K e p e n d i d i k a n

L A P O R A N H I B A H B E R S A I N G T A H U N I

PENGEMBANGAN B U K U T E R I N T E G R A S I W E B S I T E

UNTUK SAINS SMP SBI DAN RSBI

Dr. Diana Rochintaniawati, M . E d .

Dr. phil. Ari Widodo, M . E d .

Tuszie Widhiyanti, S.Si., M.Pd.

Didanai Oleh:

Dana DIPA D1KTI Hibah Berating Tahun Anggaran 2011

Dengan Kontrak Nomor: 030/SP2H/PP/Dit.Litabmas/lV/2011

I N T E R N A T I O N A L P R O G R A M ON S C I E N C E E D U C A T I O N

FPMIPA - UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

N O V E M B E R 2011

L E M B A R I D E N T I T A S DAN P E N G E S A H A N

L A P O R A N H A S I L P E N E L I T I A N H I B A H B E R S A I N G T A H U N I

A. Judul Usui

B. Ketua Peneliti:

a. Nama lengkap dangelar

b. Jenis kelamin

c. Pangkat/Golongan/NIP

d. Bidang/Keahlian

e. Fakultas/Jurusan

f. Perguruan Tinggi

g. Alamat Surat

C. Tim Peneliti:

Pengembangan Buku Terintegrasi Website

Untuk Sains SMP SBI dan RSBI

Dr. Diana Rochintaniawati, M.Ed.

Perempuan

Pembina/lIId/196709191991032001

Pendidikan IPA

FPMlPA/lnternational Program on Science

Education (IPSE)

Universitas Pendidikan Indonesia

Puri Cipageran Indah I Blok H5 No.l

Cimahi

No Nama Bidang Fakultas/ Perguruan

Keahlian Jurusan Tinggi

1 Dr. phil. Ar i Widodo, Pendidikan IPA IPSE UPI

M.Ed. _ _ _ _ _ Tuszie Widianthi,

S.Si. M.Pd.

Pendidikan IPA IPSE UP1

D. Pendanaan dan Jangka Waktu Penelitian:

Jangka waktu penelitian yang diusulkan

Biaya total yang diusulkan

Biaya yang disetujui tahun 1/2011

2 tahun

Rp. 100.000.000

Rp. 45.000.000

Bandung, 15 November 201 1,

Ketua Peneliti,

PA-UPI

Kadarohman, M.Si

05091987031001

Dr. Diana Rochintaniawati, M.Ed.

(NIP. 196709191991032001)

Menyetujui,

' Kctiia-1 .gtnbaga Pcnclitian

UT{fv'ersftds'Pendieiikan I ndonesia IU

K A T A PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, yang telah

melimpahkan kasih sayang serta nikmat yang Maha luas, sehingga penulis dapat

menyelesaikan penulisan laporan penelitian tahun pertama yang didanai oleh

DP2M D I K T I tahun 2009 dengan judul : "Pengembangan Buku Terintegrasi

Website Untuk Sains SMP SBI dan RSBP\

Harapan penulis laporan ini dapat bermanfaat, khususnya bagi penulis dan

umumnya bagi pembaca, terutama guru dan siswa di sekolah RSBI/SBI.

Terselenggaranya penelitian ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak,

terutama moril maupun materil. Hanya kepada Al lah SWT, penulis memohon

memberikan balasan yang sebaik-baiknya kepada pihak yang telah membantu

terselenggaranya penelitian ini . Rasa terimakasih penulis haturkan terutama

kepada:

1. DP2M D I K T I yang telah mendanai penelitian ini sehingga penelitian ini

dapat terlaksana

2. Yurita, Fitri , Annisa, Binar, Ineu Gantini, Rizkia dan Mitha (IPSE

angkatan 2009) serta Royan (Ilkom) yang telah membantu peneliti dalam

menyelesaikan penyusunan buku sains terintegrasi.

Penulis menyadari masih banyak kekurangan yang terdapat dalam laporan

ini. Oleh sebab itu penulis mengharapkan kri t ik dan saran sebagai masukan

demi penyempurnaan laporan ini.

Bandung, November 2011

Penulis

i

A B S T A R C T

Research on Development of Integrated Website Science Book for International

Standardized School aims to provide book that can be used by both teacher and students

an International Standardized Schools as learning source. The book hopefully can give an

overview to students and teachers in understanding science as an integrated subject,

promoting of using English in science teaching and improving skill in using 1CT. The

research was carried out by Research and Development (R&D) which started from

curriculum analysis for both KTSP and Cambridge. The book was constructed in a form

of electronic book (e-book) which provides science knowledge in a form of themes that

integrate the concepts of biology, physics and chemistry. English is used a formal

language of this e-book. Result from trial use of the e-book in bilingual school revealed

that this e-book fulfilled the criteria as it contain picture, animation, exercise and sound

which interest student to read it. The usage of English in this e-book promote student to

learning English. Most student were agree to say that the book is creative and it can be

use in teaching learning process at junior high school, specifically in International

standardized School .

Key Words: Electronic book (e-book), integrated science, International Standardized

School.

i !

A B S T R A K

Penelitian Pengembangan Buku Terintegrasi Website Untuk Sains SMP SBI dan RSB1

dilakukan dengan tujuan untuk menyediakan buku sains yang dapat dijadikan sebagai

salah satu sumber belajar bagi guru dan siswa SMP di RSBI/SBI. Dengan

dikembangkannya buku ini, diharapkan pembelajaran sains dapat mengembangkan

pemahaman sains siswa yang terintegrasi, mengembangkan kemampuan berbahasa siswa,

serta mengembangkan kemampuan dalam menggunakan teknologi informasi. Penelitian

dilakukan melalui metode Research and Development (R&D) yang diawali dengan

analisis kurikulum sains SMP berdasarkan KTSP dan kurikulum Cambridge. Penyajian

buku berupa tema-tema yang mengintegrasikan konsep-konsep dalam fisika, kimia dan

biologi dengan menggunakan Bahasa Inggris sebagai bahasa pengantar. Dari hasil uji

kelayakan penggunaan buku yang dilakukan terhadap siswa SMP diperoleh bahwa e-book

yang disusun memenuhi kriteria penggunaan e-book dalam aspek penyajian gambar,

animasi, penggunaan huruf, penggunaan Bahasa Inggris sebagai bahasa pengantar.

latihan serta kegiatan siswa. Secara umum, e-book yang dikembangkan dinilai memiliki

kreativitas yang baik dan layak digunakan sebagai buku sumber dalam pembelajaran

sains di SMP, khususnya di RSBI/SBI.

Kata Kunc'v. E-Book, sains terintegrasi. Rintisan Sekolah Bertaraf International.

i n

D A F T A R ISI

K A T A P E N G A N T A R 1

ABSTRAK. D A L A M B A H A S A INDONESIA i i

A B S T A K D A L A M B A H A S A INGGRIS i i i

DAFTAR ISI iv

B A B L P E N D A H U L U A N

1.1. Latar Belakang Masalah I

1.2. Rumusan Masalah 2

1.3. Urgensi Masalah 2

B A B I I . T I N J A U A N PUSTAKA

2.1. Sekolah Bertaraf InternasionaJ Menghadapi Era Globalisasi 4

2.2. Kriteria buku ajar sains 8

2.3. Peran Buku ajar dalam Proses Pembelajaran Sains di SBI/

RSBI 12

B A B I I I . T U J U A N D A N M A N F A A T PENELITIAN

3.1. Tujuan Penelitian 14

3.2. Manfaat Penelitian 14

B A B IV. M E T O D E PENELITIAN

4.1. Tahun pertama 16

4.2. Target tahun pertama 16

4.3. Jadwal tahun pertama 16

4.4. Metode Penelitian

4.5. Langkah-langkah Penelitian 12

BAB V. HASIL D A N P E M B A H A S A N

1.1. Hasil Penelitian 19

1.2. Pembahasan 21

BAB V I . K.ES1MPULAN D A N SARAN

6.1. Kesimpulan 25

6.2. saran 25

D A F T A R P U S T A K A 26

L A M P I R A N 28

Lampiran 1. E-Book yang dikembangkan

Lampiran 2. Curriculum Vitae Peneliti 20

D R A F T A R T I K E L I L M 1 A H 25

SINOPSTS P E N E L I T I A N L A N J U T A N 41

i

BAB I

P E N D A H U L U A N

1.1. Latar Belakang Masalah

Pendidikan Indonesia masa depan diproyeksikan untuk bisa bersaing

secara global. Salah satu upaya yang dilakukan pemerintah untuk mencapai

hal tersebut adalah dengan menyelenggarakan pembangunan Sekolah Bertaraf

Internasional (SBI) yang dicantumkan dalam RENSTRA Depdiknas periode

2005-2009 mengenai kebijakan dalam peningkatan mutu, relevansi dan daya

saing. Digulirkannya Program Sekolah Bertaraf Internasional sedianya

ditujukan untuk meningkatkan kualitas pendidikan di Indonesia agar mampu

menghasilkan lulusan yang memiliki daya saing internasional.

Untuk dapat berkompetisi secara internasional sumber daya manusia

Indonesia tentunya harus memiliki penguasaan bahasa asing (terutama bahasa

Inggris) dan juga teknologi. Pelajaran sains merupakan mata pelajaran yang

penting untuk penguasaan teknologi dan informasi, karena penguasaan

pelajaran matematika dan sains merupakan dasar bagi penguasaan sains dan

teknologi di masa mendatang.

Ada tiga permasalahan yang dapat dicermati dalam penyelenggaraan

pembelajaran sains pada jenjang Sekolah Menengah Pertama (SMP) di

Indonesia, khususnya di sekolah bertaraf internasional (RSBI). Pertama,

pembelajaran sains yang dulunya diselenggarakan terpisah melalui

pembelajaran biologi dan fisika menjadi pelajaran sains yang merupakan

gabungan antara mata pelajaran biologi, kimia dan fisika. Hal ini menjadi

sebuah tantangan bagi guru karena guru yang ada saat ini adalah guru mata

pelajaran biologi, fisika dan kimia bukan guru yang dididik untuk menjadi

guru sains. Kedua, penggunaan Bahasa Inggris sebagai bahasa pengantar mata

pelajaran sains. Ketiga adalah penggunaan ICT dalam melangsungkan proses

pembelajaran (Suharno, 2008).

