5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

1/62

14

BAB II

MEMBANGUN METAKOGNISI MAHASISWA MELALUI

PEMBELAJARAN PRAKTIKUM KIMIA ANALITIK

BERBASIS MASALAH

A. Praktikum Kima Analitik Instrumen

Praktikum merupakan bagian tidak terpisahkan dari pembelajaran sains

yang bertujuan untuk memberi kesempatan kepada peserta didik melakukan

pengujian atau observasi objek nyata berkaitan dengan konsep atau teori.

Praktikum juga diartikan sebagai kerja laboratorium atau kerja praktik yang

dilakukan di laboratorium berkaitan dengan bidang ilmu. Adapun praktik dapat

didefinisikan sebagai cara melakukan sesuatu atau cara melakukan apa yang

tersebut dalam teori (Rustaman, et al., 2003).

Menurut Amien (1987), apabila dilaksanakan dengan cara yang benar,

praktikum merupakan salah satu kegiatan laboratorium yang sangat berperan

dalam menunjang keberhasilan proses belajar mengajar IPA termasuk kimia.

Dengan kegiatan praktikum, maka peserta didik: 1) akan dapat mempelajari IPA

melalui pengamatan langsung terhadap gejala-gejala maupun proses-proses IPA,

2) dapat melatih ketrampilan berpikir ilmiah, dapat menemukan dan

mengembangkan sikap ilmiah, 3) serta dapat menemukan dan memecahkan

berbagai masalah baru melalui metode ilmiah. Lebih lanjut Amien mengatakan

bahwa mengingat pentingnya peranan praktikum dalam proses belajar mengajar

IPA dinamakan dosen atau asisten harus dapat merencanakan dan mengelola

kegiatan ini dengan baik. Tanpa adanya perencanaan dan pengelolaan kegiatan

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

2/62

15

yang baik dan tepat, maka segala aktifitas yang ada tidak akan berfungsi untuk

mendukung tercapainya tujuan pendidikan IPA yang diharapkan.

National Science Teacher Association (1998), menegaskan bahwa calon

guru sains termasuk kimia seharusnya dipersiapkan melalui keterlibatannya di

dalam laboratorium, terlibat inkuiri, merumuskan pertanyaan penelitian,

mengembangkan prosedur, mengimplementasikan prosedur, megumpulkan dan

menganalisis data, dan melaporkan hasilnya. Guru yang tidak pernah melakukan

penyelidikan tidak akan menyukai desain investigasi dalam pembelajaran

terhadap siswanya.

Dalam pandangan konstruktivis kegiatan laboratorium/praktikum yang

menarik akan memberi kesempatan mahasiswa untuk memahami sains (Learning

Science) dan pada saat yang sama mahasiswa terlibat dalam proses

mengkonstruksi pengetahuan melalui perbuatan yang dilakukan (Doing Science)

(Arifin, 2005). Lebih lanjut Arifin, mengatakan bahwa dengan melibatkan

aktifitas fisik dan mental dalam usaha mengkonstruksi pengetahuan yang baru

melalui data primer yang diperolehnya dengan menggunakan semua panca

inderanya, kegiatan praktikum kimia akan memberi kesempatan anak didik untuk

mengembangkan konsep kimia, cara berpikir, sikap dan ketrampilan manipulasi

alat termasuk ketrampilan komunikasi. Kegiatan praktikum memberi kesempatan

yang lebih luas untuk pengembangan kompetensi, dan hal ini sangat tergantung

pada perencanaan, pelaksanaan dan evaluasi.

Bentuk praktikum terdiri atas praktikum yang bersifat latihan, praktikum

yang bersifat memberi pengalaman, dan praktikum yang bersifat investigasi atau

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

3/62

16

penyelidikan. Praktikum bentuk latihan bertujuan untuk mengembangkan

keterampilan dasar, seperti menggunakan alat, mengukur, mengamati (observasi).

Praktikum bentuk pengalaman bertujuan untuk meningkatkan pemahaman materi.

Pelaksanaan praktikum bentuk pengalaman dapat berupa model induksi atau

verifikasi. Praktikum yang bertujuan ingin membangun prinsip, generalisasi, atau

teori dari hubungan fakta-fakta termasuk model induksi menurut Francis Bacon.

Sebaliknya, menurut Popper praktikum yang bertujuan untuk membuktikan

kebenaran prinsip atau teori melalui fakta-fakta termasuk model verifikasi.

Selanjutnya, praktikum bentuk investigasi bertujuan untuk mengembangkan

kemampuan memecahkan masalah. Pada praktikum ini siswa dituntut dapat

bertindak sebagai seorang scientist(Woolnough dalam Rustaman, 2003)

Bentuk praktikum berkaitan dengan buku panduan praktikum. Untuk

praktikum calon guru diperlukan buku panduan baik yang sifat praktikumnya

latihan, verifikasi, maupun eksperimen. Kegiatan praktikum pada buku praktikum

yang ada, umumnya bersifat latihan dan verifikasi, jarang yang bersifat

eksperimen. Buku panduan demikian umumnya tidak memberi kesempatan untuk

berpikir bebas, para calon guru hanya dituntut untuk tertib mengikuti langkah-

langkah yang ada, dan biasanya tidak dilatih merumuskan masalah, merumuskan

tujuan, membuat hipotesis, merencanakan percobaan untuk memecahkan masalah,

mengritik data yang diperoleh, dan menarik kesimpulan yang benar (Haryani,

2008 dan 2009).

Berdasarkan implementasi dalam pembelajarannya, yakni berkaitan

dengan keterlibatan mahasiswa dalam menentukan tujuan, alat dan bahan, metode

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

4/62

17

atau prosedur, dan hasil praktikum, model panduan praktikum dapat

dikelompokkan atas panduan praktikum model resep, model pemecahan masalah,

dan model penelitian (Rustaman, 2003).

1. Ruang Lingkup Praktikum Kimia Analitik

Kimia Analitik adalah ilmu yang berhubungan dengan cara menganalisis

sampel secara kualitatif maupun kuantitatif. Cara-cara analisis kualitatif dan

kuantitatif dapat dilakukan dengan metode konvensional dan instrumental.

Analisis kualitatif dimaksudkan untuk mengidentifikasi komponen-komponen

baik unsur-unsur maupun gugus-gugus yang terkandung dalam suatu zat.

Umumnya dari analisis kualitatif hanya dapat diperoleh indikasi kasar dari

komponen penyusun analit, serta biasanya digunakan sebagai langkah awal untuk

analisis kuantitatif. Tujuan utama analisis kuantitatif adalah untuk mengetahui

kuantitas dari setiap komponen yang menyusun analit. Analisis kuantitatif

menghasilkan data numerik yang memiliki satuan tertentu. Data hasil analisis

kuantitatif umumnya dinyatakan dalam satuan volume, satuan berat maupun

satuan konsentrasi dengan menggunakan metode analsis tertentu.

Secara konvensional analisis secara kualitatif pada umumnya dilakukan

dengan cara basah; zat yang dianalisis berada dalam fasa cair, sehingga apabila zat

dimaksud berada dalam fasa gas atau fasa padat perlu dilarutkan terlebih dahulu

dengan pelarut-pelarut dalam urutan : air (H2O) ; asam klorida (HCl); asam nitrat

(HNO3) atau air raja (campuran (HCl dan HNO3). Dari perkembangannya, analisis

kualitatif menggunakan skema pemisahan dengan hidrogen sulfida sudah sangat

jarang digunakan lagi. Namun hal itu sangat membantu untuk mempelajari dan

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

5/62

18

mengorganisasi beberapa reaksi kimia yang dapat pula digunakan bagi cara

analisis serta pemisahan modern. Metode analisis kuantitatif umumnya melibatkan

proses kimia daan proses fisika. Analisis kuantitatif yang melibatkan proses kimia

seperti gravimetri dan volumetri, termasuk metode konvensional, sedangkan

analisis kuantitatif yang melibatkan proses fisika umumnya menggunakan prinsip

interaksi materi dengan energi pada proses pengukurannya dikenal sebagai

analisis instrumen. Peralatan yang digunakan dalam metode instrumental, antara

lain: elektroanaliser, konduktometer, potensiometer dan spektrofotometer baik

UV-Vis (ultra violet dan sinar tampak) maupun AAS (atomic absorpsion

spectrometer), GC (kromatografi gas) dan HPLC atau kromatografi cair kinerja

tinggi = KCKT.

Berdasarkan sifat analisis terhadap komponen analitnya, jenis analisis

dapat di golongkan menjadi; (a) analisis proksimat, (b) analisis parsial, (c)

analisis komponen renik dan, (d) analisis lengkap. Disebut analisis perkiraan bila

keberadaan komponen dalam sampel belum dapat dinyatakan dengan pasti, hanya

perkiraannya saja diketahui, analisis perkiraan disebut sebagai analisis

semikualitatif dan semi kuantitatif. Pada analisis parsial hanya sebagian

komponen sampel yang dianalisis, sebagian lainnya tidak. Pada analisis mikro,

hanya komponen mikro (renik) yang ditetapkan keberadaannya secara kualitatif

maupun kuantitatif. Disebut analisis lengkap apabila keseluruhan komponen

penyusunan sampel dianalisis, sehingga diperoleh komposisi sesungguhnya dari

komponen penyusun sampel. Analisis lengkap mengandung informasi lengkap

yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan. Selanjutnya, berdasarkan

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

6/62

19

kuantitas analit yang ditetapkan, analisis dapat digolongkan dalam tiga kategori,

yaitu analisis makro, analisis semi mikro, dan analisis mikro. Analisis makro bila

kadarnya besar, misalnya dalam dalam orde gram atau prosen, sedangkan analisis

mikro bila kadar analitnya sangat kecil, seperti orde mg, g atau ppm (Christian,

OReily , 1986; Skoog dan West, 1985).

Adakalanya di dalam suatu analisis, tahap pengukuran baik untuk tujuan

kualitatif maupn kuantitatif data diakukan langsung terhadap sampel. Namun,

lebih sering terjadi adalah diperlukannya tahap pemisahan analit dari zat-zat

pengganggu agar proses pengukuran itu terjadi dalam medium bebas dari

gangguan. Bila hal ini terjadi, maka tahap pemisahan seringkali menjadi tahap

yang paling sulit dalam serangkian proses analisis.untuk mengetahui kedudukan

taha pemisahan dalam serangkaian proses analisis, berikut diberikan secara garis

besar tahap-tahap urutan di dalam analisis kuantitatif. Tahap-tahap tersebut

adalah: (a) pengambilan dan penyiapan sampel; (b) pengukuran sampel; (c)

pelarut sampel; (d) perlakuan sampel awal (seperti pengukuran pH); (c)

pemisahan komponen yang diinginkan; (f) pengukuran komponen yang

diinginkan; (g) penganalisisan data dan pelaporan. Dari tahap-tahap tersebut

tampak bahwa bila komponen yang diinginkan berada bersama-sama dengan

komponen lain (sebagai pengganggu), maka akan menimbulkan masalah yakni

hasil akan menjadi bias, dan akan mempengaruhi hasil analisis data guna

penarikan kesimpulan. Masalah merupakan problema spesifik yang harus dicari

jawabannya. Setiap problema yang akan dipecahkan memiliki variabel-variabel

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

7/62

20

terukur yang dikenal sebagai variabel penelitian (Christian, OReily , 1986; Skoog

dan West, 1985).

Proses analisis kimia merupakan kerja seorang ilmuan. Bila ilmuan

melakukan kerja untuk menghasilkan sesuatu kebenaran ilmiah, maka mereka

akan melakukan langkah-langkah sistematis yang dikenal sebagai metode ilmiah.

