10

BAB II

LANDASAN TEORI DAN KERANGKA BERPIKIR

A. Kajian Pustaka

1. Media

Boyce dalam Hujair (2009: 3) mendefinisikan media adalah sebuah alat

yang mempunyai fungsi menyampaikan pesan, media pembelajaran adalah sebuah

alat yang berfungsi dan berguna untuk menyampaikan pesan pembelajaran.

Beberapa pengertian media dalam Rudi Susilana (2007: 5) yaitu: 1) Teknologi

pembawa pesan yang dapat dimanfaatkan untuk keperluan pembelajaran. Media

adalah perluasan dari guru; 2). Sarana komunikasi dalam bentuk cetak maupun

audio visual, termasuk teknologi perangkat kerasnya; 3) Alat untuk memberikan

perangsang bagi siswa supaya terjadi proses belajar.

Berdasarkan pengertian media di atas dapat disimpulkan bahwa media

merupakan alat bantu yang digunakan oleh guru sebagai penyampai materi kepada

siswa selama proses pembelajaran. Hal ini sejalan dengan pendapat Rudi Susilana

(2007: 6) bahwa media terdiri dari dua unsur penting yaitu: 1) unsur peralatan

atau perangkat keras (hardware) adalah sarana atau peralatan yang digunakan

untuk menyampaikan pesan atau bahan ajar; 2) unsur pesan yang dibawanya

(message/software) adalah perangkat lunak/informasi atau bahan ajar yang akan

disampaikan kepada siswa.

Ruang lingkup media pembelajaran adalah meliputi segala alat, bahan,

peraga serta sarana dan prasarana yang digunakan dalam proses pembelajaran.

Media tersebut bisa memberikan rangsangan pada siswa untuk belajar, serta dapat

mengatasi kebutuhan dan problem siswa dalam belajar. Proses pembelajaran

sangat membutuhkan media untuk lebih meningkatkan pencapaian tujuan

pembelajaran. Seiring perkembangan teknologi di dunia pendidikan, guru dituntut

untuk menciptakan media/mendesain media pembelajaran yang dapat merangsang

pikiran, perasaan, perhatian dan kemauan siswa untuk lebih giat belajar.

11

2. Modul

Modul merupakan salah satu bentuk bahan ajar yang dikemas secara utuh

dan sistematis, didalamnya memuat seperangkat pengalaman belajar yang

terencana dan didesain untu membantu peserta didik menguasai tujuan belajar

yang spesifik. Modul minimal memuat tujuan pembelajaran, materi/substansi

belajar, dan evaluasi. Modul berfungsi sebagai sarana belajar yang bersifat

mandiri, sehingga peserta didik dapat belajar secara mandiri sesuai dengan

kecepatan masing-masing (Daryanto, 2013: 9).

Houston dan Howson dalam Wena (2009: 230) menyatakan bahwa modul

pembelajaran meliputi seperangkat aktivitas yang bertujuan mempermudah siswa

untuk mencapai seperangkat tujuan pembelajaran. Menurut Dick dan Carey dalam

Wena (2009: 231), modul diartikan sebagai unit pembelajaran berbentuk cetak

yang fungsinya sebagai media belajar mandiri dan isinya berupa satu unit materi

pembelajaran.

Modul sebagai alternatif pembelajaran siswa terdapat petunjuk untuk

belajar sendiri berupa tahapan-tahapan yang harus dipelajari. Tahapan tersebut

berfungsi untuk membantu dalam membimbing dan menentukan kemana arah

siswa harus belajar. Bahasa komunikasi dalam modul merupakan bahasa pengajar

yang memberikan pengajaran kepada muridnya. Modul tersebut membantu

mengevaluasi seberapa persentase kemampuan siswa dalam memahami pelajaran

sehingga siswa mampu mengontrol kebutuhan belajar yang harus ditempuh.

Pemilihan format disesuaikan dengan format kriteria modul yang diadaptasi

dari Depdiknas (2008: 8) bahwa modul memuat unsur-unsur meliputi:

a. Petunjuk belajar (Petunjuk siswa/guru)

b. Kompetensi yang akan dicapai

c. Content atau isi materi pembelajaran

d. Informasi pendukung

e. Latihan-latihan

f. Petunjuk kerja, dapat berupa Lembar Kerja (LK)

g. Evaluasi

h. Respon atau balikan terhadap hasil evaluasi

12

Sebuah modul bisa dikatakan baik dan menarik apabila terdapat

karakteristik sebagai berikut (Depdlknas, 2008: 3-5):

a. Self Instructional yaitu melalui modul tersebut seseorang atau siswa

mampu membelajarkan diri sendiri, tidak tergantung pada pihak lain.

b. Self Contained yaitu seluruh materi pembelajaran dari satu unit

kompetensi atau sub kompetensi yang dipelajari terdapat di dalam satu

modul secara utuh. Tujuan dari konsep ini adalah memberikan kesempatan

siswa mempelajari materi pembelajaran dengan tuntas, karena materi

dikemas ke dalam satu kesatuan yang utuh

c. Stand Alone (berdiri sendiri) yaitu modul yang dikembangkan tidak

tergantung pada media lain atau tidak harus digunakan bersama-sama

dengan media pembelajaran lain. Dengan menggunakan modul, siswa

tidak tergantung dan harus menggunakan media yang lain untuk

mempelajari dan atau mengerjakan tugas pada modul tersebut. Jika masih

menggunakan dan bergantung pada media lain selain modul yang

digunakan, maka media tersebut tidak dikategorikan sebagai media yang

berdiri sendiri.

d. Adaptive yaitu modul hendaknya memiliki daya adaptif yang tinggi

terhadap perkembangan ilmu dan teknologi. Dikatakan adaptif jika modul

dapat menyesuaikan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, serta

fleksibel untuk pembelajaran. Modul yang adaptif adalah jika isi materi

pembelajaran dapat digunakan sampai dengan kurun waktu tertentu

e. User Friendly yaitu modul hendaknya bersahabat dengan pemakainya.

Setiap instruksi dan paparan informasi yang tampil bersifat membantu dan

bersahabat dengan pemakainya, termasuk kemudahan pemakai dalam

merespon, mengakses sesuai dengan keinginan. Penggunaan bahasa yang

sederhana, mudah dimengerti, dan istilah yang umum dalam kehidupan

merupakan salah satu bentuk user friendly.

13

3. Teori Belajar

Belajar adalah kegiatan yang berproses dan merupakan unsur yang sangat

fundamental dalam setiap penyelenggaraan jenis dan jenjang pendidikan. Ini

berarti bahwa berhasil atau gagalnya pencapaian tujuan pendidikan itu amat

bergantung pada proses belajar yang dialami siswa, baik ketika ia berada di

sekolah maupun di lingkungan rumah atau keluarganya sendiri. (Indah Komsiyah,

2012: 1).

Menurut Gagne belajar merupakan kegiatan yang kompleks dari interaksi

antara keadaan internal dan proses kognitif siswa dengan stimulus dari

lingkungan. Dengan demikian adalah belajar seperangkat proses kognitif yang

mengubah sifat stimulasi lingkungan, melewati pengolahan informasi, menjadi

kapabilitas baru. (Dimyati & Mudjiono, 2006: 10-11).

Terdapat kaitan antara kegiatan siswa dalam belajar dan kecenderungan

taraf serap ilmu yang diterima oleh siswa searah dengan modus pembelajaran. Hal

ini dapat diterapkan dalam kerucut pengalaman (cone of eksperimence). Kerucut

pengalaman Edgar Dale dapat digunakan untuk belajar siswa, agar siswa dapat

memperoleh pengalaman belajar secara mudah.

Gambar 2.1 Bagan Kerucut Pengalaman Edgar Dale

Konkret

Abstrak Modus Belajar

Baca = 10%

Katakan + lakukan= 90%

Dengar = 20%

Dengar + lihat = 50%

Yang diingat

14

Kerucut pengalaman yang dikemukakan Edgar Dale dalam Wina Sanjaya

(2007: 165) memberikan gambaran bahwa pengalaman belajar yang diperoleh

siswa diantaranya terdapat 12 uraian pengalaman belajar seperti Gambar 2.1.