I

Salah satu hal yang dapat dilakukan untuk dapat membenahi ketiga

masalah di atas adalah dengan mengembangkan buku pelajaran sains yang

dirancang untuk memfasilitasi karakteristik pembelajaran sains di RSBI.

Untuk itu, perlu dikembangkan suatu buku pelajaran sains untuk SMP yang

menyajikan materi sains secara terintegrasi (integrated science), disertai

dengan website pendukung yang berisi materi-materi pengayaan yang dapat

diakses oleh siswa. Hal ini didasarkan pada pemikiran agar pembelajaran sains

dapat mengembangkan pemahaman sains siswa yang terintegrasi.

mengembangkan kemampuan berbahasa siswa, serta mengembangkan

kemampuan dalam menggunakan teknologi informasi.

1.2. Rumusan Masalah

Rumusan masalah dari penelitian ini adalah bagaimana menghasilkan

buku pelajaran sains terintegrasi yang dilengkapi dengan website pendukung

untuk digunakan dalam penyelenggaraan pembelajaran sains di SBI/RSBI?

1.3. Urgensi Penelitian

Program SBI dan RSBI yang telah diselenggarakan pemerintah sejak

tahun 2006 memiliki tujuan agar siswa indonesia dapat memiliki daya saing

secara internasional. Tujuan ini yang perlu diupayakan agar dapat

terealisasikan. Berbagai kendala yang masih ditemukan di tahun ke empat

sejak berjalannya program tersebut saat ini , perlu dibenahi agar program SBI

dan RSBI seianjutnya dapat berjalan dengan lebih baik.

Peran buku pelajaran tidak dapat dikesampingkan dalam pelaksanaan

proses pembelajaran di kelas. Bahkan buku pelajaran masih sering digunakan

sebagai acuan dalam menyelenggarakan pembelajaran di kelas. Dengan

demikian kualitas buku pelajaran sangat berpengaruh terhadap kualitas

pembelajaran di kelas. Berdasarkan hal tersebut, untuk menciptakan kondisi

pembelajaran sains di RSBI dan SBI yang optimal, perlu dirancang suatu

buku pelajaran sains yang terintegrasi serta dapat memfasilitasi

2

penyelenggaraan pembelajaran sains sesuai dengan karakteristik

pembelajaran di RSBI/SBI.

BAB II

T I N J A U A N P U S T A K A

2.1 Sekolah Bertaraf Internasional Menghadapi E r a Globalisasi

Pada era globalisasi, peran ilmu pengetahuan menjadi sangat dominan

dalam bermasyarakat global. Masyarakat global adalah masyarakat yang

berbasis pengetahuan yang mengedepankan kemampuan akal. yaitu daya

penalaran yang merupakan perpaduan antara apa yang diketahui tentang

kebenaran yang berazaskan ilmu pengetahuan, informasi-informasi yang

relevan dan pengalaman-pengalaman kebenaran lain yang didapat. Daya

penalaran untuk menghasilkan ide-ide baru, inovasi baik untuk jasa maupun

produk dan kemampuan merealisasikannya akan menjadi basis dari

pertumbuhan ekonomi dan kemakmuran kehidupan masyarakat. Menurut

Bank Dunia, faktor yang menentukan keunggulan suatu negara adalah

kemampuan dalam berinovasi (45%), networking (25%), teknologi (20%) dan

kekayaan sumber daya alam (10%). Lebih lanjut T i m KSPB (Kelompok Studi

Pendidikan Berkualitas, 2008) menyatakan bahwa kunci keberhasilan dalam

perikehidupan masyarakat global adalah masyarakat berbasis pengetahuan

yang mampu menjadi generator pertumbuhan ekonomi. Menurut Suharno

(2008), untuk menghasilkan generator dinamika pertumbuhan ekonomi

berbasis pengetahuan tersebut maka perlu adanya penguatan pendidikan dalam

sains.

Di sisi lain globalisasi dan pasar bebas memunculkan persaingan yang

sangat ketat antar bangsa. Kondisi ini bisa memunculkan bermacam

keuntungan bagi pihak-pihak yang telah siap untuk berkompetisi namun akan

sangat merugikan bagi pihak-pihak yang tidak siap. Globalisasi dan pasar

bebas yang meniadakan batas-batas teritorial suatu bangsa akan

memungkinkan barang dan manusia untuk berkompetisi secara bebas di

pasaran. Untuk menghadapi "kondisi ini mau tidak mau setiap bangsa harus

bisa mempersiapkan sumber daya manusia yang d imi l i k i agar dapat memenuhi

Indonesia, khususnya di sekolah bertaraf internasional (RSBI). Pertama,

pembelajaran sains yang dulunya diselenggarakan terpisah melalui

pembelajaran biologi dan fisika menjadi pelajaran sains yang merupakan

gabungan antara mata pelajaran biologi, kimia dan fisika. Hal ini menjadi

sebuah tantangan bagi guru karena guru yang ada saat ini adalah guru mata

pelajaran biologi, fisika dan kimia bukan guru yang dididik untuk menjadi

guru sains. Kedua, penggunaan Bahasa Inggris sebagai bahasa pengantar mata

pelajaran sains. Ketiga adalah penggunaan ICT dalam melangsungkan proses

pembelajaran (Suharno, 2008).

Pelajaran sains dan matematika sedianya merupakan pelajaran yang

bersifat "internasional" sehingga penguasaan terhadap mata pelajaran tersebut

akan berlaku secara internasional (Beaton et ah, 1996; Martin et ah, 2000).

Konsekuensinya orang yang menguasai sains dan matematika berpeluang

untuk melanjutkan sekolah maupun bekerja di hampir semua negara. Dengan

melihat peluang ini, maka penggunaan Bahasa Inggris sebagai bahasa

pengantar dan ICT dalam pembelajaran sains menjadi hal yang diperlukan

untuk menghasilkan sumber daya manusia yang memiliki daya saing bersifat

global.

Di sisi lain model pembelajaran sains secara terpadu (IPA Terpadu) dalam

konteks yang dekat dengan kehidupan siswa belum banyak tersedia di

lapangan. Sejak sekolah RSBI diresmikan, contoh-contoh pembelajaran sains

yang bersifat integratesi antara fisika, kima dan biologi lebih banyak diadopsi

dari negara-negara lain. Hal ini menjadi suatu persoalan pula, karena

meskipun mated sains yang dipelajari bersifat internasional atau global tetapi

permasalahan yang disajikan dalam mated sains sebaiknya merupakan

permasalahan yang dekat dekat kehidupan siswa. Tisher (1972) menyatakan

bah\Va tujuan pendidikan sains adalah to help student survive. Pandangan yang

dikemukakan oleh Tisher ini memiliki kaitan yang erat dengan pernyataan

yang dikemukakan oleh Wortham (2006) yang menyatakan bahwa

karakteristik yang dijadikan landasan bagi pelaksanaan pendidikan sains

7

adalah: (a) Siswa belajar konsep-konsep sains dengan melibatkan keterlibatan

secara aktif terhadap fenomena alam yang melalui kegiatan bereksplorasi,

investigasi, refleksi dan representasi; (b) Siswa mempelajari konsep-konsep

sains dalam konteks lingkungan sosial melalui kegiatan observasi dan

kerjasama dengan siswa lain dalam kelompok kooperatif atau belajar secara

berpasangan, saling bertukar pendapat, terlibat dalam proyek sains, serta

mendiskusikan hasil penemuan mereka. Sehingga dapat disimpulkan bahwa

pembelajaran sains yang disajikan pada siswa harus benar-benar berkaitan

dengan konsteks lingkungan dimana siswa berada (Sato, 2006).

2.2 Kriteria Buku Ajar Sains

Saat ini di pasaran tersedia bermacam buku teks pelajaran sains, baik yang

sudah maupun yang belum disahkan pemerintah. Akibatnya kita sebagai guru

seringkali bingung untuk menentukan pilihan buku mana yang akan

digunakan. Berikut beberapa hal yang bisa dijadikan bahan pertimbangan

dalam memilih buku teks pelajaran sains (Firman dan Widodo, 2008).

1. Penulis dan penerbit

Reputasi penulis dan penerbit merupakan salah satu faktor yang

harus dipertimbangkan dalam memilih buku. Penulis dan penerbit yang

telah berpengalaman serta mempunyai reputasi baik dalam bidangnya

biasanya akan menghasilkan buku yang berkualitas juga. Hal ini memang

tidak berarti bahwa buku yang ditulis dan diterbitkan oleh penulis dan

penerbit yang belum dikenal kurang baik kualitasnya. Meskipun demikian,

pengalaman memang merupakan faktor penting yang sangat menentukan

kualitas buku.

2. Penampilan buku

Penampilan sebuah buku biasanya merupakan salah satu hal yang

paling cepat diperhatikan. Sebuah buku yang berpenampilan menarik akan

8

bisa membangkitkan minat siswa untuk membacanya. Walaupun

penampilan sangat relatif namun secara umum kombinasi warna, ilustrasi,

format, kualitas kertas, kualitas cetakan, dan ukuran buku merupakan

beberapa kriteria yang bisa digunakan dalam menentukan menarik

tidaknya sebuah buku.

3. Ilustrasi

Ilustrasi berperan untuk memperjelas isi dan sekaligus juga

meningkatkan kualitas penampilan secara umum. Ilustrasi yang baik,

misalnya foto dan gambar, membantu siswa dalam memahami isi buku.

Siswa dapat membaca teks dan melihat ilustrasi sehingga lebih mudah

memahami buku tersebut. Ilustrasi yang baik bisa menjadi kunci pengingat

bagi anak. Selain berfungsi untuk memperjelas isi, ilustrasi juga menjadi

hiasan sehingga pembaca tidak bosan.

4. Keterbacaan

Keterbacaan bukanlah sekedar apakah tulisan bisa dibaca atau

tidak. Keterbacaan mengandung arti seberapa mudah buku tersebut

dsainshami oleh pembaca. Sebuah buku mungkin saja ditulis dengan huruf

yang besar dan tebal sehingga mudah "dibaca" namun isinya sulit

dsainshami. Buku yang demikian tidaklah memil iki keterbacaan yang baik.

Keterbacaan sebuah buku dipengaruhi oleh beberapa hal, antara lain

ukuran huruf, tata letak, pemilihan kosa kata, struktur kalimat, gaya

penulisan, pemilihan bahan bacaan dan contoh. Dalam beberapa kasus

buku teks SAINS ditulis dengan bahasa orang dewasa sehingga sulit

dsainshami oleh siswa.

