11

BAB IILANDASAN TEORIA. Tinjauan Pustaka1. Media Pembelajarana. Definisi Media PembelajaranMedia berasal dari bahasa Latin, merupakan bentuk jamak dari Medium yang secara harfiah berarti Perantara atau Pengantar yaitu perantara atau pengantar sumber pesan dengan penerima pesan. Asosiasi Teknologi dan Komunikasi Pendidikan (Association of Education and Communication Technology/ AECT) di Amerika, membatasi media sebagai segala bentuk dan saluran yang digunakan orang untuk menyalurkan pesan/informasi (1977: 162).Gagne dan Briggs menyatakan media pembelajaran meliputi alat yang secara fisik digunakan untuk menyampaikan isi materi pengajaran yang terdiri dari buku, tape recorder, kaset, video camera, video recorder, film, slide (gambar), foto, gambar, grafik, televisi dan komputer. Media sebagai suatu komponen sumber belajar atau sebagai wahana fisik dan non-fisik yang mengandung materi instruksional di lingkungan siswa sehingga dapat merangsang siswa untuk belajar. (Arsyad, 2007:4)

Berdasarkan batasan pengertian media pembelajaran yang telah diungkapkan, maka dapat dikatakan bahwa media pembelajaran merupakan suatu kesatuan sarana pendidikan yang terdiri dari perangkat keras (alat fisik) dan perangkat lunak (isi pelajaran) yang berfungsi sebagai alat belajar dan alat bantu mengajar untuk mempertinggi mutu kegiatan belajar mengajar dalam mencapai tujuan pengajaran secara efektif dan efisien.

b. Jenis-jenis Media PembelajaranDjamarah (2002: 140) menggolongkan media pembelajaran menjadi tiga yaitu:1) Media auditif yaitu media yang mengandalkan kemampuan suara saja, seperti radio, kaset rekorder.2) Media visual adalah media yang hanya mengandalkan indera penglihatan karena hanya menampilkan gambar diam seperti film bingkai, foto, gambar, atau lukisan.3) Media audiovisual adalah media yang mempunyai unsur suara dan unsur gambar. Jenis media ini mempunyai kemampuan yang lebih baik.

c. Manfaat Media PembelajaranKontribusi media dalam proses pembelajaran sangat penting. Menurut Kemp and Dayton dalam Sanjaya (2008: 210) kontribusi tersebut adalah sebagai berikut:1) Penyampaian pesan pembelajaran lebih terstandar,2) Pembelajaran lebih menarik,3) Memperpendek waktu pembelajaran,4) Meningkatkan kualitas pembelajaran,5) Proses pembelajaran dapat berlangsung kapanpun dan dimanapun,6) Meningkatkan sikap positif siswa terhadap materi pembelajaran,7) Menjadikan guru bukan satu-satunya sumber belajar.

Dalam proses pembelajaran, media memiliki fungsi sebagai pembawa informasi dari sumber (guru) menuju penerima (siswa). Akan tetapi, secara umum fungsi media pembelajaran menurut Arsyad (2007: 27), diantaranya sebagai berikut:1) Fungsi atensiMedia dapat menarik dan mengarahkan perhatian siswa untuk berkonsentrasi pada isi pelajaran yang berkaitan dengan makna yang ditampilkan dalam materi pelajaran.2) Fungsi afektifFungsi media dapat terlihat dari tingkat kenikmatan siswa/mahasiswa ketika proses belajar mengajar berlangsung.3) Fungsi kognitifMedia dapat mengungkapkan bahwa lambang visual atau gambar memperlancar pencapaian tujuan untuk memahami dan mengingat informasi atau pesan yang terkandung dalam gambar.4) Fungsi kompensatorisMedia pembelajaran terlihat dari hasil penelitian konteks untuk memahami teks, membantu siswa yang lemah dalam membaca, untuk mengorganisasikan informasi dalam teks dan mengingatnya kembali.5) Fungsi PsikomotorisFungsi ini diberikan dengan maksud untuk menggerakkan siswa melakukan suatu kegiatan, terutama yang berkenaan dengan hafalan-hafalan.6) Fungsi EvaluasiFungsi evaluasi dimaksudkan agar segala kegiatan belajar mengajar yang telah dilaksanakan dapat dilakukan penilaian kemampuan siswa dalam merespon pembelajaran.