Pembelajaran fisika lebih banyak mengacu pada teori belajar

konstruktivisme. Pengertian teori konstruktivisme dalam Trianto (2011: 28)

adalah teori yang menyatakan bahwa siswa harus menemukan sendiri dan

mentransformasikan informasi kompleks, mengecek informasi baru dengan

aturan-aturan lama dan merevisinya apabila aturan-aturan itu tidak lagi sesuai. Hal

yang terpenting dari teori kontruktivis ini adalah guru tidak hanya memberikan

pengetahuan kepada siswa, melainkan siswa harus membangun sendiri

pengetahuan yang ada dibenaknya.

Beberapa teori belajar berdasarkan konstruktivistisme antara lain:

a. Teori belajar menurut Jerume Bruner

Bruner mengemukakan teori belajar yang dikenal dengan belajar

penemuan. Trianto (2011: 28) menyatakan bahwa belajar penemuan

merupakan pencarian pengetahuan aktif oleh individu dan memberikan hasil

yang lebih baik. Pengetahuan yang bermakna merupakan pengetahuan yang

diperoleh siswa melalui partisipasi secara aktif dan berusaha sendiri mencari

pemecahan masalah agar siswa menemukan sendiri suatu konsep.

Menurut Bruner, belajar akan lebih bermakna bagi peserta didik jika

mereka memusatkan perhatiannya untuk memahami struktur materi yang

dipelajari. Struktur informasi dapat diperoleh peserta didik dengan

mengidentifikasi sendiri prinsip-prinsip kunci daripada hanya sekedar

menerima penjelasan dari guru. Oleh karena itu guru harus memunculkan

masalah yang mendorong peserta didik untuk melakukan kegiatan penemuan.

Selain ide tentang belajar penemuan (discovery learning), Bruner juga

berbicara tentang adanya pengaruh kebudayaan terhadap tingkah laku

seseorang. Bruner menyatakan bahwa perkembangan kognitif seseorang

terjadi melalui tiga tahap yang ditentukan oleh caranya melihat lingkungan.

Pertama, tahap enaktif, dimana individu melakukan aktivitas dalam upaya

memahami lingkungannya. Kedua, tahap ekonit, dimana individu melihat

15

dunia melalui gambar-gambar dan visualisasi verbal.Ketiga, tahap simbolik,

dimana individu mempunyai gagasan abstrak yang banyak dipengaruhi

bahasa dan logika berpikirnya. (Muhaimin, 2002: 200).

Implikasi teori belajar Bruner dalam penelitian dan pengembangan

yang dilakukan adalah penyajian materi dalam modul berbasis inkuiri.

Penyajian materi melalui tahap-tahap inkuiri memberi ruang kepada siswa

untuk menemukan konsep sendiri. Siswa dilatih untuk berinkuiri dengan aktif

berpikir dan menemukan pengertian yang ingin diketahuinya mengenai listrik

dinamis dengan kegiatan belajar dan lembar kerja yang disediakan.

b. Teori belajar menurut David Ausubel

Menurut Trianto (2011: 25) inti dari teori Ausubel tentang belajar

adalah belajar bermakna yaitu suatu proses dikaitkannya informasi baru pada

konsep-konsep relevan yang terdapat dalam struktur kognitif seseorang.

Belajar akan bermakna jika siswa dapat mengaitkan informasi baru pada

konsep-konsep relevan yang terdapat pada struktur kognitif siswa. Dahar

(2006: 94) mengemukakan:

“Menurut Ausubel, belajar dapat diklasifikasikan ke dalam dua dimensi, dimensi pertama berhubungan dengan cara informasi atau materi pelajaran disajikan kepada peserta didik melalui penerimaan atau penemuan. Dimensi kedua menyangkut cara bagaimana peserta didik dapat mengaitkan informasi itu pada struktur kognitif yang telah ada”.

Dimensi pertama memberi pengertian bahwa, materi pelajaran dapat

diberikan kepada siswa dalam bentuk final atau dalam bentuk belajar

penemuan. Dimensi kedua mengandung anti bahwa, siswa mengaitkan

informasi pada pengetahuan (konsep) yang telah dimiliki, sehingga terjadi

belajar bermakna. Belajar hafalan terjadi jika siswa hanya mencoba

menghafalkan informasi baru tanpa menghubungkan dengan konsep yang

telah dimiliki. Singkatnya, inti dari teori David P. Ausubel tentang belajar

adalah belajar bermakna, yaitu suatu proses dikaitkannya informasi baru pada

konsep-konsep relevan yang terdapat dalam struktur kognitif.

16

c. Teori belajar menurut Piaget

Seorang psikolog Swiss yang hidup pada tahun 1896-1980, yakni

Piaget, merupakan salah seorang tokoh yang disebut-sebut sebagai pelopor

aliran konstruktivisme (Jauhar, 2011: 13). Teori Piaget membahas

munculnya dan diperolehnya skema-skema tentang bagaimana seseorang

mempersepsi lingkungannya dalam tahapan-tahapan perkembangan, saat

seseorang memperoleh cara baru dalam merepresentasikan informasi secara

mental.

Salah satu sumbangan pemikirannya yang banyak digunakan sebagai

rujukan untuk memahami perkembangan kognitif individu yaitu teori tentang

tahapan perkembangan individu. Menurut Piaget bahwa perkembangan

kognitif individu meliputi empat tahap yaitu:

1) Periode motor sensorik (usia 0-2 tahun);

2) Periode pre operasional (usia 2-7 tahun);

3) Periode operasional konkret (usia 7-11 tahun);

4) Periode operasional formal (usia 11 tahun sampai dewasa).

d. Teori belajar menurut Vygotskian

Vygotskian memandang bahwa pengetahuan dikonstruksi secara

kolaboratif antar individual dan keadaan tersebut dapat disesuaikan oleh

setiap individu. Proses dalam kognisi diarahkan melalui adaptasi intelektual

dalam konteks sosial budaya. Proses penyesuaian itu ekuivalen dengan

pengkonstruksian pengetahuan secara intra-individual yakni melalui proses

regulasi diri internal. Sumbangan penting teori Vygotsky adalah penekanan

pada hakikat pembelajaran sosio-kultural. Inti teori Vygotsky adalah

menekankan interaksi antara aspek internal dan eksternal dari pembelajaran

dan penekanannya pada lingkungan sosial pembelajaran. (Jauhar, 2011: 13).

Dua prinsip penting yang diturunkan dari teori Vygotsky adalah:

1) fungsi dan pentingnya bahasa dalam komunikasi sosial yang dimulai

proses pencanderaan terhadap tanda (sign) sampai kepada tukar menukar

informasi dan pengetahuan;

17

2) zona of proximal development. Pembelajar sebagai mediator memiliki

peran mendorong dan menjembatani siswa dalam upayanya membangun

pengetahuan, pengertian dan kompetensi.

Belajar menurut Dimyati dan Mudjiono (2013: 7) yaitu tindakan dan

perilaku siswa yang kompleks, sehingga dalam belajar seorang siswa yang

menentukan sendiri terjadi atau tidaknya proses belajar itu sendiri. Setelah siswa

melakukan tindakan belajar mengenai sesuatu tersebut maka hal tersebut akan

tampak pada perilakunya di kehidupan sehari-hari. Hal tersebut dikuatkan dengan

pendapat Cronbach cit dalam Suryabrata (2012: 231) menyatakan bahwa

“learning is shown by a change in behavior as a result of experience”, yang

bermakna bahwa belajar yang paling baik adalah dengan mengalami, karena

dengan mengalami siswa akan lebih mudah menyimpulkan dan mengingat

mengenai suatu peristiwa. Apabila hal tersebut diterapkan dalam proses belajar

siswa akan sangat membantu siswa memahami konsep-konsep pelajaran yang

didapat.

Mahmud (2012: 61) mengungkapkan bahwa belajar adalah suatu proses

yang dilakukan oleh individu untuk memperoleh perubahan perilaku baru secara

keseluruhan, sebagai hasil dari pengalaman individu itu sendiri dalam berinteraksi

dengan lingkungannya. Pendapat tersebut menjelaskan bahwa inti dari belajar

adalah berupa perubahan perilaku. Senada dengan Mahmud, Witherington cit

dalam Syaodih (2011: 155) mengemukakan bahwa belajar merupakan perubahan

dalam kepribadian, yang dimanifestasikan sebagai pola-pola respon yang baru

yang berbentuk keterampilan, sikap, kebiasaan, pengetahuan dan kecapakan.

