiri. Akhir kata kami mohon maaf apabila dalam pembuatan makalah ini terdapat kesalahan baik itu penulisan maupun penyusunan yang telah penulisan lakukan.
Medan, 12 Oktober 2016
Penulis
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR.......................................................................................... i DAFTAR ISI......................................................................................................... ii BAB I : PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG....................................................................................... 1 B. RUMUSAN MASALAH....................................................................................1 C. TUJUAN PENELITIAN.........................................................1 D. HIPOTESIS PENELITIAN................................................................................ 2 BAB II
: LANDASAN TEORITIS
BAB III : METODE PENELITIAN A. DESAIN PENELITIAN.......................................................... 8 B. SUBJEK PENELITIAN........................................................... 8 C. INSTRUMEN PENGUMPULAN DATA....................................... 8 D. METODE ANALISIS DATA .................................................. 8 BAB IV : HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. HASIL PENELITIAN........................................................ .... 9 B. PEMBAHASAN................................................................. .... 12 BAB V : PENUTUP A. KESIMPULAN.................................................................. .... 14 B. SARAN-SARAN................................................................. .... 14 DAFTAR PUSTAKA.................................................................... 14
BAB I PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG Fisika sebagai bagian dari IPA, merupakan salah satu mata pelajaran yang harus dipelajari oleh mahasiswa khususnya mahasiswa matematika dan ilmu pengetahuan alam. Salah satu pertimbangan fisika dipelajari adalah dimaksudkan sebagai wahana untuk mengolah, menalar, dan menyajikan hal yang terkait dengan engembangan dari yang dipelajari, serta mampu menggunakan metode sesuai dengan kaidah keilmuan dan menumbuhkan kemampuan berfikir yang berguna untuk memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari. Semakin berkembangnya teknologi dan sains, mahasiswa bukan hanya dituntut mempelajari ilmu pengetahuan yang ada melainkan juga diperlukan sistem pembelajaran sains. Sehingga dalam pembelajaran fisika tentunya mahasiswa harus terlebih dahulu mengetahui fakta – fakta maupun fenomena fisis yang akan mereka pelajari, sehingga mendapatkan pengalaman belajar dari fakta-fakta tersebut untuk memahami konsep-konsep fisika. Akan tetapi, mata pelajaran fisika banyak yang mencakup konsep-konsep yang abstrak, hal ini membuka peluang yang cukup besar bagi para mahasiswa untuk mengalami miskonsepsi. Dengan adanya miskonsepsi ini akan sangat menghambat pada proses penerimaan pengetahuan baru dalam diri mahasiswa, sehingga akan menghalangi keberhasilan mahasiswa dalam proses belajar lebih lanjut. Miskonsepsi atau salah konsep menunjuk pada suatu konsep yang tidak sesuai dengan pengertian ilmiah atau pengertian yang diterima para pakar dalam bidang itu. Miskonsepsi berkaitan dengan tingkat pemahaman mahasiswa dalam menangkap materi pelajaran yang berbeda-beda. Salah satu konsep fisika yang dialami banyak miskonsepsi oleh mahasiswa adalah pada materi Termodinamika. Berdasarkan hasil penelitian kami untuk mengidentifikasi miskonsepsi mahasiswa pada materi termodinamika dengan membagikan angket yang berupa soal yang berkaitan dengan materi tersebut. Berdasarkan angket tersebut menunjukkan bahwa dari 10 mahasiswa, sebanyak 3 orang mengalami miskonsepsi mengenai proses-proses yang dialami gas antara lain terdapat mahasiswa menyatakan bahwa pada proses adiabatik suhu gas akan naik, pada proses isotermis gas ideal memiliki perubahan nilai energi dalam ( perubahan energi dalamnya tidak sama dengan nol), dan sebagian lagi ada yang mengatakan bahwa besarnya usaha pada proses isokhorik tidak sama dengan nol. Data diatas menunjukkan bahwa hingga saat ini masih banyak ditemukan miskonsepsi mahasiswa pada materi Termodinamika. Salah satu penyebab adanya miskonsepsi tersebut diantaranya kesalahan dari buku bahan ajar. Pembelajaran dikelas sampai saat ini masih menggunakan buku-buku sebagai satu-satunya bahan ajar cetak konvensional. Bahan ajar tersebut hanya berisi ringkasan materi, contoh soal, dan latihan-latihan. Strategi pengorganisasian dan penyampaian isi di dalambahan ajar tersebut tidak terstuktur dengan baik. Materi yang disajikan dalam buku bahan ajar tersebut banyak yang bersifat abstrak dan rumit sehingga mahasiswa malas untu membacanya apalagi mempelajarinya. Mengatasi masalah diatas maka kami membuat
