USAID PRIORITAS: Mengutamakan Pembaharuan, Inovasi, dan Kesempatan bagi Guru, Tenaga Kependidikan, dan Siswa

DARI RAKYAT AMERIKA KEMENTERIAN KOORDINATORBIDANG KESEJAHTERAAN RAKYAT

REPUBLIK INDONESIA

BUKU SUMBER BAGI DOSEN LPTK

PEMBELAJARAN IPA

SMP DI LPTK

Juni 2014

Buku sumber untuk dosen LPTK ini dikembangkan dengan dukungan penuh rakyat Amerika

melalui United States Agency for International Development (USAID). Isi dari buku sumber ini

merupakan tanggung jawab konsorsium Program USAID Prioritizing Reform, Innovation, and

Opprtunities for Reaching Indonesias Teachers, Administrators, and Students (PRIORITAS) dan

tidak mencerminkan pandangan USAID atau pemerintah Amerika Serikat.

Buku Sumber untuk Dosen LPTK vii

Pembelajaran Matematika SMP di LPTK PENGANTAR Pembelajaran IPA SMP di LPTK

Daftar Isi

DAFTAR ISI

PENGANTAR

UNIT 1. PENDAHULUAN

1.1 Bekerja Ilmiah (Working Scientifically)

1.2 Inkuiri

1.3 P-O-E (Predict, Observe, Explain)

1.4 IPA Terpadu

UNIT 2. PESAWAT SEDERHANA DALAM KEHIDUPAN

2.1. Tuas

2.2 Bidang Miring

2.3 Katrol

2.4 Roda Berganda dan Gir

UNIT 3. LISTRIK UNTUK KEHIDUPAN

3.1 Sumber-sumber Energi Listrik dan Ketersediaannya

3.2 Rangkaian Listrik

3.3 Pemanfaatan Energi Listrik dalam Kehidupan Manusia

3.4 Menghindari Bahaya Listrik

UNIT 4. MELIHAT KEINDAHAN DUNIA

4.1 Syarat Terjadinya Proses Melihat

4.2 Struktur dan Fungsi Mata

4.3 Hakikat Cahaya

4.4 Pemantulan, Pembiasan Dan Pembentukan Bayangan Pada

Cermin dan Lensa

4.5 Model Mata

4.6 Cacat Mata

4.7 Teknologi Mata Pada Kamera

4.8 Pembentukan Bayangan Pada Mata Serangga

UNIT 5. ENERGI UNTUK KEHIDUPAN

5.1 Matahari sebagai Sumber Energi

5.2 Fotosintesis

5.3 Sumber, Bentuk, Dan Perubahan Energi

vii

ix

1

2

4

7

8

19

20

25

27

29

51

53

55

57

60

85

87

87

89

91

102

103

106

108

135

136

137

144

Halaman

viii Buku Sumber untuk Dosen LPTK

Pembelajaran Matematika SMP di LPTK PENGANTAR Pembelajaran IPA SMP di LPTK

UNIT 6. SISTEM ADAPTASI MAKHLUK HIDUP

TERHADAP PERUBAHAN SUHU

6.1 Termoregulasi

6.2 Suhu dan Perpindahan Kalor

UNIT 7. SISTEM SONAR

7.1 Sistem Sonar

7.2 Pemanfaatan Sistem Sonar Dalam kehidupan Sehari-hari

7.3 Bagaimana Bunyi Bisa Terdengar?

7.4 Bagaimana Bunyi Dihasilkan?

7.5 Bagaimana Bunyi Beresonansi?

7.6 Mekanisme Emisi Gelombang Ultrasonik Pada Kelelawar Dan

Lumba-Lumba

7.7 Sistem Pendengaran

UNIT 8. SISTEM NAVIGASI

8.1 Sistem Navigasi Pada Beberapa Jenis Hewan

8.2 Kompas dan Peta untuk Sistem Navigasi

8.3 Magnet

8.4 Medan Listrik dalam Sistem Navigasi

8.5 Induksi Elektromagnetik

8.6 Teknologi Berbasis Elektromagnetik

UNIT 9. PEMANASAN GLOBAL

9.1 Fenomena Pemanasan Global

9.2 Penyebab Pemanasan Global dan Dampaknya

9.3 Pengendalian Pemanasan Global

LAMPIRAN

173

174

179

209

210

212

213

217

218

222

224

253

254

257

258

260

262

264

283

284

285

288

311

Buku Sumber untuk Dosen LPTK ix

Pembelajaran Matematika SMP di LPTK PENGANTAR Pembelajaran IPA SMP di LPTK

KATA PENGANTAR

Program Prioritizing Reform, Innovation and Opportunities for Reaching Indonesias

Teachers,Administrators and Students (PRIORITAS) yang didanai oleh USAID bekerja sama

dengan Pemerintah Indonesia untuk mendukung Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan

serta Kementerian Agama dalam meningkatkan akses pendidikan dasar yang bermutu. Untuk

mencapai tujuan tersebut, PRIORITAS mengembangkan dan melaksanakan program

pengembangan kapasitas yang terdiri dari pelatihan, pendampingan, kegiatan kelompok kerja

di tingkat sekolah maupun gugus. Sasaran program pengembangan kapasitas ini adalah guru

dan dosen Lembaga Pendidikan Tenaga Kependidikan (LPTK), kepala sekolah, komite

sekolah, serta pengawas dan staf Dinas Pendidikan terkait di kabupaten terpilih di tujuh

propinsi mitra USAID PRIORITAS, yaitu: Aceh, Sumatera Utara, Banten, Jawa Barat, Jawa

Tengah, Jawa Timur, Sulawesi Selatan. Pelatihan bagi dosen dilaksanakan melalui kerja sama

dengan sejumlah LPTK terpilih untuk pengembangan peran LPTK sebagai penyedia layanan

baik untuk pendidikan guru pra-maupun pendidikan dalam-jabatan.