Kebenaran ilmiah yang digali dengan metode ilmiah dapat

dipertanggungjawabkan kebenarannya, karena memiliki reprodusibilitas yang

tinggi, sehingga dapat dibuktikan oleh setiap pemerhati keilmuan. Langkah-

langkah pokok dalam metode ilmiah dapat dijelaskan secara ringkas sebagai

berikut: (1) menetapkan masalah, (2) melakukan kajian teoritik dan menarik

hipotesa, (3) melakukan eksperimen atau observasi, (4) mengolah data hasil

observasi, dan (5) menarik kesimpulan.

Seorang ahli kimia analitik memerlukan pengetahuan yang cukup luas,

karena cakupan analisis tidak hanya berupa bahan-bahan anorganik atau organik

saja, namun bahan-bahan biokimia harus dihadapi pula. Seorang ahli kimia

analitik harus memahami masalah perangkat yang digunakan untuk keperluan

analisisnya, termasuk masalah instrumentasi (metode instrumental) dari alat yang

digunakan. Di samping itu ahli kimia analitik juga harus menguasai prinsip-

prinsip analisis, sehingga mampu menggunakan atau memodifikasinya guna

keperluan analisis. Boleh disebutkan pula bahwa seorang ahli kimia analitik

adalah ahli pula dalam memecahkan masalah, walaupun kimia analitik adalah

merupakan suatu alat, namun peranannya tidak dapat diremehkan begitu saja.

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

8/62

21

Untuk memahami peralatan analisis diperlukan seorang ilmuwan yang

memahami prinsip-prinsip dasar teknik analitik. Dengan pemahaman dasar

metode analitik, seorang ilmuwan apabila dihadapkan dengan masalah analisis

yang sulit dapat menerapkan teknik paling tepat. Dengan pemahaman dasar juga

membuat lebih mudah untuk mengidentifikasi ketika suatu masalah tertentu tidak

dapat diselesaikan dengan metode tradisional, maka pengetahuan analis tersebut

dapat digunakan untuk mengembangkan pendekatan yang kreatif ataupun metode

analitik yang baru. Untuk kepentingan ini kimia analitik memerlukan latar

belakang pengetahuan yang luas tentang konsep kimia dan fisika (Larive, 2004).

Dengan demikian seorang yang bekerja dalam bidang analisis harus mampu

menggunakan metode konvensional dengan metode instrumental. Tabel 2.1

meringkaskan perbedaan antara metode konvensional dan instrumental.

Tabel 2.1. Perbandingan Metode Konvensional dan Instrumental (Buchari, 1990)

Kriteria Konvensional instrumental

Peralatan Menggunakan peralatan

yang relatif murah dan

mudah dibuat atau mudah

didapat

Menggunakan peralatan yang

lebih canggih, serta

memerlukan keterampilan

khusus untuk menjalankan

atau mengelolanyaDasar penggunaan Reaksi kimia sehingga

lebih dapat luas

penggunaannya.

Pengukuran sifat fisis dari

suatu zat, sehingga

penggunaannya terbatas pada

sampel yang telah ditentukan

saja.Zat

standar/referensiPenetapan zat standar yang

tepat menggunakan metode

konvensional

Memerlukan referensi zat-zat

yang konstituennya telah dike-

tahui. Untuk itu diperlukan

metode konvensional bagi

penetapan secara tepat dari

konstituen dalam zat sebagai

referensi itu.

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

9/62

22

Tabel 2.1. Perbandingan metode konvensional dan instrumental (Lanjutan)

(Buchari, 1990)

Kriteria Konvensional instrumentalKeperluan analisis kurang memadai bila

digunakan untuk keperluananalisis yang rutin dan

berjumlah banyak

Umumnya didisain untuk

kebutuhan analisis rutin padalingkupnya selain mikro,

makro, bahkan nanoUkuran sampel Analisis makro dan semi

mikro

Analisis jenis semimikro, mikro,

dan nano.

Preparasi sampel Sampel mengalami

destruksi untuk

memperoleh analit yang

siap dianalisis, sehingga

tidak dapat digunakan lagi.

Beberapa metode instrumental

mampu melakukan analisis

sampel tanpa melalui prosedur

destruksi sehingga sampel

dapat digunakan kembali

untuk keperluan lainnya.

Jumlah sampel Pada umumnya kurangmampu menganalsis

beberapa konstituen dalam

sampel secara simultan

(serentak)

Cukup banyak metode instru-mental yang mampu menga-

nalisis secara simultan

beberapa konstituen yang

diperlukan dalam sampel.

Gangguan-

gangguan analisis

Pada umumnya relatif

banyak sehingga seringkali

memerlukan tahap pemi-

sahan. Hal ini menambah

rumitnya prosedur analisis.

Cukup banyak metode

instrumental yang tidak me-

merlukan pemisahan, karena

metode itu menggunakan sifat

fisik zat yang sangat spesifik.Penggunaan waktu

Memerlukan waktu yanglebih lama Memerlukan waktu yang lebihsingkat

Uraian di atas menunjukkan ruang lingkup kimia analitik yaitu mencakup

metode analitik konvensional dan instrumental. Seorang calon guru juga calon

ilmuwan, meskipun dalam kaitannya dalam kimia analitik tidak secara langsung

dididik untuk jadi ahli analitik. Namun demikian, ilmunya akan dapat

dimanfaatkan untuk mendidik calon ilmuwan termasuk ahli analitik. Ahli kimia

analitik adalah ahli pula dalam memecahkan masalah. Dengan demikian, melalui

perkuliahan kimia analitik diharapkan memiliki kemampuan untuk terbiasa

memecahkan masalah. Sementara itu dari uraian sebelumnya, kemampuan

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

10/62

23

memecahkan masalah dapat dikembangkan melalui kegiatan praktikum yang

bersifat investigasi.

2. Praktikum Kimia Analitik Instrumen bagi Calon Guru

Dalam dokumen SKGP (Depdiknas, 2004) salah satu butir kompetensi

dalam penguasaan bidang studi kimia yang harus dimiliki calon guru adalah

mengembangkan konsep kimia dengan memanfaatkan teknologi dan seni. Salah

satu indikator dalam butir kompetensi tersebut adalah menggunakan sarana

instrumen kimia dalam pengembangan konsep kimia. Salah satu substansi kajian

yang sesuai untuk indikator dalam butir kompetensi tersebut adalah disediakan

praktikum kimia analitik. Praktikum kimia analitik instrumen merupakan bagian

dari praktikum kimia analitik yang diberikan di semester VI, dengan kode

431321/1 SKS. Standar kompetensi dari mata kuliah praktikum kimia analitik

instrumen adalah penguasaan teknik instrumentasi kimia untuk analisis maupun

pemisahan bahan kimia. Kompetensi dasar yang diharapkan diperoleh dari mata

kuliah praktikum adalah memahami prinsip dasar dan teknik pengukuran dengan

pH meter, konduktometer, spektrometer UV-Vis, spektrometer serapan atom, dan

prinsip-prinsip pemisahan secara ekstraksi dan kromatografi serta aplikasinya

untuk proses pemisahan dan analisisi bahan kimia

Mata kuliah kimia analitik instrumen dengan jumlah sks 3, membahas

tentang berbagai metode pengukuran dari segi analisis kualitatif yaitu metode

elektrometri, spektrometri, dan kromatografi. Untuk metode elektrometri dibagi

atas potensiometri, konduktometri, koulometri, dan polarografi. Pada bagian

kromatografi di dalamnya dibahas mengenai hukum distribusi dan pemisahan

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

11/62

24

kimia, proses Craig dan profil pemisahan, variabel termodinamika pada

pemisahan, optimasi kinerja kolom kromatografi, serta pemisahan dengan

kromatografi modern yaitu gas (GC) dan kromatografi cair (HPLC). Pada analisis

spektrometri dibahas mengenai sifat radiasi elektromagnetik, hubungan kuantitatif

radiasi dengan materi, penggolongan spektrometri, intrumentasi, spektrometri

molekul, dan spektrometri serapan atom.

Sebagaimana karakteristik Praktikum Kimia Analitik, Praktikum Kimia

Analitik Instrumen diharapkan juga dapat menyelesaikan masalah analisis

kualitatif dan analisis kuantitatif. Dengan demikian tidak sekedar menentukan

secara kualitatitif dan utamanya kuantitatif, namun dituntut juga untuk bisa

menyelesaikan masalah. Di samping itu mata kuliah praktikum kimia analitik

instrumen merupakan mata kuliah yang bersifat proses, dan memiliki variabel

yang beragam.

Praktikum Analitik Instrumen yang berjalan sampai dengan saat ini masih

cenderung bersifat verifikatif, yang nampak dari model petunjuk praktikum resep

yang kurang memberi kesempatan untuk menyelesaikan masalah. Mahasiswa

tidak terbiasa untuk mencoba memahami apa yang terjadi secara makroskopis

dalam praktikum yang mereka lakukan. Bentuk penilaian masih didominasi

kemampuan kognitif, belum dikembangkan penilaian yang mencakup aspek

afektif, dan psikomotorik. Penilaian praktikum pada umumnya termasuk

praktikum kimia analitik dinilai dengan pendekatan testing, bukan asesmen.

Penilaian yang dilakukan kurang berpihak terhadap perbaikan kinerja calon guru.

Sebagian besar praktikum dinilai dengan tes selected response, padahal

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

12/62

25

sebagaimana dikemukakan beberapa sumber (Marzano et al., 1994; National

Research Council, 1996 & 2000; Joyce et al., 2001) praktikum merupakan sarana

penting kegiatan inquiri.

Materi praktikum kimia analitik instrumen yang selama ini dilakukan

meliputi substansi kajian: (1) penentuan tetapan keasaman secara potensiometri,

(2) penentuan tetapan hidrolisis (Kh) garam (Pb(NO3)2) dan Tetapan Hasil kali

kelarutan (Ksp) garam PbSO4 dan PbI2 secara potensiometri, (3) penentuan titik

ekivalen dengan titrasi konduktometri, (4) Penentuan banyaknya mol ligan CNS-

dalam kompleks Fe(CNS)63-

secara spektrofotometri, (5) penentuan permanganat

dan kromat dalam campuran secara spektrofotometri, dan (6) penentuan kadar

besi dalam perairan dengan AAS. Dalam GBPP mata kuliah praktikum tercantum

prinsip-prinsip pemisahan secara ekstraksi dan kromatografi serta aplikasinya

untuk proses pemisahan dan analisisi bahan kimia. Namun demikian, untuk

kromatografi belum bisa dilakukan menggunakan peralatan seperti GC maupun

HPLC, dan yang telah dilakukan menggunakan kromatografi kertas dan

kromatografi lapis tipis.

Berbagai hasil penelitian, menunjukkan adanya kelemahan dan kekurangan

dalam pendidikan khususnya pendidikan kimia dilihat dari kompetensi lulusan

yang dihasilkan. Kurikulum Berbasis Kompetensi menuntut implementasi

sumber daya yang ada pada Program Studi untuk membentuk kompetensi calon

guru agar lulusan memiliki keyakinan diri dan kemantapan dalam mendidik,

mengajar, membina, dan melatih peserta didiknya di kemudian hari. Agar arah

pendidikan di Program Studi Pendidikan Kimia sesuai visi, misi, tujuan, dan

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

13/62

26

fungsi kelembagaan, perlu adanya perbaikan dalam perkuliahan khususnya

dalam perencanaan, pelaksanaan dan pembelajarannya. Sejalan dengan kurikulum

berbasis kompetensi, SKGP mengisyaratkan agar lulusan LPTK memiliki

kompetensi yang berkelayakan dalam melakukan pendidikan, pembelajaran,

pembinaan, dan pelatihan kepada peserta didiknya di sekolah. Salah satu ciri guru

profesional adalah dapat melaksanakan pembelajaran dan penilaian yang

mendidik. Kemudian, salah satu butir kompetensi dalam SKGP tersebut adalah

mampu merencanakan dan melaksanakan kegiatan laboratorium dalam

pembelajaran. Kegiatan laboratorium pada pembelajaran Kimia di SMA sudah

dicanangkan sejak kurikulum 1975, namun demikian dalam pelaksanaannya lebih

menekankan pada penguasaan sejumlah fakta dan konsep, dan kurang

menekankan pada penguasaan dasar (Noer, 2004). Oleh sebab itu upaya untuk

mengembangkan kompetensi lulusan, perbaikan/pengembangan proses

pembelajaran dalam kegiatan laboratorium perlu diefektifkan, agar mahasiswa

calon guru dapat mengimplementasikan cara membelajarkan kimia dengan

metode praktikum kepada siswanya.

