IDENTIFIKASI PEMAHAMAN MATERI PERHITUNGAN KIMIA (STOIKIOMETRI) PADA SISWA KELAS X SMA NEGERI 10 MALANG SEMESTER II TAHUN AJARAN 2012/2013 Dwi Fajar Yanti, Dermawan Afandy, Muhammad Su’aidy Universitas Negeri Malang E-mail:
[email protected] ABSTRAK: tujuan penelitian adalah untuk mengetahui persentase siswa kelas X SMA Negeri 10 Malang semester II tahun ajaran 2012/2013 yang memahami materi perhitungan kimia. Penelitian ini merupakan penelitian deskriptif. Sampel penelitian terdiri dari 3 kelas yang diambil dengan teknik sampling purposive. Instrumen penelitian berupa tes pilihan ganda yang terdiri dari 15 butir soal dan tes uraian yang terdiri dari 15 butir soal. Hasil penelitian menunjukkan bahwa persentase siswa kelas X SMA Negeri 10 Malang semester II tahun ajaran 2012/2013 yang memahami materi: (1) konsep mol sebesar 75,14% dengan kategori tinggi, (2) penentuan rumus empiris dan rumus molekul sebesar 76,49% dengan kategori tinggi, (3) penentuan rumus senyawa hidrat sebesar 53,42% dengan kategori, (4) penentuan komposisi atom sebesar 70,11% dengan kategori tinggi, (5) perhitungan kimia tepat habis sebesar 34,42% dengan kategori rendah, (6) penentuan pereaksi pembatas sebesar 35,50% dengan kategori rendah. Kata Kunci: pemahaman, perhitungan kimia (stoikiometri)
Ilmu kimia berisi konsep-konsep yang kompleks dan berjenjang (Herunata, 2003:126). Dalam ilmu kimia konsep yang satu berkaitan dengan konsep lainnya. Dengan kata lain, sebelum mempelajari suatu konsep, harus dipelajari konsep yang mendasarinya terlebih dulu. Kimia erat kaitannya dengan kehidupan seharihari. Namun fakta menunjukkan bahwa ilmu kimia dianggap sebagai pelajaran yang sulit karena banyak mengandung hafalan dan berisi rumus-rumus yang digunakan dalam memecahkan soal-soal hitungan kimia. Hal ini menjadi pemicu kesulitan dalam mempelajari ilmu kimia. Adanya kesulitan dalam memahami satu konsep maka akan berakibat terjadinya kesulitan pula dalam memahami konsep berikutnya. Salah satu pokok bahasan ilmu kimia yang diajarkan di SMA adalah perhitungan kimia (stoikiometri). Materi ini diberikan kepada siswa SMA kelas X. Materi perhitungan kimia tidak hanya berisi konsep teoritis namun juga berisi hitungan kimia. Kemampuan yang dituntut dari siswa dalam mempelajari materi perhitungan kimia di kelas X SMA meliputi: kemampuan menghitung jumlah mol zat, mengkonversikan jumlah mol menjadi jumlah partikel, massa, dan volume, menentukan rumus empiris dan rumus molekul, menentukan rumus senyawa hidrat (air kristal), menentukan komposisi atom, menentukan banyak zat pereaksi atau hasil reaksi dari perhitungan kimia sederhana (perhitungan kimia tepat habis), dan menentukan pereaksi pembatas dan penggunaan konsep mol dan koefisien reaksi untuk menentukan banyak zat pereaksi atau hasil reaksi. Banyak pendapat yang menyebutkan bahwa materi perhitungan kimia (stoikiometri) lebih banyak ditekankan pada penyelesaian soal matematika (algoritmik). Hal ini memang benar, ilmu kimia juga mengkaji tentang hitungan kimia (Sukarna, 2000:85). Tetapi dalam materi perhitungan kimia siswa tidak hanya dituntut untuk bisa menyelesaikan hitungan kimia saja, siswa juga harus menghubungkan konsep dasar yang telah diperoleh sebelumnya dan mengaplikasikannya dalam konsep perhitungan kimia. Materi perhitungan kimia 1