pengembangan bahan ajar yang berbeda berupa praktikum. Dengan praktikum membantu mahasiswa dapat menemukan pembuktian yang arahannya terstuktur dalam memahami materi yang diberikan. Penembangan dengan praktikum ini bertujuan untuk meminimalisir miskonsepsi pada materi Termodinamika. Berasarkan uraian yang telah dipaparkan diatas, maka akan dilakukan penelitian dengan judul “ Pengembangan Praktikum pada Mahasiswa untuk Meminimalisir Miskonsepsi Fisika”. B. RUMUSAN MASALAH Agar penelitian lebih terfokus, maka penulis membatasi variabel-variabel tersebut sebagai berikut : 1. Dalam penelitian ini, bahan ajar berupa praktikum yang dikembangkan hanya pada materi Termodinamika. 2. Penelitian ini hanya sampai pada uji coba produk secara terbatas, kemudian diteliti jumlah persentase hasil tes miskonsepsi. Adapun perumusan masalah tersebut adalah : 1. Apakah ada miskonsepsi pada siswa yang di uji dalam materi termodinamika? 2. Bagaimana cara mengatasi terjadinya miskonsepsi pada siswa yang di uji dalam materi termodinamika? 3. Seberapa banyak persentase miskonsepsi siswa pada pembelajaran dengan menggunakan Lembar Kerja Siswa ( LKS)? C. TUJUAN PENELITIAN Mengurangi atau menyelesaikan miskonsepsi yang terjadi pada mahasiswa dalam materi termodinamika D. HIPOTESIS PENELITIAN Adanya miskonsepsi yang terjadi pada mahasiswa dalam materi termodinamika.
BAB II LANDASAN TEORITIS BAB III METODE PENELITIAN A. DESAIN PENELITIAN Metode penelitian yang dilakukan pada mini riset ini adalah metode keterampilan sains, dimana metode ini merupakan metode pembelajaran yang cenderung menekankan pada pemberian pengalaman langsung untuk mengembangkan kompetensi dan menumbuhkan kemampuan berfikir. Pembentukan sikap ilmiah seperti ditunjukan oleh para ilmuawan sains dapat dikembangkan melalui keterampilan-keterampilan proses sains Pendekatan keterampilan proses adalah proses pembelajaran yang dirancang sedemikian rupa sehingga siswa menemukan fakta-fakta, membangun konsep-konsep dan teori-teori dengan keterampilan intelektual dan sikap ilmiah siswa sendiri. Keterampilan Proses Sains (KPS) adalah kemampuan siswa untuk menerapkan metode ilmiah dalam memahami, mengembangkan dan menemukan ilmu pengetahuan. Berikut langkah – langkah metode keterampilan sains : No Aspek Defenisi 1 Obvervasi Observasi adalah proses pengamatan dan pencatatan mengenai gerak-gerak yang dideteksi. 2
Pertanyaan
3
Hipotesis
Indikator 1. Menggunakan sebanyak mungkin indera. 2. Mengumpulkan atau menggunakan fakta yang relevan. Pertanyaan adalah ekspresi 1. Bertanya apa, bagaimana, dan keingintahuan seseorang mengapa akan sebuah informasi yang 2. Bertanya untuk meminta dituangkan dalam sebuah penjelasan kalimat tanya. 3. Mengajukan pertanyaan yang berlatar belakang hipotesis Hipotesis adalah jawaban 1. Mengetahui bahwa ada lebih sementara terhadap rumusan dari satu kemungkinan masalah penelitian dan penjelasan dari satu kejadian jawaban yang diberikan baru 2. Menyadari bahwa suatu berdasarkan teori dan belum penjelasan perlu diuji menggunakan fakta. kebenarannya dalam memperoleh bukti lebih banyak atau melakukan cara pemecahan masalah.
4
Prediksi
Prediksi sama dengan ramalan/ perkiraan.
1. Menggunakan pola-pola hasil pengamatan. 2. Mengemukakan apa yang mungkin terjadi pada
5
Investigasi
6
Interpretasi Atau penafsiran
7
Mengkomunikasikan
Penyelidikan dengan mencatat atau merekam fakta melakukan penelitian, percobaan dan sebagainya dengan tujuan memperoleh jawaban atas pertanyaan penyelidikan. Proses komunikasi melalui lisan atau gerakan antara dua atau lebih pembicara yang tak dapat menggunakan simbol yang sama baik secara simultan atau berurutan. Suatu proses dalam mana seseorang atau beberapa orang, kelompok dan masyarakat menciptakan menggunakan informasi agar terhubung dengan lingkungan orang lain.