5. Isi

Aspek ini merupakan aspek yang harus benar-benar diperhatikan

pada saat memilih buku sebab isi bukulah yang merupakan pesan utama.

9

Sebagus apapun sebuah buku akan tidak berarti apabila isinya kurang baik.

Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan terkait isi.

a. Ketepatan konsep: sekalipun sebuah buku sudah ditulis secara hati-

hati, kadang tetap saja ditemukan konsep-konsep yang salah. D i sinilah

pentingnya reputasi penulis. Penulis yang memiliki reputasi baik di

bidang sains jarang terdapat salah konsep dalam bukunya.

b. Keaktualan informasi: sains berkembang dengan pesat dari waktu ke

waktu. Sebuah buku pelajaran sains yang baik harus bisa

menunjukkan perkembangan tersebut dengan memuat perkembangan

terbaru dalam bidang sains.

c. Kesesuaian contoh: Buku-buku teks pelajaran sains pada umumnya

ditulis dengan merujuk pada buku-buku lain. Seringkali penulis buku

teks pelajaran sains mengambil begitu saja contoh-contoh yang

disajikan dalam buku rujukan yang belum tentu sesuafdengan konteks

buku tersebut akan dsainskai. Misalnya, untuk contoh tentang adaptasi

hewan dipilih beruang, padahal di lingkungan kita banyak contoh

hewan lain.

d. Keluasan dan kedalaman materi: Dalam banyak buku teks pelajaran

sains materi yang disajikan seringkali terlalu luas dan dalam. Buku

yang sangat lengkap, dengan cakupan materi yang terlalu luas dan

terlalu dalam bukanlah buku yang baik. Salah satu cara sederhana

untuk mengukur kedalaman dan keluasan materi yang sesuai adalah

dengan membandingkan buku tersebut dengan kurikulum dan buku

pada jenjang yang lebih tinggi.

Penyajian

Sebuah buku merupakan bentuk penyajian tertulis dari penulis

kepada pembaca. Seperti halnya penyajian lisan, penyajian sebuah buku

bisa menarik namun bisa juga membosankan. Dalam kata pengantar atau

pendahuluan biasanya penulis menyatakan pendekatan apa yang dipilihnya

dalam penyajiannya. Beberapa penulis memiliki gaya penulisan yang sulit

dsainshami dan karenanya guru perlu terlebih dahulu membaca buku

secara keseluruhan sebelum memutuskan buku mana yang akan dsainskai.

7. Petunjuk untuk melakukan kegiatan

Buku teks pelajaran sains bukanlah sekedar kumpulan informasi

tentang sains. Buku teks pelajaran sains hendaknya juga mendorong siswa

untuk melakukan kegiatan yang bisa mengembangkan keterampilan proses

mereka. Hal ini berarti bahwa buku teks pelajaran sains harus juga

menyajikan kegiatan-kegiatan yang relevan.

8. Harga

Salah satu keluhan yang muncul di masyarakat adalah mahalnya

harga buku. Oleh karena itu faktor harga tetap harus menjadi pertimbangan

dalam memilih buku untuk menghindari munculnya keluhan dari para

orang tua.

Selain delapan kriteria yang telah disebutkan di atas, ada beberapa aspek

literasi sains yang perlu tercakup dalam buku teks sains (Chiapetta, 2007)

seperti yang tertera berikut ini.

1. Ilmu sebagai bangunan pengetahuan (body of knowledge), yang meliputi:

a. Menampilkan fakta, konsep, hukum, dan prinsip

b. Menampilkan hipotesis, teori, dan model

c. Membarikan pertanyaan yang bersifat "recall" terhadap informasi yang

telah disampaikan

2. Ilmu sebagai wahana untuk berpikir

a. Memfasilitasi siswa belajar melalui materi pada bahan ajar

b. Memfasilitasi siswa belajar melalui penggunaan tabel dan carta

c. Memfasilitasi siswa melakukan perhitungan

d. Memfasilitasi siswa memberikan penjelasan terhadap jawaban yang

dikemukakan

I 1

e. Memfasilitasi siswa untuk melakukan eksperimen

f. Memfasilitasi siswa untuk memperoleh informasi dari internet

3. Ilmu sebagai wahana untuk investigasi

a. Menjelaskan bagaimana ilmuwan melakukan eksperimen

b. Menunjukkan sejarah perkembangan ide

c. Menggambarkan dasar empiris dari sains

d. Melakukan pemodelan dalam penggunaan asumsi

e. Menerapkan penjelasan secara induktif maupun deduktif

f. Menunjukkan hubungan sebab akibat

g. Memberikan bukti dan pembuktiannya

h. Menampilkan metode ilmiah dan pemecahan masalah

4. Ilmu dan interaksinya dengan teknologi dan masyarakat

a. Menjelaskan penggunaan sains dan teknologi

b. Menampilkan dampak negatif dari sains dan teknologi

c. Menampilkan isu sosial terkait sains dan teknologi

d. Menjelaskan pekerjaan di bidang sains dan teknologi

Peran Buku ajar dalam Proses Pembelajaran Sains di S B I / R S B I

Untuk mendukung terlaksananya pembelajaran sains terpadu perlu

ditopang oleh tersedianya buku ajar sains yang terintegrasi satu sama lain,

bukan sains yang terpisah-pisah menjadi biologi fisika dan kimia seperti yang

terjadi saat ini. Peran buku ajar dalam pembelajaran tentunya sangat besar.

Seperti yang dikemukakan oleh Dikmenli (2009), buku teks merupakan bahan

ajar yang paling efektif pada proses pendidikan sains. Buku teks merupakan

bahan ajar yang paling konkrit dan paling sering ditemui dalam kegiatan

pembelajaran, tidak seperti silabus, asesmen dan perangkat pembelajaran

lainnya (King, 2010). Oleh karenanya ada penelitian yang mengungkapkan

bahwa sebagian besar guru menggunakan buku teks pada sebagian besar

-kegiatan mengajarnya. Bahkan berdasarkan pengalaman peneliti" tersebut,

banyak guru sains di tingkat SMP yang terlalu bergantung pada buku teks

12

(King, 2010). Selanjutnya ditegaskan pula oleh Stern dan Roseman dalam

King (2010) bahwa mayoritas sekolah masih bersandar pada buku teks

sebagai sumber utama pembelajaran di kelas, dan buku teks tersebut memiliki

pengaruh yang kuat bagi proses belajar siswa.

Untuk memberikan penjelasan yang memadai mengenai suatu konsep pada

buku teks maka dicantumkan pula berbagai bentuk representasi pada buku

teks tersebut, baik berupa foto, gambar, diagram, tabel, dan sebagainya.

Berdasarkan penelitian Lee (2010), buku sains yang beredar saat ini sudah

banyak disertai dengan baragam bentuk representasi. Namun, keterpaduan

antara representasi yang ditampilkan dengan topik yang dibahas dalam

pembelajaran masih belum maksimal, sehingga keberadaan berbagai bentuk

representasi tersebut masih dirasa belum efektif.

0

13

BAB 111

T U J U A N DAN M A N F A A T P E N E L I T I A N

3.1. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan buku pelajaran sains terintegrasi

yang dilengkapi dengan website pendukung untuk digunakan dalam

penyelenggaraan pembelajaran sains di SBI/RSBI. Tujuan tersebut dapat dicapai

melalui rangkaian kegiatan penelitian yang meliputi dua tahap penelitian yang

masing-masing tahap penelitian berlangsung selama satu tahun. Pada tahap

pertama dilakukan penyusunan buku sains terintegrasi. Adapun tujuan khusus

penelitian tahap I ini adalah sebagai berikut:

a. Mengidentifikasi konsep-konsep sains yang dapat diintegrasikan antara fisikia,

kimia dan biologi.

b. Menentukan program yang akan digunakan untuk menyusun buku sains

terintegrasi.

c. Melakukan uji oba kelayakan buku untuk digunakan di sekolah RSBI /SBI

3.2. Manfaat Penelitian

Masalah utama yang dihadapi oleh sekolah RSBI/SBI adalah ketersediaan

bahan ajar yang belum memadai. Buku pelajaran untuk melangsungkan

pembelajaran secara bilingual dinilai belum mampu memberikan nilai tambah

bagi siswa maupun guru karena dituliskan dalam dua bahasa yang seringkali

diterjemahkan tidak sesuai dengan kaidah sains. Dengan demikian, penyusunan

buku ajar ini diharapkan dapat mengatasi permasalahan yang dihadapi oleh

sekolah-sekolah RSBI/SBI maupun sekolah yang menyelenggarakan

pembelajaran secara bilingual.

Bagi guru buku ini bernanfaat untuk menuntun penyelenggaan

pembelajaran sains secara terintegrasi antara fisika, kimia dan biologi yang selama

ini merupakan hal yang dianggap sulit oleh sebagian besar guru. Penulisan buku

14

dilakukan dengan menggunakan bahasa Inggris tanpa terjemahan dalam Bahasa

Indonesia, sehingga dapat memberikan manfaat bagi guru dan siswa untuk

meningkatkan kemampuan berbahasa Inggris. Selain itu, pengintegrasian buku ke

dalam web site akan memberikan manfaat bagi guru dan siswa untuk berinteraksi

dengan IT (informasi dan teknologi).

15

BAB IV

M E T O D E P E N E L I T I A N

4.1. Tahun pertama

Tahun pertama penelitian ini merupakan tahap awal dari serangkaian

penelitian yang bersifat R & D yang direncanakan untuk dilaksanakan selama dua

tahun. Tujuan utama peneltian pada tahun pertama adalah penyusunan buku sains

terintegrasi yang dilakukan melalui tahapan sebagai berikut: 1) Melakukan

analisis kurikulum KTSP sains SMP, 2) Melakukan analisis kurikulum Cambridge

Sains, 3) Perumusan topik/tema integrated sains SMP, 4) Penyusunan buku ajar

integrated sains SMP, 4) Menguji kelayakan buku integrated sains SMP

4.2. Target tahun pertama menghasilkan:

a. Tema-tema sains yang terintegrasi antara biologi, fisika dan kimia.

b. Buku sains terintegrasi antara fisika, biologi dan kimia yang telah diuji

cobakan kelayakan penggunaannya bagi guru dan siswa.