Berdasarkan pendapat ahli yang telah dikemukakan, dapat disimpulkan

bahwa belajar merupakan proses perubahan dalam diri seseorang yang akan

terlihat pada perilaku dalam kehidupan sehari-hari. Belajar merupakan proses

yang menghasilkan suatu perubahan perilaku pada seseorang, baik perubahan

yang baik ataupun buruk dan belajar merupakan perubahan perilaku yang

dilakukan dengan sengaja.

18

4. Inkuiri

a. Pengertian Inkuiri

Inkuiri berasal dari bahasa inggris inquiry yang dapat diartikan sebagai

proses bertanya dan mencari tahu jawaban terhadap pertanyaan ilmiah yang

diajukan. Inkuiri merupakan proses yang bervariasi dan meliputi kegiatan–

kegiatan yang mengobservasi, merumuskan, pertanyaan yang relevan,

mengevaluasi buku dan sumber-sumber informasi lain secara kritis,

merencanakan penyelidikan atau investigasi, mereview apa yang telah diketahui,

melaksanakan yang telah diketahui, melaksanakan percobaan atau eksperimen

dengan menggunakan alat untuk memperoleh data, menganalisis dan

menginterprestasikan data, serta membuat prediksi dan mengkomunikasikan

hasilnya (Amri dan Ahmadi, 2012: 85).

Inkuiri merupakan kegiatan inti dari kegiatan pembelajaran berbasis

Contectual Teaching and Learning. Pengetahuan dari keterampilan yang

diperoleh siswa bukan hasil mengingat seperangkat fakta-fakta, tetapi hasil dari

menemukan sendiri. Guru harus merancang kegiatan yang merujuk pada kegiatan

menemukan apapun materi yang diajarkan (Riyanto, 2010: 171).

Inkuiri sebenarnya berasal dari kata to inquire yang berarti ikut serta, atau

terlibat, dalam mengajukan pertanyaan-pertanyaan, mencari informasi, dan

melakukan penyelidikan. Inkuiri juga dapat diartikan sebagai proses bertanya dan

mencari tahu jawaban terhadap pertanyaan ilmiah yang diajukannya. Pertanyaan

ilmiah adalah pertanyaan yang dapat mengarahkan pada kegiatan penyelidikan

terhadap obyek pertanyaan. Dengan kata lain, inkuiri adalah suatu proses untuk

memperoleh dan mendapatkan informasi dengan melakukan observasi dan atau

eksperimen untuk mencari jawaban atau memecahkan masalah terhadap

pertanyaan atau rumusan masalah dengan menggunakan kemampuan berpikir

kritis dan logis. Inkuiri sebenarnya merupakan prosedur yang biasa dilakukan oleh

ilmuwan dan orang dewasa yang memiliki motivasi tinggi dalam upaya

memahami fenomena alam, memperjelas pemahaman, dan menerapkannya dalam

kehidupan sehari-hari (Mohammad Jauhar, 2011: 65).

19

Berdasarkan dari beberapa penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa

inkuiri adalah proses pembelajaran yang ditekankan pada proses penemuan

masalah yang akan dilakukan dengan melakukan observasi dan atau eksperimen

untuk mencari jawaban atau memecahkan masalah terhadap pertanyaan atau

rumusan masalah dengan menggunakan kemampuan berpikir kritis dan logis.

b. Strategi Pembelajaran Inkuiri

Inkuiri sebagai salah satu strategi pembelajaran mengutamakan proses

penemuan dalam kegiatan pembelajaran untuk memperoleh pengetahuan. Oleh

karena itu di dalam pembelajaran inkuiri, guru harus selalu merancang kegiatan

yang memungkinkan siswa melakukan kegiatan penemuan di dalam mengajarkan

materi pelajaran yang diajarkan (Amri & Ahmadi, 2010: 90).

Suyadi (2013: 117) menyatakan bahwa strategi pembelajaran inkuiri

merupakan bentuk dari pendekatan pembelajaran yang berorientasi kepada peserta

didik (student centered approach). Hal ini karena dalam strategi pembelajaran

inkuiri, peserta didik memang rnemegang peran yang sangat dominan dalam

proses pembelajaran Menurut Suyadi srategi pembelajaran inkuiri akan efektif

jika memenuhi asas-asas sebagai berikut:

1) Guru mempunyai harapan yang tinggi kepada peserta didik untuk

menemukan sendiri jawaban dari suatu permasalahan yang ingin dipecahkan.

Dengan demikian, melalui strategi inkuiri, penguasaan materi pelajaran bukan

sebagai tujuan utarna pembelajaran, tetapi lebih mementingkan proses

belajar.

2) Jika guru akan mengajar pada sekelompok peserta didik yang rata-rata

memiliki kemauan dan kernampuan berpikir, strategi inkuiri akan kurang

berhasil apabila diterapkan kepada peserta didik yang kurang memiliki

kemampuan berpikir.

3) Jumlah peserta didik yang belajar tidak terlalu banyak, sehingga bisa

dikendalikan oleh guru.

4) Guru memiliki waktu yang cukup untuk menggunakan pendekatan yang

berpusat pada peserta didik

20

c. Klasifikasi inkuiri

Amri dan Ahmadi (2010: 87-90) mengungkapkan tingkatan-tingkatan

inkuiri menurut Bonstetter yaitu:

1) Tradisional

Praktikum tradisional adalah tipe inkuiri yang paling sederhana. Dalam

praktikum guru menyediakan seluruh keperluan mulai dari topik sampai

kesimpulan yang harus ditemukan siswa dalam bentuk buku petunjuk yang

lengkap.

2) Pengalaman Sains yang Terstruktur

Guru menentukan topik, pertanyaan, bahan dan prosedur. Tugas siswa adalah

menganalisis data dan merumuskan berdasarkan hasil analisis.

3) Inkuiri Terbimbing

Inkuiri terbimbing memberikan kesempatan pada siswa untuk merumuskan

prosedur, menganalisis hasil dan mengambil kesimpulan secara mandiri. Peran

guru adalah sebagai fasilitator dalam menentukan topik, pertanyaan, dan bahan

penunjang.

4) Inkuiri Siswa Mandiri

Inkuiri siswa mandiri, guru memberikan bimbingan secara terbatas dalam

pemilihan topik dan pengembangan pertanyaan.

5) Penelitian Siswa

Penelitian siswa merupakan tingkat inkuiri yang paling tinggi. Pelaksanaan

proses dari seluruh komponen inkuiri menjadi tanggung jawab siswa. Guru

berperan sebagai fasilitator dan pembimbing.

6) Inkuiri bebas

Dalam inkuiri bebas, siswa difasilitasi untuk dapat mengidentifikasi masalah

dan merancang proses penyelidikan. Siswa dimotivasi untuk mengemukakan

gagasannya dan merancang cara untuk menguji gagasan. Untuk itu siswa diberi

motivasi untuk melatih keterampilan berpikir kritis seperti mencari informasi,

menganalisis argument dan data, membangun dan mensintesis ide-ide baru,

memanfaatkan ide-ide awalnya untuk memecahkan masalah serta

mengeneralisasikan data.

21

d. Prinsip Pelaksanaan Pembelajaran Inkuiri

Pendekatan pembelajaran inkuiri merupakan pendekatan yang

menekankan kepada pengembangan intelektual peserta didik. Ada beberapa

prinsip yang harus diperhatikan dalam melaksanakan pendekatan pembelajaran

inkuiri (Suyadi, 2013: 199):

1) Berorientasi pada pengembangan intelektual

2) Prinsip interaksi

3) Prinsip bertanya

4) Prinsip belajar untuk berpikir

5) Prinsip keterbukaan

e. Langkah-Langkah Pembelajaran Inkuiri

Menurut Amri dan Ahmadi (2010: 92) langkah pembelajaran inkuri,

merupakan suatu siklus yang dimulai dari:

1) Observasi atau pengamatan terhadap berbagai fenomena alam.

2) Mengajukan pertanyaan tentang fenomena yang dihadapi.

3) Mengajukan dugaan atau kemungkinan jawaban.