merupakan materi yang sebagian besar melibatkan hitungan matematika. Jika siswa menguasai hitungan matematika, maka siswa tersebut tidak akan mengalami kesulitan menyelesaikan soal perhitungan kimia. Dengan demikian, siswa akan mudah mengerjakan dan memahami materi perhitungan kimia jika siswa telah memahami konsep mol. Hal ini didukung oleh BouJaoude dan Barakat (dalam Kind, 2004:50) yang menyatakan bahwa “students' mathematical expertise also contributes to their difficulties. A student who cannot manipulate numbers readily is unlikely to be successful in learning about moles”. Hal inilah yang membuat materi perhitungan kimia bukan materi yang mudah karena materi perhitungan kimia merupakan materi yang kompleks, rumit, dan dalam menyelesaikan soalsoal perhitungan kimia banyak jebakan-jebakan. Apabila siswa tidak memahami materi ini dengan baik, maka siswa akan mengalami banyak kesulitan. Sehingga dalam mempelajari materi perhitungan kimia diperlukan pemahaman yang mendalam. Alasan tersebut menjadi salah satu penyebab perlunya penelitian tentang pemahaman siswa terhadap materi perhitungan kimia. Penelitian tentang identifikasi pemahaman siswa pada materi perhitungan kimia dipandang perlu dilakukan untuk mengetahui hasil suatu proses pembelajaran dan juga untuk merancang langkah pembelajaran yang berikutnya. Oleh karena itu, tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui persentase siswa kelas X SMA Negeri 10 Malang semester II tahun ajaran 2012/2013 yang memahami materi perhitungan kimia. Diperolehnya data-data empiris mengenai pemahaman siswa dalam memahami materi tertentu dapat digunakan untuk perbaikan proses atau pengembangan pembelajaran, sehingga tujuan yang ingin dicapai dalam pembelajaran kimia dapat tercapai secara maksimal. Berdasarkan informasi dari guru, jumlah siswa kelas X SMA Negeri 10 Malang tahun ajaran 2012/2013 yang memahami materi perhitungan kimia belum diketahui. Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian dengan judul “Identifikasi Pemahaman Materi Perhitungan Kimia (Stoikiometri) pada Siswa Kelas X SMA Negeri 10 Malang Semester II Tahun Ajaran 2012/2013”. METODE Penelitian ini merupakan penelitian deskriptif. Penelitian dilakukan untuk mengetahui pemahaman konsep siswa tentang materi perhitungan kimia. Populasi penelitian ini adalah siswa kelas X SMAN 10 Malang tahun ajaran 2012/2013 yang terdiri dari 7 kelas, sampel diambil dengan teknik sampling purposive. Instrumen penelitian berupa soal tes pilihan ganda yang terdiri dari 15 butir soal dan soal tes uraian yang terdiri dari 15 butir soal. Sebelum digunakan untuk mengambil data, dilakukan validasi terlebih dahulu, dengan hasil sebagai berikut: validitas isi sebesar 96%; validitas butir soal pilihan ganda antara 0,08-0,66; validitas butir soal uraian antara 0,30-0,72; reliabilitas soal pilihan ganda sebesar 0,66; dan reliabilitas soal uraian sebesar 0,66. Teknik pengumpulan data dilakukan dengan pemberian soal tes yang telah divalidasi kepada siswa. Analisis data menggunakan statistika deskriptif dengan teknik persentase. Persentase pemahaman siswa dapat dihitung berdasarkan jawaban-jawaban benar siswa. Perhitungan persentase pemahaman siswa terhadap materi perhitungan kimia dilakukan menggunakan rumus sebagai berikut. Jumlah skor siswa yang menjawab benar P= x 100% Jumlah seluruh siswa x skor maksimal
2
dimana, P adalah persentase siswa yang memahami kategori tertentu. Menurut Berg (dalam Sihaloho, 2001:61) kategori untuk menentukan pemahaman siswa dapat dilihat pada Tabel 1 berikut. Tabel 1 Kategori Pemahaman Siswa Nilai P (persentase pemahaman siswa) 0-20% 21-40% 41-60% 61-80% 81-100%
Kategori sangat rendah rendah cukup tinggi sangat tinggi
HASIL DAN PEMBAHASAN Gambaran mengenai pemahaman siswa pada materi perhitungan kimia dapat dilihat pada diagram batang yang disajikan oleh Gambar 1 di bawah ini.