4.3. Jadwal tahun pertama

No Jenis Kegiatan Bui an No Jenis Kegiatan

Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nov-

Des.

1 Pengembangan

instrumen penelitian

X

o Studi literatur X X

3 Penyusunan buku X X X X

4 Uj i coba lapangan X

4 Analisis data X

5 Pelaporan X ,

10

4.4. Metode Penelitian

Metode yang digunakan dalam penelitian adalah Research and

Development (R & D) yang diawali dengan analisis kurikulum KTSP dan

kuriculum Cambridge untuk mengidentifikasi tema-tema sains yang dapat

diintegrasikan antara biologi, fisika dan kimia dan diakhiri dengan studi

ekperimen untuk keperluan validasi buku yang dikembangkan. Laporan ini

merupakan laporan penelitian tahap pertama dimana dilakukan penyusunan buku

sains terintegrasi.

4.5. Langkah-Iangkah Penelitian

Tujuan utama penelitian di tahap pertama ini penyusunan buku sains

terintegrasi. Langkah - langkah yang ditempuh pada tahap ini adalah:

1. Melakukan kajian terhadap kurikulum KTSP sains SMP

2. Melakukan kajian terhadap kurikulum Cambridge

3. Menentukan tema/tema atau topik-topik yang akan dikembangkan

dalam buku sains terintegrasi.

4. Menentukan program yang akan digunakan untuk penyusunan

buku

5. Mengikuti pelatihan program yang digunakan untuk penyusunan

buku

6. Mengujicobakan buku pada sekolah yang menggunakan bilingual.

Prosedur yang dikembangkan dalam penelitian dapat digambarkan sebagai

berikut.

17

Rencana Penelitian Tahun Pertama

Analisis Kurikulum

Cambridge Sains

Analisis Kurikulum

KTSP sains SMP

Indikator integrated

sains SMP

Uji kelayakan buku

ajar integrated sains

SMP

i

Has it

Rencana Penelitian Tahun Kedua

Pengembangan

website integrated

sains SMP

I.

Ujicoba terbatas pembelajaran dengan buku ajar

beserta penggunaan website integrated sains SMP

Analisis uji coba terbatas dan penyempurnaan

buku ajar serta website integrated sains SMP 1

Uji validitas buku ajar beserta

penggunaan website integrated

sains SMP 1 Uji validitas buku ajar beserta

penggunaan website integrated

sains SMP

Ujicoba skala luas pembelajaran dengan buku ajar

beserta penggunaan website integrated sains SMP < r

Implementasi buku ajar

integrated sains SMP berbasis

website di RSBI/SBI Analisis uji coba lebih luas dan penyempurnaan

buku ajar serta website integrated sains SMP

Implementasi buku ajar

integrated sains SMP berbasis

website di RSBI/SBI Analisis uji coba lebih luas dan penyempurnaan

buku ajar serta website integrated sains SMP

IS

BAB V

H A S I L P Ei NELl TIAN DAN P E M B A H A S A N

A. Hasil Penelitian

Penelitian ini diawali dengan penyusunan buku elektronik yang dilengkapi

dengan media audio visual. Program yang digunakan untuk menyusun buku ini

adalah program flash untuk menampilkan gambar-gambar yang dapat bergerak

dan dilengkapi dengan suara. Penyusunan buku melibatkan 8 orang mahasiswa

IPSE (International Program on Science Education) FPMIPA UPI yang sedang

menempuh semester 6 dan 1 orang mahasiswa Ilmu Komputer ( I L K O M ) sebagai

instruktur program yang digunakan dalam menyususn buku

Langkah penelitian diawali dengan mengidentifikasi Standar Kompetensi

dan Kompetensi Dasar dari Standar Isi PERMEN No. 22 Tahun 2006 untuk

memadukan SK dan K D biologi, fisika dan kimia yang memungkinkan untuk

diintegrasikan dan melakukan studi literature terhadap konsep-konsep fisika,

kimia dan biologi sesuai dengan SK dan K D yang telah dipi l ih . Selanjutnya

adalah memilih mahasiswa yang akan dilibatkan dalam penyusunan buku dan

memberikan kebebasan pada mahasiswa untuk menentukan tema-tema terhadap

bab dari buku yang akan mereka susun. Setelah mahasiswa menentukan tema-

tema pada bab bukunya, mahasiswa dilibatkan dalam kegiatan workshop program

flash yang diberikan oleh instruktur yaitu mahasiswa I lmu Komputer ( I L K O M ) .

Penyelenggaraan workshop dilakukan sebanyak 8 kali selama 3 bulan.

Secara berkala satu minggu sekali mahasiswa dan peneliti bertemu dengan

instruktur untuk memperlajari program flash, dan menyusun buku dengan

menggunakan program flash yang secara continyu dikonsultasikan dengan

instruktur dan anggota peneliti. Tema-tema yang ditentukan untuk bab buku dan

mahasiswa yang terlibat tertera dalam table berikut ini .

19

Tabel I. Judul e-book dan mahasiswa yang terlibat dalam

penyusunan e-book

Topik e-book Nama Mahasisw a Yang Terlibat

Dalam Penyusunan E-Book

Environment maintanence Yurita Environment maintanence

Fitri

Environment maintanence

Annisa

Acid. Base and Salt Binar Acid. Base and Salt

Ineu Gantini

Wave and sound Rizkia Wave and sound

Mitha

Hasil buku yang telah disusun dapat dilihat pada lampiran. Namun

dikarenakan penyusunan buku dalam bentuk flash, maka yang di lampirkan

merupakan vvujud dari buku yang ditulis dalam bentuk word dan animasi yang

terdapat balam e-book tidak dapat ditampilkan dalam bentuk cetak. Langkah

berikutnya setelah penyusunan buku adalah adalah melakukan uji kelayakan

penggunaan e-Book. sebelum dilakukan uji coba terbatas dengan melibatkan 4

sekolah RSBI di wilayah Kota Bandung dan uji coba lebih luas dengan

melibatkan jumlah sekolah RSBI yang lebih banyak, yaitu 15 sekolah. Tahap

akhir dari penelitian adalah validasi terhadap buku melalui metode eksperimen

untuk membandingkan penggunaan e-book yang dikembangkan oleh Depdiknas

dengan e-book yang dikembangkan dalam penelitian ini. Kegiatan uji coba

terbatas, uji coba lebih luas dan validasi terhadap e-book yang dikembangkan

akan dilakukan pada tahap kedua penelitian.

Uj i coba kelayakan dilakukan di satu sekolah yang menggunakan bahasa

pengantar bilingual dalam pembelajaran sains. Dari hasil uji coba kelayakan

diperoleh hasil lebih dari 80% siswa memberikan respon positif terhadap e-book

yang disusun peneliti. Siswa menyatakan bahwa e-book yang disusun menarik dan

layak untuk digunakan sebagai sumber belajar sains. Lebih dari 80% siswa

berpendapat bahasa yang digunakan dalam e-book mudah dicerna meskipun

20

menggunakan bahasa Inggris. Bagi sebagian besar siswa, penggunaan bahasa

Inggris dalam e-book yang disusun dapat memacu mereka untuk lebih

mempelajarai bahasa Inggris.

Besarnya huruf yang digunakan dalam e-book yang disusun sudah sesuai,

sehingga memudahkan mereka untuk membacanya. Penyajian gambar, adanya

animasi dan permaian di dalam e-book dinilai sebagai suatu hal yang menarik bagi

siswa. Lebih dari 80% siswa menyatakan bahwa e-book yang disusun memiliki

kreativitas yang tinggi. sehingga dapat meningkatkan minat siswa untuk membaca

e-book tersebut.

Kedalaman konsep yang terdapat di dalam e-book dinilai memadai untuk

siswa SMP. Selain itu e-book yang disusun dinilai siswa dapat membantu mereka

untuk memahami materi-materi sains secara terintegrasi. Sebanyak 70% siswa

menyatakan bahwa tema-tema yang mengintegrasikan antara satu subjek dengan

subjek lain membuat mereka memahami bahwa subjek-subjek dalam sains

memiliki keterkaitan antara satu dengan lainnya. Dengan kata lain bahwa subjek-

subjek sains dapat dipelajarai secara terintegrasi. Dalam aspek isi, konsep yang

disajikan dalam e-book yang dikembangkan dinilai aktual dan penyajian contoh

masalah relevan dengan kehidupan sehari-hari.

Hanya sebagian kecil dari siswa (kurang dari 20%) memberi respon

negatif terhadap e-book yang disusun. Mereka menyatakan bahwa tulisan atau

huruf yang digunakan dalam e-book terlalu kecil. Selain itu penggunaan bahasa

yang hanya bahasa Inggris menyulitkan mereka untuk memahami isi dari e-book.

Namun secara keseluruhan siswa-siswa yang member respon negatif ini juga

memberikan respon yang sama dengan siswa lain, bahwa e-book yang disusun

merupakan buku elektronik yang menarik karena berisi animasi, gambar-gambar

yang menarik dan permainan-permainan.

B. Pembahasan

Berdasarkan jenisnya, E-book yang dikembangkan pada penelitian ini

merupakan e-book lerdatabase hex-hypermedia yang dibuat dengan bantuan

programmer. E-book ini berformat flash yang disimpan di dalam Compact Disk

21

(CD) agar siswa mudah membawanya clan juga dapat dibaca kembali di rumah. E-

book ini memiliki beberapa kelebihan, yaitu sumber belajar yang menuntut

interaksi dengan siswa. Jenis interaksi yang terjadi mulai dari men-drag mouse

untuk membuka halaman; mengklik mouse untuk membuka video, animasi,

membuka hypermedia offline dan memilih jawaban yang dapat memberikan

umpan baiik; mengarahkan kursor untuk menampilkan glosarium dan keterangan

gambar. Interaksi lainnya berupa mengetik dengan menggunakan keyboard

komputer.