4) Mengumpulkan data berkait dengan pertanyaan yang diajukan.

5) Merumuskan kesimpulan berdasarkan data.

5. Kemampuan Berpikir Kritis

Iskandar (2009: 86-87) mengungkapkan bahwa kemampuan berpikir kritis

merupakan kegiatan penalaran yang reflektif, kritis, dan kreatif, yang berorientasi

pada suatu proses intelektual yang melibatkan pembentukan konsep

(conceptualizing), aplikasi, analisis, menilai informasi yang terkumpul (sintesis)

atau dihasilkan melalui pengamatan, pengalaman, refleksi, komunikasi sebagai

landasan kepada suatu keyakinan (kepercayaan) dan tindakan.

Beberapa kemampuan yang dikaitkan dengan konsep berpikir kritis adalah

kemampuan-kemampuan untuk memahami masalah, menyeleksi informasi yang

penting untuk menyelesaikan masalah, memahami asumsi-asumsi, merumuskan

dan menyeleksi hipotesis yang relevan, serta menarik kesimpulan yang valid, dan

22

menentukan kevalidan dari kesimpulan-kesimpulan menurut Dressel dan Mayhew

(Amri & Ahmadi, 2010: 63).

Indikator berpikir kritis menurut beberapa teori yakni:

Tabel 2.1 Indikator Berpikir Kritis

Indikator Kata-kata Operasional Teori Memberikan penjelasan sederhana

menganalisis pernyataan, mengajukan dan menjawab pertanyaan klarifikasi

Ennis (1980)

Membangun keterampilan dasar

menilai kredibilitas suatu sumber, meneliti, menilai hasil penelitian

Membuat inferensi mereduksi dan menilai deduksi, menginduksi dan menilai induksi, membuat dan menilai penilaian yang berharga

Membuat penjelasan lebih lanjut

mendefinisikan istilah, menilai definisi, mengidentifikasi asumsi

Mengatur strategi dan teknik

memutuskan sebuah tindakan, berinteraksi dengan orang lain

Interpretasi memahami, mengekspresikan, menyampaikan signifikan, dan mengklasifikasi makna

Facione (1990)

Analisis mengidentifikasi, menganalisis Evaluasi menaksir pernyataan, representasi Inferensi menyimpulan, merumuskan hipotesis,

mempertimbangkan Penjelasan manjustifikasi penalaran,mempresentasikan

penalaran Regulasi diri menganalisis, mengevaluasi Klasifikasi dasar meneliti, mempelajari masalah, mengidentifikasi,

meneliti hubungan-hubungan Henri (1991)

Klasifikasi mendalam menganalisis masalah untuk memahami nilai-nilai, kepercayaan-kepercayaan dan asumsi-asumsi utamanya

Interensi mengakui dan mengemukakan sebuah ide berdasarkan pada proposisi yang benar

Penilaian membuat keputusan-keputusan evaluasi-evaluasi dan kritik-kritik

Strategi-strategi menerapkan solusi setelah pilihan atau keputusan Identifikasi masalah mengupayakan tindakan menarik minat dalam

sebuah masalah Garrison (1992) Definisi masalah mendefinisikan batasan-batasan, akhir dan alat

masalah Eksplorasi masalah pemahaman mendalam tentang situasi masalah Penerapan masalah mengevaluasi solusi-solusi alternatif dan ide-ide

baru Integritas masalah bertindak sesuai pemahaman untuk menvalidasi

pengetahuan Dikutip dari Liliasari (2013: 10)

23

Berpikir kritis sebagai sebuah proses aktif dan cara berpikir teratur atau

sistematis untuk memahami informasi secara mendalam, sehingga membentuk

sebuah keyakinan kebenaran informasi yang didapat atau pendapat yang

disampaikan. Proses aktif menunjukkan keinginan atau motivasi untuk

menemukan jawaban dan mencapai pemahaman. Dengan berpikir kritis maka

pemikir kritis menelaah proses berpikir diri sendiri dan proses berpikir orang lain

untuk mengetahui proses berpikir yang digunakan sudah benar. Secara tersifat

pemikir kritis mengevaluasi pemikiran yang tersirat dari apa yang mereka dengar

dan baca, dan meneliti proses berpikir diri sendiri saat menulis, memecahkan

masalah, membuat keputusan, atau mengembangkan sebuah proyek (Hendra

Surya, 2013:159).

Keterkaitan sintaks inkuiri dan berpikir kritis disajikan dalam Tabel 2.2.

Tabel 2.2 Keterkaitan Sintaks Inkuiri dan Berpikir Kritis

No Sintaks Kegiatan Siswa Kemampuan

Berpikir Kritis 1. Orientasi Siswa membaca dan mengamati

fenomena yang digunakan oleh siswa untuk merumuskan masalah

-

2. Merumuskan masalah

Siswa merumuskan masalah dari fenomena yang ada di sekitar sebanyak mungkin

Analisis

3. Merumuskan hipotesis

Siswa mengumpulkan berbagai informasi yang relevan dengan mengamati, menggunakan beberapa referensi dan mengidentifikasi variabel terukur

Analisis

4. Mengumpulkan data

Siswa melakukan pengumpulan data dengan mennentukan alat dan bahan, merangkai prosedur percobaan dan melakukan percobaan untuk membuktikan hipotesis

Inferensi

5. Menguji hipotesis

Siswa melakukan analisis data untuk menunjukkan hipotesis teruji diterima atau ditolak.

Analisis

6. Merumuskan kesimpulan

Siswa menyimpulkan hasil analisis data dan menuliskannya dalam LKS

Evaluasi

24

Pendidik terkenal, John Dewey (1993) mengajukan gagasan serupa ketika

berbicara tentang pentingnya membuat murid berpikir secara reflektif. Psikolog

terkemuka, Max Wertheirner (1945) berpendapat mengenai pentingnya berpikir

secara produktif daripada hanya menebak jawaban yang benar. Berpikir kritis

meliputi berpikir secara reflektif dan produktif serta mengevaluasi bukti

(Santrock, 2009: 11).

Menurut Bonnie dan Potts dalam Amri & Ahmadi (2010: 63), secara

singkat dapat disimpulkan bahwa ada tiga buah strategi untuk mengajarkan

kemampuan-kemampuan berpikir kritis, yaitu:

a. building categories (membuat klasifikasi),

b. finding problem (menemukan masalah),

c. enhancing the environment (mengkondusifkan lingkungan).

Keterkaitan sintaks inkuiri dengan indikator berpikir kritis yang terdapat

dalam modul sesuai dengan Tabel antara lain: 1) Sintaks orientasi sebagai bagian

dari langkah inkuiri terbimbing, siswa dilatih untuk mengasah kemampuan

berpikir kritis dalam memahami fenomena dalam wacana yang diberikan, 2)

Sintaks merumuskan masalah siswa dilatih untuk mengidentifikasi masalah yang

terdapat dalam fenomena; 3) Sintaks merumuskan hipotesis sebagai tahap siswa

dalam merumuskan hipotesis dari rumusan masalah yang dibuat; 4) Sintaks

mengumpulkan data merupakan langkah yang melatih siswa untuk melakukan

pengumpulan data dengan merancang percobaan untuk membuktikan hipotesis

yang telah dituliskan dalam LKS; 5) sintaks menguji hipotesis merupakan langkah

pembuktian hipotesis melalui eksperimen; dan 6) Sintaks merumuskan

kesimpulan merupakan langkah siswa merepresentasikan hasil dari percobaan

yang telah dilakukan.

Ciri khas praktik mengajar untuk berpikir kritis meliputi:

a. Meningkatkan interaksi di antara para siswa sebagai pembelajar;

b. Mengajukan pertanyaan open-ended;

c. Memberikan waktu yang memadai kepada para siswa untuk memberikan

refleksi terhadap pertanyaan yang diajukan atau masalah-masalah yang

diberikan, dan

25

d. Teaching for transfer (Mengajarkan penggunaan kemampuan yang baru saja

diperoleh terhadap situasi-situasi dan pengalaman yang dimiliki para siswa).