B. Pembelajaran Berbasis Masalah

1. Pengertian dan Tujuan Pembelajaran Berbasis Masalah

Pembelajaran Berbasis Masalah yang berasal dari bahasa Inggris

Problem-based Learning adalah suatu pendekatan pembelajaran yang

menggunakan masalah sebagai titik tolak pembelajaran, dan untuk dapat

menyelesaikan suatu masalah peserta didik memerlukan pengetahuan baru untuk

dapat menyelesaikannya. Proses pembelajaran berbasis masalah dimulai dengan

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

14/62

27

presentasi masalah dan berakhir pada presentasi solusi dan evaluasi (Tan, 2003).

Pembelajaran Berbasis Masalah awalnya dikembangkan sekitar tahun 1970an

dalam bidang pendidikan kedokteran, dan sekarang telah dipakai pada semua

tingkatan pendidikan, dalam sekolah profesional berskala luas, maupun

universitas.

Pembelajaran Berbasis Masalah melibatkan peserta didik dalam proses

pembelajaran yang aktif, kolaboratif, berpusat kepada peserta didik, yang

mengembangkan kemampuan pemecahan masalah dan kemampuan belajar

mandiri yang diperlukan untuk menghadapi tantangan dalam kehidupan dan

karier, dalam lingkungan yang bertambah kompleks sekarang ini. Pembelajaran

Berbasis Masalah juga mendukung siswa untuk memperoleh struktur berbasis

pengetahuan yang terintegrasi dalam masalah dunia nyata, masalah yang akan

dihadapi siswa dalam dunia kerja atau profesi, komunitas dan kehidupan pribadi.

Pembelajaran Berbasis Masalah menyarankan kepada peserta didik untuk

mencari atau menentukan sumber-sumber pengetahuan yang relevan.

Pembelajaran memberikan tantangan kepada peserta didik untuk belajar sendiri.

Dalam hal ini, peserta didik lebih diajak untuk membentuk suatu pengetahuan

dengan sedikit bimbingan atau arahan guru/dosen sementara pada pembelajaran

yang umumnya dilakukan, peserta didik lebih diperlakukan sebagai penerima

pengetahuan yang diberikan secara terstruktur oleh seorang guru. Selain berpusat

pada peserta didik, pada pembelajaran berbasis masalah dosen atau guru bertindak

sebagai fasilitator bukan sebagai agen ilmu (Samford, 2003). Dengan demikian

dapat dikatakan bahwa siswa belajar mengalami dan mengaitkan pengetahuan

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

15/62

28

sebelumnya ke dalam materi yang sedang dipelajari, mengkomunikasikan sendiri

pemahamannya, tidak hanya sekedar menghapal. dan guru sebagai fasilitator

membantu siswa pada permulaan dan pada saat-saat diperlukan saja apabila siswa

mengalami kesulitan (scaffolding). Hal ini sesuai dengan pandangan

konstruktivisme dengan didukung oleh teori belajar dari Ausubel, Bruner, dan

Vygotsky.

Untuk mencapai hasil pembelajaran secara optimal, pembelajaran dengan

pendekatan Pembelajaran Berbasis Masalah perlu dirancang dengan baik mulai

dari penyiapan masalah yang yang sesuai dengan kurikulum yang akan

dikembangkan di kelas, memunculkan masalah, peralatan yang mungkin

diperlukan, dan asessmen yang digunakan. Pengajar yang menerapkan pendekatan

ini harus mengembangkan diri melalui pengalaman mengelola di kelasnya, atau

melalui pendidikan pelatihan atau pendidikan formal yang berkelanjutan.

Pembelajaran berbasis masalah tidak dirancang untuk membantu guru

memberikan informasi sebanyak-banyaknya kepada siswa. Tujuan pembelajaran

berbasis masalah yaitu: membantu siswa mengembangkan kemampuan berpikir

dan pemecahan masalah, belajar berbagai peran orang dewasa melalui pelibatan

mereka dalam pengalaman nyata, menjadi pebelejar otonom dan mandiri.

Pembelajaran berbasis masalah melibatkan siswa dalam penyelidikan pilihan

sendiri, yang memungkinkan mereka menginterpretasikan dan menjelaskan

fenomena dunia nyata dan membangun pemahamannya tentang fenomena itu

(Ibrahim dan Nur, 2004).

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

16/62

29

Tujuan pembelajaran dengan pendekatan pembelajaran berbasis masalah

adalah menghasilkan peserta didik yang akan terlibat dalam suatu tantangan

(masalah, tugas yang rumit, situasi) dengan inisiatif dan antusias; bernalar dengan

efektif, akurat dan kreatif dengan basis yang terintegrasi, fleksibel, dengan

pengetahuan yang sudah ada; merasakan apa yang kurang dimiliki dalam

pengetahuan dan keterampilan, diarahkan dengan efisien dan efektif; dan

bekerjasama dengan efektif, sebagai anggota dalam tim untuk mencapai tujuan

(Samford, 2003). Menurut Tan (2004) tujuan dari pembelajaran berbasis masalah

adalah untuk membantu peserta didik belajar reflektif dan mandiri yang dapat

mengintegrasikan pengetahuan dan keterampilan. Di samping itu, pembelajaran

berbasis masalah bertujuan untuk mengembangkan dasar-dasar pengetahuan yang

substansial dengan menempatkan peserta didik dalam peranan sebagai seorang

problem solver aktif yang dikonfrontasikan dengan suatu situasi (ill-structured

problems). Melalui masalah ill-structured, peserta didik akan memperoleh

kesempatan belajar bagaimana belajar (learn how to learn).

2. Karakteristik dan Sintaks Pembelajaran Berbasis Masalah

Menurut Ibrahim dan Nur (2004) pembelajaran berbasis masalah

mempunyai beberapa karakteristik, dan masing-masing kararteristik tersebut

mengandung makna. Karakteristik-karakteristik tersebut meliputi: pengajuan

pertanyaan atau masalah (memahami masalah), berfokus pada keterkaitan antar

disiplin, penyelidikan autentik, menghasilkan produk atau karya kemudian

memamerkannya, dan kerja sama.

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

17/62

30

Arends (2004), mendeskripsikan karakteristik pembelajaran berbasis

masalah sebagai berikut. (1) Mulai dengan masalah. Masalah yang diajukan

berhubungan dengan situasi kehidupan nyata peserta didik dan memungkinkan

adanya berbagai macam solusi terhadap masalah tersebut; (2) Berfokus pada

keterkaitan antar disiplin. Meskipun pembelajaran berbasis masalah berpusat

pada disiplin ilmu tertentu, masalah yang dipilih benar-benar nyata agar dalam

pemecahannya siswa meninjau masalah itu dari banyak disiplin ilmu; (3)

Penyelidikan otentik. Model pembelajaran berbasis masalah menghendaki peserta

didik melakukan penyelidikan otentik untuk mencari penyelesaian terhadap

masalah yang nyata; (4) Menghasilkan karya/produk dan memamerkannya.

Bentuk penyelesaian masalah dapat berupa laporan, model fisik, video, maupun

program komputer. Karya nyata itu kemudian didemonstrasikan kepada teman-

temannya tentang apa yang mereka pelajari; (5) Kerjasama.

Beberapa karakteristik pembelajaran berbasis masalah menurut Tan (2004)

sebagai berikut. (1) Masalah sebagai starting point pembelajaran; (2) masalah

berupa dunia nyata yang tidak terstruktur; (3) masalah memerlukan banyak

perspektif;(4) menantang pengetahuan, sikap, dan kompetensi siswa; (5) belajar

berlangsung secara mandiri; (6) menggunakan dan mengevaluasi sejumlah sumber

informasi; (7) pembelajaran berlangsung secara kolaboratif; (8) pengembangan

inkuiri dan keterampilan pemecahan masalah; (9) sintesis dan integrasi belajar;

serta (10) evaluasi dan reviewpengalaman dan proses belajar

Dalam melaksanakan pembelajaran berbasis masalah ini, guru/dosen harus

dapat mengelola kelas melalui mengembangkan berbagai permasalahan.

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

18/62

31

Permasalahan bisa datang dari siswa secara individual atau kelompok, namun

demikian belum tentu siswa dapat mengajukan masalah yang baik apalagi yang

sesuai dengan topik yang akan dibahas. Oleh karena itu fasilitator harus

menyiapkan sejumlah permasalahan yang baik.

Ciri-ciri masalah yang baik adalah (Duch et al., 2001): memberikan

tantangan kepada mahasiswa, memberikan motivasi untuk menyelidiki pengertian

yang lebih dalam tentang suatu konsep. Hal ini dapat dilakukan dengan

mengkaitkan subyek dengan dunia nyata sehingga dalam memecahkan masalah

siswa dapat terlibat untuk memberikan keputusan dan penjelasan pada suatu fakta,

informasi, logika, dan atau rasional. Siswa perlu diajak berpendapat mengapa

suatu permasalahan perlu dibahas dalam kerja kelompok, sehingga setiap anggota

kelompok merasa ikut ambil bagian dan bertanggung jawab dalam menyelesaikan

masalah kelompok tersebut. Pertanyaan yang diajukan untuk menimbulkan

masalah hendaknya mempunyai ciri: terbuka, berhubungan dengan pengetahuan

siswa sebelumnya, isu yang kontroversial dapat menimbulkan bermacam-macam

pendapat, serta harus menghubungkan antara pengetahuan lama dan pengetahuan

baru sehingga siswa betambah pengetahuannya.

Arends (2004) menguraikan lima tahapan utama dalam pembelajaran

berbasis masalah. Perilaku guru/dosen pada setiap tahapan diringkaskan pada

Tabel 2.2. Alokasi waktu atau jumlah pertemuan yang diperlukan untuk

menyelesaikan seluruh tahapan sangat tergantung pada tingkat kompleksitas dari

masalah yang dikaji.

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

19/62

32

Tabel 2.2 Sintaks Pembelajaran Berbasis Masalah (Arends, 2004)

Tahapan Prilaku Pengampu

Tahap 1: Orientasi pesertadidik pada masalahMenjelaskan tujuan pembelajaran, perlengkapanpenting yang diperlukan, dan memotivasi siswa

terlibat pada aktivitas pemecahan masalah yang

dipilihnya

Tahap 2: Mengorganisasi

peserta didik untuk belajar

Membimbing peserta didik mendefinisikan dan

mengorganisasikan tugas belajar yang

berhubungan dengan masalah tersebut

Tahap 3: Membimbing

penyelidikan individu

maupun kelompok

Mendorong peserta didik mengumpulkan

informasi yang sesuai, melaksanakan eksperimen,

dan memperoleh penjelasan dan pemecahan

masalahTahap 4: Mengembangkan,

menyajikan, dan

memamerkan hasil karya

(artifak)

Membimbing peserta didik dalam merencanakan

dan menyiapkan karya yang sesuai, seperti

laporan, video, dan model, dan membantu mereka

untuk berbagi tugas dengan temannya

Tahap 5: Menganalisis dan

mengevaluasi proses

pemecahan masalah

Membantu peserta didik melakukan refleksi atau

evaluasi terhadap penyelidikan dan proses-proses

yang mereka gunakan

Pembelajaran Berbasis Masalah dapat mendukung mahasiswa untuk

memperoleh struktur pengetahuan yang terintegrasi dalam masalah dunia nyata,

masalah yang akan dihadapi mahasiswa dalam dunia kerja atau profesi,

komunitas, dan kehidupan pribadi (Samford, 2003). Ditinjau dari karakteristik,

tujuan, dan sintaks Pembelajaran Berbasis Masalah maka kejadian-kejadian yang

harus muncul pada saat implementasi dalam pembelajaran adalah: (1)

mengidentifikasi masalah yang akan diselidiki, (2) mengeksplorasi ruang lingkup

permasalahan, (3) menggiring siswa melakukan penyelidikan, (4) menggabungkan

informasi yang diperoleh, dan (5) mempresentasikan penemuan, evaluasi guru,

dan self reflection.