Menurut Brown dan Green (2002: 3), hypermedia merupakan multimedia

versi hypertext yang menghubungkan pada berbagai media tertentu. File-file

hypermedia terdiri dari hyperlink yang menghubungkan file yang terkait dengan

materi. Schambaugh dan Magliaro (2006:182) menyatakan bahwa hypermedia

menghubungkan antara sumber-sumber informasi yang ada. Hypermedia yang

biasa digunakan untuk menghubungkan antara situs yang satu dengan situs

lainnya yang memiliki kesamaan konten. Link yang ada pada satu situs tidak

terbatas hanya satu, namun biasanya lebih dari satu sehingga pengguna dapat

mengakses informasi yang lebih dalam tentang suatu konten. Hanya saja, pada

penelitian ini hypermedia yang digunakan merupakan hypermedia offline yang

berarti beberapa situs telah diunduh terlebih dahulu, kemudian disisipkan pada e-

book. Hal ini dilakukan untuk mengantissainssi ketiadaan akses internet juga

untuk menjaga informasi yang diperoleh oleh siswa agar siswa tidak mendapatkan

informasi yang menghantarkan pada miskonsepsi.

Selain itu, e-book yang dikembangkan pada penelitian ini dilengkapi

dengan sistem database yang dapat merekam aktivitas siswa saat memakai e-book

dengan menggunakan aplikasi perekam Camtasia Studio 6. E-book merupakan

salah satu bentuk sumber blejar yang dibuat dengan tujuan untuk memfasilitasi

seseorang belajar sesuai dengan kecepatan. belajarnya dan gaya belajarnya,

mengingat bahwa pada e-book ini terdapat multimedia interaktif. Sejalan dengan

hal ini. Munadi (2008) menyatakan bahwa multimedia interaktif dapat digunakan

dalam pembelajaran dan berpengaruh eukup efektif untuk incningkatkan hasil

belajar siswa.

Penelitian mengenai pengaruh e-book sebagai sumber belajar pun telah

banyak dilakukan, dan menghasilkan respon yang positif bagi hasil belajar siswa.

Terdapat peningkatan hasil belajar pada siswa yang menggunakan e-book sebagai

sumber belajar (Kartiwa, 2009; Nurbaety, 2010; Nugraha, 2010; Permana, 2010).

Hal ini terjadi dikarenakan adanya peningkatan minat belajar siswa untuk belajar

biologi karena banyaknya gambar, video, animasi, dan suara yang menarik-

(Fransiska. 2009).

Informasi-informasi dalam e-book akan didapatkan oleh siswa j ika siswa

berinteraksi dengan e-book tersebut. E-book yang digunakan memiliki beberapa

komponen, diantaranya adalah materi yang berupa teks, video, animasi, game,

gambar, glosarium, dan test interaktif. Komponen-komponen tersebut dikemas

sedemikian rupa sehingga bisa membantu siswa untuk memahami konsep yang

abstrak.

Berdasarkan penelitian yang sudah dilakukan, terdapat kelebihan dalam

penggunaan electronic book sebagai sumber belajar, diantaranya;

1. Memberikan ikl im pembelajaran yang positif dan sejalan dengan

konstruktivisme (Nugraha, 2010; Permana, 2010). Hal ini diidentifikasi dari

perbandingan angket yang diberikan sebelum dan setelah pembelajaran

dengan menggunakan c-book interaktif sebagai sumber belajar. Penggunaan

electronic book mendukung terlaksananya aspek konstruktivisme.

2. Meningkatkan motivasi belajar siswa yang didukung oleh peningkatan minat

belajar siswa dalam mempelajari biologi (Fransiska, 2009). Hal ini

dikarenakan terdapat beragam gambar, video, animasi, dan suara pada e-

book.

3. Memberikan umpan balik pada siswa dengan menggunakan test dan game

pada e-book. Sehingga siswa yang belum memahami sistem indera dapat

segera mengidentifikasi kekurangannya, sekaligus sebagai salah satu cara

bagi siswa dan guru untuk mengidentifikasi adanya miskonsepsi.

25

Berdasarkan hal-ha j tersebut. maka dapat disimpulkan bahwa E-book

terdatabase baik yang bei-hypermedia offline ataupun tanpa hypermedia offline

dapat digunakan secara optimal dengan pengawasan oleh guru dalam

pembelajaran. Hal ini sejalan dengan prinsip konstruktivisme, seperti yang

terdapat dalam Widodo (2004) mengenai lima kunci kriteria lingkungan

pembelajaran konstruktivisme, yaitu;

1. Adanya fasilitas pembelajaran untuk siswa. Dengan fasilitas dan sarana yang

diberikan, seharusnya siswa lebih berperan aktif dalam membangun

pengetahuan sehingga pengetahuannya menjadi semakin luas.

2. Relevansi dan kebermaknaan pengalaman pembelajaran. Disini siswa

menerapkan relevansi dan kebermaknaan belajarnya, seprti dalam diskusi,

percobaan, dan sebagainya.

3. Interaksi sosial yang kondusif. Inilah yang sangat berkaitan tentang aspek

negosia'si, dimana siswa diberi hak untuk bersikap aktif dan terbuka dalam

setiap komunikasi baik antar siswa dan siswa dengan guru.

4. Dorongan (pemberian semangat atau motivasi) untuk menjadi pembelajar

yang mandiri

5. Pembelajar bertanggung jawab terhadap proses belajarnya.

24

t

BAB VI

K E S I M P U L A N DAN S A R A N

6.1. Kesimpulan

E-book yang dikembangkan pada penelitian ini merupakan e-book yang

dibuat dengan format flash yang. Dari hasil uji coba kelayakan, secara umum

siswa merespon positif terhadap penyusunan e-book dalam penelitian ini.

Penggunaan variasi penyajian seperti gambar, animasi, permainan dan kuis dalam

e-book menjadi hal yang menaik bagi siswa. Penyajian konsep secara tematik

membuat siswa lebih memahami sains secara terintegrasi dan penggunaan bahasa

Inggris dinilai dapat memotivasi siswa untuk meningkatkan kemampuan siswa

dalam penggunaan bahasa Inggris.

6.2. Saran

Beberapa perbaikan terhadap e-book perlu dilakukan untuk

menyempurnaan e-book, terutama pada aspek penggunaan besarnya huruf yang

digunakan dalam e-book.

W* "...

25

D A F T A R P U S T A K A

y Beaton. A. E., Martin, M . (). , Mullis, I . V. S., Gonzales. E. J., Smith, T. A. , &

Kelly, D. L. (1996). Science Achievement in The Middle School Years:

IEA's Third International Mathematics and Science Study (TIMSS).

Chesnut H i l l : Centre for the Study of Testing, Evaluation, and

Educational Policy, Boston College

(http://timss.bc.edu/timssl995i/psa_math.html)

S Chiapetta, E. L . , Fillman, D.A. (2007). Analysis o f Five High School Biology

Textbooks Used in the United States for Inclusion o f the Nature o f

Science. International Journal of Science Education. Vol. 29, No. 15, 3

December 2007. pp. 1847 1868 '

r Dikmenli, Musa. Cardak, Osman. Oztas, Fulya. (2009). Conceptual Problems in

Biology-Related Topics in Primary Science and Technology Textbooks

in Turkey. International Journal of Environmental & Science Education.

Vol . 4( 4). October 2009, 429-440 1 Firman. H. Widodo, A. (2008). Panduan Pembelajaran Ilmu Pengetahuan Alam

SD/MI. Pusat Perbukuan. Departemen Pendidikan Nasional.

King, C. (2010). An Analysis of Misconceptions in Science Textbooks: Earth

science in England and Wales. International Journal of Science

Education. Vol. ~32, No. 5. 15 March 2010, pp. 565-601

[ / Lee. V. R. (2010). Adaptations and Continuities in the Use and Design o f Visual

Representations in US Middle School Science Textbooks. International

Journal of Science Education. 2010, 1-28, iFirst Article

I Martin, M.O., Mull is , I . V. S., Gonzalez, E. J., Gregory, K. D., Smith, T. A. ,

Chrostowski, S.J., et al. (2000). TIMSS 1999 International Science

Report. Chesnut H i l l : International Study Centre Lynch School o f

Education Boston College

(http://isc.bc.edu/timssl 991 i/science_achievement_report.html).

OECD. (1996). Lifelong Learning for All. Paris: OECD.

OECD. (2001). Knowledge and Skills for Life: First Result from the OECD

Programme for International Student Assessment (PISA) 2000. Paris:

OECD.

thtlp://vvwvv.pisa.oecd.org)

OECD/UNESCO-U1S. (2003). Literacy Skills for the World of Tomorrow:

Further results from PISA 2000: OECD/UNESCO-UIS

(http://www.oecd.org/publications)

V Sato, Manabu. (2006). Tantangan Yang Harus Dihadapi Sekolah. Makalah

disajikan dalam Seminar Nasional FPMIPA UPI. l 'Tisher. R.P. (1972). Fundamental Issues In Science Education. John Wiley: Adlai.

v Wortham Sue. (2006). Early Childhood Curriculum. Fourth Edition. Ohio:

Pearson Merril l Prentice Hall.

26

http://timss.bc.edu/timssl995i/psa_math.htmlhttp://isc.bc.edu/timsslhttp://www.oecd.org/publications

* LAMPIRAN-LAMPIRAN

L A M P I R A N 1

E-BOOK YANG

DIKEMBANGKAN

2X

ENVIRONMENT MAINTENANCE

What is environment?

Environment is all that surrounding us, including living and non-living things around us. Air,

land, water are non living components of environment. Meanwhile the living things

components of environment are plants, people and animals.

Environment is where we live. Your house, school, garden, river, hills, beach are also our

environment.

Fig. 1

Home and schools are our environment

Human are very dependent to environment. We cannot live if there is no environment. We

get air, water and foods from the environment. Can you imagine if we have to live without

environment? There is no air, no water and no food??

Luckily, everything that environment give are totally free. We do not have to pay, but we

must maintain it, as an expression of gratitude.

But sometimes, many of us only take and use everything from the environment as much as

they can without considering the effects that might happen. The real example is

uncontrolled illegal logging that happened in many forest in our country. This is actually very

harmful for us.

Forests have an important role in providing water

for humans. Dense forests that can hold rainwater

that falls to the ground. Then the rain water

absorbed and retained by the roots of plants, so

that water availability is maintained.

Fig.2 Dense forest can store and hold

water using roots of trees

In the leafless forest - caused by uncontrolled

logging- there is no roots that hold the rainwater

that falls to the ground. The upper ground layer

that containing humus will be also scraped. This is

causing the soil is not fertile anymore. If it is

happened continuously, the soil will not able to

absorb rainwater anymore and it might lead to the

land sliding. Moreover, if the rains happen

continuously, the soil will be changed to become

mud and it is taken along with the falling rainwater and caused large flooding, just like what

happen in Aceh a few months ago. Of course, land

sliding and large flooding is very harmful for

human, even might causing death.