2. Modul ElektronikModul elektronik merupakan adaptasi dari buku elektronik (e-book). Bentuk modul elektronik sama seperti buku elektronik atau yang biasa disebut dengan e-book. Modul elektronik ini merupakan pengembangan modul jenis visual menjadi modul jenis multimedia, sehingga dalam pembelajaran Modul Elektronik ini melibatkan indra penglihatan dan pendengaran melalui media teks, visual diam, visual gerak, dan audio serta media interaktif berbasis komputer dan teknologi komunikasi dan informasi.Menurut Depdiknas (2008: 3-5), sebuah modul bisa dikatakan baik dan menarik apabila terdapat karakteristik sebagai berikut:a. Self InstructionalModul tersebut mampu membuat seseorang atau peserta belajar membelajarkan diri sendiri, tidak tergantung pada pihak lain. b. Self ContainedSeluruh materi pembelajaran dari satu unit kompetensi atau sub kompetensi yang dipelajari terdapat di dalam satu modul secara utuh. Tujuan dari konsep ini adalah memberikan kesempatan pembelajar mempelajari materi pembelajaran yang tuntas, karena materi dikemas ke dalam satu kesatuan yang utuh. Jika harus dilakukan pembagian atau pemisahan materi dari satu unit kompetensi harus dilakukan dengan hati-hati dan memperhatikan keluasan kompetensi yang harus dikuasai.c. Stand Alone (berdiri sendiri)Modul yang dikembangkan tidak tergantung pada media lain atau tidak harus digunakan bersama-sama dengan media pembelajaran lain. Dengan menggunakan modul, pembelajar tidak tergantung dan harus menggunakan media yang lain untuk mempelajari dan atau mengerjakan tugas pada modul tersebut. Jika masih menggunakan dan bergantung pada media lain selain modul yang digunakan, maka media tersebut tidak dikategorikan sebagai media yang berdiri sendiri.d. AdaptiveModul hendaknya memiliki daya adaptif yang tinggi terhadap perkembangan ilmu dan teknologi. Dikatakan adaptif jika modul dapat menyesuaikan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, serta fleksibel digunakan. Dengan memperhatikan percepatan perkembangan ilmu dan teknologi pengembangan modul multimedia hendaknya tetap up to date. Modul yang adaptif adalah jika isi materi pembelajaran dapat digunakan sampai dengan kurun waktu tertentu.e. User FriendlyModul hendaknya bersahabat dengan pemakainya. Setiap instruksi dan paparan informasi yang tampil bersifat membantu dan bersahabat dengan pemakainya, termasuk kemudahan pemakai dalam merespon, mengakses sesuai dengan keinginan. Penggunaan bahasa yang sederhana, mudah dimengerti serta menggunakan istilah yang umum digunakan merupakan salah satu bentuk user friendly.

3. Pembelajaran Fisika Berbasis Scientific Approacha. Pembelajaran FisikaPermendiknas No. 22 tahun 2006 tentang Standar Isi menyatakan bahwa tujuan pelajaran Fisika di SMA adalah agar peserta didik memiliki kemampuan-kemampuan sebagai berikut:1) Membentuk sikap positif terhadap Fisika dengan menyadari keteraturan dan keindahan alam serta mengagungkan kebesaran Tuhan Yang Maha Esa.2) Memupuk sikap ilmiah yaitu jujur, objektif, terbuka, ulet, kritis dan dapat bekerjasama dengan orang lain.3) Mengembangkan pengalaman untuk dapat merumuskan masalah, mengajukan dan menguji hipotesis melalui percobaan, merancang dan merakit instrumen percobaan, mengumpulkan, mengolah dan menafsirkan data serta mengomunikasikan hasil percobaan secara lisan dan tertulis.4) Mengembangkan kemampuan bernalar dalam berpikir analisis induktif dan deduktif dengan menggunakan konsep dan prinsip Fisika untuk menjelaskan berbagai peristiwa alam dan menyelesaian masalah baik secara kualitatif maupun kuantitatif.5) Menguasai konsep dan prinsip Fisika.

Pembelajaran Fisika akan lebih mudah dipelajari dan dipahami oleh siswa melalui sesuatu hal yang nyata dan dapat diamati melalui panca inderanya. Melalui pengalaman, siswa sedikit demi sedikit dapat mengembangkan kemampuannya untuk memahami konsep-konsep abstrak serta memanipulasi simbol-simbol, berpikir logik dan melakukan generalisasi. Hal ini menunjukkan bahwa kebanyakan siswa sangat tergantung pada kehadiran contoh-contoh konkret terutama tentang ide-ide baru. Pengalaman-pengalaman konkret akan sangat efektif dalam membantu proses belajar hanya jika terjadi dalam konteks struktur konseptual yang relevan. Menurut Sutrisno (2009: 15-16), mempelajari Fisika dapat menumbuhkan nilai-nilai positif diantaranya: usaha memahami alam; berlatih berpikir logis; menyelesaikan persoalan fisis; melatih ketelitian dan berpikir kritis; serta melatih sikap hati-hati, teratur dan jujur.Dari uraian di atas dapat disimpulkan hakekat pembelajaran Fisika adalah sebagai berikut.1)Pembelajaran Fisika adalah proses menciptakan kondisi dan peluang agar siswa dapat mengkonstruksi pengetahuan, ketrampilan proses, dan sikap ilmiahnya.2)Pembelajaran Fisika menghargai pengetahuan awal siswa.3)Pembelajaran Fisika berlangsung dalam interaksi dengan lingkungan dan orang lain.4)Pembelajaran Fisika harus mencakup aspek pengetahuan, aspek proses dan aspek sikap secara utuh.