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

20/62

33

3. Keunggulan dan Keterbatasan Pembelajaran Berbasis Masalah

Menurut Akinoglu & Tandogan (2007), kelebihan pembelajaran berbasis

masalah adalah: (1) pembelajaran berpusat pada siswa (student-centered), (2)

peserta didik dapat mengembangkan keterampilan pengendalian diri (self-

control), (3) peserta didik dapat mempelajari peristiwa secara multidimensi dan

mendalam, (4) peserta didik dapat mengembangkan keterampilan pemecahan

masalah, (5) peserta didik termotivasi mempelajari materi dan konsep baru ketika

memecahkan masalah, (6) peserta didik dapat mengembangkan kemampuan

sosial dan keterampilan berkomunikasi yang memungkinkan mereka belajar dan

bekerja dalam tim, (7) peserta didik dapat mengembangkan keterampilan berpikir

ilmiah dan tingkat tinggi/kritis, (8) peserta didik dapat mengintegrasikan teori dan

praktek yang memungkinkan mereka menggabungkan pengetahuan lama dengan

pengetahuan baru, (9) baik pengampu maupun peserta didik termotivasi untuk

belajar, (10) peserta didik memperoleh keterampilan mengelola waktu,

pengumpulan data, penyiapan dan evaluasi laporan, dan (11) pembelajaran

membantu cara-cara siswa untuk belajar sepanjang hayat.

Sementara itu, Ehlert (2004) menyatakan bahwa keuntungan pembelajaran

berbasis masalah adalah: (1) menyediakan kesempatan kepada peserta didik

untuk melakukan penelitian; (2) membangun keterampilan berpikir kritis; (3)

mengenal konten materi subyek dan membangun tujuan sesuai dengan konsep; (4)

memberdayakan peserta didik menjadi seorang ahli dalam bidang studi tertentu;

(5) memungkinkan peserta didik menghasilkan lebih dari satu bentuk solusi; (6)

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

21/62

34

menyajikan ketidaktentuan dan kebutuhan untuk mengembangkan asumsi; dan (7)

memotivasi peserta didik belajar.

Walapun pembelajaran berbasis masalah mempunyai beberapa

keuntungan, pembelajaran ini juga mempunyai keterbatasan (Akinoglu &

Tandogan, 2007). Keterbatasan tersebut antara lain adalah: (1) guru-guru

mengalami kesulitan untuk mengubah gaya belajarnya, (2) diperlukan cukup

banyak waktu bagi siswa untuk memecahkan situasi masalah ketika situasi

masalah tersebut pertama kali dipresentasikan kepada siswa, (3) kelompok atau

individu siswa mungkin mengakhiri pembelajaran lebih cepat atau lebih lambat

dari waktu biasanya, (4) pembelajaran berbasis masalah memerlukan hasil-hasil

penelitian dan materi ajar (sumber-sumber belajar) yang kaya, (5) cukup sulit

mengimplementasikan model pembelajaran berbasis masalah dalam semua kelas,

dan (6) cukup sulit mengases pembelajaran.

Hasil temuan Hernani (2010) menunjukkan bahwa pembelajaran berbasis

masalah memiliki keunggulan: (1) masalah open-ended yang menjadi "pintu

gerbang" munculnya konflik kognitif pada diri mahasiswa dapat merangsang

untuk pembelajaran yang aktif dan mandiri (self-directed), sehingga proses

mengkonstruk pengetahuan dalam pikiran mahasiswa dapat terjadi dan menjadi

hal yang potensial untuk masuk ke dalam long-term memory; (2) esensi ilmu

Kimia Analitik sebagai ilmu untuk menyelesaikan pennasalahan terkait dengan

analisis kimia, benar-benar terwujud di dalam proses pembelajaran; dan (3) dapat

meningkatkan beberapa aspek keterampilan generik sains, keterampilan

berkomunikasi ilmiah, berpikir kritis dan domain kognitif tingkat tinggi.

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

22/62

35

Disamping keunggulan yang dikemukakan di atas, Hernani juga

menemukan keterbatasan implementasi pembelajaran berbasis masalah sebagai

berikut: (1) diperlukan penyediaan waktu yang cukup oleh tutor di luar

penjadwalan perkuliahan dan praktikum, untuk memfasilitasi proses diskusi baik

sebelum eksperimen dilakukan maupun setelah eksperimen; (2) Fasilitator

pembelajaran, baik dosen sebagai tutor maupun laboran harus benar-benar solid

untuk dapat memfasilitasi proses belajar mahasiswa; dan (3) Menuntut tersedianya

keragaman peralatan dan bahan yang memadai untuk memfasilitasi proses

eksperimen yang bervariasi.

C. Metakogisi

Istilah metakognisi hampir sering dikaitkan dengan Yohanes Flavell.

Tokoh metakognisi ini menyatakan bahwa metakognisi biasanya didefinisikan

sebagai pengetahuan dan kognisi tentang obyek-obyek kognitif, yaitu tentang

segala sesuatu yang berhubungan dengan kognitif. Meskipun demikian,

menurutnya, konsep metakognisi dapat diperluas mencakup sesuatu yang bersifat

psikologis, seperti jika seseorang memiliki pengetahuan atau kognisi tentang emosi,

motif diri sendiri, atau orang lain. Segala bentuk aktivitas pantau-diri (self-

monitoring) dapat dianggap sebagai bentuk metakognisi (Flavell dalam Weinert

& Kluwe, 1987). Sementara itu Robert dan Erdos (dalam McGregor, 2007)

menggambarkan bahwa metakognisi mengacu pada pengetahuan tentang kognisi itu

sendiri, cognitizing tentang kognisi. Metakognitif merupakan kata sifat dari

metakognisi, metakognisi berasal dari metacognition yang mengandung prefik

meta dan kata kognisi. Meta berasal dari bahasa Yunani yang berarti setelah,

melebihi, atau di atas, sedangkan kognisi diartikan sebagai apa yang diketahui

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

23/62

36

serta dipikirkan oleh seseorang atau yang mencakup keterampilan yang

berhubungan dengan proses berpikir (Costa, 1985)

Metakognisi secara sederhana sering digambarkan sebagai berpikir tentang

berpikir. Kenyataannya gambaran tersebut tidak sesederhana seperti itu, karena

terdapat beberapa perbedaan istilah atau konsep metakognisi yang sering

ditemukan dalam literatur dengan label dan definisi atau batasan yang berbeda-

beda seperti metamemori, metacomprehension (Matlin, 2003), self-regulation,

executive control (Zile-Tamsen dalam Livingston, 1997). Berpikir tentang

berpikir menurut Bayer (dalam Tan, 2004), metakognisi menuntun proses

berpikirnya sehingga siswa secara sadar akan mengontrolnya, membuat hubungan

logis antara apa yang diketahui dan informasi yang baru diterima. Sementara itu

menurut Winn & Snyder (1998)metakognisi adalah sebuah konsep yang penting

dalam teori kognisi.

Metakognisi terdiri dari dua proses dasar yang berlangsung secara

simultan yakni memonitor kemajuan ketika belajar dan membuat perubahan serta

mengadaptasi strategi-strategi anda jika anda memiliki persepsi bahwa anda tidak

melakukan sesuatu yang baik. Orang yang baru belajar tidak berhenti

mengevaluasi pemahaman mereka terhadap materi. Pada umumnya mereka tidak

menilai kualitas pekerjaan mereka atau berhenti untuk membuat revisi selama

mereka belajar. Dalam hal membaca pembelajar amatir akan melanjutkan

membaca dan berfikir bahwa membaca halaman tersebut sudah cukup. Pembelajar

ahi akan membaca ulang halaman tersebut sampai konsep utamanya difahami,

atau menandai bagian yang sulit untuk ditanyakan penjelasannya pada instruktur

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

24/62

37

atau teman. Sejalan dengan Winn & Snyder, menurut Jacob (2003) metakognisi

merupakan kesadaran berpikir kita sehingga kita dapat melakukan tugas-tugas

khusus, dan kemudian menggunakan kesadaran ini untuk mengontrol apa yang

kita kerjakan. Selanjutnya McGregor (2003) menggambarkan tentang berpikir

metakognitif dengan menggabungkan berbagai pernyataan tentang pengertian

metakognisi dari berbagai ahli.

Gambar 2. 1. Pengertian Metakognisi dari Berbagai Sumber (McGregor, 2003)

Menurut Flavell segala bentuk aktivitas pantau-diri (self-monitoring),

pengaturan-diri (self-regulation) dan efikasi-diri (self-efcacy) dapat dianggap

sebagai bentuk metakognisi. Konsep metakognisi berhubungan dengan: kesadaran

untuk mengarahkan pemikirannya, pengembangan konsepsi tentang berpikir, dan

berhubungan dengan teori kognisi. Secara keseluruhan didasarkan pendapat-

BerpikirMetakognitif

Metakognisi adalah prosesmengelola internal yang digunakanuntuk mengemban tanggung jawab

dan mengarahkan pemikiransebagai ahli pemikir (Swartz, et al1998)

Metakognisi mengacu pa-da pengetahuan tentangkognisi itu sendiri, meng-kognisi tentang kognisi(Roberts and Erdos, 1990

Berpikir Reflektif adalahberpikir dengan menya-

dari asumsi dan implikasi(Lipman, 2003)

Metakognisi mengacu pada aktifitasmemonitor, meregulasi serta

menyusun proses-proses dalamhubungan dengan objek kognitifatau data yang mereka hadapi

(Flavell 1976)

Aktif, gigih, dan denganpertimbangan hati-hatiterhadap suatu keyakinan

dari pengetahuan yangmendukungnya (Dewey1910)

Proses metakognitif dia-sumsikan berlangsungketika memikirkan pemi-kiran sendiri, sepertisedang belajar atauketika telah melakukankesalahan (Smith, 1994

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

25/62

38

pendapat yang telah diuraikan, dapat disarikan bahwa proses metakognisi adalah

suatu aktivitas mental dalam struktur kognitif yang dilakukan secara sadar oleh

seseorang untuk mengatur, mengontrol, dan memeriksa proses berpikirnya

sendiri.

1. Pentingnya Pengembangan Metakognisi

Flavell (Weinert & Kluwe, 1987) menyarankan bahwa sekolah yang baik

harus menjadi tempat ideal bagi perkembangan metakognisi, dengan alasan bahwa

begitu banyak pembelajaran kesadaran diri akan berlangsung. Di sekolah, anak-

anak mempunyai kesempatan berulangkali untuk memonitor dan mengatur

kognisi mereka, mereka juga memiliki pengalaman metakognitif yang begitu

banyak serta kesempatan yang begitu banyak pula untuk memperoleh

pengetahuan metakognitif orang, tugas, dan strategi.

