24
1 1. Pendahuluan Sesuai dengan peraturan pemerintah, mengacu pada Undang-undang No. 20 Tahun 2003 tentang sistem pendidikan nasional, maka upaya untuk menyempurnakan kurikulum pendidikan sains ditekankan pada penggunaan metode kerja ilmiah, yang berarti metode ini harus diterapkan oleh semua guru pengajar ilmu sains (Matematika, Fisika, Kimia dan Biologi). Kurikulum ini disebut KTSP. Dalam KTSP pengetahuan bukanlah suatu kumpulan fakta atau konsep konsep yang harus dihafalkan, akan tetapi menjadi wahana bagi peserta didik untuk mempelajari diri sendiri dan alam sekitar, serta prospek pengembangan lebih lanjut dalam menerapkannya di dalam kehidupan sehari hari. Proses pembelajaran ditekankan pada pemberian pengalaman secara langsung untuk mengembangkan kompetensi peserta didik agar peserta didik menjelajahi dan memahami alam sekitar secara ilmiah. Dalam pembelajaran metode ilmiah dilakukan dengan urutan merumuskan masalah, membuat hipotesa, mengumpulkan data atau observasi, membuat analisa data, menarik kesimpulan dan menerapkannya untuk menciptakan suatu produk teknologi dan sikap ilmiah [8]. Pada saat mengikuti mata kuliah Program Pengenalan Lapangan (PPL) penulis sudah berusaha menerapkan KTSP, yaitu dengan menekankan pembelajaran pada terapan dikehidupan sehari hari. Akan tetapi ditemukan masalah ketika siswa dihadapkan pada sebuah terapan yang memiliki kompleksitas tinggi, misalnya pada suatu terapan yang di dalamnya terdapat beberapa konsep fisika sekaligus. Siswa sering mengalami kesulitan menjelaskan prinsip fisika apa saja yang ada diterapan tersebut. Karena ada masalah itulah maka beberapa metode pembelajaran dapat digunakan untuk menyelesaikan masalah tersebut. Salah satunya adalah Contecxtual Teaching and Learning (CTL) yang sifatnya mengaitkan antar konsep untuk menyelesaikan suatu problem [1]. Melalui penelitian ini akan dibahas, apakah metode CTL dapat membuat siswa mengaitkan antar konsep pada konteks roket air? Penelitian serupa sudah pernah dilakukan oleh Oktorisa Restu P.A yang membuat desain pembelajaran fisika dengan pendekatan CTL pada konteks sepeda [9]. Sedangkan pada penelitian ini akan dibuat desain pembelajaran CTL pada konteks roket air. Konteks roket air dipilih memuat beberapa konsep fisika, di antaranya tentang gerak, hukum kekekalan momentum dengan masa sistem yang berubah, tekanan dan sifat aerodinamis, apalagi akhir-akhir ini permainan roket air cukup mendapat perhatian dalam dunia pendidikan, misalnya belum lama ini diadakan beberapa perlombaan membuat roket air dari tingkat daerah, nasional, hingga internasional dalam Kompetisi Roket Air Internasional 2011 [3]. Adapun batasan masalah penelitian ini yaitu pembelajaran konsep fisika pada konteks roket air dengan level sekolah menengah atas, pembelajaran difokuskan pada faktor faktor yang mempengaruhi jarak jangkauan roket, bukan pada persamaan gerak

PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN PENDEKATAN …...dikonstruksi / dibangun. Pengetahuan bukanlah serangkaian fakta, konsep dan kaidah yang siap dipraktekkan, melainkan harus dikontruksi terlebih

  • Upload
    others

  • View
    6

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN PENDEKATAN …...dikonstruksi / dibangun. Pengetahuan bukanlah serangkaian fakta, konsep dan kaidah yang siap dipraktekkan, melainkan harus dikontruksi terlebih

1

1. Pendahuluan

Sesuai dengan peraturan pemerintah, mengacu pada Undang-undang No. 20 Tahun

2003 tentang sistem pendidikan nasional, maka upaya untuk menyempurnakan

kurikulum pendidikan sains ditekankan pada penggunaan metode kerja ilmiah, yang

berarti metode ini harus diterapkan oleh semua guru pengajar ilmu sains (Matematika,

Fisika, Kimia dan Biologi). Kurikulum ini disebut KTSP. Dalam KTSP pengetahuan

bukanlah suatu kumpulan fakta atau konsep – konsep yang harus dihafalkan, akan tetapi

menjadi wahana bagi peserta didik untuk mempelajari diri sendiri dan alam sekitar, serta

prospek pengembangan lebih lanjut dalam menerapkannya di dalam kehidupan sehari –

hari. Proses pembelajaran ditekankan pada pemberian pengalaman secara langsung

untuk mengembangkan kompetensi peserta didik agar peserta didik menjelajahi dan

memahami alam sekitar secara ilmiah. Dalam pembelajaran metode ilmiah dilakukan

dengan urutan merumuskan masalah, membuat hipotesa, mengumpulkan data atau

observasi, membuat analisa data, menarik kesimpulan dan menerapkannya untuk

menciptakan suatu produk teknologi dan sikap ilmiah [8].

Pada saat mengikuti mata kuliah Program Pengenalan Lapangan (PPL) penulis sudah

berusaha menerapkan KTSP, yaitu dengan menekankan pembelajaran pada terapan

dikehidupan sehari –hari. Akan tetapi ditemukan masalah ketika siswa dihadapkan pada

sebuah terapan yang memiliki kompleksitas tinggi, misalnya pada suatu terapan yang di

dalamnya terdapat beberapa konsep fisika sekaligus. Siswa sering mengalami kesulitan

menjelaskan prinsip fisika apa saja yang ada diterapan tersebut. Karena ada masalah

itulah maka beberapa metode pembelajaran dapat digunakan untuk menyelesaikan

masalah tersebut. Salah satunya adalah Contecxtual Teaching and Learning (CTL) yang

sifatnya mengaitkan antar konsep untuk menyelesaikan suatu problem [1].

Melalui penelitian ini akan dibahas, apakah metode CTL dapat membuat siswa

mengaitkan antar konsep pada konteks roket air? Penelitian serupa sudah pernah

dilakukan oleh Oktorisa Restu P.A yang membuat desain pembelajaran fisika dengan

pendekatan CTL pada konteks sepeda [9]. Sedangkan pada penelitian ini akan dibuat

desain pembelajaran CTL pada konteks roket air. Konteks roket air dipilih memuat

beberapa konsep fisika, di antaranya tentang gerak, hukum kekekalan momentum

dengan masa sistem yang berubah, tekanan dan sifat aerodinamis, apalagi akhir-akhir ini

permainan roket air cukup mendapat perhatian dalam dunia pendidikan, misalnya

belum lama ini diadakan beberapa perlombaan membuat roket air dari tingkat daerah,

nasional, hingga internasional dalam Kompetisi Roket Air Internasional 2011 [3].

Adapun batasan masalah penelitian ini yaitu pembelajaran konsep fisika pada

konteks roket air dengan level sekolah menengah atas, pembelajaran difokuskan pada

faktor –faktor yang mempengaruhi jarak jangkauan roket, bukan pada persamaan gerak

Page 2: PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN PENDEKATAN …...dikonstruksi / dibangun. Pengetahuan bukanlah serangkaian fakta, konsep dan kaidah yang siap dipraktekkan, melainkan harus dikontruksi terlebih

2

roket. Penelitian diharapkan dapat bermanfaat bagi guru, siswa dan pembaca. Bagi guru

akan sangat bermanfaat karena diberikan contoh RPP sebagai referensi untuk

melaksanakan CTL dalam kelas. Bagi siswa akan diberikan pengalaman baru agar anak

belajar secara kontekstual. Sedangkan bagi pembaca sendiri dapat digunakan sebagai

referensi untuk mengembangkan CTL pada konteks yang lain.