That is only one example of the consequence if we

do not maintain our environment well .

Fig. 4.

Leafless forest cannot hold water (A) that causing large

flooding (B) that might causing death

YNAEPETANA MOPE !!!

Bare soil will erode if it rains. Erosion on sloping land can cause landslides. To find out

landslides happening, lets do the following activities

Apparatus:

1. 2 square bins

2. Watering can

3. Soil with growing grass

4. Ungrassy soil

5. Two glasses

6. Measuring glass

Procedure:

1. Set the apparatus as shown on the figure below

how the

v

-"V

- >

2. Give water to the set A and set B with the same amount of water, for example

f

3. Observe what happen. Let the water flows down and collected on the glass.

4. Measure the displaced volume of water or water with soil in each set

Question:

1. How is the condition of water in set A and set B?

2. How much the volume of displaced water or water containing soil in set A and

3. Why it can be different? Please explain!

4. What is the conclusion of this experiment?

cm set kf*5

X X

_ Natural environment and built environment

Natural environment are all living and non-living things that occur naturally, where there is

clean air, clean water, and clean food in sufficient quantities. Meanwhile, built environment

refers to the human-made surroundings that provide the setting for human activity,

including our home, schools, supermarket, and industries and also supporting infrastructure

such as water supply or energy networks.

Have you ever gone to the forest, where there are still lots of trees and there is not so many

people live there?

How do you feel right there?

Compare to the cities where you live, which one is

better?

In forest area, the air is still clean and fresh. Do you

remember the product of photosynthesis during

the day?

Fig. 5 Forest area can be included to natural

environment, because environment still not too

influenced by human

Yes, tree release oxygen during the day. So the air becomes so

fresh because there are lots of tree that releasing 0 2 . We also can

hear some animal's voice that cannot be heard when we are in

the city, such as singing birds and sounds of cricket. We also can

smell the scent of grass which actually can reduce the stress. And

the population in forest area is still low compare to the

population in the city. SUWr

Fig. 6 Photosynthesis during the day process absorbs carbon dioxide and

produce oxygen

Photosynthesis

How about the condition in the city? Of

course it is very different with what we feel,

we see, we hear in the forest area, right?

In the city there are so many buildings and

so many people. The air also feels so hot

during the day in the summer. In some

region it seems like too crowded, where the

population is not balanced with provided

area. Fig. 7

City is example of built environment that

strongly influenced by human

LET'S DO RESEARCH !

Compare the environment condition in village/forest area and in city !

; Y V

if- >

According to your research, please identify which one is natural environment and built

environment!

Make conclusion from this research!

Polluted environment

What most human want is the environment that

can be used to perform activities of life, can

become a habitat for many living things, and have

the sufficient natural resources needed for daily

life. We also want a beautiful and convenient

Fig. 8

Beautiful and convenient environment

environment that makes us comfortable to do our activities.

But in fact, the environment around us does not always comply with our wishes. Such as

there is slum housing, the river filled with garbages, and dirty air because of pollution from

factories and motor vehicles. This is what we called as polluted environment.

Fig.10 example of polluted environment: slum housing with much garbage on the river (left), dirty air ca

factories (center) and smoke from cars (right)

Of course that kind of condition makes us uncomfortable to do our activities. As we know air

is a vital need for human and it is one of the main components for life. Because without air,

the various processes of life may not last. Air is needed to breathe. When the air we breathe

is polluted and contains hazardous substances, it will affect the our body, especially our

respiratory organs, so that we could not do our activities well.

Tolerance Level

Each organism might have different habitat with the other. Because, each of them have

different tolerance level (limitations of a physical and environmental conditions). In a

population of human, like us, each person also might have different tolerance level, because

each of us have different characteristic, such as different age, sex and heredity factor. For

instance, teenager like you have stronger body resistance against the cold weather than

what babies have.

So, it can be said that the existence of an organism in an ecosystem depends on their

tolerance level to its ecosystem conditions.

Identif icat ion of a c i d , base, and salt

In daily lite we recognize tilings from their properties or characterstics. How to

identify acid, base, and salt? The properties of a solution can be studied using acid-base

indicator which is color substances that have different colors in acid, base and salt solutions.

To determine a compound as acid, base or neutral, we can use litmus paper, indicator solution

or natural indicator.

Before we start the lesson, let's play the game below :

http://pbskids.org/zoom/games/kitchenchenhstry/virtuab

L i t m u s P a p e r

Litmus is a substance obtained from certain lichens. It has the property o f changing its

color to red with acidic substances and to blue with basic ones. On the packet o f the litmus

paper, there is a color scale which indicates the color assumed by the paper as a function o f

the pH.

http://pbskids.org/zoom/games/kitchenchenhstry/virtuab

Using Litmus paper

Using Litmus paper is simple. I irsl of all, it is nccessan 10 immerse an end o f ii in the

liquid you w ish to examine and to remove it immediately. The pI I o f the liquid is determined

by comparing the color o f the paper to the scale of colors which is printed on its packet

4 4 Acid turn blue litmus paper

red

Base turn red litmus

paper blue

Indicator Acid Solution Base solution Neutral Solution

Red Litmus Red Blue Red

Blue litmus Red Blue Blue

http://www.harcourtschool.com/activitv/acids/

(game to make student understand about identification of acid,base and

salt using litmus nanerl

http://www.harcourtschool.com/activitv/acids/

(low to make your own litmus pa pet ?

You'll Need:

2. heat cabbage in water for 15 minutes 3. drain the leaves over a container

6.spread strips out and allow to dry 7.test liquids or solutions

I f your strip turns I f your strip turns I low many different

pink it is an acid. green it is a base. colors can you find'.'

Indicator Solution

Indicators are substances whose solutions change color due to changes in pH. These

are called acid-base indicators. They are usually weak acids or bases, but their conjugate base

or acid forms have different colors due to differences in their absorption spectra.

Acid base indicator solution is a colored substance that has different colors in acid,

base or neutral solution. In the laboratory, the common indicators are the solution o f

phenolphtalein, methyl red, and methyl orange. The colors o f the indicators are shown in the

table below

1 N D I C A T O C O L O U R IN

A C I D

C O L O U R m

red yellow

.Orange methyl red yellow

Bromothymol Blue yellow blue

P h e n o l p h t h a l e i ^ ^ f clear clear

Universal Indicator red Yellow-green

O L O U J

B A S E

yellow

yellow

blue

purple

purple

Universal indicator has many different colour changes, from red for strong acids to

dark purple for strong bases. In the middle, neutral pH 7 is indicated.by green.

Universal indicator shows how acidic or alkaline a solution is

http://www.youtube.com/wa tch?v=VGCQyqXiThk

video : testing solution using acid-base indicator solution

http://www.youtube.com/wa

IS I T M A G I C ?

In a beaker, pour about 100 ml of water and 3 drops

of phenolphthalein. The phenolphthalein is an

indicator which usually is colorless. You wi l l obtain

a colorless solution, just like water

Figure - Add 3 drops o f phenolphthalein to

100 ml o f water. You w i l l obtain a colorless solution.

With a dropper, add some drops o f ammonia. To

lavoid its irritating vapours, make this experiment

in the open air or in a ventilated room with

windows open. People have to keep at least 2

meters distant, avoiding being downwind.

After some drops, you w i l l see the solution

.suddenly become reddish purple. This

phenomenon is quite surprising because all the

liquids we are using are colorless and transparent,

like water.

Figure - By adding ammonia, the solution

becomes red.

Now, io the red-purple fluid you obtained, add some drops of vinegar. What it happens? The liquid becomes colorless again!

Figure - By adding vinegar, the solution becomes again colorless. The picture illustrates the change in progress.

http://www.quia.com/cc/431838.html

(quiz/matching pair)

http://www.quia.com/cc/431838.html

Natur a l I n d i c a t o r s

Many substances mound us that can be used as an indicator o f acid and alkali. For

example, leaf, flower, turmeric, mangosteen skin, and purple cabbage. This is because the

solution o f these materials give a different color on acid and alkaline and neutral. To prove

this, mangosteen skin that has been refined in a neutral state would be purple. However, i f the

added acid solution, the color purple w i l l change to reddish brown. Conversely, i f the alkaline

solution is added, the color o f the skin extract of mangosteen w i l l change from purple to blue-

black. With these color changes, skin extract of mangosteen can be used as an indicator o f

acid and alkali.

Another example o f natural indicators is the extract o f red cabbage. I f it is dropped in

acid, base and neutral solutions, their color wi l l change, as shown in table below

The indicator color Solution characteristics

Indicator color from red cabbage

R E D C A B B A G E J U I C E

As we have seen, acids and bases have the property o f modifying ihe color o f certain

substances. This is the ease with the juice of the red cabbage. This liquid has a blue-violet

color, but when it comes in contact with acidic substances it becomes red. while in contact

with basic substances it becomes green and even yellow. Let's see how it is possible to use

the juice of the red cabbage to measure the pH of various substances.

Figure I - Red cabbage.

Figure 2 - Cut the cabbage into

slices and put them in a pot

Figure 3 - Add water enough to cover

the slices and boil for half an hour.

Figure 4 - Pour the juice in a low container.

It is a cabbage which has a red-violet color (figure 1). Buy one o f them and cut it in

little slices (figure 2). Put them in a pot and pour enough water to cover them (figure 3). Boil

for half an hour, then turn off the heat and let the temperature come down. Pour the blue-

violet liquid you have obtained into a large, low container (figure 4). The boiled cabbage

slices are edible and you can use them in a recipe.

Figure - Red cabbage juice mixed with baking soda (left) and with vinegar (right).

On the top. a drop of unmixed juice.

Use of the red cabbage juice as an indicator in the liquid state. Pour some drops of this liquid on a white surface and observe its changes of color when it is mixed with vinegar or with baking soda. You will see that this liquid becomes red in contact with vinegar or lemon juice, while it becomes green in contact with baking soda (figure 9). This behavior is unusual, and later on we will try to explain it.