keadaan yang belum diamati. 1.Mengajukan pertanyaanpertanyaan seputar permasalahan 2.Mengidentifikasi kelebihan dan kekurangan dari tiap-tiap data yang didapat 1. Menghubungkan hasil-hasil pengamatan. 2. Menemukan pola dalam suatu seri pengamatan. 3. Menyimpulkan 1.Memberikan/ menggambarkan data empiris hasil percobaan atau pengamatan dengan grafik atau tabel atau diagram. 2. Menyusun dan menyampaikan laporan secara sistematis. 3. Menjelaskan hasil percobaan atau penelitian. 4. Membaca grafik atau tabel diagram. 5. Mendiskusikan hasil kegiatan suatu masalah atau suatu peristiwa. 6. Mengubah bentuk penyajian.
B. SUBJEK PENELITIAN Subjek penelitian adalah 10 orang mahasiswa/mahasiswi dari gabungan beberapa kelas pendidikan fisika. C. INSTRUMEN PENGUMPULAN DATA Pada penelitian ini, instrument yang pilih yaitu jenis instrumen dengan bentuk kuesioner terbuka dan tertutup , dimana siswa memilih jawaban yang telah disediakan dan memberi alasan dari jawaban tersebut.
D.
METODE ANALISA DATA Teknik analisis data kuantitatif dilakukan sesuai dengan hasil kuesioner, sehingga analisis data yang digunakan dengan cara menelaah jawaban-jawaban yang dikumpulkan yang didapat dari subjek penelitian. Jawaban-jawaban tersebut diorganisir dan diidentifikasi untuk mencari miskonsepsi dari jawaban tersebut.
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Contoh soal – soal penilaian dengan metode keterampilan sains : 1) Mengobservasi Sejumlah gas ideal mengalami proses seperti gambar berikut.
Proses yang menggambarkan adiabatis dan isokhorik berturut-turut ditunjukkan pada nomor... A. 1 – 2 dan 3 – 4
D. 2 – 3 dan 1 – 2
B. 1 – 2 dan 4 – 5
E. 2 – 3 dan 3 – 4
C. 2 – 3 dan 1 – 2 Berikan alasan mengapa Anda memilih jawaban tersebut : Jawaban : E. 2 – 3 dan 3 – 4 Alasan : Proses Adiabatis adalah proses dimana tidak ada kalor masuk atau keluar. Ciri garisnya melengkung curam. Seperti garis 2 - 3. Proses Isokhorik adalah proses pada volume tetap. Garisnya yang tegak lurus sumbu V. Bisa 5 – 1 dan juga 3 - 4. Pilihan yang ada sesuai adiabatis dan isokhoris adalah 2 - 3 dan 3 - 4. 2) Mengajukan pertanyaan
A. B. C. D. E.
Grafik tekanan (P) terhadap volume (V) suatu gas dalam ruang tertutup. Bagian grafik yang menyatakan gas melakukan usaha pada lingkungan adalah… D-C C-B B-A A-D B-C
Berikan alasan mengapa Anda memilih jawaban tersebut : Jawaban : A. D-C Alasan : Proses AB dan proses DC merupakan proses isobarik. Proses AD dan proses BC merupakan proses isokhorik. Gas melakukan usaha pada lingkungan jika gas memuai sehingga volume ruang yang ditempati gas bertambah (proses DC). Lingkungan melakukan usaha pada gas jika gas menyusut sehingga volume ruang yang ditempati gas berkurang (proses BC). 3) Mengajukan Hipotesis Sejumlah gas ideal dengan massa tertentu mengalami pemampatan secara adiabatik. Jika W adalah kerja yang dilakukan oleh sistem (gas) dan DT adalah perubahan suhu dari sistem, maka berlaku keadaan .... (A) W = 0; DT >0 (B) W = 0; DT < 0 (C) W > 0; DT = 0
(D) W < 0; DT > 0 (E) W < 0; DT < 0
Berikan alasan mengapa Anda memilih jawaban tersebut : Jawaban :D. W < 0; DT > 0 Alasan : Karena ketermampatan , maka volume diperkecil yang mengakibatkan W < 0. Q = W + D U. Pada proses adiabatis Q = 0, sehingga 0 = W + D U - D U = - W. Karena W < 0, maka D U > 0, sehingga : D T > 0 4)Inferensi (menyimpulkan) Sejumlah gas pada suhu 7oC dan tekanan 1,0 x 105N/m2 dimampatkan secara isothermal sehingga volumenya menjadi sepertiga volume semula. Gas itu kemudian mengembang secara adiabatic ke volumenya semula. Jika = 1,40, hitung tekanan akhir gas. (A) 3,2 x 104Pa (D) 3,1 x 105 Pa 4 (B) 6,4 x 10 Pa (E) 6,4 x 105 Pa (C) 8 x 104Pa Berikan alasan mengapa Anda memilih jawaban tersebut : Jawaban : B. 6,4 x 104Pa Alasan : TA = (7 + 273) K = 280 K PA = 1,0 x 105 N/m2 VB = -VA. dan = 1,40