2. Dasar Teori

1) Contextual Teaching and Learning (CTL)

CTL adalah sebuah sistem belajar yang didasarkan pada filosofi bahwa seorang

pembelajar akan mau dan mampu menyerap materi pelajaran jika mereka dapat

menangkap makna dari pelajaran tersebut [1]. CTL dapat membantu siswa untuk

mengaitkan antar materi atau konsep yang mereka pelajari sehingga menjadi suatu

pemahaman yang utuh dan nyata dalam suatu konteks. Oleh Departemen Pendidikan

Nasional CTL dibagi menjadi 7 komponen yaitu:

1) Kontruktivisme

Kegiatan pendidikan menunjukkan bahwa ilmu tidak hanya dikonsumsi, tetapi

dikonstruksi / dibangun. Pengetahuan bukanlah serangkaian fakta, konsep dan

kaidah yang siap dipraktekkan, melainkan harus dikontruksi terlebih dahulu dan

dapat memberikan makna melalui pengalaman nyata. [1][5]

2) Inkuiri

Proses pembelajaran didasarkan pada proses mencari dan menemukan makna dari

apa yang dipelajari. Dalam proses inilah guru harus benar-benar menyiapkan

rencana pembelajaran yang dapat menuntun siswa untuk berfikir dan menemukan

secara sistematis. Langkah – langkah kegiatan unkuiri adalah : merumuskan

masalah, mengamati atau observasi, menganalisa data, dan menarik kesimpulan.

[1][5]

3) Bertanya aktif (Questioning)

Bertanya adalah salah satu cara untuk memunculkan interaksi di dalam kelas, baik

interaksi antara guru dan siswa, maupun antara siswa sendiri. Peran guru adalah

membantu menyiapkan instrument berupa pertanyaan-pertanyaan untuk

menggiring siswa mencapai suatu pemahaman tertentu. Selain berfungsi sebagai

alat untuk merefleksikan diri, siswa juga diberi kesempatan untuk bertanya, dan

mengeksplor rasa ingin tahunya dengan bertanya baik pada rekan maupun pada

guru pembimbing. [1][5]

4) Belajar dari masyarakat (learning Community)

Pembelajaran tidak selalu dilakukan oleh guru dan di lingkungan sekolah saja.

Belajar dapat dilakukan dimanapun dan dari siapapun anggota masyarakat. Misalnya

untuk mempelajari suatu keahlian, kita bisa belajar dari seseorang yang memang

berprofesi dan ahli dibidang tersebut. [1][5]

5) Pemodelan (modeling)

Page 3: PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN PENDEKATAN …...dikonstruksi / dibangun. Pengetahuan bukanlah serangkaian fakta, konsep dan kaidah yang siap dipraktekkan, melainkan harus dikontruksi terlebih

3

Pemodelan adalah memberikan gambaran atau contoh kepada siswa. Contoh dapat

diberikan secara langsung oleh guru atau menggunakan alat bantu seperti gambar,

video atau alat peraga. [1][5]

6) Refleksi (Reflektion)

Di akhir pelajaran, guru memberi waktu siswa untuk merenung dan mereflesikan

kembali dari apa yang sudah mereka dapat. Refleksi dapat dilakukan dengan

meminta siswa untuk menulis, apa yang telah mereka pelajari hari ini? Apakah ada

sesuatu yang baru yang didapat? Pengalaman yang telah didapat siswa akan

menjadi makna dari pembelajaran yang telah mereka lakukan. [1][5]

7) Penilaian nyata (authentic assessment)

Penilaian dilakukan oleh guru secara terintegtasi selama proses pembelajaran

mengacu pada indikator-indikator yang telah ditentukan. Ada tiga kelompok

penilaian yaitu afektif, kognitif dan psikomotorik. Jadi penilaian ditekankan pada

proses belajar bukan pada hasil belajar. [1][5]

2) Materi Fisika yang dipelajari melalui permainan roket air :

a) Tekanan (Penerapan Hukum Pascal)

Tekanan udara dalam roket dapat diartikan sebagai gaya dorong udara yang bekerja

pada suatu luasan permuakan di dalam roket. Maka dari itu tekanan dapat digambarkan

sebagai gaya-gaya yang bekerja dalam roket seperti pada gambar. Saat roket belum

diluncurkan tidak ada resultan gaya yang bekerja pada roket (ΣF=0). Setelah roket

diluncurkan muncul resultan gaya , hal ini terjadi karena gaya dorong pada dinding

bagian bawah roket berkurang. Seperti terlihat pada gambar 2.1 gaya dorong pada

dinding bagian bawah roket lebih sedikit dari gaya dorong pada dinding bagian atas

roket. Karena ada resultan gaya ke atas maka roketpun bergerak ke atas. [2][6]

Gambar 2.1. Gambar gaya yang bekerja pada dinding – dinding roket pada saat

sebelum dan sesudah diluncurkan.

b) Gaya Aksi Reaksi

Gaya aksi reaksi juga terjadi pada sistem roket. Syarat terjadinya gaya aksi reaksi

adalah bekerja pada dua benda yang berbeda, arahnya saling berlawanan dan sama

besar. Pada roket, gaya aksi reaksi dikerjakan oleh udara di dalam roket dan dinding

0F maF

Page 4: PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN PENDEKATAN …...dikonstruksi / dibangun. Pengetahuan bukanlah serangkaian fakta, konsep dan kaidah yang siap dipraktekkan, melainkan harus dikontruksi terlebih

4

roket. Ketika udara di dalam roket mendorong dinding roket maka muncul gaya

deformasi dari dinding roket yang mendorong udara di dalam roket. Gaya aksi reaksi

juga dapat menjelaskan mengapa roket dapat bergerak. Ketika roket diam maka

pasangan gaya aksi reaksi adalah sama besar. Akan tetapi ketika roket bergerak, muncul

percepatan ke atas yang menyebabkan gaya dorong udara pada pada dinding bagian

atas roket akan lebih besar dibanding gaya deformasinya, sedangkan pada dinding

bagian bawah roket terjadi sebaliknya gaya dorong udara pada dinding roket lebih kecil

disbanding gaya deformasinya. [2][6]

Gambar 2.2. Gaya aksi reaksi yang terjadi antara dinding roket dengan udara

c) Gerak Parabola

Lintasan roket air berbentuk parabola. Kecepatan awal v0 terhitung ketia air dalam

roket habis. Sehingga gerak parabola memiliki ketinggian awal y0 Gerak parabola

memiliki 2 komponen yaitu gerak pada sumbu x dan gerak pada sumbu y. Gerak pada

sumbu x merupakan gerak lurus beraturan (GLB) dan gerak ke arah sumbu y adalah

gerak lurus berubah beraturan (GLBB)

gambar 2.3. Lintasan gerak parabola pada roket

Kecepatan awal roket v0 di uraikan menjadi 2 komponen yaitu vx dan vy

vx dirumuskan sebagai cos0vvx ……………………………………………………………………….(3.1)

sehingga persamaan gerak kearah sumbu x menjadi tvx .cos0 …………………………(3.2)

Page 5: PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN PENDEKATAN …...dikonstruksi / dibangun. Pengetahuan bukanlah serangkaian fakta, konsep dan kaidah yang siap dipraktekkan, melainkan harus dikontruksi terlebih

5

0y

sedangkan vy dirumuskan sebagai sin0vv y ………………………………………………………(3.3)

sehingga persamaan geraknya menjadi

tgvv oy .sin……………………………………………………………………………………………………

(3.4)

Dan,

2

2

1.sin gttvyy oo

……………………………………………………………………...........(3.5)

Percepatan gravitasi bernilai negatif karena berlawanan dengan arah gerak roket. Untuk

mengetahui waktu yang diperlukan roket dari ketinggian y0 sampai menyentuh tanah,

gunakan persamaan (3.5) karena waktu yang dicari adalah waktu saat roket mencapai

tanah, maka nilai

2

2

1.sin0 gttvy oo

……………………………………………………………………………………….(3.6)

gunakan solusi persamaan kuadrat untuk mencari nilai t pada persamaan di atas.

a

acbbt

2

42

2,1

……………………………………………………………………………………………(3.7)

Kemudian subtitusikan nilai t yang diperoleh dari persamaan (3.6) pada persamaan x

(3.2) sehingga didapatkan jarak jangkauan roket x. Jarak total yang ditempuh roket

dapat dihitung dengan persamaan

xxxtotal 0

…………………………………………………………………………………………………………(3.8)

Pada penelitian ini tidak dibahas bagaimana cara mendapatkan persamaan lintasan awal

roket (y0, x0 dan s0) karena pembelajaran difokuskan pada konsep gerak parabolanya. [6]

d) Hukum Kekekalan Momentum

Roket air termasuk sistem bergerak yang mengalami perubahan kecepatan dan masa.