Pour one centimeter of the red cabbage juice indicator liquid into a transparent glass. Add water up to half of the glass! Now, pour vinegar into the glass and observe the color changes of the liquid. Repeat the experiment by adding, this time, a little baking soda instead of the vinegar. Also in this case, you will see color changes.

http://www.youtube.com/vvatch?v=Xuo5r6HOXNM

(video - making red cabbage juice for indicator

http://www.youtube.com/vvatch?v=Xuo5r6HOXNM

After you learn about this topic, let's play this game below ;

http://.sciencevicw.berkeley.edii/showcase/flash/i uicebar.html

I l

http://.sciencevicw.berkeley.edii/showcase/flash/i

M A K I N G AN A C I D - B A S E

I N D I C A T O R

F r o m Purple Cabbage

INTRODUCTION:

Acid-base indicators are used in titrations to let you know when the solution has been

neutralized, and has a pH o f about 7. This indicates the end point o f the titration, and

we can then calculate the concentration of our unknown, from the concentration and

volume of the known. We have many acid-base indicators available to us today, but

the first indicators were made from natural compounds.

The indicator that you w i l l be making comes from purple cabbage. And is simply

called cabbage extract indicator.

Part 1: Making the indicator

M A T E R I A L S :

Purple cabbage

Distilled water

250-mL beaker

Ring stand

Large ring

wire gauze

Burner

P R O C E D U R E :

L Take a few leaves o f purple cabbage and tear them into small pieces.

2. Fill a 250-mL beaker about three-fourths full of the cabbage leaf pieces, and add

distilled water to the 200mL mark.

3. Place the beaker on the wire gauze o f a ring stand and heat with a burner to a slow

boil for about 20 minutes. (You can use a hot plate in place o f the burner and ring

stand.)

4. The water w i l l turn from a clear color to a purple color. When the water is very

purple, remove the beaker from the heat. The purple juice which you have made is

cabbage extract indicator, and can be used for acid-base titrations.

5. Pour the cabbage extract indicator solution into a labelled stock bottle. I f you are

going to keep the solution for a while, put it in the refrigerator.

Part 2: Testing the indicator

You now have an indicator which can tell you o f you have a solution that is an acid or

a base, and can help you determine the end point o f a titration. You need to test some

acid and base solutions so you w i l l know what color it turns in each.

M A T E R I A L S :

Cabbage extract indicator

Transfer pipette (eye dropper) for indicator

7 test tubes

Acid solutions:

Vinegar

Hydrochloric acid solution

Sulfuric acid solution

Lemon juice

Basic solutions:

Baking soda solution

Ammonia

Sodium hydroxide solution

Potassium hydroxide solution

P R O C E D U R E :

1. Put a small amount o f the test solutions in test tubes that are clearly marked, and

place them in the test tube rack.

2. Using the dropper, add 3 drops of indicator to each test solution. Observe the color

change and compare the test solutions to the indicator alone. Record the color changes

in the D A T A T A B L E .

DATA T A B L E : f

T E S T S O L U T I O N : A C I D or B A S E : C O L O R C H A N G E :

QUESTIONS:

1. What color does the indicator turn in acidic solutions?

2. What color does the indicator turn in basic-solutions?

S u m m a r y

http://www.quia.com/jfc/432036.html

Kind of evaluation

http://www.solpass.orR/Crosswords/Acids.html :TTS

http://www.dontstoplearning.com/ks3science/7Ed_Acids_and_Alkalis_Daily_Lives.htm

http://www.quia.com/jq/65663.html

http://www.quia.com/jfc/432036.htmlhttp://www.solpass.orR/Crosswords/Acids.htmlhttp://www.dontstoplearning.com/ks3science/7Ed_Acids_and_Alkalis_Daily_Lives.htmhttp://www.quia.com/jq/65663.html

B R E A T H I N G

You need to breathe to stay alive. But how clean is the air you breathe? I f you breathe dirty air,

you are more likely to develop health problems and become i l l . Plants and animals need clean air

too. A lot of the things that make our lives more comfortable such as cars, electricity and heating,

create bad gases which make the air dirty. The problem of air pollution started with the burning

of coal in homes and factories. Dirty air is called 'polluted air'.

'Air pollution' is what we say to describe all bad gases in the air that we breathe and that are

dangerous for us. But do not worry! Not all gases are bad!

W H Y IS B R E A T H I N G SO I M P O R T A N T ?

Take a few deep breaths. Can you feel your rib cage moving in and

out? This opens up your lungs so that air is sucked in.

In the lungs, a gas called oxygen passes from the air into your

blood. The oxygen is carried in the blood all round your body. You

need oxygen so that you can use the energy in the food you eat. It is

the oxygen in the air that helps keep you alive.

BACK TO T H E PAST

500 years ago in Britain, the burning o f coal was increasing in cities

like London. Coal was used in factories and also used to heat homes.

Coal, when burnt makes a lot of smoke, which makes the air very

dirty.

About 200 years ago, the Industrial Revolution began in

Britain. Factories were built, and even more coal was

burnt. Air pollution was becoming a really big problem,

- especially when the weather was foggy. With foggy

conditions and light winds the smoke or air pollution covered the whole city, and

would not move.

Smoke and fog together create smog.

Smog was a big problem in the winter. Because of the cold weather, more coal was burnt to

warm houses and this made more smoke.

When smog was stuck over a city, i i became really hard lo breathe and see clear!). In 1952. the

Great London Smog occurred and more than 4000 people died

because of the smog!

New laws were created from this catastrophe in 1956 and 1968, so that

it would not happen again. These laws are called the 'Clean Ai r Acts'.

These laws were made so that air would become cleaner. The laws

encouraged people to use less coal or use cleaner coal in their homes

and switch to other fuels such as gas. Factories started using tall

chimneys so that the smoke would go high up in the sky and no longer

cover cities, and new factories were built outside cities in the

countryside. Smog occurred less often and the air became cleaner.

W H A T IS TODAY'S A I R P O L L U T I O N L I K E ?

Have you ever noticed that the air in a city smells different from

air in the country? One of the reasons is that exhausts from

vehicles give off fumes, or gases, which can poison

you.

Today, when we think of air pollution, we should

think of transport, especially cars. Today there are

about 23 million vehicles on the road in Britain, and

20 million of them are cars! The fuel they use - petrol and diesel - releases a lot of

pollution in the air.

The car exhausts eject a lot of bad gases, which create air

pollution. These gases can be very dangerous for children. Although the

fuels are becoming cleaner, it will not be making that much difference

because there are more and more cars.

There is less pollution from coal, but today's modern world

still creates air pollution. Today, air pollution has not really

fallen, because new bad gases are released in the air, and there

are a lot of them.

Transport is not the only reason why we have air

pollution. Factories also release bad gases in the air,

even with the 'Clean Air Acts', it still causes a lot o f air

pollution. This air pollution that they make is the main

cause of acid rain (see Acid Rain).

WHAT A R E T H E S E BAD G A S E S ?

Gases from vehicles:

Carbon monoxide

Carbon monoxide is a gas that pollutes the air, and is mainly

released by cars and other vehicles. It has no colour or smell.

Nitrogen oxides

Nitrogen oxides are emitted from vehicles, like cars and trucks.

During rush hour periods, a lot more is released in the air. Nitrogen oxides are also emitted from

power stations. These gases also make acid rain.

Hydrocarbons

Hydrocarbons are produced when petrol is not fully burnt. They are one o f the causes o f modern-

day smog. _ ,.2;

Particulates

Particulates are very small particles, like soot, dust and fumes that are

released in the air. They are caused by vehicles, factories and smoke from

homes burning coal for heating.

Gases from factories:

Nitrogen Oxides (see above)

Sulphur dioxide

Sulphur dioxide has no colour. Most o f it is released by power stations. It

causes acid rain when mixing with water in the air.

AIR P O L L U T I O N I N S I D E H O M E S

We spend a large part of our lives at home and it does not often

cross our mind that the air we are breathing may be polluted.

Pollution inside homes is called 'indoor air

pollution'.

Indoor air pollution is usually very low.

But a lot of things can increase it.

Fresh paint is a cause of indoor air pollution and so is the burning of

fuels such as coal and gas, in heaters, stoves and ovens.

- Bm one ol (lie main causes of indoor air pollution is smoking. .Smoking cigarettes and tobacco

can he very dangerous for health. The poison in the smoke can cause heart

problems, lung cancer and other lung diseases. I f a woman smokes when

she is pregnant, her baby wil l probably be smaller and become i l l .

Cigarette smoke is dangerous for people smoking but also for those who

do not! Breathing in air, which contains other people's smoke, can cause

you the same health problems, for example lung

cancer.

To reduce 'indoor air pollution', make sure the

room is well ventilated while painting. Try ventilating your home often,

you can open windows or use a fan. And i f your parents or friends smoke,

ask them to smoke outside. And best o f all N E V E R S T A R T

S M O K I N G ! ! !

The Earth is wrapped in a blanket of air called the 'atmosphere', which is made up o f several

layers of gases. The sun is much hotter than the Earth and it gives o f f rays o f heat (radiation) that

travel through the atmosphere and reach the Earth. The rays of the sun warm the Earth, and heat

from the Earth then travels back into the atmosphere. The gases in the

atmosphere stop some of the heat from escaping into space. These

gases are called greenhouse gases and the natural process between the

sun, the atmosphere and the Earth is called the 'Greenhouse Effect',

because it works the same way as a greenhouse. The windows of a

greenhouse play the same role as the gases in the atmosphere, keeping

some of the heat inside the greenhouse.

THE N A T U R A L GREENHOUSE EFFECT

The atmosphere has a number o f gases, often in tiny amounts, which

trap the heat given out by the Earth.

To make sure that the Earth's temperature remains constant, the balance

of these gases in the atmosphere must not be upset.

- 2

The GREENHOUSE GASES are very important and are mainly:

water vapour

occurs naturally in the atmosphere.

carbon dioxide

produced naturally when people and animals breathe. Plants and trees absorb carbon dioxide to

live. Volcanoes also produce this gas. Carbon dioxide is not the same as carbon monoxide (See

Air Quality)

methane

comes from cattle as they digest their food. The gas also comes from fields where rice is grown

in paddy fields.

nitrous oxide

when plants die and rot, nitrous oxide is produced.

ozone

occurs naturally in the atmosphere.

T H E E N H A N C E D G R E E N H O U S E E F F E C T

Some of the activities of man also produce greenhouse gases. These gases keep increasing in the

atmosphere. The balance of the greenhouse gases changes and this has effects on the whole of

the planet.

Burning fossil fuels - coal, oil and natural gas - releases carbon

dioxide into the atmosphere. Cutting down and burning trees also

produces a lot of carbon dioxide.

large amounts o f heat.