Modul ini disusun oleh tim dosen pengampu mata kuliah IPA dari universitas mitra

PRIORITAS dan sejumlah guru pengajar IPA di SMP/MTs dengan memilih beberapa topik

sesuai dengan Kurikulum 2013. Modul ini bertujuan untuk memberi inspirasi dan gagasan

pembelajaran sains bagi dosen LPTK dalam pelaksanaan proses perkuliahan yang berfokus

pada kajian IPA SMP/MTs untuk membekali dan memperkaya calon guru SMP/MTs dengan

model pembelajaran IPA berbasis Bekerja Ilmiah.

Modul ini memuat materi pembelajaran yang dikemas menggunakan pendekatan inkuiri,

sebuah proses menuju pemahaman konsep, keterampilan ilmiah serta sikap ilmiah. Topik

dalam pembelajaran sains ini dikembangkan berdasarkan Kompetensi Dasar Mata Pelajaran

Sains (Ilmu Pengetahuan Alam) SMP/MTs kurikulum 2013 sebagai berikut.

Unit 1: Pendahuluan. Unit ini berisi tentang paparan hakikat sains dan bagaimana cara mengajarkan sains meliputi bekerja ilmiah, inkuiri, Predict-Observe-Explain, dan Model-

model Pembelajaran IPA Terpadu.

Unit 2. Pesawat Sederhana dalam Kehidupan. Unit ini berisi materi dan proses pembelajaran

tentang kegunaan pesawat sederhana dalam kehidupan sehari-hari dan hubungannya dengan

kerja otot pada struktur rangka manusia.

Unit 3. Listrik untuk Kehidupan. Unit ini berisi materi dan proses pembelajaran tentang

karakteristik rangkaian listrik, transmisi energi listrik, sumber-sumber energi listrik

alternative (termasuk bioenergi), berbagai upaya dalam penghematan energi listrik serta

penggunaan teknologi energi listrik di lingkungan sekitar.

Unit 4. Melihat Keindahan Dunia. Unit ini berisi matri dan proses pembelajaran tentang

sifat-sifat cahaya, pembentukan bayangan, serta aplikasinya untuk menjelaskan penglihatan

manusia, proses pembentukan bayangan pada mata serangga, dan prinsip kerja alat optik.

Unit 5. Energi untuk Kehidupan. Unit ini berisi materi dan proses pembelajaran tentang

konsep energi, berbagai sumber energi, energi dari makanan, transformasi energi, respirasi,

sistem pencernaan makanan, dan fotosintesis.

x Buku Sumber untuk Dosen LPTK

Pembelajaran Matematika SMP di LPTK PENGANTAR Pembelajaran IPA SMP di LPTK

Unit 6. Sistem Adaptasi Mahluk Hidup terhadap Perubahan Suhu. Unit ini berisi materi dan

proses pembelajaran tentang konsep suhu, pemuaian, kalor, perpindahan kalor, dan

penerapannya dalam mekanisme menjaga kestabilan suhu tubuh pada manusia dan hewan

serta dalam kehidupan.

Unit 7. Sistem Sonar. Unit ini berisi materi dan proses pembelajaran tentang konsep

getaran, gelombang, bunyi, dan pendengaran, serta penerapannya dalam sistem sonar pada

hewan dan dalam kehidupan sehari-hari.

Unit 8. Sistem Navigasi. Unit ini berisi materi dan proses pembelajaran tentang konsep

medan listrik, medan magnet, induksi elektromagnetik,dan penggunaannya dalam produk

teknologi, serta pemanfaatan medan listrik dan magnet dalam pergerakan/navigasi hewan

untuk mencari makanan dan migrasi.

Unit 9. Pemanasan Global. Unit ini berisi materi dan proses pembelajaran tentang penyebab

terjadinya pemanasan global dan dampaknya bagi ekosistem.

Modul ini diharapkan dapat memberi inspirasi dan gagasan baru pembelajaran IPA, sebagai

rujukan pengayaan oleh para dosen di LPTK terutama dalam 1) Pelaksanaan perkuliahan

sehari-hari, 2) Pelaksanaan bimbingan kepada mahasiswa calon guru dalam praktik

pengalaman lapangan terpadu (PPLT), dan 3) Pelaksanaan layanan kepada guru dalam jabatan.

Semoga bermanfaat!

Tim Penyusun

Buku Sumber untuk Dosen LPTK 1

UNIT 1: Pendahuluan

UNIT 1

PENDAHULUAN

Pengantar

Sains (yang dalam bahasa Inggris disebut science) diambil dari kata latin scientia

yang arti harfiahnya adalah pengetahuan. Sains merupakan kumpulan pengetahuan, sikap,

dan cara-cara untuk mendapatkan dan mempergunakan pengetahuan tersebut. Sains

memiliki tiga komponen yang tidak dapat dipisahkan, yaitu produk, proses ilmiah, dan

sikap ilmiah, oleh sebab itu belajar sains adalah belajar produk, proses, dan sikap. Sains

sebagai produk memiliki makna sains merupakan organisasi fakta, konsep, prosedur,

prinsip, dan hukum-hukum alam. Sains sebagai proses menjelaskan bahwa temuan sains

diperoleh dari proses ilmiah