Kerangka acuan yang digunakan adalah bumi sebagai kerangka acuan. Jika masa roket

awal roket adalah M, masa roket setelah berkurang adalah M’ Perubahan masa ΔM

ditunjukkan oleh berkurangnya masa roket sebesar

MMM ' ………………………………………………………………………………………………..………….(4.1)

∆M bernilai negatif karena M’ < M. Sedangkan untuk kecepatan awal roket v, kecepatan

akhir roket v’, maka perubahan kecepatan yang dialami roket Δv adalah

Page 6: PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN PENDEKATAN …...dikonstruksi / dibangun. Pengetahuan bukanlah serangkaian fakta, konsep dan kaidah yang siap dipraktekkan, melainkan harus dikontruksi terlebih

6

vvv ' …………………………………………………………………………………………………………………(4.2)

Menurut hukum Newton II gaya eksternal Feks dirumuskan sebagai hasil kali masa m

dengan percepatan a

amFeks .……………………………………………………………………………………………..……………….

(4.3)

Dapat diturunkan menjadi persamaan lain untuk menyelesaikan persamalahan

momentum menjadi

t

vmFeks ……………………………………………………………………………………………………………..(4.4)

t

PFeks ………………………………………………………………………………………………………………..(4.5)

Jika momentum roket sebelum diluncurkan p adalah

Mvp ……………………………………………………………………………………………………………..(4.6)

dan momentum roket ketika diluncurkan p’ adalah

airMvvvMMp '……………………………………………………………………(4.7)

vair adalah kecepatan semburan air bernilai negatif karena arah geraknya berlawanan

terhadap arah gerak roketmaka, t

PPFeks

'

t

MvMvvvMMF air

eks

……………………………………………………(4.8)

t

Mvvv

t

vMF aireks ………………………………………………………………(4.9)

Bila ∆t dibuat mendekati 0 dan nilai t

Mkita ganti dengan

dt

dM , sedangkan ∆v dapat

di abaikan karena nilainya sangat kecil, maka persamaan menjadi :

dt

dMv

dt

dMv

dt

dvMF aireks …………………………………………………………………….(4.10)

dt

dMvvF

dt

dvM aireks ………………………………………………………………………….(4.11)

Besaran vvair merupakan kecepatan relatif masa yang ditolakkan terhadap bumi,

disebut juga vrel

Besaran dt

dMvrel merupakan gaya reaksi atau besarnya gaya dorong roket, sehingga

persamaan menjadi

dt

dMvFF releksroket ………………………………………………………………………….……………(4.12)

[6]

e) Prinsip Aerodinamis (Fluida Dinamis)

Page 7: PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN PENDEKATAN …...dikonstruksi / dibangun. Pengetahuan bukanlah serangkaian fakta, konsep dan kaidah yang siap dipraktekkan, melainkan harus dikontruksi terlebih

7

Sedangkan pada fluida yang bergerak tekanan dipengaruhi oleh kecepatan dan

rapat aliran fluida

Gambar 2.4. Gaya angkat pada sayap yang terjadi karena aliran udara disekitarnya

Sesuai dengan asas bernoulli yang menyatakan bahwa semakin besar kecepatan aliran

suatu fluida maka semakin kecil tekanannya, begitu pula sebaliknya semakin kecil aliran

fluida semakin besar tekanannya. Kecepatan aliran udara pada bagian atas sayap lebih

besar dari pada bagian bawahnya, ini menyebabkan tekanan pada bagian atas sayap

lebih kecil dari pada bagian bawahnya. Karena gaya berbanding lurus dengan tekanan.

Maka Gaya dorong yang dihasilkan oleh sayap F sebanding dengan luas permukaan

sayap A dikali dengan beda tekanan pada sisi-sisi sayap ΔP, dirumuskan dengan

PAF . Artinya semakin besar beda tekanan pada sisi – sisi sayap, semakin besar

gaya dorongnya. [6]

3. Metodologi Penelitian

Metode penelitian yang digunakan adalah Penelitian Tindakan Kelas (PTK). PTK

adalah penelitian yang dilakukan karena ditemukan suatu masalah di kelas, kemudian

masalah tersebut diteliti dan dicari penyelesaian masalahnya untuk kemudian

dipraktikkan langsung dikelas tersebut. Tujuan dari PTK adalah untuk memperbaiki dan

meningkatkan kualitas isi, masukan, proses dan hasil pembelajaran. Dalam penelitian ini

guru berperan sebagai peneliti dan murid sebagai sampel. Sampel yang digunakan

adalah siswa kelas XI SMA Kristen Indonesia Magelang pada tanggal 23 dan 27 Juli 2012.

PTK dilaksanakan dengan rangkaian siklus berulang sampai tujuan dari penelitian

tercapai. Model PTK menurut Kurt Lewin dibagi dalam perencanaan, tindakan,

pengamatan dan refleksi.

1. Perencanaan

Dalam tahap perencanaan dibuat alat pengumpul data berupa rencana pelaksanaan

pembelajaran (RPP), lembar observasi, soal evaluasi (post test), dan kuesioner.

2. Tindakan

Pada tahap ini, RPP diimplementasikan dalam pembelajaran dikelas. Pada akhir

pembelajaran dilakukan post test untuk mendapatkan umpan balik dari siswa.

Kemudian dibagikan kuesioner untuk mengetahui tanggapan siswa terhadap

metode pembelajaran yang digunakan.

F1

F2

P1

P2

v1

V2

v1>v2

P1<P2

Page 8: PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN PENDEKATAN …...dikonstruksi / dibangun. Pengetahuan bukanlah serangkaian fakta, konsep dan kaidah yang siap dipraktekkan, melainkan harus dikontruksi terlebih

8

3. Pengamatan

Selama proses pembelajaran berlangsung pengamatan dilakukan dan dibantu oleh

observer untuk mengisi lembar observasi.

4. Refleksi

Hasil post test akan dijadikan patokan tingkat keberhasilan pembelajaran. Jika 70%

siswa sudah memenuhi standar nilai maka pembelajaran dinyatakan berhasil.

Standar minimal nilai siswa adalah 70. Jika belum pembelajaran belum berhasil,

maka akan dilakukan siklus untuk memperbaki pembelajaran. Proses belajar

mengajar akan direkam dalam bentuk tulisan dan dianalisa secara deskriptif

kualitatif yang berarti menjelaskan hasil penelitian dengan cara mengumpulkan data

dan informasi untuk kemudian disusun dan dijelaskan tanpa menggunakan angka

dan statistik.

Gambar 3.1 skema pelaksanaan PTK

4. Hasil dan Pembahasan

A. Kegiatan Awal

Pelaksanaan pembelajaran diawali dengan menunjukkan roket air kepada siswa dan

meluncurkannya satu kali untuk menunjukkan kepada siswa bagaimana roket tersebut

dapat meluncur. Kemudian guru bertanya, “Apa yang menyebabkan roket dapat

meluncur?”. Sebagian besar siswa menjawab bahwa roket dapat meluncur karena ada

gaya dorong dari udara yang dipompakan ke dalam roket. Kemudian siswa kembali

ditanya, “Bagaimana gaya dorong udara bekerja pada roket, sehingga roket bisa

meluncur?”. Siswa sangat antusias berdiskusi dan menjawab pertanyaan dari guru

karena demonstrasi yang baru saja dilakukan menarik perhatian siswa. Siswa dibantu

menjawab permasalahan tersebut dengan menggunakan pertanyaan penggiring sampai

siswa dapat menggambarkan gaya-gaya apa saja yang bekerja pada roket dan

menentukan kemana arah resultan gayanya. Pada tahap ini siswa belajar

menggambarkan gaya – gaya yang bekerja pada roket dan menentukan arah resultan

gayanya.

Kemudian guru kembali mengajukan pertanyaan yang merupakan perumusan

masalah, “Faktor – faktor apa saja yang mempengaruhi jarak jangkauan roket?”. Siswa

diberi kebebasan untuk berhipotesa dan guru menuliskan jawaban mereka dipapan tulis.

Page 9: PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN PENDEKATAN …...dikonstruksi / dibangun. Pengetahuan bukanlah serangkaian fakta, konsep dan kaidah yang siap dipraktekkan, melainkan harus dikontruksi terlebih

9

Dan diperoleh hipotesa sebagai berikut : jarak jangkauan roket diantaranya dipengaruhi

oleh jumlah pompaan, sudut luncur roket, masa air, dan bentuk sayap roket. Untuk

meneliti kebenaran dari hipotesa tersebut maka perlu dilakukan percobaan.