A group of greenhouse gases called the

chlorofluorocarbons, - which are usually

called CFCs, because the other word is

much too long! - have been used in

aerosols, such as hairspray cans, fridges and in making foam

plastics. They are found in small amounts in the atmosphere. They

are dangerous greenhouse gases because small amounts can trap

Because there are more and more greenhouse gases in the atmosphere,

more heat is trapped which makes the Earth warmer. This is known as

GLOBAL WARMING.

A lot of scientists agree that man's activities are

making the natural greenhouse effect stronger. I f we

carry on polluting the atmosphere with greenhouse

gases, it wi l l have very dangerous effects on the

Earth.

T H E E F F E C T S

With more heat trapped on Earth, the planet wil l become warmer, which

means the weather all over Earth wil l change. For example, summers

will gel hotter, and winters too. This may seem a good idea, but the

conditions we are living in are perfect for life, and a large rise in

temperature could be terrible for us and for any other living thing on

Earth.

At the moment, it is difficult for scientists to say how big the changes

will be and where the worse effects wil l occur.

The Weather

'* A

\ I

?: i v y

In Britain, winter and summer temperatures wi l l increase and the

weather wil l be warmer. In winter it may also rain more but in

summer it may become drier.

In other parts o f the world, the effects wi l l be different,

some places wi l l become drier and others wi l l be wetter.

Although most areas will be warmer, some areas wi l l

become cooler. There may be many storms, floods and drought, but we do not know which areas

of the world wil l be affected.

All over the world, these weather changes wi l l affect the kind o f crop that

can be grown. Plants, animals and even people may find it difficult to

survive in different conditions.

Sea Levels

Higher temperatures will make the water o f the seas and oceans

expand. Ice melting in the Antarctic and Greenland wil l flow into the

sea.

A l l over the world, sea levels may rise, perhaps by as much as 20 to

40 cm, by the beginning of the next century.

Higher sea levels wi l l threaten the low-lying coastal

areas of the world, such as the Netherlands and Bangladesh. Throughout the

world, millions o f people and areas o f land wi l l be at danger from flooding. Many

people will have to leave their homes and large areas of farmland w i l l be ruined

because of floods. In Britain, East Anglia and the Thames estuary w i l l be at risk

from the rising sea.

Farming

The changes in the weather wi l l affect the types o f crops grown in

different parts of the world. Some crops, such as wheat and rice grow

better in higher temperatures, but other plants, such as maize and

sugarcane do not. Changes in the amount o f rainfall wi l l also affect

how many plants grow.

The effect o f a change in the weather on plant growth may

lead to some countries not having enough food. Brazil, parts

of Africa, south-east Asia and China w i l l be affected the

most and many people could suffer from hunger.

Water

Everywhere in the world, there is a big

demand for water and in many regions,

such as the Sahara in Africa, there is not

enough water for the people. Changes in-

the weather will bring more rain in some countries, but others wi l l have less

In Britain, the Southeast wil l be at risk from drought.

UN D A N G E R !

lants & Animals

It has taken million of years for life to become used to the

conditions on Earth. As weather and temperature changes, the

homes of plants and animals wi l l be affected all

over the world.

For example, polar bears and seals, wi l l have to

find new land for hunting and living, i f the ice in the

Arctic melts.

Many animals and plants may not be able to cope with

these changes and could die. This could cause the loss o f

some animal and plant species in certain areas of the world

or everywhere on Earth.

People

The changes in climate wi l l affect everyone,

but some populations wi l l be at greater risk. For example, countries

whose coastal regions have a large population, such as Egypt and

China, may see whole populations move inland to avoid flood

risk areas. The effect on people will depend on how well we can

adapt to the changes and how much we can do to reduce climate

change in the world.

Rain is very important for life. A l l living things need water to live, even people.

Rain brings us the water we need. But in many places in the world even where you live, rain has

become a menace.

Because of pollution in the air, acid gases from lactones, cars and homes, the rain is becoming

dangerous for the life o f every living creature.

This rain is known as 'acid rain ' .

W H A T IS A C I D RAIN?

Acid gases are produced when fossil fuels like coal and oil are

burned in power stations, factories and in our own homes. Most o f

these acid gases are blown into the sky, and when they mix with the

clouds it can cause rain - or snow, sleet, fog. mist or hail - to become

more acidic.

The opposites of acid are alkalis; for example, toothpaste and baking

powder are both alkalis. Strong alkalis can also be dangerous, such as

ammonia and bleach.

Lemon juice, vinegar and cola are all acidic. Rain is naturally acidic,

but acid gases make it even more acidic, sometimes as acid as

lemon!

Nature can also produce acid gases, such as volcanoes.

When they erupt, the smoke that comes out of the crater

is also full o f acid gases.

H O W D O W E M E A S U R E A C I D I T Y ?

There is a special scale called the pH scale that measures the

strength o f acids and alkalis. A low pH number means

something is acid. A high number means something is alkali.

And something in the middle is called neutral.

Acidity can be tested using litmus paper.

Usually rain is a little acidic, and has pH of about 5.5, i f the pH

of rainfall is less than 5.5, then the rain is probably polluted by

acid gases.

Acids turn litmus paper red, and alkalis turn it blue. With a special paper called

universal indicator, you can test levels of acidity.

WHAT ARK T H E MAIN G A S E S T H A I C A U S E A C I D R A I N ?

When we burn fuels, chemicals called 'sulphur' and 'nitrogen' are released into

the air. Once in the air, they mix with water in the air - rain, snow, etc - and

are transformed into different chemicals called 'sulphur dioxide' and 'nitrogen

oxides', which can be very dangerous for plants, animals and people. Most of

the 'sulphur' comes from power stations, which make electricity, and also from

volcanoes. Most of the 'nitrogen oxides' come from car and truck exhausts.

We call 'air pollution' the bad gases that we produce and release in the air.

'Sulphur dioxide' and 'nitrogen oxides' are the most important causes o f acid rain.

A P R O B L E M A L L O V E R T H E W O R L D

Air pollution can be carried over long distances. When acid gases

are released, they go high up in the sky, and then they are pushed

by strong winds towards other

countries. 9 A .

V

gem The acid rain in Sweden is caused

by air pollution in Britain and other countries of Europe. The

pollution produced in Britain ends up mostly in Scandinavia -

countries in northern Europe including Sweden, Norway and

Denmark.

In the USA, the winds blow the air pollution to certain areas in Canada.

HOW BAD IS A C I D R A I N ?

When rain is acidic, it affects what it falls on: trees, lakes, buildings

and farmland. Sometimes rain is not very acidic and does not cause a

lot of problems, but when it is acidic, it can be very harmful to the

environment.

TREES A N D PLANTS

Acid rain can have terrible effects on a forest.

The acid takes away important minerals from the leaves and the soil.

Minerals are like \ itamins for trees and plants. Without them, trees and plants cannot grow

properly. The> lose their leaves and become very weak. They are no longer strong enough to

fight against illnesses and frost. They become very i l l and can even die.

Some soils are alkaline, when acid rain falls on them the acid becomes neutral. Plants and trees

living on these soils are not in any big danger..

LAKES AND WATER LIFE

Acid rain has a terrible effect on water life. Even i f the acid rain

does not fall straight into the lake, for example, it may enter from

rivers and streams. Some of the life in the lake such as fish and

plants may end up dying, because they cannot survive in acidic

lakes.

Thousands of lakes in Scandinavia have no more life in them. They

have received so much acid rain for so many years, because of the

winds pushing the acid gases, that nothing can survive.

You can recognise a lake dead from acid rain by its clean and crystal clear water. But they look

clean because there is very little living in them anymore. Tiny plants and animals are mostly

unable to survive..

Ot K H E A L T H

Particulates - very small particles of debris found in some of the air

pollution - are one of the main causes o f health problems. In towns and

cities, these are released mainly by diesel engines from cars and trucks.

V

When we breathe in air pollution, these ven line particulates can easily enter our body, where

they can cause breathing problems, and over time even cause cancer.

Water we drink from taps can be contaminated by acid rain, which can damage the brain..

BUILDINGS

Acid rain can also ruin buildings because the acid eats into metal and

stone. It also damages stained glass and plastics. Some types o f building

materials are softer than others, and it is the softer ones which are most

affected by acid rain. Sandstone and limestone are examples of stone

which are fairly soft and are damaged easily. Granite is an example of a

harder stone that can resist the effects o f acid rain.

In many places in the world, ancient and famous buildings and

monuments are affected by acid rain. For example, the Statue of Liberty

in New York. USA, has had to be restored because of acid rain damage. Buildings are naturally

eroded by rain, wind, frost and the sun, but when acidic gases are present, it speeds up the

erosion.

The Earth is wrapped in a blanket o f air called the 'atmosphere1, which is made up of several

layers. About 19-30 kilometres above the Earth is a layer o f gas called ozone, which is a form of

oxygen. Ozone is produced naturally in the atmosphere.

WHY DO W E H A V E AN O Z O N E L A Y E R ?

The ozone layer is very important because it stops too many of the sun's 'ultra-

violet rays' (UV rays) getting through to the Earth - these are the rays that

cause our skin to tan. Too much UV can cause skin cancer and wi l l also harm

all plants and animals. Life on Earth could not exist without the protective

shield of the ozone layer.

W H A T IS T H E O Z O N E H O L E ?

j . Cy *

f t ' L - s ffl >

Every spring, a hole as big as the USA develops in

the ozone layer over Antarctica, in the South Pole. A smaller hole

develops each year over the Arctic, at the North Pole. And there are

signs that the ozone layer is getting thinner all over the

planet.

Scientists have discovered that the ozone hole over

Antarctica started in 1979, and that the ozone layer

generally started to get thin in the early 1980s.

Thejpss of the ozone layer occurs when more ozone is being destroyed than nature is creating.

W H A T CAUSES THE OZONE HOLE?

One group of gases is particularly likely to damage the ozone layer

These gases are called CFCs, Chloro-Fluoro-Carbons.

CFCs are used in some spray cans to force the contents out o f

the can.

They are also used in refrigerators, air

some fire extinguishers. They are

poisonous and do not catch fire.

stopped using new CFCs that can be

atmosphere, but many scientists

using old ones as well.

THE O Z O N E H O L E A N D OUR

conditioning systems and

used because t