b. Pembelajaran Berbasis Scientific Approach

Gambar 2.1. Tiga Ranah Proses Pembelajaran Kurikulum 2013 (Sumber: Dokumentasi Pribadi)

Proses pembelajaran pada Kurikulum 2013 untuk semua jenjang dilaksanakan dengan menggunakan pendekatan saintifik dan mencakup tiga ranah, yaitu sikap, pengetahuan, dan keterampilan. Dalam proses pembelajaran dengan pendekatan saintifik, ranah sikap dimaksudkan agar peserta didik tahu tentang mengapa. Ranah keterampilan dimaksudkan agar peserta didik tahu tentang bagaimana. Sedangkan ranah pengetahuan dimaksudkan agar peserta didik tahu tentang apa. Hasil akhirnya adalah peningkatan dan keseimbangan antara kemampuan untuk menjadi manusia yang baik (soft skills) dan manusia yang memiliki kecakapan dan pengetahuan untuk hidup secara layak (hard skills) dari peserta didik yang meliputi aspek kompetensi sikap, keterampilan, dan pengetahuan. Penguatan proses pembelajaran dilakukan melalui pendekatan scientific, yaitu pembelajaran yang mendorong siswa lebih mampu dalam mengamati, menanya, mencoba/mengumpulkan data, mengasosiasi/ menalar, dan mengomunikasikan.

Observing (mengamati)Questioning (menanya)Experiment ing (mencoba)Associating (menalar)Networking (membentuk jejaring)

Gambar 2.2 Langkah-langkah Pembelajaran Scientific ApproachPrinsip pembelajaran sesuai Kurikulum 2013 diantaranya:1) dari peserta didik diberi tahu menuju peserta didik mencari tahu;2) dari guru sebagai satu-satunya sumber belajar menjadi belajar berbasis aneka sumber belajar;3) dari pendekatan tekstual menuju proses sebagai penguatan penggunaan pendekatan saintifik.Beberapa aspek yang perlu diperhatikan dalam mengajar dengan menggunakan scientific approach adalah guru harus menyajikan pembelajaran yang dapat meningkatkan rasa keingintahuan (Foster a sense of wonder), meningkatkan keterampilan mengamati (Encourage observation), melatih melakukan analisis (Push for analysis) dan komunikasi (Require communication). Pendekatan saintifik dilakukan melalui tahapan: mengamati, menanya, mengumpulkan informasi, menalar /mengasosiasi, dan mengomunikasikan (Lazim, 2013: 3). Berdasarkan Permendikbud No. 81 A, kelima pembelajaran pokok dapat dirinci dalam berbagai kegiatan belajar sebagaimana tercantum dalam Tabel 2.1 berikut.Tabel 2.1. Keterkaitan antara Langkah Pembelajaran dengan Kegiatan dan MaknanyaLangkah PembelajaranDeskripsi KegiatanBentuk hasil belajar

Mengamati (observing) Membaca, mendengar, menyimak, melihat (tanpa atau dengan alat)Melatih kesungguhan, ketelitian, mencari informasi

Tabel 2.1. Keterkaitan antara Langkah Pembelajaran dengan Kegiatan dan Maknanya (Lanjutan)Langkah PembelajaranDeskripsi KegiatanBentuk hasil belajar

Menanya (questioning)

Mengajukan pertanyaan tentang informasi yang tidak dipahami dari apa yang diamati atau pertanyaan untuk mendapatkan informasi tambahan tentang apa yang diamati (dimulai dari pertanyaan faktual sampai ke pertanyaan yang bersifat hipotetik)Mengembangkan kreativitas, rasa ingin tahu, kemampuan merumuskan pertanyaan untuk membentuk pikiran kritis yang perlu untuk hidup cerdas dan belajar sepanjang hayat

Mengomunikasi-kan (communicating)

Menyampaikan hasil pengamatan, kesimpulan berdasarkan hasil analisis secara lisan, tertulis, atau media lainnya Mengembangkan sikap jujur, teliti, toleransi, kemampuan berpikir sistematis, mengungkapkan pendapat dengan singkat dan jelas, dan mengembangkan kemampuan berbahasa yang baik dan benar.