B. Kegiatan Inti

Guru membagi siswa menjadi 4 kelompok, masing – masing kelompok akan meneliti

satu hipotesa yang telah diperoleh melalui percobaan. Kelompok 1 meneliti pengaruh

jumlah pompaan terhadap jarak jangkauan roket, kelompok 2 meneliti pengaruh sudut

luncur terhadap jarak jangkauan roket, kelompok 3 meneliti pengaruh masa air terhadap

jarak jangkauan roket, dan kelompok 4 meneliti pengaruh bentuk sayap terhadap jarak

jangkauan roket. Percobaan dilakukan dengan panduan LKS yang telah disiapkan untuk

masing – masing kelompok. Saat melakukan percobaan siswa berdiskusi dengan anggota

kelompoknya menentukan variabel bebas, variabel terikat dan kontrol. Setelah selesai

melakukan percobaan setiap kelompok diminta untuk menuliskan laporan singkat yang

berisi : tujuan, alat dan bahan, cara kerja, hasil percobaan, penjelasan percobaan

(berdasarkan teori fisika), kesimpulan. Setelah selesai melaksanakan percobaan dan

membuat laporan, masing – masing kelompok diminta mempresentasikan laporan

mereka didepan kelas. Setiap satu kelompok selesai mempresentasikan laporan mereka,

guru memberikan masukan dan pembelajaran sebagai konfirmasi untuk menyamakan

pemahaman siswa. Pembelajaran dilakukan sesuai dengan RPP yang terlampir pada

paper ini. Berikut adalah hasil presentasi dari masing – masing kelompok berserta

konfirmasi dari guru untuk percobaan masing – masing kelompok.

Percobaan 1

Tujuan : Menyelidiki pengaruh jumlah pompaan terhadap jarak jangkauan roket

Tabel 4.1. hasil percobaan kelompok 1

Percobaan ke - Jumlah pompaan (kali) Jarak Jangkau roket (m)

1 25 7

2 26 7,5

3 27 15,5

Dari percobaan 1, siswa dapat merancang percobaan untuk meneliti pengaruh

jumlah pompaan terhadap jarak jangkauan roket. Percobaan 1 dilaksanakan oleh

kelompok 1. Siswa melakukan percobaan dengan mengubah-ubah jumlah pompaan dan

mengukur jarak jangkau roket, sedangkan sudut luncur, masa air dan bentuk sayap

dibuat tetap. Siswa menggunakan sudut luncur 60°, masa air 200 ml, dan bentuk sayap

Page 10: PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN PENDEKATAN …...dikonstruksi / dibangun. Pengetahuan bukanlah serangkaian fakta, konsep dan kaidah yang siap dipraktekkan, melainkan harus dikontruksi terlebih

10

trapesium. Dari percobaan ini siswa mendapatkan data seperti tertulis pada tabel 4.1.

Dari hasil pengamatan tersebut siswa menyimpulkan bahwa semakin banyak jumlah

pompaan, maka semakin jauh jarak jangkauan roket. Kemudian guru memberikan

masukan terhadap percobaan kelompok 1, ternyata kelompok 1 mengalami kesalahan

dalam mengukur sudut elevasi. Mereka mengukur sudut elevasi bukan dari garis

horizontal melainkan dari garis vertikal seperti gambar dibawah ini. Akibatnya siswa

menuliskan sudut luncur sebesar 150° pada laporan mereka

Gambar4.1 (a) adalah cara mengkur sudut elevasi dari sumbu vertical. Gambar (b)

adalah cara mengukur sudut elevasi dari sudut horizontal

Untuk itu guru memberi masukan untuk memperbaiki data yang diperoleh, dengan

cara mengurangi sudut luncur dengan 90° sehingga diperoleh sudut luncur dari sumbu

horizontal. Cara mengukur sudut luncur yang benar sebenarnya sudah ada di LKS

(percobaan 2). Apalagi setiap kelompok mendapat LKS lengkap berisi semua percobaan.

Ini bisa terjadi karena siswa tidak membaca seluruh LKS terlebih dahulu dengan seksama

sebelum melakukan percobaan. Siswa terlalu asyik dengan kegiatan psikomotorik

sehingga tidak memperhatikan petunjuk tertulis di dalam LKS dengan teliti. Kemudian

guru memberikan pembelajaran mengenai hubungan tekanan dan gaya dorong roket

sesuai RPP. Hal ini dilakukan sebagai konfirmasi untuk menata konsep dan pemahaman

yang telah dibagun siswa melalui percobaan dan mengaitkan konsep fisika dengan

konteks yang baru saja mereka pelajari melalui percobaan. Dalam proses pembelajaran

dijelaskan bahwa semakin banyak udara yang dipompa ke dalam roket maka tekanan

udara didalam roket akan semakin besar, karena tekanan sebanding dengan gaya, maka

gaya dorong roket juga semakin besar. Hal ini yang menyebabkan jarak jangkauan roket

menjadi jauh.

Dari proses pembelajaran yang telah dilakukan oleh kelompok 1, dimulai dari

percobaan, membuat laporan dan presentasi dapat disimpulkan bahwa kelompok 1

sudah bisa merancang dan melaksanakan percobaan dengan baik, mereka dapat

berdiskusi dan menentukan variabel bebas, variabel terikat dan kontrol dalam

percobaan dengan benar. Mereka juga bisa menyimpulkan hasil percobaan didukung

dengan penjelasan yang benar.

(a) (b)

Page 11: PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN PENDEKATAN …...dikonstruksi / dibangun. Pengetahuan bukanlah serangkaian fakta, konsep dan kaidah yang siap dipraktekkan, melainkan harus dikontruksi terlebih

11

Percobaan 2

Tujuan : Menyelidiki pengaruh sudut luncur terhadap jarak jangkauan roket

Tabel 4.2. hasil percobaan kelompok 2

Percobaan

ke -

Sudut luncur diukur dari sumbu

horizontal (°)

Masa air (ml) Jangkauan roket (m)

1 0 600 4,5

2 30 400 5

3 55 400 6

4 90 400 1

Dari percobaan 2 siswa dapat merancang percobaan untuk meneliti pengaruh sudut

luncur terhadap jarak jangkauan roket. Percobaan 2 dilaksanakan oleh kelompok 2.

Siswa melakukan percobaan dengan mengubah-ubah sudut luncur roket dan mengukur

jarak jangkaunya, sedangkan jumlah pompaan, masa dan bentuk sayap dibuat tetap.

Siswa menggunakan jumlah pompaan 25 kali, masa air 400 ml, kecuali pada percobaan

pertama siswa menggunakan masa 600 ml dan bentuk sayap jajargenjang. Dari

percobaan ini siswa mendapatkan data seperti tertulis pada tabel 4.2. Dari hasil

pengamatan tersebut siswa menyimpulkan bahwa jarak jangkauan terjauh roket

dihasilkan oleh sudut 55°. Kemudian guru memberikan masukan terhadap percobaan

yang dilakukan oleh kelompok 2, ternyata kelompok 2 juga mengalami kesalahan dalam

mengukur sudut luncur seperti yang dilakukan oleh kelompok 1. Mereka mengukur

sudut luncur dari sumbu vertikal. Maka cara yang sama juga digunakan untuk

membetulkan sudut luncur yang diperoleh. Selain itu data ke- 1 dari kelompok 2 juga

salah karena bekerja dengan 2 variabel bebas yaitu sudut dan masa air, pada tabel

nampak masa air diubah dari 600 ml pada data pertama, menjadi 500 ml pada data

berikutnya, sehingga data ke-1 pada percobaaan ini tidak bisa dipakai karena siswa tidak

memperhatikan variabel masa air yang seharusnya dibuat tetap. Setelah ditanya

mengapa siswa membuat beda variabel masa pada pengambilan data pertama,

ternyata siswa memberikan masa air 600 ml pada data ke-1 hanya karena ingin

mencoba-coba saja. Sehingga data yang dipakai hanya data ke – 2, 3 dan 4. Jika

diperhatikan hasil pengamatan yang diperoleh siswa masih sangat kurang dan belum

bisa digunakan untuk mengambil kesimpulan, karena jumlah data terlalu sedikit,

sehingga masih belum pasti apakah sudut 55° yang menghasilkan jarak jangkauan

terjauh, atau masih ada kemungkinan jarak jangkauan terjauh diperoleh pada sudut

diantara 30° sampai 55 ° dan 55° sampai 90°. Saat ditanya mengapa siswa hanya

Page 12: PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN PENDEKATAN …...dikonstruksi / dibangun. Pengetahuan bukanlah serangkaian fakta, konsep dan kaidah yang siap dipraktekkan, melainkan harus dikontruksi terlebih

12

mengambil data 4 kali percobaan, mereka menjawab karena waktu yang diperlukan

untuk percobaan lama, dan sulit menggunakan alat serta mengukur sudutnya.