6. Materi Listrik Dinamis

Materi listrik dinamis terdapat pada kelas X, termasuk salah satu konsep

materi yang berhubungan dengan konsep-konsep kelistrikkan rangkaian listrik

yang banyak dipelajari pada materi-materi selanjutnya seperti materi listrik statis

(elektrostatistika) dan rangkaian arus bolak-balik di kelas XII. Selain itu materi ini

sangat aplikatif dalam penerapannya dan banyak dijumpai dalam kehidupan

sehari-hari. Kehidupan tidak lepas dari penggunaan listrik, menyalakan lampu,

menghidupkan televisi, penggunaan alat sehari-hari yang sebagian besar

bergantung dari listrik, mulai dari rangkaian listrik yang kompleks hingga yang

paling sederhana.

a. Pengertian Arus Listrik

Arus listrik didefinisikan sebagai laju aliran muatan-muatan listrik dalam

suatu rangkaian listrik. Gerakan muatan-muatan disebabkan oleh perbedaan

potensial listrik atau yang sering disebut tegangan listrik. Pengertian lain tentang

arus listrik yaitu kelajuan muatan listrik mengalir melalui permukaan. (Serway,

2010: 360). Arus listrik sebagai laju aliran muatan listrik yang melalui suatu

luasan penampang lintang (Tipler, 2001: 138).

Tippler (2001: 138) menyatakan arah arus listrik diasumsikan searah

dengan aliran muatan listrik. Hal ini ditetapkan sebelum diketahui bahwa

elektron-elektron bebas yang merupakan muatan negatif adalah partikel-partikel

yang sebenarnya bergerak dan akibatnya menghasilkan arus listrik pada suatu

penghantar. Serway (2010: 362) muatan listrik yang melalui suatu permukaan

bermuatan positif, negatif atau keduanya. Untuk menentukan arah arus listrik

digunakan arah yang sama dengan aliran muatan listrik positif.

26

b. Hukum Ohm, Resistansi, dan Resistivistik

Gambar 2.2. Rangkaian listrik arus searah

(www.elektronikabersama.com)

Rangkaian listrik pada Gambar 2.2 yang terdiri dari baterai, resistor (R),

dan sebuah sakelar (S). Elektron-elektron bergerak dari kutub negatif baterai ke

kutub positif baterai, sedangkan muatan positif inilah yang kita sebut arus listrik

konvensional. Besarnya kuat arus listrik I merupakan laju perubahan muatan

listrik Q persatuan waktu t.

(2.1)

Satuan SI untuk arus listrik adalah coulomb/sekon atau disebut ampere (A).

Gambar 2.2 menunjukkan bahwa gerak dari elektron-elektron bermuatan

negatif dalam satu arah sebanding dengan aliran muatan positif. Elektron-elektron

bergerak dalam arah yang berlawanan dengan arah arus. Sedangkan arah arus

listrik sama dengan arah muatan listrik positif. Tippler (2001: 139) menyatakan

gerak elektron bebas dalam suatu logam serupa geraknya dalam molekul-molekul

gas. Ketika tidak ada arus dalam suatu penghantar elektron-elektron bergerak

dengan acak dan laju yang sangat tinggi karena energi termal. Ketika ada arus,

elektron-elektron memiliki sedikit kecepatan drift (alir) ditambah dengan

kecepatan termal yang jauh lebih besar tapi acak. Hal itu membuat kawat

penghantar arus listrik aliran lambat elektron-elektron bermuatan negatif yang

dipercepat oleh medan listrik dalam kawat dan kemudian segera bertumbukan

dengan atom-atom konduktor.

Tippler (2001: 139) Medan listrik mengarahkan sebuah gaya (F =-eE)

pada elektron-elektron dalam sebuah penghantar, tetapi gaya pada elektron tidak

menghasilkan suatu percepatan netto karena elektron-elektron terus bertumbukan

27

dengan atom-atom. Efek keseluruhan dari tumbukan-tumbukan adalah untuk

mengalihkan tenaga kinetik dari efek elektron-elektron bergerak menjadi tenaga

getaran (vibration energy). Elektron-elektron memperoleh laju penyimpangan

(drift speed) vd rata-rata konstan di dalam arah –E. Serway (2010: 360)

menyatakan medan listrik memberikan gaya-gaya pada elektron-eletron konduksi

dalam kawat sehingga menyebabkan elektron bergerak dalam kawat sehingga

menghasilkan arus. Medan listrik diakibatkan adanya beda potensial pada ujung-

ujung kawat konduktor.

Suatu arus dalam kawat penghantar berpenampang lintang A. Misalkan n

adalah jumlah partikel-partikel pembawa muatan bebas persatuan volume. Asumsi

mengenai masing-masing partikel pembawa muatan q dan bergerak dengan

kecepatan drift (alir) vd, dalam waktu ∆t semua partikel dalam volume adalah

nAvd At, dan muatan totalnya sehingga persamaan muatannya pada persamaan 2.2.

∆Q = nAvd At (2.2)

Jadi,arus yang mengalir dapat dirumuskan dengan persamaan 2.3 yaitu:

(2.3)

Medan listrik di dalam konduktor jika pada kondisi kesetimbangan

elektrostatik harus nol, maka muatan-muatan bebas di dalam konduktor akan

bergerak, misalkan situasi pada muatan bebas memang bergerak dalam konduktor

(Tippler, 2001: 139). Artinya konduktor tidak berada pada kesetimbangan

elektrostatik, arus di dalam konduktor dihasilkan oleh medan listrik di dalam

konduktor ketika mendesakkan gaya pada muatan positif, dan karena arah arus

merupakan arah aliran muatan positif, maka arah arus searah dengan medan listrik

yang membawa arus I. Arah medan listrik dari daerah medan listrik yang

memiliki potensial tinggi ke daerah potensial rendah, potensial pada titik a lebih

besar dari titik b. Asumsikan bahwa ∆L cukup kecil sehingga dapat menganggap

medan listrik yang melintasi segmen adalah konstan, beda potensial V antara titik

a dan b pada persamaan 2.4.

V= Va- Vb (2.4)

28

Kebanyakan material, arus dalam suatu segmen kawat sebanding dengan

beda potensial yang melintasi segmen. Dalam sebuah ekperimen dikenal sebagai

hukum Ohm dengan konstanta kesebandingannya ditulis I/R, dengan R disebut

resistansi. Gambar arus dan hambatan pada rangkaian tertutup dijelaskan pada

Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Rangkaian tertutup (Tippler, 2001: 149)

Hubungan antara V (tegangan) dan I (arus) berbanding lurus yaitu semakin besar

tegangan maka akan semakin besar arus yang mengalir pada suatu rangkaian.

Gambar 2.4 Hubungan tegangan dengan kuat arus (Giancoli, 1998:68)

Grafik menunjukkan bahwa persamaan hubungan tegangan V dan arus I yaitu

pada persamaan 2.5 dan 2.6

, atau (2.5)

(2.6)

R

29

Definisi umurn dari resistansi adalah resistansi antara dua titik ditinjau dari

penurunan tegangan V antara dua titik yaitu pada persamaan 2.7

1Ω = I V/A (2.7)

Resistansi suatu material bergantung pada panjang, luas penampang

lintang, tipe material, dan temperatur. Untuk material-material yang mematuhi

hukum Ohm resistansi tidak berpengaruh pada arus yaitu perbandingan V/I tidak

bergantung pada I. Material penghantar ada pada kebanyakan logam disebut

material ohmik. Untuk material ohmik, tegangan jatuh pada suatu segmen

sebanding dengan arus:

V = IR dengan R konstan

Material non-ohmik, perbandingan V/I bergantung pada arus, sehingga

arus tidak sebanding dengan beda potensial. Resistansi kawat penghantar

diketahui sebanding dengan panjang kawat dan berbanding terbalik dengan luas

penampang lintang dirumuskan pada persamaan 2.8

(2.8)

Resistansi suatu material bergantung pada panjang, luas penampang

lintang, tipe material, dan temperatur. Untuk material-material yang mematuhi

hukum Ohm resistansi tidak berpengaruh pada arus yaitu perbandingan V/I tidak

bergantung pada I. Material penghantar ada pada kebanyakan logam disebut

material ohmik. Untuk material ohmik, tegangan jatuh pada suatu segmen

sebanding dengan arus:

V = IR dengan R konstan

Konstanta kesebandingan ρ disebut resistivistik material penghantar.