(Sumber: Permendikbud No.81A, 2013: 5-7)Menurut Kemendikbud proses pembelajaran disebut ilmiah (2013: 163-164) jika memenuhi kriteria seperti berikut:1) Substansi atau materi pembelajaran berbasis pada fakta atau fenomena yang dapat dijelaskan dengan logika atau penalaran tertentu; bukan sebatas kira-kira, khayalan, legenda, atau dongeng semata.2) Penjelasan guru, respon peserta didik, dan interaksi edukatif guru-peserta didik terbebas dari prasangka yang serta-merta, pemikiran subjektif, atau penalaran yang menyimpang dari alur berpikir logis.3) Mendorong dan menginspirasi peserta didik berpikir secara kritis, analitis, dan tepat dalam mengidentifikasi, memahami, memecahkan masalah, dan mengaplikasikan substansi atau materi pembelajaran.4) Mendorong dan menginspirasi peserta didik mampu berpikir hipotetik dalam melihat perbedaan, kesamaan, dan tautan satu dengan yang lain dari substansi atau materi pembelajaran.5) Mendorong dan menginspirasi peserta didik mampu memahami, menerapkan, dan mengembangkan pola berpikir yang rasional dan objektif dalam merespon substansi atau materi pembelajaran.6) Berbasis pada konsep, teori, dan fakta empiris yang dapat dipertanggung-jawabkan.7) Tujuan pembelajaran dirumuskan secara sederhana, jelas, dan menarik sistem penyajiannya.

4. Lectora Inspire X.6a. Sekilas Lectora InspireLectora adalah authoring tool untuk pengembangan konten e-learning yang dikembangkan oleh Trivantis Corporation. Lectora Inspire mampu membuat kursus online cepat dan sederhana. Pendirinya adalah Timothy D. Loudermik di Cincinnati, Ohio, Amerika tahun 1999. Website resmi Lectora Inspire adalah http://lectora.com. Tahun 2011, Lectora memperoleh 5 penghargaan dalam bidang produk E-Learning inovatif, Authoring Tool, tool presentasi terbaik, dan teknologi e-learning terbaik. Sistem yang dibutuhkan untuk menjalankan Lectora Inspire X.6 yaitu:1) Processor Intel 1.5 GHZ,2) 1GB RAM untuk Lectora Inspire,3) 900MB hard disk kosong,4) Microsoft Windows XP, Windows Vista atau Windows 7,5) Agen Help membutuhkan Flash Player 8.0 atau di atasnya,6) Microsoft Internet Explorer 6.0 ke atas, Firefox 1.0 ke atas, Safari 1.2 ke atas atau Google Chrome,7) Lectora Inspire juga membutuhkan Microsoft Direct X9 atau terbaru untuk Camtasia, Microsoft Net Framework 3.5 SP1 untuk Flypaper dan Adobe Flash Player version 9.0.115.0,8) Image: TIF, GIF, JPG, BMP, PNG, WMF, EMF, IPIX9) Audio: WMA, WAV, MID, RMI, AU, MP3, AIFF, FLV10) ASF (streaming audio oleh Microsoft) atau RM (streaming real audio)11) Video: WMV, FLV, AVI, MOV, MPEG, MPG, RM, RAM, MP4, ASF.12) Dokumen: RTF, TXT13) Lain-lainnya: Shockwave, SWF, Java, Javascript, ASP, JSP, PHP, ColdFusion.Masud (2014: 1) menjelaskan beberapa cakupan Lectora Inspire, yaitu:1) Flypaper for Lectora membuat pembelajar lebih kreatif da melibatnya dengan menambah animasi flash, transisi, dan efek spesial.2) Camtasia for Lectora membuat tutorial professional dengan mudah meng-capture video, animasi flash, atau software desain 3D. Dapat juga digunakan untuk mengedit video, audio, transisi, dan lain-lain.3) Snagit for Lectora meng-capture apa yang ada di desktop untuk membuat image. Dilengkapi dengn callout dan lain-lain.

b. Keunggulan Lectora InspireMenurut Masud (2014:1-2) Lectora Inspire memiliki beberapa keunggulan dibandingkan authoring tool e-learning lainnya, yaitu:1) Lectora dapat digunakan untuk membuat website, konten e-learning interaktif dan presentasi produk atau profil perusahaan.2) Fitur-fitur yang disediakan Lectora Inspire sangat memudahkan pengguna pemula untuk membuat multimedia (audio dan video) pembelajaran.3) Bagi seorang guru atau pengajar, keberadaan Lectora Inspire dapat memudahkan membuat media pembelajaran.4) Template Lectora cukup lengkap.5) Lectora menyediakan Media Library yang sangat membantu pengguna.6) Lectora sangat memungkinkan penggunanya untuk mengkonversi presentasi Microsoft Power Point ke dalam konten e-learning.7) Konten yang dikembangkan dengan perangkat lunak Lectora dapat dipublikasikan ke berbagai output seperti HTML5, single file executable (.exe), CD-ROM, maupun standar e-learning seperti SCROM dan AICC.