Agar lebih mudah guru dapat menggunakan analogi untuk menemukan sudut

yang menghasilkan jarak jangkauan terjauh, analogi menggunakan air dari keran yang

dihubungkan dengan selang, keran dibuka dan tidak diubah-ubah debitnya sehingga

menghasilkan kecepatan yang konstan, ujung selang ditekan agar menghasilkan

kecepatan yang cukup besar untuk membuat air meluncur ka atas. Usakan agar luas

permukaan pada ujung keran selalu tetap. Jika keran diluncurkan dengan sudut elevasi

tertentu, lintasan air akan berbentuk parabola. Analogi ini dapat menggambarkan gerak

parabola dari roket setelah masa air habis. Melalui percobaan ini, siswa dapat dengan

mudah mengubah – ubah sudut luncur (α) dan menghitung jarak jangkauan terjauh (R)

dari gerak parabola, sampai didapatkan bahwa sudut 45° adalah sudut yang

menghasilkan jarak jangkauan terjauh pada gerak parabola. Susunan alat percobaan

dapat dilihat pada gambar.

Gambar 4.2. Gerak parabola yang dibentuk oleh pancuran air dari selang

Setelah selesai melakukan percobaan siswa diajak untuk membuktikan percobaan

tersebut dengan analisa matematika. Guru membantu siswa dengan memberikan

beberapa pertanyaan penggiring. Bagaimana persamaan gerak parabola untuk posisi

benda ke arah sumbu x dan sumbu y? tvx .cos0 dan 2

2

1.sin gttvyy oo .

Ketika mencapai jarak jangkauan terjauh, berarti roket sudah menyentuh tanah. Jika

begitu berapa besarnya y? (nol). sehingga persamaan sumbu y menjadi

2

2

1.sin0 gttvy oo

dari persamaan ini didapatkan nilai t dengan menggunakan solusi persamaan kuadrat

(3.7). Kemudian nilai t tersebut disubtitusikan kedalam persamaan posisi sumbu x

sehingga didapatkan nilai jarak jangkauan terjauh.

tvx .cos0

y0

x

X0

v0

Page 13: PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN PENDEKATAN …...dikonstruksi / dibangun. Pengetahuan bukanlah serangkaian fakta, konsep dan kaidah yang siap dipraktekkan, melainkan harus dikontruksi terlebih

13

Kemudian siswa diminta memasukkan nilai - nilai sudut ke dalam persamaan yang sudah

didapat dan terbukti bahwa sudut yang dapat menghasilkan jarak jangkauan terjauh

pada gerak parabola adalah sudut 45°. Kegiatan menganalisa dengan persamaan

matematis bertujuan untuk menyamakan pengetahuan siswa dan mengajari siswa

persamaan gerak parabola yang sebelumnya sudah diawali dengan terapan.

Selama proses pembelajaran dapat disimpulkan kelompok 2 sudah bisa melakukan

percobaan dengan benar dalam menentukan variabel bebas, variabel terikat dan

kontrol. Akan tetapi masih kurang teliti dan terlalu cepat menyimpulkan bahwa sudut

55° adalah sudut yang menghasilkan jangkauan terjauh pada gerak parabola. Ada

beberapa kemungkinan mengapa siswa tidak menambah jumlah percobaan mereka.

Yang pertama siswa terpancang pada jumlah kolom yang disediakan di LKS, sebenarnya

siswa diberi kebebasan untuk melakukan percobaan sebanyak apapun yang mereka

mau, hal ini bisa juga terjadi karena perintah tertulis yang ada pada LKS kurang jelas.

Kemungkinan kedua siswa malas melakukan percobaan dalam jumlah banyak karena

lama, mereka bisa saja merasa capek dan bosan bila harus mengulang kegiatan berulang

kali. Untuk itu penting bagi guru untuk memberikan percobaan tambahan untuk

memperbaiki kesalahan siswa.

Dari proses pembelajaran yang dilakukan oleh kelompok 2, dapat disimpulkan bahwa

kelompok 2 sudah cukup baik dalam merancang percobaan, hanya kurang teliti dan

kurang kreatif dalam mengerjakan tugas.

Percobaan 3

Tujuan : Menyelidiki pengaruh masa air terhadap jarak jangkauan roket

Tabel 4.3. Hasil percobaan kelompok 3

Percobaan

ke -

Masa

air (ml)

Jumlah

pompaan

(kali)

Sudut luncur di

ukur dari sumbu

vertikal (°)

Sudut luncur di

ukur dari sumbu

horizontal (°)

Bentuk

sayap roket

Jangkauan

roket (m)

1 200 10 120 30 Trapesium

sembarang

2

2 300 15 135 45 Trapesium

sembarang

5

3 400 20 160 70 Trapesium

sembarang

7

Page 14: PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN PENDEKATAN …...dikonstruksi / dibangun. Pengetahuan bukanlah serangkaian fakta, konsep dan kaidah yang siap dipraktekkan, melainkan harus dikontruksi terlebih

14

Dari percobaan 3 siswa dapat merancang percobaan untuk meneliti pengaruh masa air

terhadap jarak jangkauan roket. Percobaan 3 dilaksanakan oleh kelompok 3 dan dari

percobaan ini didapatkan hasil seperti pada tabel 4.3. Setelah kelompok 3 melaksanakan

presentasi, guru memberi masukan terhadap hasil pengamatan yang didapatkan. Semua

percobaan yang dilakukan kelompok 3 salah karena siswa bekerja dengan 4 variabel

sekaligus pada setiap pengambilan data. Jumlah pompaan dan sudut luncur yang

seharusnya dibuat tetap juga terus diubah setiap kali percobaan. Sehingga data

percobaan tidak valid dan tidak dapat digunakan seluruhnya. Kemudian guru bertanya

kepada siswa, “mengapa mereka tidak melakukan percobaan sesuai petunjuk di LKS?

Apakah pertanyaan di LKS sulit dipahami?” Kemudian siswa memberi penjelasan

sebenarnya saat melakukan percobaan anggota kelompok sudah berdiskusi satu sama

lain, bahkan ada satu anggota kelompok yang mengusulkan cara yang benar untuk

menentukan variabel bebas, terikat dan kontrol, tetapi karena 2 anggota yang lain tidak

sepakat dan satu anggota kelompok yang memiliki pendapat benar ini kalah dominan,

akhirnya mereka melakukan percobaan menurut pendapat dua orang yang salah.

Kemudian guru memberikan pengarahan tentang cara melakukan percobaan yang benar

kepada semua siswa, menjelaskan apa itu variabel bebas, terikat dan kontrol serta

menerapkannya dalam suatu percobaan. Variabel bebas adalah peubah yang bebas

ditentukan nilainya oleh pelaku percobaan, variabel terikat adalah nilai yang tergantung

pada variabel bebas dengan kata lain hasil percobaan sedangkan control adalah suatu

nilai yang harus dibuat tetap, karena kita hanya bisa meneliti dari dua variabel.

Kemudian guru memberikan pembelajaran untuk menjelaskan bagaimana pengaruh

masa air terhadap jarak jangkauan roket. Konteks roket dengan masa yang berubah

dijelaskan menggunakan prisnsip momentum dengan masa yang berubah tiap satuan

waktu. Karena masa dan kecepatan roket terus berubah maka perubahan tersebut

dirumuskan dengan

MMM '

vvv '

dengan menggunakan hukum newton dan hukum kekekalan momentum maka

didapatkan persamaan

t

PFeks

t

vMvMvvMMF air

eks

..

dengan memperhitungkan perubahan momentum sesaat dengan ∆t sangat kecil,

sehingga nilai ∆v dapat diabaikan dan persamaan menjadi

Page 15: PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN PENDEKATAN …...dikonstruksi / dibangun. Pengetahuan bukanlah serangkaian fakta, konsep dan kaidah yang siap dipraktekkan, melainkan harus dikontruksi terlebih

15

dt

dMvvF

dt

dvM aireks

dt

dMvFF releksroket

Pembelajaran dilakukan sesuai RPP. Terjadi diskusi dan tanya jawab selama proses

pembelajaran, siswa merasa tertarik karena baru pertama kali mempelajari konsep

momentum dengan masa yang berubah, mereka juga termotivasi karena ingin tahu apa

pengaruh masa air terhadap jarak jangkau yang ditempuh oleh roket. Meskipun ada

sebagian siswa yang mengeluh karena penurunan rumusnya terlalu banyak, Akan tetapi

guru menuntun siswa menggunakan pertanyaan penggiring step by step untuk

membangun konsep siswa dan mengaitkannya dalam konteks roket air.