Flavell menyatakan bahwa metakognisi peserta didik bahkan orang pada

umumnya perlu dikembangkan dengan alasan sebagai berkut: (1) peserta didik

harus memiliki kecenderungan untuk banyak berfikir, dalam arti semakin banyak

metakognisi membutuhkan semakin banyak kognisi, (2) pemikiran peserta didik

dapat berbuat salah serta cenderung keliru, dan dalam keadaan ini membutuhkan

pemonitoran dan pengaturan yang baik, (3) peserta didik harus mau

berkomunikasi, menjelaskan, dan memberikan alasan yang jelas untuk

pemikirannya kepada peserta didik lain dan juga pada dirinya sendiri; aktifitas ini

tentu saja membutuhkan metakognisi, (4) untuk bertahan dan berhasil dengan

baik, peserta didik perlu merencanakan masa depan dan secara kritis mengevalusi

rencana-rencana yang lain, (5) jika peserta didik harus membuat keputusan yang

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

26/62

39

berat, maka akan membutuhkan ketrampilan metakognitif, dan (6) peserta didik

harus mempunyai kebutuhan untuk menyimpulkan dan menjelaskan kejadian

kejadian psikologi pada dirinya dan orang lain. Kecenderungan untuk terlibat

dalam tindakan metakognitif tersebut menunjukkan kognisi sosial.

Facione et al (dalam Tan, 2004) menyatakan bahwa pengembangan

metakognisi ditujukan agar peserta didik dapat menjadi pemikir-pemikir kritis

yang selalu berfikir dalam menerapkan suatu motivasi internal untuk menjadi

sadar, ingin tahu, teratur, penuh analisis, percaya diri, toleransi, dan

bertanggungjawab ketika menyampaikan alternatif, jujur secara intelektual ketika

memulai apakah menerima ide-ide orang lain sebagai kebenaran, atau ketika

menilai apakah menerima ide-ide orang lain sebagai kebenaran, maupun ketika

tertantang oleh keadaan.

Sementara itu menurut Livingston (1997) metakognisi memiliki peranan

penting dalam keberhasilan belajar, oleh karena itu penting mempelajari aktivitas

dan pengembangannya untuk menentukan bagaimana siswa dapat diajar

menerapkan sumber-sumber pengetahuan mereka dengan lebih baik melalui

kontrol metakognitifnya. Pengembangan kecakapan metakognitif pada mahasiswa

adalah suatu tujuan pendidikan yang berharga, karena kecakapan itu dapat

membantu mereka menjadi self-regulated learner. Self-regulated learner

bertanggung jawab terhadap kemajuan belajar diri sendiri dan adaptasi strategi

belajar untuk mencapai tuntutan tugas.

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

27/62

40

Menurut Kipnis dan Hofstein (2007) dalam beberapa tahun metakognisi

dianggap sebagai suatu komponen penting dalam pembelajaran sains. Berikut

beberapa alasan mengenai pentingnya metakognisi dikembangkan:

(1) di bidang pengajaran sains ditemukan bahwa proses-proses metakognitifmemberikan pelajaran yang penuh arti atau belajar dengan pemahaman.

(2) pengembangan metakognisi akan membuat siswa mampu mempelajari ilmu

pengetahuan yang diminati menjadi penting di masa mendatang.

(3) membentuk siswa yang mandiri artinya siswa yang menerapkan dan

mengembangkan metakognisinya.

Winn dan Snyder (1998), meninjau pentingnya strategi metakognisi.

Ketika siswa semakin terlatih menggunakan strategi metakognisi, mereka

menjadi percaya diri dan menjadi pembelajar yang mandiri. Kemandirian merujuk

pada kepemilikan ketika siswa menyadari bahwa mereka dapat memenuhi

kebutuhan intelektual mereka sendiri dan menemukan banyak informasi oleh

tangan mereka sendiri. Anak yang memiliki strategi metakognitif akan segera

sadar bahwa dia tidak mengerti persoalan dan mencoba mencari jalan keluar.

Tugas pendidik adalah menanamkan, memanfaatkan, dan meningkatkan

metakognisi pada semua siswa.

2. Komponen Metakognisi

Didasarkan hasil risetnya tahun 1979-1981 Flavell mengklasifikasikan

metakognisi menjadi pengetahuan metakognitif dan pengalaman metakognitif atau

peraturan metakognitif. Pengetahuan metakognitif mengacu pada pengetahuan

yang diperoleh tentang proses-proses kognitif, pengetahuan yang dapat

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

28/62

41

digunakan untuk mengendalikan atau mengontrol proses-proses kognitif. Flavell

lebih lanjut membagi pengetahuan metakognisi ke dalam tiga kategori:

pengetahuan tentang variabel-variabel. orang, variabel-variabel tugas dan

variabel-variabel strategi. Pengalaman metakognitif adalah pengalaman-

pengalaman sadar yang bersifat kognitif dan afektif. Seseorang mempunyai

pengalaman metakognitif jika ia mempunyai perasaan bahwa sesuatu sulit

untuk ditanggapi, dipahami, diingat, atau diselesaikan; atau jika ada perasaan

bahwa ia belum mencapai tujuan kognitif, atau jika perasaan muncul bahwa

suatu materi menjadi Iebih mudah atau lebih sulit dari sebelurnnya.

Marzano et.al., (1988) menggambarkan dua aspek metakognisi, yaitu

bahwa metakognisi melibatkan dua hal yakni pengetahuan-pengendalian diri, dan

pengetahuan-pengendalian proses. Nickerson et al.,(1985) membagi metakognisi

dalam tiga aspek yakni pengetahuan, keterampilan, dan pengalaman. Sementara

itu Brown (Tan, 2004) menekankan strategi metakognitif ke dalam perencanaan,

monitoring, dan evaluasi. Berikut akan diuraikan tentang komponen-komponen

metakognisi.

a. Pengetahuan Metakognitif

Menurut Flavell (Weinert & Kluwe, 1987), pengetahuan metakognitif

mengacu pada pengetahuan yang diperoleh tentang proses-proses kognitif,

pengetahuan yang dapat digunakan untuk mengendalikan atau mengontrol

proses-proses kognitif. Flavell lebih lanjut membagi pengetahuan metakognitif ke

dalam tiga kategori: pengetahuan tentang variabel-variabel orang, variabel-

variabel tugas, dan variabel-variabel strategi.

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

29/62

42

Variabel Orang (person variable). Pengetahuan variabel-variabel orang

mengacu pada pengetahuan umum tentang bagaimana manusia belajar dan

memproses informasi, juga pengetahuan-pengetahuan individu tentang proses-

proses belajar seseorang. Sebagai contoh, anda bisa sadar bahwa waktu belajar

anda akan lebih produktif jika anda bekerja di perpustakaan yang tenang daripada

di rumah di mana ada banyak benturan. Ada tiga subkategori dalam variabel

orang, yaitu: dalam-individu, antar-individu. dan universal. Satu contoh dari

variabel dalam-individu adalah keyakinan seseorang bahwa ia sangat baik dalam

menangani bentuk-bentuk material yang bersifat hitungan, tetapi kurang pada

tugas-tugas yang berhubungan dengan hafalan. Variabel ini terkait dengan

variasi dalam-individu dalam hal minat, kecenderungan akan sesuatu, bakat,dan

kesenangan. Dalam variabel antar-individu, perbandingan adalah antara orang,

bukan dalam diri sendiri. Misalnya, pertimbangan bahwa sahabatnya lebih

tenggang rasa daripada adiknya, tetapi adiknya lebih cerdas dari daripada

teman-temannya.

Variabel Tugas (task variables). Pengetahuan variabel-variabel tugas

termasuk pengetahuan tentang asal tugas, juga jenis tuntutan proses yang akan

menempatkan individu itu. Ketika seseorang sedang belajar sesuatu, maka

bagaimana sifat informasi yang dihadapi dapat mempengaruhi dan memaksa

bagaimana ia menanganinya. Sebagai contoh, kamu akan menyadari bahwa lebih

banyak waktu bagi anda untuk membaca dan memahami teks pengetahuan

daripada anda sekedar membaca. Untuk memahami dan menangani informasi

yang sulit harus secara efektif diperlukan langkah yang lambat dan hati-hati dan

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

30/62

43

diproses lebih dalam dan secara kritis-diri, misalnya dengan aktivitas pemantauan

pemahaman yang tinggi. Dengan demikian jenis tugas yang berbeda akan

memerlukan pemrosesan informasi yang berbeda pula.

Variabel Strategi (Task Strategy). Pengetahuan tentang variabel-variabel

strategi meliputi strategi kognitif, dan metakognitif, dan juga pengetahuan

kondisional/bersyarat tentang kapan dan di mana pengetahuan seperti itu cocok

digunakan. Untuk mencapai bermacam-macam tujuan banyak dipelajari tentang

strategi atau prosedur kognitif. Strategi kognitif dirancang hanya untuk

mencapai tujuan kognitif. Strategi kognitif digunakan untuk membantu

perorangan mencapai tujuan tertentu (contoh, mengerti suatu teks), di lain pihak

strategi metakognitif digunakan untuk memastikan bahwa tujuan sudah dicapai.

Kita dapat membedakan strategi kognitif dan strategi metakognitif. Contohnya,

strategi kognitif untuk mencari hasil penjumlahan bilangan-bilangan dengan

cara menambahkannya. Tujuannya adalah untuk mencari hasil penjumlahan, dan

untuk itu bilangan-bilangan itu ditambahkan. Dalam situasi yang sama, strategi

metakognitif untuk menambahkan bilangan-bilangan itu dan selanjutnya

meyakinkan bahwa jawaban itu benar. Dengan menggunakan strategi kognitif,

seseorang terlibat aktif dalam perolehan pengetahuan. Pelibatan aktif ini

merupakan hal yang esensial selama proses pemahaman teks, pembentukan

konsep dan prinsip, penvelesaian masalah, dan pembuatan keputusan. Dengan

demikian, seseorang belajar tentang strategi kognitif untuk membuat kemajuan

kognitif, dan tentang strategi metakognitif untuk memantau, memonitor kemajuan

kognitifnya. Strategi metakognitif, menurut Beyer (dalam Kipnis dan Hofstein,

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

31/62

44

2007) mempunyai tiga kompenen, yaitu; perencanaan (planning), pemantauan

(monitoring), dan penilaian (assessing).

Pengetahuan metakognitif menurut Schraw dan Moshman (1995) terdiri

atas tiga jenis yaitu pengetahuan deklaratif, pengetahuan prosedural, dan

pengetahuan kondisional. Pengetahuan deklaratif, meliputi pengetahuan tentang

diri sendiri sebagai pelajar dan tentang faktor-faktor yang mempengaruhi

penampilan seseorang. Pengetahuan prosedur atau tata cara, menunjuk pada

pengetahuan tentang melakukan sesuatu, pengetahuan ini ditampilkan sebagai

cara dan strategi (tahu bagaimana melakukan sesuatu). Pengetahuan kondisional,

menunjuk pada tahu kapan dan mengapa menggunakan pengetahuan deklaratif

dan prosedur (tahu aspek kognitif mengapa dan kapan).

Anderson & Krathwohl (2001) membagi pengetahuan metakognisi ke dalam

pengetahuan strategi, pengetahuan tugas, dan pengetahuan tentang diri.