Persentase (%)
80
75.14
76.49 70.11 53.42
60
34.42
40
35.4
20 0 1
2
3
4
5
6
Variabel
Gambar 1 Diagram Batang Pemahaman Siswa pada Materi Perhitungan Kimia Keterangan : Variabel 1 : persentase siswa yang memahami materi konsep mol Variabel 2 : persentase siswa yang memahami materi penentuan rumus empiris dan rumus molekul Variabel 3 : persentase siswa yang memahami materi penentuan rumus senyawa hidrat Variabel 4 : persentase siswa yang memahami materi penentuan komposisi atom Variabel 5 : persentase siswa yang memahami materi perhitungan kimia tepat habis Variabel 6 : persentase siswa yang memahami materi penentuan pereaksi pembatas
A. Pemahaman Siswa pada Materi Konsep Mol Berdasarkan Gambar 1 di atas, persentase siswa yang memahami materi konsep mol sebesar 75,14% dengan kategori tinggi. Kesalahan yang banyak terjadi pada materi konsep mol antara lain: (1) dalam menyelesaikan soal siswa banyak melakukan kesalahan dalam menghitung dan siswa kurang terampil dalam menghitung, (2) siswa tidak mengonversikan massa zat menjadi jumlah mol zat, tetapi langsung mengalikan massa zat dengan bilangan Avogadro ataupun volume molar, (3) siswa tidak mengonversikan volume gas menjadi jumlah mol, tetapi langsung mengalikan volume gas dengan massa molar gas, dan (4) siswa tidak dapat menentukan nilai volume molar pada keadaan standar (STP) dengan tepat.
3
B. Pemahaman Siswa pada Materi Penentuan Rumus Empiris dan Rumus Molekul Persentase siswa yang memahami materi penentuan rumus empiris dan rumus molekul sebesar 76,49% yang tergolong dalam kategori tinggi. Kesalahan yang banyak dilakukan siswa dalam memahami materi penentuan rumus empiris dan rumus molekul antara lain: (1) dalam menyelesaikan soal siswa langsung membandingkan massa unsur, tidak membandingkan jumlah mol unsur, (2) siswa salah dalam menyimpulkan rumus empiris sehingga rumus molekul senyawa juga salah, (3) siswa tidak bisa membedakan rumus empiris dan rumus molekul, dan (4) siswa tidak menjawab. C. Pemahaman Siswa pada Materi Penentuan Rumus Senyawa Hidrat Berdasarkan data yang telah dipaparkan pada Gambar 1, persentase siswa yang memahami materi penentuan rumus senyawa hidrat sebesar 53,42% dengan kategori cukup. Kesalahan yang banyak dilakukan siswa dalam memahami materi ini antara lain: (1) dalam menyelesaikan soal siswa melakukan kesalahan dalam menyetarakan reaksi, (2) kesalahan dalam perbandingan jumlah mol senyawa anhidrat dengan H2O (perbandingan tersebut tidak 1:x), dan (3) keterampilan menghitung yang kurang. D. Pemahaman Siswa pada Materi Penentuan Komposisi Atom Berdasarkan data yang telah dipaparkan pada Gambar 1 tersebut, persentase siswa yang memahami materi penentuan komposisi atom sebesar 70,11% dalam kategori tinggi. Materi penentuan komposisi atom ini berkaitan erat dengan materi massa atom relatif dan massa molekul relatif. Apabila siswa telah memahamai materi massa atom relatif dan massa molekul relatif dengan baik, maka siswa tidak akan mengalami kesulitan dalam memahami materi ini. Kesalahan yang banyak dilakukan siswa antara lain: (1) siswa tidak mengikutsertakan jumlah atom penyusun senyawa yang dicari dan (2) keterampilan menghitung yang kurang. E. Pemahaman Siswa pada Materi Perhitungan Kimia Tepat Habis Persentase siswa kelas X SMAN 10 Malang yang memahami materi perhitungan kimia tepat habis sebesar 34,42% tergolong dalam kategori rendah. Pada materi ini, kesalahan yang dilakukan siswa antara lain: (1) siswa salah dalam menentukan massa molekul relatif pereaksi dikarenakan adanya koefisien reaksi, (2) siswa tidak mengkonversi massa zat menjadi jumlah mol zat, (3) siswa salah dalam perbandingan koefisien, perbandingan koefisien sama dengan perbandingan massa, dan (4) siswa tidak menjawab. F. Pemahaman Siswa pada Materi Penentuan Pereaksi Pembatas Persentase siswa yang memahami materi penentuan pereaksi pembatas sebesar 35,50% tergolong kategori rendah. Rendahnya pemahaman siswa pada materi ini sebanding dengan rendahnya pemahaman siswa pada materi sebelumnya, yaitu materi perhitungan kimia tepat habis. Kedua materi ini mempunyai ciri yang sama, yaitu adanya penyetaraan terhadap persamaan reaksi yang menyebabkan adanya koefisien reaksi. Koefisien reaksi yang terlibat dalam persamaan reaksi menjadi penyebab kesalahan siswa dalam menghitung massa