Selama proses pembelajaran dapat disimpulkan bahwa kelompok 3 belum bisa

melakukan percobaan dengan benar, akan tetapi guru sudah memperbaiki pengetahuan

mereka dengan memberikan arahan.

Percobaan 4

Tujuan : Menyelidiki pengaruh bentuk sayap terhadap jarak jangkauan roket

Tabel 4.4. Hasil percobaan kelompok 4

Percobaan ke - Bentuk sayap roket Jangkauan roket (m)

1 Sayap lengkung 6,5

2 Trapesium 5

3 Trapesium sembarang 4

4 Jajar genjang 7

Dari percobaan kelompok 4 diharapkan siswa dapat merancang percobaan untuk

meneliti pengaruh bentuk sayap terhadap jarak jangkauan roket. Percobaan 4

dilaksanakan oleh kelompok 4. Siswa melakukan percobaan dengan mengubah-ubah

bentuk sayap dan mengukur jarak jangkaunya, sedangkan jumlah pompaan, masa air

dan sudut luncur dibuat tetap. Siswa menggunakan jumlah pompaan 25 kali, masa air

200 ml dan sudut luncur 80°. Dari percobaan ini didapatkan hasil seperti pada tabel 4.4.

Dari hasil pengamatan tersebut siswa menyimpulkan bahwa sayap yang menghasilkan

jarak jangkauan terjauh adalah sayap dengan bentuk jajar genjang. Kelompok 4 sudah

melakukan percobaan dengan benar, mereka mengukur sudut luncur dari garis

Page 16: PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN PENDEKATAN …...dikonstruksi / dibangun. Pengetahuan bukanlah serangkaian fakta, konsep dan kaidah yang siap dipraktekkan, melainkan harus dikontruksi terlebih

16

horisontal dan menentukan variabel bebas, terikat dan kontrol dengan benar. Kemudian

guru melanjutkan dengan pembelajaran yang menjelaskan bahwa bentuk sayap dari

roket atau pesawat mempengaruhi sudut luncurnya. Gaya angkat yang dihasilkan sayap

dipengaruhi oleh kecepatan aliran udara dan tekanan udara disekitar sayap. Guru

menjelaskan konsep ini dengan memberikan gambar beberapa model sayap dan

meminta siswa mengurutkan sayap dari yang memiliki aerodinamis paling baik sampai

yang tidak, gambar yang diberikan sengaja dibuat ekstrim agar siswa dapat dengan

mudah membedakan sifat aerodinamis sayap sebelum menerapkannya pada percobaan.

Gambar 4.3. Gambar model sayap untuk membantu siswa memahami prinsip

aerodinamis

Kemudian guru bertanya, “Antara roket a, b, c, dan d mana yang menghasilkan jarak

jangkauan terjauh?” Semua siswa menjawab (a), kemudian guru meneruskan dengan

pertanyaan penggiring yang lain untuk menunjukkan besar tekanan dan kecepatan aliran

udara disekitar sayap, “Bagaimana urutan besarnya beda tekanan udara pada masing -

masing bentuk sayap jika diurutkan dari yang terbesar sampai yang terkecil?” sesuai

dengan asas Bernoulli bahwa dimana aliran udara cepat maka tekanannya kecil,

sebaliknya dimana aliran udara lambat maka tekanannya besar, dengan memperhatikan

kecepatan aliran dan beda tekanan udara yang ada disekitar sayap, guru menjelaskan

prinsip gaya dorong sampai didapatkan persamaan PAF bentuk sayap

mempengaruhi beda tekanan udara disekitar sayap sehingga mempengaruhi gaya

dorongnya juga. Jadi meskipun luasan sayap sama tetapi jika bentuknya berbeda, maka

beda tekanan yang dihasilkan disekitar sayap juga akan berbeda, sehingga gaya

dorongnya berbeda juga. Konsep mengenai aerodinamis tidak bisa ditentukan hanya

dengan satu bentuk sayap saja. Banyak variasi bentuk sayap yang memiliki sifat

aerodinamis baik, siswa hanya bisa membandingkan keefektifan bentuk – bentuk sayap

tersebut jika mereka memahami konsep aerodinamis. Setelah siswa memahami konsep

aerodinamis, baru setelah itu guru meminta siswa membandingkan sifat aerodinamis

dari masing – masing sayap yang telah mereka buat, dan didapatkan hasil jajargenjang

adalah bentuk sayap yang memiliki sifat aerodinamis paling baik. Selama proses

pembelajaran dapat disimpulkan bahwa kelompok 4 sudah bisa melakukan percobaan

dengan benar, dalam hal menentukan variabel dan membuat kesimpulan.

C. Konsolidasi

Setelah semua presentasi kelompok selesai, pembelajaran diakhiri dengan tes tertulis

untuk mengetahui sejauh mana tingkat pemahaman siswa. Berikut adalah soal tes dan

analisa dari jawaban siswa.

Page 17: PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN PENDEKATAN …...dikonstruksi / dibangun. Pengetahuan bukanlah serangkaian fakta, konsep dan kaidah yang siap dipraktekkan, melainkan harus dikontruksi terlebih

17

1. Gambarkan gaya – gaya yang bekerja pada roket air sesaat ketika air sudah habis?

Analisa jawaban siswa:

Sebelumnya siswa sudah belajar menggambarkan gaya – gaya pada roket, ketika

roket tersebut diam dan ketika roket tersebut meluncur dengan masih ada air di

dalamnya. Akan tetapi semua siswa menjawab salah pada soal ini, siswa

beranggapan bahwa masih ada gaya dorong yang tetap bekerja pada roket ketika

air sudah habis, itu karena siswa melihat roket masih tetap meluncur ketika air

sudah habis, padahal yang membuat roket masih meluncur adalah kecepatan awal

yang ditimbulkan oleh gaya yang dikerjakan udara terhadap roket ketika air masih

ada. Kebanyakan siswa menggambarkan jawaban mereka seperti gambar (a)

sedangkan jawaban yang benar adalah gambar (b), jawaban tetap dibenarkan jika

siswa tidak menggambarkan arah kecepatan awal udara atau menambah gaya lain

seperti gaya hambat udara.

gambar 4.4. (a) gambar jawaban sebagian besar siswa, (b) jawaban yang benar

2. Jika roket dengan masa total 2kg meluncur vertikal ke atas dengan gaya dorong 70

N. Sedangkan gaya hambat udara adalah 0,5 N. Tentukan resultan gaya yang bekerja

pada roket!

Analisa jawaban siswa:

83,3 % siswa menjawab benar, sisanya salah, kebanyakan kesalahan siswa karena

menganggap sama antara masa dengan gaya berat, sehingga mereka langsung

memasukkan masa kedalam rumus F dan ada juga salah menentukan arah gaya

sehingga tanda plus minus dalam hitunganpun menjadi salah. Sebelumnya siswa

sudah belajar menggambarkan gaya dan menentukan resultannya. Gaya –gaya yang

berpengaruh pada roket seperti pada soal di atas adalah gaya berat, gaya dorong

roket dan gaya hambat udara

NF 5,495,02070

udarafwFF

Page 18: PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN PENDEKATAN …...dikonstruksi / dibangun. Pengetahuan bukanlah serangkaian fakta, konsep dan kaidah yang siap dipraktekkan, melainkan harus dikontruksi terlebih

18

3. Sebuah roket meluncur dengan kecepatan awal 5 m/s. Sudut luncur roket adalah 60°

membentuk lintasan parabola. Hitung jarak jangkauan roket?