5. Adobe Flash CS6a. Sekilas Adobe FlashFlash adalah software yang memiliki kemampuan menggambar sekaligus menganimasikannya, serta mudah dipelajari (Akbar, 2008). Flash tidak hanya digunakan dalam pembuatan animasi, tetapi pada zaman sekarang ini flash juga banyak digunakan untuk keperluan lainnya seperti dalam pembuatan game, presentasi, membangun web, animasi pembelajaran, bahkan juga dalam pembuatan film. Flash merupakan program grafis yang diproduksi oleh Macromedia corp, yaitu sebuah vendor software yang bergerak di bidang animasi web. Macromedia Flash pertama kali diproduksi pada tahun 1996. Macromedia Flash telah diproduksi dalam beberapa versi. Versi terakhir dari Macromedia Flash adalah Macromedia Flash 8. Sekarang Flash telah berpindah vendor menjadi Adobe.Adobe Flash CS6 merupakan sebuah program yang didesain khusus oleh adobe dan program aplikasi standar authoring tool professional yang digunakan untuk membuat animasi dan bitmap yang sangat menarik untuk keperluan pembangunan situs web yang interaktif dan dinamis. Flash didesain dengan kemampuan untuk membuat animasi dua dimensi yang handal dan ringan sehingga flash banyak digunakkan untuk membangun dan membersihkan efek animasi pada website, CD interaktif dan yang lainnya. Program ini memiliki banyak fungsi, seperti pembuatan animasi objek, membuat presentasi, animasi iklan, game, pendukung animasi halaman web, hingga dapat digunakan untuk pembuatan film animasi.Fitur terbaru pada Adobe Flash CS6:1) Memberikan dukungan untuk HTML 5.2) Ekspor symbol dan urutan animasi yang cepat menghasilkan sprite sheet untuk menigkatkan pengalaman gaming. Alur kerja, dan performance.3) Memberikan dukungan untuk Android dan iOS dengan Adobe Flash player terbaru.4) Performanya memberikan pemuatan foto berukuran besar menjadi lebih cepat. Hal ini terwujud dengan adanya Adobe Mercury Graphics Engine yang mampu meminimalisir waktu render.

b. Keunggulan Adobe FlashKeunggulan yang dimiliki oleh Adobe Flash adalah flash ini mampu diberikan sedikit kode pemrograman baik yang berjalan sendiri untuk mengatur animasi yang ada di dalamnya atau digunakan untuk berkomunikasi dengan program lainnya seperti HTML, PHP dan Database dengan pendekatan XML, Dapat dikolaborasikan dengan web karena mempunyai keunggulan antara lain kecil dalam ukuran file output-nya.

6. Suhu dan Kalora. Suhu dan TermometerSuhu atau temperatur merupakan ukuran yang menyatakan derajat/ tingkat panas atau dinginnya suatu zat. Untuk keperluan mengukur suhu dibuat alat yang dinamakan termometer. Dengan termometer kita dapat menetukan seberapa tinggi panas suatu benda dan seberapa dinginnya suatu zat. Pembuatan termometer memanfaatkan sifat-sifat fisis zat yang ikut berubah apabila suhunya berubah atau yang dikenal dengan sifat termometrik zat. Beberapa sifat zat yang berubah ketika suhunya berubah antara lain warna, volume, tekanan, dan daya hantar listrik. Berdasarkan zat yang digunakan, ada beberapa macam termometer antara lain termometer cairan, termometer gas, termometer hambatan listrik (Pyrometer), termokopel.Pada termometer cairan jenis zat cair yang biasa digunakan adalah alkohol dan air raksa. Keunggulan air raksa dibandingkan dengan zat cair lainnya yaitu: dapat menyerap panas suatu benda yang akan diukur sehingga suhu raksa sama dengan suhu denda yang diukur; dapat digunakan untuk mengukur suhu yang rendah; tidak membasahi dinding tabung; pemuaian raksa teratur/linier terhadap kenaikan suhu; mudah dilihat karena raksa dapat memantulkan cahaya. Termometer raksa memiliki empat macam skala yang biasa digunakan, berikut penjelasanya;1) Skala CelciusSeorang astronom Swedia bernama Anders Celcius (1701-1744) mengusulkan penggunaan titik lebur es dan titik didih air sebagai titik tetap bawah dan atas termometer Celcius. Jarak antara dua titik tetap tersebut kemudian dibagi menjadi seratus (itulah sebabnya diberi nama centrigrade yang berarti seratus langkah).2) Skala FahrenheitDi Amerika Serikat, umumnya masih digunakan termometer dengan skala Fahrenheit. Pada skala ini titik lebur es diberi angka 32 dan titik didih air diberi angka 212. Skala ini dibuat oleh seorang ahli Fisika berkebangsaan Jerman Gabriel Fahrenheit (1686-1736).3) Skala KelvinKita ketahui bahwa setiap benda tersusun oleh partikel-partikel yang bergetar. Uang logam yang kita pukul dengan palu dan kita sentuh akan terasa hangat. Ini karena pukulan palu menyebabkan partikel-partikel bergerak lebih cepat, yang berarti energi kinetik rata-rata partikel juga meningkat. Tampak bahwa suhu adalah ukuran energi kinetik rata-rata partikel dalam suatu benda. Kelajuan gerak partikel secara bertahap berkurang dengan turunnya suhu. Saat suhu mancapai kira-kira -273,16oC, gerak partikel berhenti sehinggat tidak ada lagi panas yang dapat diukur. Jadi, pada suhu ini energi kinetik partikel sama dengan nol. Suhu inilah yang merupakan suhu paling rendah yang mungkin dapat dimiliki oleh suatu benda. Suhu ini disebut nol mutlak. Lord Kelvin (1824-1907) seorang ahli Fisika Inggris yang pertama mengusulkan pengukuran suhu berdasarkan suhu nol mutlak. Skala suhu yang ditetapkannya disebut skala Kelvin, diberi lambang K. Suhu terendah pada skala ini diberi tanda 0 K yang sama dengan -273,16oC.