Pengetahuan tentang strategi adalah pengetahuan tentang strategi secara umum

untuk belajar, berpikir, dan memecahkan masalah. Komponen dari pengetahuan

tentang strategi meliputi: informasi, ingatan, elaborasi, mengorganisisir data,

perencanaan, pemantauan, dan menganalisis tujuan. Pengetahuan tentang tugas

merupakan akumulasi pengetahuan tentang tugas-tugas kognisi yang meliputi

memahami sumber, tingkat kesulitan, strategi pengembangan, pemecahan

masalah, memilah tugas. Sedangkan pengetahuan tentang diri adalah pengetahuan

terkait kelebihan dan kelemahan dalam hubungannya dengan belajar dan

kognisinya. Komponen pengetahuan meliputi: beberapa bidang, kecenderungan

menggunakan strategi pada situasi tertentu, percaya kemampuan diri, mengetahui

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

32/62

45

tujuan, ketertarkan suatu tugas, mempertimbangkan manfaat tugas

b. Pengalaman Metakognitif

Pengalaman atau peraturan metakognitif melibatkan pemakaian strategi-

strategi metakognitif atau peraturan metakognitif (Brown, dalam Livingston

1997). Strategi metakognitif bersifat proses-proses yang berurutan yang

digunakan seseorang untuk mengontrol kegiatan-kegiatan kognitif, dan untuk

meyakinkan bahwa tujuan kognitif sudah sesuai (contoh, mengerti suatu teks).

Proses-proses ini membantu mengatur dan mengawasi pembelajaran yang terdiri

atas perencanaan dan pengawasan kegiatan kognitif juga memeriksa tujuan

kegiatan tersebut.

Sebagai contoh, setelah membaca suatu alinea di suatu teks seorang pelajar

boleh mempertanyakan dirinya tentang konsep-konsep yang dibahas di dalam

alinea itu. Tujuan kognitifnya untuk memahami teks. Self-questioning adalah

suatu strategi pemantauan pengertian metakognitif yang umum. Jika seseorang

menemukan bahwa dirinya tidak bisa menjawab pertanyaan-pertanyaannya

sendiri, atau bahwa dia tidak memahami materi yang dibahas, kemudian harus

menentukan apa perlu untuk kembali dan membaca ulang alinea dengan tujuan

mampu menjawab pertanyaan-pertanyaan. Jika setelah membaca ulang

selanjutnya dapat menjawab pertanyaan-pertanyaannya, maka dia boleh

menentukan bahwa dirinya memahami materi. Dengan demikian, strategi

metakognitif tanya jawab diri sendiri atau self-questioning digunakan untuk

memastikan bahwa tujuan kognitif sudah ditemukan.

Menurut Flavell (Weinert & Kluwe, 1987) pengalaman metakognitif

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

33/62

46

adalah pengalaman-pengalaman sadar yang bersifat kognitif dan afektif.

Sebagai contoh, jika seseorang tiba-tiba mempunyai perasaan cemas karena

tidak dapat memahami sesuatu dan ingin serta perlu untuk memahaminya,

maka perasaan itu akan menjadi pengalaman metakognitif. Seseorang

mempunyai pengalaman metakognitif jika ia mempunyai perasaan bahwa

sesuatu sulit untuk ditanggapi, dipahami, diingat, atau diselesaikan; atau jika ada

perasaan bahwa dirinya belum mencapai tujuan kognitif, serta jika perasaan

muncul bahwa suatu materi menjadi Iebih mudah atau lebih sulit dari sebelurnnya.

Jadi, pengalaman metakognitif dapat merupakan bentuk pengalaman sadar yang

bersifat kognitif atau afektif yang berhubungan dengan tingkah laku kehidupan

intelektual. Pengalaman metakognitif memegang peranan penting dalam

kehidupan kognitif sehari-hari.

Menurut Scrhaw dan Moshman (1995) peraturan kognisi menunjuk pada

serangkaian kegiatan yang membantu siswa mengontrol belajar mereka, yakni

perencanaan, monitoring, dan evaluasi. Perencanaan melibatkan pemilihan

strategi-strategi yang sesuai dan alokasi pene-litian yang mempengaruhi

pelaksanaan. Monitoring menunjuk pada kesadaran seseorang yang sejalan pada

pemahaman dan pelaksanaan tugas. Evaluasi menunjuk pada menghargai hasil-

hasil dan efisiensi belaja.r seseorang.

c. Keterampilan Metakognitif

Menurut Winn dan Snyder (1998), yang termasuk dalam keterampilan

metakognitif adalah: monitoring kemajuan belajar, mengoreksi kesalahan,

strategi perencanaan dan selektivitas, menseleksi-mengorganisasi-dan

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

34/62

47

mengintegrasi informasi, menganalisis strategi belajar yang efektif, serta

mengubah tingkah laku dan strategi belajar ketika dibutuhkan. Menurut Brown

(dalam Weinert & Kluwe, 1987), proses atau keterampilan metakognitif

memerlukan operasi proses mental khusus yang dengan proses ini individu-

individu memeriksa, merencanakan, mengatur atau mengorganisasi, memantau,

memprediksi, dan mengevaluasi proses berpikirmereka sendiri.

3. Metakognisi dan Berpikir.

Metakognisi merujuk pada perintah berpikir yang lebih tinggi, meliputi

kontrol aktif melalui proses kognitif yang diusahakan dalam pembelajaran.

Kegiatan-kegiatan seperti perencanaan bagaimana mendekati suatu tugas

pembelajaran yang diberikan, memantau pemahaman, dan menilai kemajuan

terhadap penyelesaian tugas adalah metakognif secara alamiah (Livingston,

1997). Presseisen (Costa, 1985) menyatakan bahwa metakognisi mengacu pada

pengetahuan seseorang mengenai proses dan produk berpikirnya sendiri.

Berpikir pada umumnya dianggap suatu proses kognitif, suatu aksi

mental yang dengan proses dan tindakan itu pengetahuan diperoleh. Proses

berpikir berhubungan dengan bentuk-bentuk tingkah laku yang lain dan

memerlukan keterlibatan aktif pada bagian-bagian tertentu dari si pemikir.

Dengan demikian, seorang pembelajar harus secara aktif memonitor

penggunaan proses berpikir mereka dan mengaturnya sesuai tujuan kognitif

mereka.

Presseisen (dalam Costa, 1985) membagi proses berpikir menjadi dua

kategori, yaitu proses berpikir dasar (basic thinking processes) dan proses

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

35/62

48

berpikir kompleks (complex thinking proceses). Presseisen juga mengusulkan

bahwa keterampilan metakognitif sebagai suatu atribut kunci dari berpikir

formal atau pengajaran keterampilan proses tingkat tinggi, dan menekankan

bahwa metodologi guru dalam mengajar di kelas harus melibatkan metakognisi

secara konstruktif. Peneliti lain menetapkan bahwa keterampilan metakognitif

juga merupakan faktor yang cocok dalam pengembangan keterampilan peserta

didik. Salah satu karakteristik metakognisi yang paling utama adalah adanya

keterlibatan pertumbuhan kesadaran. Seseorang menjadi lebih sadar tentang

proses dan prosedur berpikirnya sendiri sebagai pemikir dan pelaku.

Berpikir metakognitif memiliki dua dimensi utama, yaitu berorientasi

pada tugas dan terkait dengan monitoring kinerja aktual dari suatu

keterampilan. Menurut Presseisen keterkaitan antara kedua dimensi tersebut

dibuat dalam bentuk bagan yang disajikan dalam Gambar 2.2. Pemantauan

kinerja tugas memerlukan keterlibatan peserta didik untuk mengawasi

aktivitasnya sendiri. Peserta didik tidak dapat menjelaskan jika mereka tidak

berada pada tempat yang benar; serta jika mereka tidak peduli dan sadar terhadap

tugas yang dihadapi dan petunjuk cara mengerjakannya. Mereka perlu disarankan

untuk menjaga sekuens yakni membedakan subtujuan dari suatu tugas dan

menghubungkannya dengan tujuan yang sesungguhnya.

Sebagai contoh, dalam masalah matematika yang melibatkan cerita, maka

siswa harus mengidentifikasi operasi hitung apa yang tepat sebagai subtujuan,

sebelum menentukan jawaban akhir sebagai tujuan. Mengalokasikan waktu

dalam kerja atau memeriksa secara kualitatif dapat dilakukan, misalnya, dengan

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

36/62

49

mempertanyakan: apakah pekerjaan saya sudah cukup ekstensif? Selanjutnya

mendeteksi kesalahan ketika sedang bekerja dapat melibatkan pemeriksaan,

membaca kembali pesan-pesan, atau menghitung ulang maupun menterjemahkan

kembali materi yang sedang dihadapi. Semua aktivitas dalam pemantauan

kinerja tugas ini dapat meningkatkan keberhasilan dari kinerja tugas tertentu.

menjadi lebih tinggi.

Gambar 2.2. Model Keterampilan Berpikir Metakognitif (Presseisen dalam

Costa, 1985)

Dimensi kedua yaitu dalam memilih strategi yang sesuai untuk

bekerja, teori metakognitif menyarankan bahwa urutan belajar yang pertama

adalah mengenali masalah sehingga dapat memfokuskan perhatian terhadap

apa yang diperlukan dan menentukan informasi apa yang diperlukan untuk

menyelesaikan msalah itu. Melalui pertimbangan seperti itu, peserta didik dapat

mengenali keterbatasan belajarnya dan penyelesaian yang sedang dicarinya.

Akhirnya, pengujian ketepatan suatu strategi memberikan kesempatan untuk

menerapkan bermacam-macam kriteria evaluasi dan menentukan apakah

Metakognisi

Monitoring kinerja tugas:

Menjaga tugas, sekuen

Mendeteksi dan mengoreksikesalahan

Alokasi waktu kerja

Pemilihan dan pemahaman

strategi yang tepat:

memfokuskan perhatian padaapa yang dibutuhkan

mengkaitkan apa yangdiketahui pada materi yang

dipelajari

menguji ketepatan suatustrategi

Akurasi kinerja lebih besarKemampuan melakukan proses

berpikir lebih berdaya guna

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

37/62

50

pendekatan yang tepat sudah digunakan. Pembelajar mempunyai kesempatan

untuk menilai pemilihan awal suatu strategi dan mengembangkan pemahaman

kepada pemilihan terbaik yang potensial. Dalam perspektif metakognitif, pemikir

menjadi lebih memiliki kemampuan melakukan proses berpikir yang lebih berdaya

guna dan lebih mandiri karena keterampilan-keterampilan ini berkembang dan terus

diperbaiki ulang

4. Metakognisi dalam Pembelajaran Laboratorium Sains dan

Pengukurannya

Dalam beberapa tahun ini, metakognisi dianggap sebagai suatu komponen

penting dalam pembelajaran sains. Dalam berbagai penelitian di bidang

pengajaran sains ditemukan bahwa proses-proses metakognitif memberikan

pembelajaran yang penuh makna (Kuhn and Dean, 2004). Salah satu ciri-ciri

pembelajaran penuh makna adalah kemampuan siswa untuk mengontrol proses

pemecahan masalah dan pelaksanaan tugas pembelajaran lainnya. Selanjutnya

Kuhn menyatakan bahwa pengembangan metakognisi akan membuat siswa

mampu mempelajari ilmu pengetahuan yang diminati menjadi penting di masa

mendatang, di samping itu juga membentuk siswa menjadi mandiri.