Analisa jawaban siswa:

91,6 % menjawab benar, sisanya salah, dan kesalahan siswa hanya dikarenakan

hanya karena mereka salah menghitung, bukan tidak paham. Siswa sebelumnya

sudah belajar menurunkan rumus gerak parabola beserta jarak jangkauannya.

Rumus jarak jangkauan untuk gerak parabola adalah

g

vx o 2sin2

mx 16,210

120sin52

4. NASA meluncurkan sebuah roket untuk mengirim astronot ke bulan. Saat diluar

angkasa roket menyemburkan gas bahan bakar dengan kelajuan 108.000 km /jam

relatif terhadap kecepatan roket. Jika masa bahan bakar yang dibuat tiap detik

adalah 10 kg. Hitung gaya dorong roket tersebut!

Analisa jawaban siswa:

75 % siswa menjawab benar, dan sisanya salah. Siswa yang menjawab salah

kebanyakan karena mereka tetap memperhitungkan gaya gravitasi yang dialami oleh

roket, padahal roket yang dimaksud pada soal berada diluar angkasa sehingga tidak

terpengaruh oleh medan gravitasi lagi. Sebelumnya siswa sudah belajar menurunkan

rumus gaya dorong roket yang diperoleh dari konsep perubahan momentum untuk

masa sistem yang berubah dengan tetap memperhitungkan gaya gravitasi. Karena

roket berada diluar angkasa, maka 0eksF

108.000 km/jam = 30.000 m/s

dt

dMvFF releksroket

NFroket 000.30010000.300

5. Dari ketiga bentuk sayap dibawah ini, sayap mana yang menerapkan prinsip

aerodinamis paling baik? Berikan alasanmu!

gambar 4.5. Bentuk sayap roket yang memilki ketebalan yang berbeda-beda pada

bagian depan dan belakangnya

(a) (b) (c)

Page 19: PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN PENDEKATAN …...dikonstruksi / dibangun. Pengetahuan bukanlah serangkaian fakta, konsep dan kaidah yang siap dipraktekkan, melainkan harus dikontruksi terlebih

19

Analisa jawaban siswa:

Semua siswa menjawab benar dalam hal memilih sayap mana yang memiliki sifat

aerodinamis paling baik. akan tetapi sebagian besar siswa tidak dapat menjelaskan

mengapa sayap pada roket (a) memiliki aerodinamis paling baik. Mereka gagal

menjelaskan bahwa sayap yang memiliki sifat aerodinamis baik memiliki kecepatan

aliran udara yang cepat pada bagian atas dan lebih kecil pada bagian bawah, hal ini

menyebabkan tekanan udara di bagian bawah pesawat lebih besar dari pada bagian

atas. Sebelumnya siswa sudah belajar konsep aerodinamis.

D. Penilaian

1) Aspek kognitif

Penilaian kognitif didapatkan dari tes tertulis yang dikerjakan oleh siswa, nilai ini bersifat

individu dan bertujuan untuk menentukkan tingkat keberhasilan dari peoses KBM. Nilai

diberi kriteria untuk menentukkan tingkat keberhasilan siswa.

Tabel 4.5. Hasil belajar siswa (kiri) dan kriteria nilai (kanan)

Kriteria penilaian kognitif

Dari hasil belajar siswa dapat dilihat 8 orang

siswa mendapatkan nilai baik sekali, 1 orang

baik, 2 orang cukup dan 1 orang gagal. Hasil

post tes ini menunjukkan bahwa pembelajaran

dengan dilakukan karena prosentase

keberhasilan siswa mencapai 75%, sedangkan

standar yang sudah ditentukan adalah 70%. Ini

menunjukkan pembelajaran dapat dimengerti

siswa dengan baik dan berhasil mengaitkan

konteks yang dialami siswa dengan konsep

fisika yang dipelajari.

NO Siswa Nilai Keterangan

1 A 80 Baik sekali

2 B 70 baik

3 C 80 Baik sekali

4 D 60 cukup

5 E 80 Baik sekali

6 F 90 Baik sekali

7 G 80 Baik sekali

8 H 80 Baik sekali

9 I 40 gagal

10 J 80 Baik sekali

11 K 80 Baik sekali

12 L 60 cukup

Rata – rata kelas 73,33

Interval nilai Keterangan

≤49 Gagal

50 - 59 Kurang

60 - 69 Cukup

70 - 79 Baik

80 - 100 Baik sekali

Page 20: PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN PENDEKATAN …...dikonstruksi / dibangun. Pengetahuan bukanlah serangkaian fakta, konsep dan kaidah yang siap dipraktekkan, melainkan harus dikontruksi terlebih

20

2) Aspek Psikomotorik

Tabel 4.6. Hasil psikomotorik tiap kelompok

Kelompok 1

Aspek yang diamati skor

1 2 3

1. Rancangan rupa alat √

2. Fungsi alat √

3. Pengoperaian alat √

4. prosedur operasi √

Kelompok 2

Aspek yang diamati skor

1 2 3

1. Rancangan rupa alat √

2. Fungsi alat √

3. Pengoperaian alat √

4. prosedur operasi √

Kelompok 3

Aspek yang diamati skor

1 2 3

1. Rancangan rupa alat √

2. Fungsi alat √

3. Pengoperaian alat √

4. prosedur operasi √

Kelompok 4

Aspek yang diamati skor

1 2 3

1. Rancangan rupa alat √

2. Fungsi alat √

3. Pengoperaian alat √

4. prosedur operasi √

Kriteria penilaian psikomotorik

Interval skor Keterangan

4 - 6 kurang

7 - 9 Baik

10 - 12 Baik sekali

Skor yang diperoleh masing – masing

kelompok

Kelompok Skor Keterangan

1 10 Baik sekali

2 11 Baik sekali

3 9 Baik

4 7 Baik

Page 21: PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN PENDEKATAN …...dikonstruksi / dibangun. Pengetahuan bukanlah serangkaian fakta, konsep dan kaidah yang siap dipraktekkan, melainkan harus dikontruksi terlebih

21

Dapat dilihat pada tebel semua kelompok dapat melakukan percobaan dengan baik,

mulai dari pembuatan roket sampai prosedur pengoperasiannya. Siswa sangat antusias

saat proses pembuatan roket dimana mereka belajar untuk melakukan ketrampilan

seperti mengelem, memotong dan mengukur. Siswa juga bisa mengoperasikan alat

dengan benar, mulai dengan memasang roket pada pelontar, memompa dan

meluncurkan roket. Pada saat menguji alat hanya ada 1 kelompok yang alatnya tidak

bekerja dengan baik karena roket mengalami bocor pada bagian noozle. Sehingga secara

keseluruhan dapat disimpulkan bahwa siswa sudah memenuhi kriteria penilaian

psikomotorik untuk menyusun dan menggunakan roket air.

3) Hasil Observasi KBM

Saat melakukan kegiatan belajar mengajar (KBM) peneliti didampingi oleh seorang

observer untuk mencatat aspek –aspek penting selama KBM berlangsung. Dari hasil

observasi (dapat dilihat lembar observasi pada lampiran) dapat disimpulkan bahwa

metode CTL berhasil memotivasi siswa untuk belajar lebih keras untuk memahami

materi, dan mengaitkannya dengan konteks yang baru saja mereka alami. Menurut

observer siswa dapat bekerja dalam kelompok dan melakukan diskusi selama

pembelajaran terutama saat merancang roket, saat pembelajaran didalam kelas siswa

dapat merumuskan masalah dan aktif menjawab pertanyaan –pertanyaan dari guru.

Kegagalan proses KBM hanya terdapat pada alokasi waktu yang sudah ditetapkan dari 3

jam pelajaran menjadi 6 jam pelajaran. Hal ini terjadi karena penelitian masih baru dan

banyak hal yang terjadi di luar perkiraan praktikan. Adapun menurut praktikan sendiri

bahwa lembar kerja masih belum sepenuhnya dimengerti dengan baik oleh siswa. Hal ini

memang tidak terlihat oleh observer yang hanya bertugas mengamati jalannya proses

KBM dari luarnya saja, tidak mendetail sampai ke hasil belajar siswa, akan tetapi jika

dilihat dari hasil percobaan yang dibuat oleh siswa, masih banyak kesalahan terutama

dalam menentukkan variabel bebas, terikat dan apa yang harus dibuat tetap pada

percobaan. Ini bisa terjadi karena perintah di dalam LK kurang jelas atau pertanyaan –

pertanyaan penggiringnya yang kurang jelas. LK juga sebaiknya dipastikan untuk dibaca

seluruhnya oleh siswa sebelum melakukan percobaan, karena pada kenyataanya banyak

siswa yang tidak lagi fokus memperhatikan LK ketika mereka sudah asyik dengan

kegiatan psikomotorik sehingga banyak kesalahan yang dilakukan siswa dalam

percobaan.