4) Skala ReamurPada termometer Reamur, titik lebur es diberi angka 0o, sedangkan titik didih air diberi angka 80o. Daerah antara dua titik dibagi menjadi 80 bagian. Skala termometer ini diusulkan oleh seorang ahli bernama Ren Antoine Ferchault de Raumur.

(1)Hubungan antara keempat termometer di atas dirumuskan dengan Persamaan (1) berikut ini.

Keterangan: = suhu termometer 1 = suhu termometer 2 = titik tetap atas = titik tetap bawah

b. PemuaianPemuaian merupakan gerakan atom penyusun benda karena mengalami pemanasan. Makin panas suhu suatu benda, makin cepat gerak molekul-molekul pada benda tersebut sehingga jarak rata-rata antar molekul/atom merenggang. Karena adanya getaran atom inilah yang menjadikan benda tersebut memuai ke segala arah. Pemuaian dapat dialami zat padat, cair, dan gas. 1) Pemuaian Zat PadatPemuaian zat pada dasarnya ke segala arah. Besar pemuaian yang dialami suatu benda tergantung pada tiga hal, yaitu ukuran awal benda, karakteristik bahan, dan besar perubahan suhu benda. Setiap zat padat mempunyai besaran yang disebut koefisien muai panjang (). Sedangkan koefisien muai luas () dan koefisien volume zat padat (), masing-masing adalah .a) Muai PanjangPada zat padat yang berukuran panjang dengan luas penampang kecil, seperti pada, jarum rajut, kabel dan rel kereta api, pemuaian pada luas penampang dapat diabaikan. Setiap zat padat mempunyai besaran yang disebut koefisien muai panjang (). Koefisien muai panjang suatu zat adalah perbandingan antara pertambahan panjang () terhadap panjang awal benda (lo) per satuan kenaikan suhu (. Secara matematis, dinyatakan dengan Persamaan (2).

(3)Makin besar koefisien muai panjang suatu zat apabila dipanaskan, maka makin besar pertambahan panjangnya dan sebaliknya. Jika sebuah batang mempunyai panjang mula-mula l1, koefisien muai panjang (), suhu mula-mula T1, lalu dipanaskan sehingga panjangnya menjadi l2 dan suhunya menjadi T2, maka akan berlaku persamaan, sebagai berikut.

(4)Dari Persamaan (1) kita peroleh , maka Persamaan (3) dapat dituliskan menjadi (4) berikut ini:

b) Muai LuasUntuk benda-benda yang berbentuk lempengan plat (dua dimensi), akan terjadi pemuaian dalam arah panjang dan lebar. Hal ini dikarenakan dimensi-dimensi linier dari sebuah benda berubah terhadap suhu, maka begitu pula halnya dengan luas dan volume. Pertambahan luas pada benda dapat dirumuskan dengan Persamaan (5) sebagai berikut:

(5)

c) Muai Ruang

(6)Zat padat yang mempunyai tiga dimensi (panjang, lebar, dan tinggi), seperti bola dan balok, jika dipanaskan akan mengalami muai volume, yakni bertambahnya panjang, lebar, dan tinggi zat padat tersebut. Karena muai volume merupakan penurunan dari muai panjang, maka muai ruang juga tergantung dari jenis zat. Dengan anggapan ini diperoleh volume benda saat dipanaskan memenuhi Persamaan (6) berikut:

(6)2) Pemuaian Zat CairSeperti halnya zat padat, zat cair akan memuai volumenya jika dipanaskan. Sebagai contoh, ketika kita memanaskan panci yang berisi penuh dengan air. Pada suhu yang sangat tinggi, sebagian dari air tersebut akan tumpah. Hal ini berarti volume air di dalam panci tersebut memuai atau volumenya bertambah. Sebagian besar zat akan memuai secara beraturan terhadap penambahan suhu.Akan tetapi, air tidak mengikuti pola yang biasa. Bila sejumlah air pada suhu 0oC dipanaskan, volumenya menurun sampai mencapai suhu 4oC. Kemudian, suhu di atas 4oC air berperilaku normal dan volumenya memuai terhadap bertambahnya suhu. Pada suhu di antara 0oC dan 4oC air menyusut dan di atas suhu 4oC air memuai jika dipanaskan. Sifat pemuaian air yang tidak teratur ini disebut anomali air. Selain air, paraffin dan bismuth juga merupakan zat yang memiliki sifat anomali.3) Pemuaian Zat GasSifat gas diantaranya adanya perubahan volume dan selalu mengisi seluruh ruangan. Oleh karena itu, apabila gas dipanaskan volumenya memuai. Peristiwa pemuaian gas dapat diamati, misalnya ketika kita menuangkan air panas ke dalam botol plastik. Gas di dalam botol akan memuai sehingga mempengarui bentuk botol. Namun, ketika botol plastik yang berisi air panas kemudian disiram dengan air es, maka udara akan menyusut dan menyebabkan bentuk botol kembali berubah mengempis. Pemuaian gas akan dijelaskan secara lebih rinci di kelas XI, tetang teori kinetik gas. Berikut disajikan tabel koefisien muai berbagai zat pada suhu mendekati suhu kamar.Tabel 2.2. Daftar Koefisien Muai Mendekati Suhu KamarZatKoefisien Muai Panjang (oC)-1Koefisien Muai Volume (oC)-1

PadatAlmunium25 x 10-675 x 10-6

Kningan19 x 10-656 x 10-6

Besi/Baja12 x 10-635 x 10-6

Timah Hitam29 x 10-687 x 10-6

Kaca (Pyrex)3 x 10-69 x 10-6

Kaca (Biasa)9 x 10-627 x 10-6

Kwarsa0,4 x 10-61 x 10-6

Beton dan Bata 12 x 10-6 36 x 10-6

Marmer1,4 3,5 x 10-64 - 10 x 10-6

CairBensin

950 x 10-6

Air Raksa180 x 10-6

Ethyl Alkohol1100 x 10-6

Gliserin500 x 10-6

Air210 x 10-6

GasUdara (dan sebagian besar gas pada suhu atmosfir)3400 x 10-6

(Sumber: Giancoli, 2001: 454)

c. Pengaruh Kalor Pada ZatKalor didefinisikan sebagai perpindahan energi yang melintasi batas sistem berdasarkan perubahan suhu antara sistem dan lingkungannya. Pada abad ke-18 diilustrasikan aliran kalor sebagai gerakan zat fluida yang disebut kalori. Teori ini disebut teori kalorik dan pertama kali diperkenalkan oleh Antonie Lauret Lavoisier (1743 1794), ahli kimia berkebangsan Prancis. Teori kalorik dapat menjelaskan pemuaian benda ketika dipanaskan dan proses hantaran kalor dalam sebuah kalorimeter dengan memuaskan. Tetapi teori kalorik tidak dapat menjelaskan mengapa kedua telapak tangan terasa hangat ketika anda meggosok-gosokannya.