4
molekul relatif suatu senyawa. Kesalahan lain yang dilakukan siswa adalah sebagian besar siswa menganggap bahwa senyawa yang mempunyai koefisien reaksi paling kecil yang bertindak sebagai pereaksi pembatas. Dalam menyebutkan senyawa mana yang bertindak sebagi pereaksi pembatas, siswa selalu mengikutsertakan koefisien reaksi. Siswa juga tidak menyertakan rumus dan perhitungan secara lengkap. Sebagian besar siswa banyak yang tidak menjawab. Hal tersebut merupakan beberapa penyebab yang membuat rendahnya jumlah siswa yang memahami materi ini. PENUTUP Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan, maka dapat diambil kesimpulan tentang siswa kelas X semester II SMA Negeri 10 Malang tahun ajaran 2012/2013 sebagai berikut. 1. Siswa yang memahami materi konsep mol sebesar 75,14%, termasuk dalam kategori tinggi. 2. Siswa yang memahami materi penentuan rumus empiris dan rumus molekul dan sebesar 76,49%, termasuk dalam kategori tinggi. 3. Siswa yang memahami materi penentuan rumus senyawa hidrat sebesar 53,42%, termasuk dalam kategori cukup. 4. Siswa yang memahami materi penentuan komposisi atom sebesar 70,11%, termasuk dalam kategori tinggi. 5. Siswa yang memahami materi perhitungan kimia tepat habis sebesar 34,42%, termasuk dalam kategori rendah. 6. Siswa yang memahami materi penentuan pereaksi pembatas sebesar 35,50%, termasuk dalam kategori rendah. Saran Berdasarkan hasil penelitian yang diperoleh, maka beberapa hal yang patut untuk disarankan adalah sebagai berikut. 1. Agar siswa dapat memahami materi perhitungan kimia dengan baik, hendaknya kita mengetahui dan mengecek kemampuan prasyarat apa yang harus dikuasai siswa sebelum memberikan materi perhitungan kimia. Apabila siswa belum memahami dan menguasai materi prasyarat, maka perlu dilakukan pendalaman materi. Setelah siswa memahami materi prasyarat dengan baik, baru dilanjutkan dengan pemberian materi perhitungan kimia. 2. Materi perhitungan kimia (stoikiometri) merupakan materi yang membutuhkan keterampilan berhitung. Agar siswa dapat memahami materi ini dengan baik, maka sebaiknya diberikan banyak latihan kepada siswa sehingga siswa tidak mengalami banyak kesulitan dalam memahami materi ini. 3. Untuk materi lain yang mempunyai tingkat kesulitan sama seperti materi perhitungan kimia tepat habis dimana hanya sedikit siswa yang paham terhadap materi ini, maka materi prasyarat harus diusahakan dikuasai lebih dulu oleh siswa. Hal ini diupayakan untuk meminimalkan tingkat kesalahan siswa.
5
DAFTAR RUJUKAN Herunata. 2003. Hasil Pembelajaran Elektrokimia dengan Bahan Ajar Terpadu Berbasis Pendekatan Makroskopis-Mikroskopis dan MikroskopisMakroskopis. Jurnal Pendidikan Humaniora dan Sains, 9 (2): 126-178. Kind, Vanessa. 2004. Beyond appearances: students’ misconceptions about basic chemical ideas 2nd edition. Amerika Serikat: School of Education Durham University Durham DH1 1TA. Sihaloho, Mangara. 2001. Analisis Pemahaman Konsep Larutan Elektrolit Melalui Penggambaran Mikroskopik Siswa dan Guru di SMUN Kotamadya Gorontalo. Tesis tidak diterbitkan. Malang: Pps UM. Sukarna, I Made. 2000. Karakteristik Ilmu Kimia dan Keterkaitannya dengan Pembelajaran di Tingkat SMU. Makalah disajikan dalam Seminar Nasional Pengembangan Pendidikan MIPA di Era Globalisasi, Jurdik. Kimia FMIPA UNY, Yogyakarta.
6