White dan Mitchel (1994) menyatakan bahwa siswa yang mempunyai

tingkah laku pembelajaran yang baik adalah yang mengembangkan keterampilan

kognitif tertentu. Sebagian dari tingkah laku itu adalah tindakan yang

membutuhkan bagian yang menyatu dari kegiatan laboratorium seperti

menanyakan pertanyaan, mengecek pekerjaan laboratorium sesuai petunjuk,

membetulkan kesalahan, menyesuaikan pendapat, mencari alasan-alasan untuk

aspek-aspek dari pekerjaan yang tepat, menyarankan kegiatan baru dan prosedur

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

38/62

51

alternatif dan merencanakan strategi umum sebelum mulai. Wajar untuk

beranggapan bahwa selama belajar di laboratorium siswa dapat mengembangkan

keterampilan metakognitif mereka. Baind dan White (dalam Kipnis dan Hofstein,

2007) juga menyatakan, jika dilakukan dengan penuh pemikiran, kegiatan

laboratorium dapat meningkatkan metakognisi yang diinginkan. Orang akan tahu

tentang strategi belajar efektif dan ketentuannya, akan menyadari dan dapat

memahami kemajuan tugas pembelajaran yang tepat. Mereka juga menyatakan

bahwa terdapat empat kondisi yang perlu untuk meningkatkan pengembangan

pribadi yang berkaitan dengan kebutuhan langsung, yaitu waktu, kesempatan,

bimbingan, dan dukungan.

Instrumen untuk pengukuran metakognisi yang selama ini banyak

dikembangkan adalah melalui observasi, kuesioner, dan wawancara. Pengukuran

metakognisi tersebut pada umumnya mengacu pada Flavell dan Schraw.

Pengetahuan metakognisi yang diadaptasi dari Flavell dan Schraw diukur melalui

kuesioner, sedangkan peraturan atau pengalaman metakognitif diungkap melalui

wawancara dengan memberikan pertanyaan-pertanyaan yang dilakukan sesudah

presentasi visual hasil penyelesaian masalah. Schraw dan Moshman (1995) telah

menyusun indikator metakognisi yang dapat diukur melalui wawancara maupun

kuesioner. Sementara itu Anderson & Krathwohl (2001), menyatakan bahwa

metakognisi dapat diukur melalui tes sebagaimana penguasaan konsep dengan

indikator metakognisi.

Pengembangan metakognisi dalam konteks praktikum Kimia Analitik

Instrumen berbasis masalah dalam penelitian ini diukur tes uraian bermuatan

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

39/62

52

konsep dengan indikator metakognisi, dan kuesioner. Indikator metakognisi

merupakan hasil adaptasi Schraw, Flavell, Brawn, Anderson & Krathwohl, serta

McGregor (Tabel 2.3). Indikator hasil adaptasi dari beberapa ahli metakognisi

selanjutnya divalidasi beberapa dosen, untuk selanjutnya disusun kuesioner dan

tes yang akan diberikan pada mahasiswa sebagai subyek penelitian.

Untuk membangun keterampilan metakognisi dapat dilakukan melalui

pembelajaran dengan berbagai pendekatan/metode yang mencerminkan

pencapaian ke 5 level metakognisi (Tabel 2.3). Salah satu pendekatan yang

potensial membangun ke 5 level tersebut adalah pembelajaran berbasis masalah.

Barrows (1988) menyatakan bahwa dalam pembelajaran berbasis masalah,

pengampu berperan sebagai pelatih metakognisi dengan membantu peserta didik

memahami pertanyaan yang diajukan selama mendefinisikan, menentukan

informasi, menganalisis dan mensintesis masalah, dan memilih solusi yang

potensial.

Pelatih metakognisi harus dapat menjamin bahwa peserta didik dapat

menyadari keterampilan kognitifnya dan dapat memilih dengan bijaksana di

antara solusi yang ada. Selanjutnya Brown (dalam Weinert & Kluwe, 1987)

menekankan bahwa dalam memilih strategi yang sesuai untuk menyelesaikan

tugas, teori metakognitif menyarankan bahwa tingkat belajar yang pertama

adalah mengenali masalah yang harus diselesaikan, dan menentukan informasi

apa yang diperlukan untuk menyelesaikan masalah itu dan dimana informasi itu

dapat diperoleh.

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

40/62

53

Tabel 2.3. Indikator Metakognisi (diadaptasi dari Mc Gregor, 2007, Schraw, 1995,

dan Anderson & Krathwol, 2001)

No Level metakognisi Sub level metakognisi (sebagai indikator)

1 Menyadari prosesberpikir dan

mampu

menggambarkannya

Menyatakan tujuanMengetahui tentang apa dan bagaimana

Menyadari bahwa tugas yang diberikan

membutuhkan banyak referensi

Menyadari kemampuan sendiri dalam mengerjakantugas

Mengidentifikasi informasi

Memilih operasi/prosedur yang dipakai

Mengurutkan operasi yang digunakan

Merancang apa yang akan dipelajari

2 Mengembangkanpengenalan

strategi berpikir

Memikirkan tujuan yang telah ditetapkanMengelaborasi informasi dari berbagai sumber

Memutuskan operasi yang paling sesuai

Menjelaskan urutan operasi lebih spesifik

Mengetahui bahwa strategi elaborasi meningkatkan

pemahaman

Memikirkan bagaimana orang lain memikirkan tugas

3 Merefleksi

prosedur secara

evaluatif

Menilai pencapaian tujuan

Menyusun dan menginterpretasi data

Mengevaluasi prosedur yang digunakan

Mengatasi kesalahan/hambatan dalam pemecahan

masalahMengidentifikasi sumber-sumber kesalahan dari

percobaan

4 Mentransfer

pengalaman

pengetahuan dan

prosedural pada

konteks lain

Menggunakan operasi yang berbeda untuk

penyelesaian masalah yang sama

Menggunakan operasi/prosedur yang sama untuk

masalah lain

Mengembangkan prosedur untuk masalah yang sama

Mengaplikasikan pemahamannya pada situasi baru

5 Menghubungkan

pemahamankonseptual dengan

pengalaman

prosedural

Mengaitkan data pengamatan dengan pembahasan

Menganalisis efisiensi dan efektifitas prosedurMenganalisis kompleksnya masalah

Menyeleksi informasi penting yang digunakan

dalam memecahkan masalah

Memikirkan proses berpikirnya selama pemecahan

masalah

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

41/62

54

E. Cakupan Materi Spektrometri dan HPLC

1. Spektrometri

Spektroskopi adalah ilmu yang mempelajari segala sesuatu tentang

interaksi antara materi dengan radiasi elektromagnetik. Metode pengukuran yang

didasarkan pada pengetahuan tentang spektroskopi disebut spektrometri. Prinsip

dasar spektrometri adalah adanya interaksi antara radiasi elektromegnetik dengan

materi. Bila radisi elektromegnetik melewati suatu materi, maka beberapa hal

yang mungkin terjadi adalah absorpsi, emisi, hamburan sinar, fluoresensi dan

fosforesensi. Berdasarkan keadaan materi, maka spektrometri dapat dibedakan

menjadi spektrometri atom dan spektrometri molekul. Selanjutnya berdasarkan

sifat radiasinya, spektrometri atom dapat diklasifikasikan ke dalam spektrometrii

absorpsi atom, spektrometri emisi atom, dan spektrometrii fluoresensi atom.

Penelitian ini berhubungan dengan spektrometri absorpsi yaitu spektrometri

absorpsi atom (selanjutnya disebut AAS), dan spektrometri emisi atom (AES),

serta spektrometri molekul yaitu spektrometri UV-Vis.

Sebelum sampai tahap pengukuran dengan AAS, AES, maupun UV-Vis

harus dilakukan tahap-tahap pengambilan sampel, preparasi sampel, pemisahan

komponen yang diinginkan misalnya melalui ekstraksi, dan pembuatan larutan

standar. Oleh karena itu, untuk bisa mengikuti mata kuliah praktikum Praktikum

Kimia Analitik Instrumen ini mahasiswa harus sudah mengambil mata kuliah

Dasar-dasar Kimia Analitik dan praktikumnya, serta Dasar-dasar Pemisahan

Analitik dan praktikumnya.

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

42/62

55

Instrumen untuk spektrometri umumnya terdiri dari 5 komponen pokok,

yaitu (1) sumber radiasi, (2) wadah sampel, (3) monokromator, (4) detektor, dan

(5) rekorder. Perbedaan antara AAS dengan spektrometri UV-Vis, yaitu wadah

sampel, sumber radiasi yang digunakan, juga adanya sistem pengatoman dalam

AAS; sedangkan antara AAS dengan AES berbeda dalam hal tidak diperlukannya

sumber radiasi pada AES.

Sumber radiasi untuk spektrum kontinu adalah lampu: argon pada

spektroskopi UV-Vakum, deuterium atau hidrogen pada spektrometri UV, xenon

dan wolfram (tungsten) pada spektrometri UV-Vis. Untuk spektrum diskontinu,

sumber radiasinya adalah lampu katoda cekung (hollow cathode) yang banyak

dipakai pada spektroskopi atom. Wadah sampel diperlukan untuk semua teknik

spektrometri kecuali spektrometri emisi. Umumnya wadah sampel disebut kuvet

atau sel. Kuvet yang terbuat dari kwarsa baik untuk spektrometri UV dan juga

untuk spektrometrisinar tampak (Vis). Kuvet plastik dapat digunakan untuk

spektrometri sinar tampak. Monokromator adalah alat yang paling umum dipakai

untuk menghasilkan berkas radiasi dengan satu panjang gelombang.

Monokromator untuk radiasi UV dan Vis adalah serupa, yaitu mempunyai celah

atau slit, lensa, cermin dan prisma atau grating. Untuk detektor, dikenal 2 macam

yaitu detektor foton dan detektor panas. Detektor panas biasa dipakai untuk

mengukur radiasi infra merah, termasuk thermocouple dan bolometer. Signal

listrik dari detektor bisanya diperkuat dengan amplifier kemudian direkam sebagai

spektrum yang berbentuk puncak-puncak. Plot antara panjang gelombang dan

absorban akan dihasilkan spektrum.

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

43/62

56

Pada penggunaan AAS dengan sistem pengatoman nyala api untuk

menganalisis sampel, suatu sumber radiasi lampu katoda cekung yang sesuai

dengan jenis unsur dilewatkan ke dalam nyala api yang berisi sampel yang telah

teratomisasi, kemudian radiasi tersebut diteruskan ke detektor melalui

monokromator. Untuk membedakan antara radiasi yang berasal dari sumber

radiasi dan radiasi dari nyala api, biasanya digunakan chopper yang dipasang

sebelum radiasi dari sumber radiasi mencapai nyala api. Detektor disini akan

menolak arus searah (DC) dari emisi nyala dan hanya mengukur arus bolak balik

(signal absorpsi) dari sumber radiasi dan sampel. Konsentrasi unsur diukur

berdasarkan perbedaan intensitas radiasi pada waktu ada atau tidaknya unsur yang

diukur (sampel) di dalam nyala api.

Untuk metode AES, atom-atom unsur dalam nyala api akan tereksitasi.

Pada waktu atom-atom kembali ke tingkat dasar akan memancarkan radiasi

elektromagnetik yang disebut radiasi emisi dimana energi radiasi emisi ini sama

dengan energi radiasi eksitasi, jadi sumber radiasi disini berasal dari sampel.

Intensitas radiasi emisi ini kemudian dideteksi oleh detektor setelah melalui

monokromator. Dalam hal ini konsentrasi unsur sebanding dengan intensitas

radiasi, artinya terdapat hubungan linear antara intensitas radiasi dengan

konsentrasi unsur.

Spektometri UV-Vis adalah anggota teknik analisis spektroskopi yang

memakai sumber radiasi ultra violet dekat (190-380 nm) dan sinar tampak

(Visible = Vis) 380-780 nm dengan memakai instrumen spektrofotometer. Bila

radiasi elektromagnetik pada daerah panjang gelombang UV-Vis melewati suatu

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

44/62

57

molekul dan bila energi fotonnya cukup, maka energi tersebut akan diserab dan di

dalam molekul terjadi transisi elektronik yang disebut molekul itu tereksitasi.