PC = ? Soal diatas dapat diilustrasikan sebagai berikut :
Proses A-B (Proses Isotermik): VA PA VA= PB VB PB = V B
PA
PB = 3 (1,0 x 105N/m2) = 3 x 105N/m Proses B-C (Proses Adiabatik): PB.VB=PC.VC
PC =
VB γ ¿ VC ¿
PB
1 3
PC =
V A 1,4 ¿ VA ¿
(3 x 105N/m2 )
PC = 6,4 x 104 Pa 5)Prediksi (meramalkan) Jika di anggap semua air terjun menjelma menjadi kalor, maka suhu air terjun setinggi100 meter adalah.... A.Di bagian atas lebih tinggi 0,24 ℃ daripada bagian bawah B. Dibagian atas lebih rendah 0,24 ℃ daripada bagian bawah C. Dibagian atas lebih tinggi 4,2 ℃ daripada bagian bawah D. Dibagian atas lebih rendah 4,2 ℃ daripadabagian bawah E. Dibagian atas dan bagian bawah sama besar Berikan alasan mengapa Anda memilih jawaban tersebut : Jawaban : B. Dibagian atas lebih rendah 0,24 ℃ daripada bagian bawah Alasan : g = 10 m/s2 cair = 1kal/gr ℃
= 4,2 J g-1 ℃
-1
= 4,2 x 103 J kg-1 ℃ Ep = Q mgh = m.c. ∆ t (10)(100) = (4,2 x 103) ∆ t ∆ t = 0,240
Energi potensial air di atas berubah menjadi energi panas dibagian bawah. 6) Clasifying (menggolongkan) Dari proses sebuah mesin dengan gas ideal yang digambarkan dalam diagram disamping, maka pernyataan yang benar ialah .... (1). proses dari A ke B adalah proses isokhorik (2). usaha yang dilakukandalam proses dari A ke B adalah 6 joule (3). pada proses dari B ke C kalor keluar 4). proses dari C ke A adalah proses isothermal Pernyataandiatas yang sesuaiadalah : (A) 1, 2 dan 3 (D) 4 (B) 1 dan 3 (E) semua salah (C) 2 dan 4 Berikan alasan mengapa Anda memilih jawaban tersebut : Jawaban : E Alasan : Proses – proses yang dialami gas ada 4, yaitu : Proses Isobarik Proses Isobarik adalah proses yang berlangsung pada tekanan tetap. Bila volume gas bertambah, berarti gas melakukan usaha atau usaha gas positif (proses ekspansi). Jika volume gas berkurang berarti pada gas dilakukan usaha atau usaha gas negatif (proses kompresi). Proses Isokorik Proses Isokorik adalah proses yang dialami oleh gas dimana gas tidak mengalami perubahan volume atau volume gas tetap. Oleh karena itu, usaha yang dilakukan oleh gas pada proses isokorik adalah nol. Proses Isotermis Proses isotermis adalah proses yang dialami oleh gas pada suhu tetap. Proses adiabatik Proses adiabatik adalah proses yang tidak ada kalor yang masuk atau keluar dari sistem ( gas) ke lingkungan. Hal ini dapat terjadi apabila terdapat sekat yang tidak menghantar kalor atau prosesnya berlangsung cepat. Jadi dari keterangan diatas maka :
(1) Pernyataan salah. Karena merupakan Proses adiabatik (2) Pernyataan salah. Karena Usaha dari A ke B merupakan proses Isokhorik W = 0 (3) Pernyataan salah. Karena pada proses itu kalor mempengaruh pada volume (4) Pernyataan salah. Karena ciri grafik isotermis adalah melengkung 7) Mengkomunikasikan Grafik antara tekanan gas Y yang massanya tertentu pada volume tetap sebagai fungsi dari suhu mutlak X adalah A. y
x
B.y
x C. y
x
D. y
x E. y
X Berikan alasan mengapa Anda memilih jawaban tersebut : Jawaban : A Alasan : Dari hukum Boyle-GayLussac : PV T
=c
untuk volum tetap ¿>¿
P T
=c
P = c.T jadi tekanan sebanding( berbanding lurus) dengan suhu mutlak T. Oleh karena suhu mutlak T berpangkat satu maka grafiknya haruslah berupa garis lurus.