Satuan dari resistivistik adalah ohmmeter (Ω.m). Kawat disebut sebagai

konduktor atau resistor, bergantung pada sifat yang akan ditekankan. Kebalikan

dari resistivitas disebut konduktivitas (σ). Maka dapat ditentukan pada persamaan

2.9.

(2.9)

30

Konduksi listrik dan resistansi listrik memiliki bentuk yang sama seperti

∆T = IR atau R = ∆x/kA untuk konduksi termal dan resistansi termal. Untuk

persamaan listrik, beda potensial V menggantikan beda temperatur ∆T dan

konduktivitas listrik σ menggantikan konduktivitas termal k. Pada suhu 20°C (ρ20)

bersama dengan koofisien temperatur resistivitas α, yang sebanding dengan

kemiringan kurva ρ terhadap T. Resistivistik terhadap temperatur tc celcius

diberikan persamaan 2.10.

ρ = ρ20 [1 + α (tc- 20°C)] (2.10) ρ20 ialah tahanan jenis pada 20 dan ρt ialah tahanan jenis pada

temperature tC. Faktor disebut koefisien temperature tahanan jenis. Dalam

Gambar 2.3 tercantum koefisien temperature tahanan jenis beberapa bahan.

Tahanan jenis karbon (bukan logam) turun bila temperature naik dan koefisien

temperature tahanan jenisnya negative. Tahanan jenis logam campuran manganin

praktis tidak kena pengaruh temperature.

Gambar 2.5 Perubahan tahanan jenis akibat temperature pada tiga konduktor: (a)

logam biasa, (b) logam super konduktor, (c) logam semi konduktor

Celcius dan temperatur absolut berbeda hanya dalam pemilihan nol,

resistivistik memiliki kemiringan yang sama jika diplot terhadap tc atau T.

Resistivistik dan konduktivitas bergantung pada bahan penghantar diketahui

melalui Tabel 2.3.

T

Metal ρ

(a)

T

Super konduktor ρ

(b)

T

Semi konduktor ρ

(c)

31

Tabel 2.3 Resistivistik dan konduktivitas bergantung pada temperatur

Material Resistivitas p pada suhu 20°C (Ωm)

Koefisien temperatur α pada suhu 20°C (K-1)

Perak Tembaga Aluminium Tungsten Besi Timah hitam Air raksa Nikrome Karbon Germanium Silicon

1,6 x 10-8 1,7 x 10-8 2,8 x 10-8 5,5 x 10-8 10 x 10-8 22 x 10-8 96 x 10-8 100 x 10-8 3500 x 10-8

0,45 640

3,8 x 10-3 3,9 x 10-3 3,9 x 10-3 4,5 x 10-3 5,0x 10-3 4,3 x 10-3 0,9x 10-3 0,4 x 10-3 -0,5 x 10-3 -4,8 x 10-2 -7,5 x 10-2

(Giancoli, 2001: 105)

Kawat penghantar yang digunakan untuk membawa arus listrik dibuat

dalam ukuran-ukuran standar. Diameter penampang lintang sirkular ditunjukkan

oleh suatu nomor-nomor yang semakin tinggi menyatakan diameter semakin

kecil.

Resistor umumnya diberi tanda dengan pita-pita berwarna untuk

menyatakan resistansi. Resistansi pada resistor ada yang dinyatakan dengan warna

cincin (ring dan lingkaran) pada badan resistor. Menggunakan tabel pembaca

untuk 4 cincin dan 5 cincin seperti Tabel 2.4.

Tabel 2.4. Kode warna resistor Warna Angka Gelang Faktor Pengali Hitam coklat Merah Jingga Kuning Hijau Biru Ungu

Abu-abu Putih

Tidak Berwarna Perak Emas

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 - - -

1 101

102

103

104

105

106

107

108

109

-

-

-

Young and Freedman (2004:952)

32

Keterangan: Gelang 1 (orange) : 3 Gelang 2 (orange) : 3 Gelang 3 (orange) : 9 Gelang 4 (Hitam) : 100 Gelang 5 (coklat) : 1% Nilai resistor : 339 x 100 Ω ± 1%

Gambar 2.6 Nilai hambatan suatu resistor pada gelang warna

(Giancolli, 2001: 69)

Warna yang tertera pada resistor Gambar 2.6 terdapat lima cincin dalam

resistor. Adapun 5 cincin tersebut mengindikasikan harga resistor yang ada pada

Gambar 2.5. Kode warna diketahui dengan menggunakan Tabel 2.2 mengenai

kode resistor. Toleransi pada Young and Freedman (2004) menyebutkan bahwa

untuk harga toleransi, tidak berwarna 20%, perak 10%, dan emas 5%. resistor

Gambar 2.5 memiliki lima warna yaitu: jingga, jingga, putih, hitam dan coklat

adalah 339 Ω. Deskripsi yang lebih mudah adalah: cincin pertama yaitu orange

mempunyai harga 3, cincin kedua yaitu jingga mempunyai harga 3, dan cincin

ketiga yaitu putih mempunyai harga 9 ketiganya dinyatakan sebesar 339. Cincin

keempat yaitu hitam mempunyai harga 10° atau berharga 1, maka tidak

menambahkan nol di belakang 339, sedangkan cincin kelima yaitu coklat

merupakan kode untuk toleransi tidak ada (tidak diperhitungkan). Sehingga

resistor di atas mempunyai nilai 339 Ω.

c. Hukum Kirchoff

Metode yang diberikan pada pembahasan terkait rangkaian telah

menjelaskan- bahwa rangkaian yang mengandung banyak resistor dapat

disederhanakan dengan mengganti nilai hambatan ekivalen (Rseri dan Rparalel).

Namun, metode tersebut masih belum cukup untuk menganalisis berbagai

rangkaian sederhana lainnya.

Zemansky (1986) mengungkapkan bahwa Hukum Kirchoff terdiri atas

dua kaidah, yaitu: 1) kaidah titik cabang. Hasil penjumlahan aljabar tiap arus yang

33

menuju sembarang titik cabang sama dengan nol . Kaidah pertama hanya

menyatakan bahwa tidak ada muatan yang mengumpul di titik cabang; 2) kaidah

lintasan tertutup hasil penjumlahan aljabar tiap ggl dalam sembarang lintasan

tertutup sama dengan hasil penjumlahan aljabar hasil kali IR dalam lintasan

tertutup yang bersangkutan .

G.R Kirchoff (1824-1887) di pertengahan abad 19 membuat suatu hukum

yang dinamakan hukum Kirchoff. Hukum ini sebenarnya merupakan penerapan

yang berguna dari hukum kekekalan muatan dan energi. Hukum pertama Kirchoff

atau hukum titik cabang berdasarkan pada kekekalan muatan.

Hukum Kirchoff menyatakan bahwa “Pada setiap titik cabang, jumlah

semua arus yang memasuki cabang harus sama dengan semua arus yang

meninggalkan cabang tersebut”.

Secara matematis dituliskan seperti pada persamaan 2.11

(2.11)

Maksudnya adalah arus yang masuk harus sama dengan arus yang keluar. Hukum

titik cabang sesuai dengan hukum kekekalan muatan. Muatan yang memasuki titik

cabang harus keluar tidak ada yang hilang atau diambil (Giancoli, 2001: 103).

Gambar 2.7 Ilustrasi Hukum I Kirchoff tentang titik percabangan

(Giancoli, 2001: 104)

Gambar 2.7, arus I1 yang mengalir melalui titik a sama dengan jumlah I2 +

I3 + I4 yang mengalir keluar dari titik a. atau dapat dinyatakan I1 = I2 + I3 + I4.

Hukum kedua Kirchoff atau hukum loop didasarkan pada kekekalan

energi. Hukum Khirchoff menyatakan bahwa “Jumlah perubahan potensial

mengelilingi lintasan tertutup pada suatu rangkaian harus sama dengan nol”.

Dalam perjalanan (arus) yang melewati sebuah sumber tegangan dari terminal

34

negatif (-) menuju terminal positif (+) menimbulkan potensial, oleh karena itu

tegangan tersebut akan didahutui tanda (+), begitu sebaliknya.