Pengapsorpsian sinar ultra violet atau sinar tampak oleh suatu molekul umumnya

menghasilkan eksitasi elektron bonding. Akibatnya, panjang gelombang absorpsi

maksimum dapat dikorelasikan dengan jenis ikatan yang ada di dalam molekul

yang sedang diselidiki. Oleh karena itu spektrometri serapan molekul berharga

untuk mengidentifikasi gugus-gugus fungsi yang ada dalam suatu molekul. Akan

tetapi, yang lebih banyak adalah penggunaan untuk penentuan kuantitatif

senyawa-senyawa yang mengandung gugus-gugus pengabsorpsi.

Langkah utama dalam analisis spektrofotometri untuk memperoleh

pengukuran yang baik meliputi penentuan kondisi kerja/optimasi. Optimasi

meliputi peralatan, dan optimasi terkait pra pengukuran (tahap pemisahan).

Optimasi pengukuran Spektrofotometer UV-Vis meliputi: (1) pemanasan

peralatan, (2) penentuan optimum, (3) optimasi untuk meminimalkan intervensi

dari logam lain seperti: optimasi pH pembentukan kompleks, konsentrasi ligan,

perbandingan konsentrasi logam dan ligan. Sedangkan, optimasi pada AAS (untuk

atomisasi dengan nyala api) meliputi: tinggi pembakar, kecepatan alir gas

pembakar, posisi lampu, posisi pembakar terhadap sinar, dan kuat arus.

Teknik analisis yang banyak digunakan dalam spektrometri adalah metode

kurva kalibrasi dan metode adisi standar. Pada kurva kalibrasi dilakukan dengan

membuat sederetan larutan standar pada konsentrasi tertentu, kemudian masing-

masing larutan stndar diukur absorbansinya, terakhir dibuat kurva antara

absorbansi versus konsentrasi, dan akan diperoleh garis linier. Konsentrasi sampel

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

45/62

58

dapat dihitung dengan cara mengeplotkan absorbansi yang terukur dalam kurva.

Pada teknik standar adisi larutan sampel dengan volume yang sama dimasukkan

ke dalam masing-masing labu takar, kemudian ditambah larutan standar dengan

konsentrasi yang berbeda. Absorbansi dari masing-masing larutan dalam labu

takar diukur absorbansinya setelah diencerkan sampai volume tertentu (tanda

tera). Kemudian dibuat kurva hubungan antara absorbansi dengan konsentrasi

standar.

2.High Performance Liquid Chromatography(HPLC)

Kromatografi merupakan proses pemisahan yang didasarkan adanya

perbedaan koefisien distribusi komponen-komponen dalam dua fasa yaitu fasa

gerak dan fasa diam. Fasa diam (stasioner) berupa suatu zat padat atau suatu

cairan, dan fasa gerak bisa suatu cairan atau suatu gas. Didasarkan jenis fasa

dikenal 4 jenis kromatografi: cair-padat, gas-padat, cair-cair, dan gas-cair.

Berdasarkan fasa geraknya dibedakan kromatografi gas (contoh GC) dan

kromatografi cair (contoh HPLC), sementara itu pembagian dalam kromatografi

cair selain didasarkan wujud fasa diam dan fasa geraknya juga didasarkan

mekanisme interaksinya.

Selama bertahun-tahun bentuk kromatografi yang digunakan adalah cair-

padat (KCP), kemudian berkembang kromatografi lapis tipis (KLT). Kromatografi

cairan kolom klasik merupakan prosedur pemisahan yang sudah mapan di mana

fase cair yang mobil mengalir lambat-lambat lewat kolom karena gravitasi.

Umumnya metode itu dicirikan oleh efisiensi kolom yang rendah dan waktu

pemisahan yang lama. Karya Martin dan Synge, tahun 1041 membuahkan hadiah

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

46/62

59

Nobel, tidak hanya merevolusikan kromatografi cair, tetapi juga secara umum

meletakkan landasan bagi perkembangan kromatografi gas dan kromatografi

kertas.

Pembahasan teknik kromatografi modern baru lengkap bila disebut

kromatografi cairan kinerja tinggi (HPLC). Dalam metode ini digunakan kolom

berdiameter kecil (1-3 mm) dan eluen dipompakan ke dalamnya dengan laju alir

yang tinggi (sekitar 1-5 cm3m

-1). Pemisahan dengan metode ini dilakukan jauh

lebih cepat (sekitar 100 kali lebih cepat) daripada dengan kromatografi cairan

yang biasa. Meskipun peralatan yang tersedia di pasar dewasa ini agak mahal,

HPLC telah terbukti luas penggunaannya, makin popular dan menjadi teknik

yang makin penting di dalam laboratorium analisis. Kepopulerannya sekarang ini

mengatasi teknik kromatografi gas (Hendayana, 2006)

Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT) atau biasa juga disebut dengan

High Performance Liquid Chromatography (HPLC) adalah suatu teknik

kromatografi yang menggunakan fasa gerak cair, yang dapat untuk pemisahan

sekaligus analisis suatu zat. Prinsip dasar pemisahan adalah adanya perbedaan

distribusi komponen diantara fasa gerak dan fasa diam yang menyebabkan

perbedaan migrasi diferensial komponen-komponen analit dalam kolom

kromatografi. Dalam kromatografi cair selain terjadi interaksi komponen dengan

fasa diam juga adanya kelarutan relatif antara komponen yang akan dipisahkan

dengan fasa gerak, sedangkan dalam kromatografi gas, fasa gerak sifatnya inert,

dengan demikian hanya terjadi interaksi antara komponen dengan fasa diam, di

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

47/62

60

samping itu dalam kromatografi gas pemisahan terjadi karena adanya perbedaan

titik didih.

Didasarkan kekuatan/kepolaran fasa geraknya HPLC pasangan dibedakan

menjadi HPLC fasa normal (normal phase), jika pasangan fasa geraknya kurang

polar dibanding fasa diamnya, sebaliknya jika fasa gerak lebih polar dari fasa

diam disebut HPLC fasa terbalik (reverse phase). Selain itu, HPLC juga dapat

dikelompokkan berdasarkan pada sifat fase diam dan atau berdasarkan pada

mekanisme sorpsi solut, dengan jenis-jenis HPLC seperti: kromatografi adsorpsi,

kromatografi fase terikat, kromatografi penukar ion.

Instrumentasi alat HPLC terdiri atas gerbang penyuntikan (injection port),

kolom dan detektor yang dihubungkan satu sama lain. Kolom merupakan tempat

terjadinya pemisahan yang berisi fasa diam. Pompa pada HPLC bermanfaat

untuk mendorong fasa gerak yang membawa komponen masuk ke dalam kolom

karena ukuran partikel fasa diam yang ada dalam kolom kecil, dan diameter dalam

kolom juga kecil sehingga tekanannya harus tinggi. Detektor untuk mendeteksi

komponen-komponen diletakkan setelah kolom selain berfungsi mendeteksi

adanya komponen cuplikan juga mengukur banyaknya/konsentrasi yang telah

terpisahkan di kolom. Jenis detektor yang digunakan tergantung sampel yang

akan dianalisis dan fasa gerak. Output dari pengukuran HPLC adalah

kromatogram yang mempresentasikan waktu retensi (tr) untuk parameter

kualitatif, dan luas area untuk parameter kuantitatif dengan respon (mVolt).

Untuk analisis kualitatif maupun kuantitatif tersebut harus ada pembandingnya

yang diukur pada kondisi yang sama.

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

48/62

61

Prinsip kerja dari alat HPLC adalah dengan bantuan pompa, fasa gerak

cair dialirkan melalui kolom ke detektor. Cuplikan dimasukkan ke dalam aliran

fasa gerak dengan cara penyuntikan. Di dalam kolom terjadi pemisahan

komponen-komponen campuran, karena adanya perbedaan kekuatan interaksi

antara komponen-komponen terhadap fasa diam. Komponen-komponen yang

kurang kuat interaksinya dengan fasa diam akan keluar dari kolom lebih dulu,

sebaliknya, komponen-komponen yang kuat berinteraksi dengan fasa diam maka

akan keluar dari kolom lebih lama. Setiap komponen campuran yang keluar

kolom dideteksi oleh detektor kemudian direkam dalam bentuk kromatogram.

Proses bergeraknya komponen yang dibawa oleh fasa gerak melalui kolom

disebut elusi. Berdasarkan laju alir fasa geraknya proses elusi dibedakan dua

macam yaitu isokratik jikalaju alir tetap pada proses elusi dan gradien jika Laju

alir atau komposisi fasa gerak berubah pada proses elusi (Hendayana ,2006)

Parameter yang digunakan pada HPLC meliputi waktu retensi (tr), yaitu

waktu yang diperlukan komponen untuk bergerak sepanjang kolom, dan

volume retensi (vr) yaitu volume fasa gerak yang diperlukan untuk membawa

komponen sepanjang kolom. Parameter pemisahan yang berhubungan dengan

interaksi antara komponen dengan fasa diam adalah faktor kapasitas (k). Kolom

yang efisien yaitu kolom yang mampu menghasilkan kromatogram dengan puncak

sempit, tajam, dan simetris. Ukuran dari efisiensi kolom ini adalah jumlah plat

teoritis (N). Kemampuan kolom untuk bisa membedakan suatu komponen dari

komponen lain parameternya adalah selektivitas kolom (faktor selektivitas,) dan

resolusi (Rs)

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

49/62

62

Tahapan kerja untuk analisis kuantitatif meliputi: (1) penyiapan fasa gerak,

(2) preparasi sampel, (3) penyiapan larutan standar, (4) pengukuran sampel.

Pelarut yang akan digunakan sebagai fasa gerak dalam HPLC harus dipilih sesuai

karakteristik sampel dan fasa diam, serta harus memutuskan jenis fasa gerak yang

akan digunakan. Selain berfungsi sebagai pembawa komponen-komponen

campuran menuju detektor, fasa gerak dapat berinteraksi dengan komponen-

komponen. Oleh karena itu, pelarut dalam HPLC merupakan salah satu faktor

penentu keberhasilan proses pemisahan. Beberapa syarat yang harus dipenuhi

sebagai pelarut HPLC adalah: (1) harus murni sekali untuk menghindarkan

masuknya kotoran yang dapat mengganggu interpretasi kromatografi, (2) harus

jernih sekali untuk menghindarkan penyumbatan pada kolom. Oleh karena itu

pelarut harus didegassing, dan disaring dengan membran.

Kelebihan dari teknik HPLC ini antara lain: (1) dapat digunakan untuk

isolasi zat yang tidak mudah menguap dan zat yang tidak stabil, (2) HPLC

memiliki detektor dengan kepekaan yang tinggi, (3) memiliki daya memisah yang

tinggi, (4) dapat menganalisis sampel yang kecil kuantitasnya, (5) biaya pelarut

jauh lebih rendah dibandingkan LC konvensional, (6) teknik HPLC dapat

dilakukan pada suhu kamar.

3. Pemeliharaan Peralatan

Pemeliharaan (maintenance) peralatan merupakan bagian dari perkuliahan

instrumen yang bertujuan untuk memberikan pengetahuan dan pemahaman

kepada mahasiswa tentang bagaimana menjaga kinerja dari suatu peralatan atau

sistem agar peralatan atau sistem tersebut dapat bekerja atau beroperasi sesuai

5/28/2018 d_ipa_0601547_chapter2(1)

50/62

63

yang diharapkan. Pemeliharaan pada umumnya dibagi menjadi dua kategori:

pemeliharaan pencegahan (juga dikenal sebagai terjadwal atau rutin) dan

pemeliharaan korektif (atau perbaikan). Pemeliharaan pencegahan terdiri dari

pemeriksaan secara teratur terjadwal, pengujian, pemeliharaan, pemeriksaan

secara seksama dan aktivitas penggantian. Tujuan pemeliharaan ini adalah untuk

memastikan kemampuan instrumentasi reaktor yang handal, komponen dan sistem