Page 22: PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN PENDEKATAN …...dikonstruksi / dibangun. Pengetahuan bukanlah serangkaian fakta, konsep dan kaidah yang siap dipraktekkan, melainkan harus dikontruksi terlebih

22

4) Tanggapan siswa tentang model pembelajaran

Tabel 4.7. Rangkuman kuesioner siswa

NO Pertanyaan Jawaban

1 Apakah pembelajaran

menggunakan metode

CTL merupakan hal baru

bagi anda?

Ya, semua siswa mengatakan bahwa mereka baru pertama

kali diajar dengan metode CTL

2 Bagaimana menurut

anda belajar fisika

dengan metode CTL

seperti yang baru saja

anda ikuti?

5 siswa menyukai pembelajaran dengan metode CTL

karena lebih menarik dan menyenangkan praktikumnya

dan diberi kebebasan untuk bereksperimen sehingga

bisa lebih meningkatkan kreatifitas mereka.

5 siswa berpendapat bahwa mereka belum terbiasa dan

belum begitu memahami urutan pembelajarannya

2 siswa lebih menyenangi dengan metode biasa,

pembelajaran dikelas dari buku, karena hemat waktu

dan bisa lebih banyak latihan soal

3 Lebih mudah yang mana

belajar dari konteks

(pengalaman sehari -

hari) atau dari buku?

Berikan alasan!

konteks, 4 siswa berpendapat lebih mudah belajar dari

kehidupan sehari –hari karena dapat diamati langsung

,lebih menyenangkan dan berkesan sehingga lebih

mudah diingat

buku, 6 siswa berpendapat lebih mudah dari buku

karena bisa langsung membaca rumus dan kesimpulan

dari materi tersebut

konteks, 1 siswa berpendapat mudah belajar dari

konteks tetapi siswa tetap harus diberi pegangan buku

cetak.

buku, 1 siswa berpendapat labih mudah dari buku

karena dari konteks belum terbiasa

4 Apakah pembelajaran

fisika secara kontekstual

dapat membuat anda

memahami materi

dengan lebih mudah?

ya, 6 siswa berpendapat bahwa belajar melalui konteks

membuat berlajar lebih mudah memahami dan di ingat.

tidak, 2 siswa berpendapat bahwa pembelajaran dengan

metode CTL belum biasa digunakan, sehingga masih

lebih mudah belajar dari buku dan ceramah guru

tidak, 4 siswa berpendapat bahwa belajar dengan

metode CTL masih kurang maksimal

5 Hal – hal apa yang

menyenangkan dari

pembelajaran secara

bagian dari pembelajaran yang paling disukai siswa

adalah saat melakukan percobaan, karena belajar jadi

tidak bosan, kreatif dan menyenangkan.

Page 23: PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN PENDEKATAN …...dikonstruksi / dibangun. Pengetahuan bukanlah serangkaian fakta, konsep dan kaidah yang siap dipraktekkan, melainkan harus dikontruksi terlebih

23

kontekstual seperti yang

baru saja anda ikuti?

6 Apa kesulitan yang anda

rasakan belajar secara

kontekstual?

sulit karena teori tidak diberikan di awal

sulit karena tidak terbiasa

Dari hasil kuesioner di atas dapat disimpulkan bahwa CTL masih jarang diterapkan

dalam pembelajaran, dapat dilihat dari jawaban kuesioner siswa pada pertanyaan no.1

semua menjawab bahawa metode ini baru pertama kali mereka alami. Sedangkan dari

pertanyaan no.2 sampai no.5 dapat disimpulkan bahwa pembelajaran CTL berhasil

memotivasi dan membantu siswa mempelajari sesuatu dengan yang berawal dari

konteks. Sebagian siswa menyukai penerapan metode CTL dalam pembelajaran, dan

sebagian masih belum terbiasa karena pembelajaran CTL membutuhkan waktu yang

lama dan berfikir lebih sulit.

5. Kesimpulan

Pembelajaran dengan metode CTL dapat memotivasi siswa untuk lebih bekerja keras

dan memahami materi yang dipelajari, ini sesuai dengan teori E.B. Johnson yang

mengatakan bahwa seseorang akan lebih bersemangat dalam belajar jika mereka

memaknai dan mengetahui terapan atau kegunaan dari pembelajaran tersebut [1].

Dampak positif dibidang afektif dan psikomotorik yang dapat dibentuk dari

pembelajaran CTL antara lain siswa mampu bekerja dalam kelompok, berdiskusi dan

merancang percobaan. Berdasarkan penelitian yang sudah dilakukan, dapat disimpulkan

bahwa pembelajaran dengan pendekatan CTL pada konteks roket air dapat

diimplementasikan pada pembelajaran dan berhasil membantu siswa mengaitkan antar

konsep fisika pada konteks roket air. Ini dibuktikan dari hasil post tes siswa yang

menunjukkan 8 dari 12 siswa atau 75% siswa mendapat nilai tuntas. Sedangkan standar

keberhasilan yang ditentukan sejak awal adalah 70% mendapat nilai tuntas.

6. Saran

Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam menerapkan metode CTL. Diantaranya

adalah :

1. Dalam membuat LKS perintah yang diberikan kepada siswa harus ditulis sejelas –

jelasnya

2. Pastikan siswa membaca semua perintah yang ada di dalam LKS sebelum melakukan

percobaan

Page 24: PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN PENDEKATAN …...dikonstruksi / dibangun. Pengetahuan bukanlah serangkaian fakta, konsep dan kaidah yang siap dipraktekkan, melainkan harus dikontruksi terlebih

24

3. Pembelajaran kontekstual dapat didukung, dengan alat bantu atau analogi untuk

menjelaskan permasalahan pada suatu konteks.

4. Sebaiknya alokasi waktu dalam pembelajaran diperhatikan dan diperhitungkan

dengan cermat, karena metode CTL mengharuskan adanya percobaan atau tindakan

langsung yang dilakukan oleh siswa, sehingga waktu KBM menjadi lama.

5. Penelitian mengenai CTL masih perlu dikembangkan pada konteks- konteks yang

lain.

6. Pemberian problem yang kompleks sangat penting diberikan kepada siswa, agar

terbentuk keterkaiatan antar konsep yang sudah dimiliki siswa.

7. Daftar Pustaka

[1] Johnson, Elaine,B. Contextual Teaching and learning: menjadikan kegiatan belajar

mengajar mengasyikkan dan bermakna. 2006. Mizan Learning Center.

[2] Hafidz Bahtiar, Wahyu Kurniawan, Kriswantoro, Desman Perdamaian Gulo, Natalia

Dyaning Gulita, Pujo Setyo Waluyo, Ratih Sulistyawati Wati, Erfy Pratiwi, Maya

Wulandari, Galuh Kusuma Wardani, Ni Putu Dian Permatasari, Nur Solikin, Wahyu

Hari Kristiyanto. Belajar Fisika Dengan Permainan Roket Air Sederhana. 2011.

Salatiga. Physics Community (Phyco)

[3] Adry Aldiano Baskoro, Roket Air Sebagai Sarana Pembelajaran Sains Keantariksaan

Sejak Dini. 2011. Bandung. Komunitas Langit Selatan

[4] Adry Aldiano Baskoro. Panduan Lengkap Membuat Roket Air. 2010. Bandung.

Komunitas Langit Selatan.

[5] Prof. Dr. H. Komara, Endah, Msi. Peran Pembelajaran CTL Dalam

Mengimplementasikan Pembelajaran Interaktif. 2011

[6] Halliday Resnick. Fiskika Jilid 1 , Jakarta, 1978

[7] Departemen Pendidikan Nasional. Contextual Teaching and Learning (CTL). 2002.

[8] Departemen Pendidikan Nasional. Kurikulum Satuan Pendidikan (KTSP). 2006. Pusat

Kurikulum, Badan Penelitian dan Pengembangan

[9] Restu Oktorisa P.A, Desain Pembelajaran Menggunakan Pendekatan CTL Pada

Konteks Sepeda. 2010. Salatiga. Universitas Kristen Satya Wacana.