Secara matematis dituliskan pada persamaan 2.5 yaitu:

(2.12)

d. Susunan Seri dan Paralel Komponen Listrik

1) Rangkaian Seri

Ketika dua atau lebih resistor dihubungkan dari ujung ke ujung seperti

pada Gambar 2.8 dapat dikatakan resistor dihubungkan secara seri. Resistor-

resistor tersebut bisa berupa resistor biasa atau resistor komponen listrik

contohnya lampu.

(a) (b)

Gambar 2.8 (a) Rangkaian hambatan listrik disusun seri (b) Hambatan ekivalen tunggal Rek (Giancoli, 2001: 95)

Muatan yang melalui R1 pada Gambar 2.8 juga akan melewati R2 dan

kemudian R3. Maka arus I yang sama melewati setiap resistor (jika tidak hal ini

berarti bahwa muatan terakumulasi pada beberapa titik pada rangkaian, yang tidak

terjadi dalam keadaan stabil). Untuk mengukur tegangan V pada ketiga resistor,

dengan mengasumsikan semua resistor yang lain pada rangkaian dapat diabaikan,

dan sehingga V sama dengan tegangan baterai. Untuk menentukan besarnya V1,

V2 dan V3 serta R1, R2, dan R3 dapat menggunakan hukum Ohm. Karena resistor-

resistor tersebut dihubungkan ujung ke ujung, kekekalan energi menyatakan

bahwa tegangan total V sama dengan jumlah semua tegangan dari masing-masing

resistor dapat dirumuskan pada persamaan 2.13.

V=V1+ V2+ V3= IR1+ IR2+ IR3 (2.13)

35

Karena I sama maka diperoleh Persamaan 2.14 adalah:

Rek = R1 + R2 + R3 (2.14)

2) Rangkaian Paralel

Arus total pada rangkaian paralel yang meninggalkan baterai terbagi

menjadi beberapa cabang. Maka untuk menentukan I1, I2, dan I3 serta R1, R2, dan

R3 dapat menggunakan hukum Ohm. Muatan arus listrik kekal, arus yang masuk

ke dalam titik cabang (kawat atau konduktor yang berbeda bertemu) harus sama

dengan arus yang keluar dari titik cabang. Persamaan arus pada setiap titik

percabangan yaitu pada Persamaan 2.15:

(2.15)

Karena V sama maka diperoleh persamaan 2.14 adalah

(2.16)

Ciri-ciri rangkaian paralel, rangkaian paralel dapat digambarkan yaitu dengan

membagi tegangannya sehingga gambar tersebut menjadi seperti pada Gambar

2.9.

(a) (b)

Gambar 2.9 (a) Rangkaian hambatan listrik disusun paralel (b) Hambatan ekivalen tunggal Rek (Giancoli, 2001: 99)

e. Energi dan Daya Listrik

Kerja total yang dilakukan pada sebuah muatan q yang lewat melalui

elemen rangkaian sama dengan hasil kali q dengan selisih potensial Vab (kerja

persatuan muatan). Jika ada Arus I dalam selang waktu dt, sejumlah muatan dQ =

I dt. Kerja dW yang dilakukan pada muatan sesuai dengan persamaan 2.17.

36

dW = VabdQ = VabI dt (2.17)

Kerja ini menyatakan energi listrik yang dipindahkan ke dalam elemen rangkaian

ini. Laju perpindahan energi terhadap waktu adalah daya (P), yaitu membagi

persamaan di atas dengan dt, mendapatkan laju pada bagian selebihnya dari

rangkaian yang menghantar energi listrik ke elemen suatu rangkaian dengan

persamaan 2.16.

(2.18)

Satuan energi listrik adalah Joule (J) dan satuan SI daya listrik adalah Watt

(W).

f. Arus dalam Rangkaian Loop Tunggal

Rangkaian loop tunggal sederhana dari Gambar 2.10 menunjukkan rangkaian

yang terdiri dari baterai ideal B dengan emf sebuah resistor dengan hambatan R,

dan dua kawat penghubung.

Gambar 2.10 Rangkaian loop tunggal sederhana (Haliday & Resnik, 2008:283)

Pers. 2.18, P =i2R, menunjukkan bahwa pada interval waktu dt sejumlah

energi yang diketahui sebesar i2R dt akan muncul dalam resistor pada Gambar 2.8

sebagai energi termal. (Karena kita menganggap kawat memiliki hambatan yang

dapat diabaikan, tidak ada energi termal yang muncul di dalamnya). Selama

interval yang sama, muatan dq=i dt akan bergerak melewati baterai B dan baterai

akan mengerjakan usaha pada muatan seperti persamaan 2.19.

dW dq dt=ξ dq=ξidt (2.19)

37

Prinsip kekekalan energi, usaha yang dilakukan oleh baterai harus sama

dengan energi termal yang terdapat di dalam resistor:

Ei dt =i2R dt dimana ξ=iR (2.20)

emf adalah energi per satuan muatan yang ditransfer ke muatan bergerak oleh

baterai. Besaran iR adalah energi per satuan muatan yang ditransfer dari muatan

bergerak menuju energi termal di dalam resistor. Energi per satuan muatan yang

ditransfer ke muatan bergerak sama dengan energi per satuan muatan yang

ditransfer dari muatan bergerak. Penyelesaian untuk i, didapatkan persamaan 2.21.

(2.21)

Titik a dengan potensial V berjalan searah jarum jam sampai kembali ke

titik a dengan mempertahankan lintasan perubahan potensial ketika bergerak.

Titik awal berada pada terminal potensialrendah dari baterai. Karena baterai ideal,

beda potensial diantara terminal-terminalnya sama dengan Ɛ. Jadi, ketika

melewati baterai menuju terminal potensial tinggi, perubahan dalam potensial

adalah +Ɛ. Karena melintasi titik a, loop yang menyeluruh untuk perubahan

potensial sepanjang lintasan, harus sama dengan potensial akhir yaitu:

Va+Ɛ-iR=Va (2.22)

Nilai Va dihilangkan dari persamaan ini sehingga menjadi Ɛ –iR= 0 (2.23)

Aturan loop untuk melintasi keseluruhan perjalanan yang berlawanan arah

putaran jarum jam di sekitar rangkaian yaitu: - Ɛ +iR= 0 (2.24)

g. Rangkaian Multiloop

Gambar 2.11 memperlihatkan sebuah rangkaian lebih dari satu loop.

Terdapat dua penghubung dalam rangkaian ini, pada b dan d. Cabang-cabang

tersebut adalah cabang cabang kanan (bcd), dan cabang tengah (bad).

38

Gambar.2.11 Rangkaian multiloop (Haliday & Resnik, 2008:283)

Muatan datang menuju penghubung d melalui arus masuk i1 dan i3, dan

keluar melalui arus keluar i2; tidak ada peningkatan atau penurunan muatan pada

penghubung tersebut. Kondisi ini berarti bahwa

i1 + i3 = i2 (2.23)

Penjumlahan arus yang memasuki sembarang penghubung harus sama

dengan penjumlahan arus yang meninggalkan penghubung tersebut. Aturan ini

sering disebut aturan penghubung Kirchoff (atau hukum arus Kirchoff). Hukum

ini merupakan pernyataan sederhana tentang kekekalan muatan untuk aliran

muatan tidak ada penambahan ataupun penurunan muatan pada penghubung,

untuk menyelesaikan rangkaian kompleks adalah aturan loop (berdasarkan

kekekalan energi) dan aturan penghubung (berdasarkan kekekalan muatan).

Dalam rangkaian pada Gambar 28.7, Arah loop sebelah kiri (bad) dalam arah

berlawanan putaran jarum jam dan titik b maka: Ɛ1-i1R1+i3R3 =0 (2.24)

Arah loop sebelah kanan dalam arah berlawanan putaran jarum jam dari

titik b maka:

–i3R3 –i2R2 –Ɛ2=0 (2.25)

Jika menggunakan aturan loop pada loop besar (abcda), akan diperoleh (dengan

menggerakkan berlawanan arah putaran jarum jam dari b) persamaan: Ɛ1–i1R1 –i2R2 –Ɛ2=0 (2.26)

39

B. Kajian Penelitian yang Relevan

1. Penelitian Suma (2010) menyimpulkan pembelajaran berbasis inkuiri lebih

efektif dalam menin gkatkan penguasaan konten fisika dan kemampuan

penalaran mahasiswa calon guru. Penelitian dan pengembangan ini

mengembangkan modul berbasis inkuiri terbimbing pada pokok bahasan

listrik dinamis sehingga dapat meningkatkan prestasi belajar siswa.

2. Penelitian Sunarno (2010) mengemukakan bahwa pembelajaran dengan

metode inkuiri terbimbing dan metode eksperimen ditinjau dari sikap ilmiah

dan kemampuan menggunakan alat ukur terhadap prestasi belajar

memberikan pengaruh yang signifikan, khususnya materi suhu dan kalor.

Dari rerata uji lanjut yang diperoleh metode inkuiri terbimbing lebih baik dari

pada metode eksperimen. Oleh karena itu untuk meningkatkan prestasi

belajar fisika dapat dilakukan melalui pembelajaran dengan metode inkuiri

yang dilengkapi alat-alat ukur yang sesuai.

3. Penelitian Jannah (2012) mengemukakan bahwa penemuan konsep dengan

bimbingan guru akan membantu siswa mempermudah dan memahami konsep

dan prinsip hasil temuan siswa, karena siswa dilatih untuk menggunakan

kemampuan untuk menyelidiki secara sistematis, kritis, logis, dan analitis

sehingga siswa mampu merumuskan sendiri pengetahuan yang diperoleh.

Dengan perangkat pembelajaran berorientasi inkuiri terbimbing dapat

meningkatkan penguasaan konsep IPA.

4. Penelitian Yuniyanti (2012) merekomendasikan penggunaan media modul

sebagai media pembelajaran dalam upaya untuk meningkatkan motivasi

belajar siswa. Penelitian dan pengembangan ini, mengembangkan modul

berbasis inkuiri terbimbing pada konsep listrik dinamis, sehingga

menumbuhkan motivasi siswa untuk membaca dan mempelajari modul.

5. Penelitian Saputra (2012) mengemukakan bahwa hasil belajar siswa ranah

kognitif, afektif, dan psikomotorik pada siswa kelas VIII-F SMP Negeri 5

Surakarta tahun pelajaran 2011/2012 dapat ditingkatkan dengan penerapan

strategi pembelajaran guided inquiry. Modul, yang dikembangkan dalam

penelitian dan pengembangan ini berbasis inkuiri terbimbing, sehingga

40

penerapan modul berbasis inkuiri terbimbing pada pokok bahasan listrik

dinamis untuk SMA/MA kelas X dalam pembelajaran dapat meningkatkan

hasil belajar siswa.

6. Penelitian Musfiroh (2012) mengemukakan bahwa dalam menyusun modul

untuk menggunakan kalimat yang tidak terlalu panjang dan menyajikan

gambar yang mendukung isi modul. Modul berbasis inkuiri terbimbing pada

pokok bahasan listrik dinamis untuk SMA/MA kelas X dikembangkan

dengan menambahkan gambar yang mendukung isi materi. Kegiatan

pembelajaran dengan memberi tugas secara kelompok dalam eksperimen

yang membuat siswa aktif mengerjakannya. Modul yang dikembangkan

dalam penelitian dan pengembangan ini adalah modal berbasis inkuiri

terbimbing pada pokok bahasan listrik dinamis, sehingga siswa dapat lebih

aktif dalam kegiatan pembelajaran.

7. Penelitian Sugiyanto (2013) mengemukakan bahwa dalam penyusunan modul

berbasis Inkuiri menggunakan kalimat yang mampu membuat siswa aktif

dalam proses penemuan konsep dalam proses pembelajaran. Selain itu

multimedia juga memotivasi semangat siswa dalam pembelajaran di kelas.

Sehingga pengembangan modul yang disertai dengan multimedia sangat

mendukung dalam efektivitas pembelajaran.

8. Penelitian Wulandari (2013) mengemukakan bahwa pencapaian hasil berfikir

kritis siswa sebagai kemampuan berpikir tingkat tinggi dapat diperoleh

dengan melalui pembelajaran SETS, dari hasil penelitian menunjukkan

peningkatan signifikan, siswa merespon positif terhadap bahan ajar yang

dikembangkan.

9. Penelitian White (1999) menyimpulkan bahwa dengan inkuiri pembelajaran

dapat menjadi efektif karena siswa terlibat secara langsung dalam penemuan

suatu konsep. Cara ini menyebabkan siswa dapat mengembangkan teori yang

sudah siswa dapat dan memungkinkan mengembangkan kemampuan kognitif

mereka. Modul yang dikembangkan melalui penelitian dan pengembangan ini

merupakan modul berbasis inkuiri terbimbing, sehingga penerapan modul

41

dalam pembelajaran mendorong siswa terlibat secara langsung dalam

menemukan konsep.

10. Penelitian Suk Cho, et al (2000) mengemukakan, bahwa dengan modul

inkuiri terbimbing dapat meningkatkan prestasi belajar siswa. Modul inkuiri

terbimbing dapat membuat siswa aktif dalam kegiatan belajar siswa.

Penelitian dan pengembangan ini mengembangkan modul berbasis inkuiri

terbimbing, sehingga prestasi belajar siswa meningkat.

11. Penelitian Arjen et al (2002) terkait dengan keberlanjutan pendidikan tingkat

tinggi dan kemampuan berbicara menuju kemampuan berpikir kritis serta

pembelajaran bermakna, dalam penelitian ini mengeksplorasi kualitas

pendidikan yang bertujuan memiliki pandangan emansipasi yang berkaitan

dengan keberlanjutan dari pendidikan tingkat tinggi.

12. Orhan Akinoglu (2008) berkaitan dengan penerapan pembelajaran

berdasarkan inkuiri pada sudut pandang ilmu pendidikan. Guru sebagai

fasilitator dan mendorong siswa untuk melakukan prediksi terhadap

fenomena alam serta melakukan penyelidikan untuk memecahkan

permasalahan.

13. Penelitian Schwarz (2009) tentang penggunaan model inkuiri terbimbing

dalam pengajaran. Hasil penelitian mengemukakan bahwa inkuiri terbimbing

dapat membantu siswa dalam mengembangkan pemahaman tentang materi

pelajaran. Modul yang dikembangkan melalui penelitian dan pengembangan

ini merupakan modul berbasis inkuiri terbimbing. Penerapan modul berbasis

inkuiri terbimbing dalam pembelajaran mendukung terlaksananya

pembelajaran inkuiri, sehingga dapat membantu siswa dalam

mengembangkan materi pelajaran.

C. Kerangka Berpikir

Berdasarkan latar belakang dan kajian teori yang telah diuraikan diatas

dapat disusun kerangka pemikiran. Bahwa pembelajaran fisika dengan

menggunakan modul merupakan salah satu model implementasi kurikulum yang

diharapkan dapat diimplementasikan di SMA/MA. Bentuk bahan ajar

42

dikembangkan berupa Pengembangan Modul Fisika SMA/MA Kelas X Berbasis

Inkuiri Terbimbing pada Listrik Dinamis untuk Meningkatkan Kemampuan

Berpikir Kritis Siswa yang terdiri dari 1 SK dan 3 KD.

Pengembangan modul fisika berbasis inkuiri terbimbing ini melatih siswa

untuk melakukan penemuan-penemuan terkait dengan fenomena sehari-sehari

sesuai materi yang diajarkan melalui rumusan masalah dan mencari jawaban

sementara dari rumusan masalah tersebut. Siswa melakukan eksperimen untuk

membuktikan apakah rumusan masalah dan hipotesis yang dibuat mereka telah

sesuai. Uji kompetensi dilakukan untuk menguji sejauh mana kemampuan

berpikir kritis siswa dalam memecahkan persoalan dan menguasai hasil belajar

yang telah dicapai melalui pembelajaran menggunakan modul inkuiri terbimbing.

Gambar 2.12. Skema Kerangka Berfikir

belum digunakannya pembelajaran fisika berbasis inkuiri terbimbing untuk

meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa

Bahan ajar yang dikembangkan adalah Modul Fisika SMA/MA Kelas X Berbasis Inkuiri Terbimbing pada Listrik Dinamis untuk Meningkatkan Kemampuan Berpikir Kritis Siswa yang telah direncanakan dan dirancang sesuai sintaks-sintaks yang diintegrasikan dengan

indikator berpikir kritis