Gambar 2.3 Percobaan Joule pada Tara Kalor Mekanik (Sumber: Fisika, 2001)Selanjutnya pada abad ke-19, ditemukan berbagai fenomena yang berhubungan dengan kalor, dapat dideskripsikan secara konsisten tanpa perlu menggunakan model fluida. Model yang baru ini memandang kalor berhubungan dengan kerja dan energi. Satuan kalor yang masih umum dipakai sampai saat ini yaitu kalori. Satu kalori didefinisikan sebagai kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gram air sebesar 1oC. Terkadang satuan yang digunakan adalah kilokalori (kkal) karena dalam jumlah yang lebih besar, di mana 1 kkal = 1.000 kalori.Pendapat bahwa kalor berhubungan dengan energi dikerjakan lebih lanjut oleh sejumlah ilmuwan pada tahun 1800-an, terutama oleh seorang ilmuwan dari Inggris, James Prescott Joule (1818 - 1889). Joule melakukan sejumlah percobaan yang penting untuk menetapkan pandangan bahwa kalor merupakan bentuk transfer energi. Salah satu bentuk percobaan Joule ditunjukkan secara sederhana seperti pada Gambar 2. Beban yang jatuh menyebabkan roda pedal berputar. Gesekan antara air dan roda pedal menyebabkan suhu air naik sedikit (yang sebenarnya hampir tidak terukur oleh Joule). Kenaikan suhu yang sama juga bisa diperoleh dengan memanaskan air di atas kompor. Joule menentukan bahwa sejumlah kerja tertentu yang dilakukan selalu ekivalen dengan sejumlah masukan kalor tertentu. Secara kuantitatif, kerja 4,186 joule (J) ternyata ekivalen dengan 1 kalori (kal). Nilai ini dikenal sebagai tara kalor mekanik. 4,186 J = 1 kal4,186 103 J = 1 kkalSecara singkat perbedan antara temperatur, energi dalam dan kalor dapat dijelaskan mengunakan teori kinetik. Temperatur dalam Kelvin merupakan pengukuran dari energi kinetik rata-rata dari molekul secara individu. Energi termal dan energi dalam mengacu pada energi total dari semua molekul pada benda. Sedangkan kalor mengacu pada transfer energi dari satu benda ke yang lainya karena adanya perbedaan temperatur. Perhatikan bahwa arah aliran kalor antara kedua benda bergantung pada temperatur bukan pada berapa banyak energi dalam yang dimiliki masing-masing.Pengaruh kalor terhadap suatu sistem atau benda antara lain dapat mengubah suhu benda dan dapat merubah wujud benda. 1) Kalor JenisKalor jenis suatu benda dapat didefinisikan sebagai kalor yang diperlukan oleh 1kg zat untuk menaikkan suhunya sebesar satu Kelvin. Kalor jenis menunjukkan kemampuan suatu benda untuk menyerap kalor. Semakin besar kalor jenis suatu benda, semakin besar pula kemampuan benda untuk menyerap kalor. Kalor diukur menggunakan alat bernama kalorimeter. Secara matematis kalor jenis suatu zat dituliskan dalam Persamaan (7) sebagai berikut: (7)Keterangan:Q = banyaknya kalor yang diperlukan atau dilepaskan (J)m = massa benda (kg) = perubahan suhu (oC)kalor jenis zat (J/kg oC)Berikut disajikan tabel kalor jenis beberapa zat pada tekanan atmosfer.

Tabel 2.3. Kalor Jenis(Pada tekanan konstan 1 atm dan 20oC kecuali dinyatakan lain)No.ZatJ/kg oCKal/gr oC

1.Aluminium9000,22

2.Tembaga3900,093

3.Kaca8400,20

4.Besi/baja4500,11

5.Timah Hitam1300,031

6.Marmer8600,21

7.Perak2300,056

8.Kayu17000,4

9.Alkohol (Ethyl)24000,58

10.Raksa1400,033

11.AirEs (-5oC)Cair (15 oC)Uap (110 oC)2100418620100,501,000,48

12.Tubuh Manusia (rata-rata)34700,83

13.Udara17000,4

(Sumber: Giancoli, 2001: 490)

2) Kapasitas PanasKapasitas kalor suatu benda adalah banyak energi yang diserap atau diberikan dalam bentuk kalor untuk menaikkan atau menurunkan suhu suatu benda sebesar satu Kelvin atau satu derajat Celcius, satuan kapasitas kalor adalah J/oC. Kapasitas kalor dapat dirumuskan dengan Persamaan (8) sebagai berikut:

(8)

3) Perubahan Wujud ZatSetiap zat memiliki kecenderungan untuk berubah jika zat tersebut diberikan suhu yang tinggi (dipanaskan) ataupun suhu yang rendah (didinginkan). Suatu zat dapat berubah menjadi tiga wujud zat diantaranya cair, padat, dan gas. Berikut bagan perubahan wujud zat.

Gambar 2.4. Bagan Perubahan Wujud Zat(Sumber: Dokumentasi Pribadi)

(9)Ketika sedang berubah wujud, baik melebur, membeku, menguap, dan mengembun, suhu zat akan tetap, walaupun terdapat pelepasan atau penyerapan kalor. Dengan demikian, terdapat sejumlah kalor yang dilepas atau diserap pada saat perubahan wujud zat, tetapi tidak digunakan untuk menaikkan atau menurunkan suhu. Kalor ini disebut sebagai kalor laten dan disimbolkan dengan huruf L. Kalor laten adalah kalor yang dibutuhkan oleh suatu benda untuk mengubah wujudnya persatuan massa. Secara matematis dinyatakan dengan Persamaan (9).

KeteranganL = Kalor laten peleburan atau penguapan (J/kg)Q = Kalor yang dibutuhkan ketika perubahan wujud (J)m = massa zat (kg)Nilai-nilai kalor lebur dan kalor penguapan yang disebut juga kalor laten diberikan pada Tabel 2.4 berukut ini.

Tabel 2.4. Kalor Laten (pada tekanan 1 atm)ZatTitik Lebur (oC)Kalor LeburJ/kgTitik Didih (oC)Kalor PenguapanJ/kg

Oksigen-218,80,14 x 105-1832,1 x 105

Nitrogen-210,00,26 x 105-195,82,0 x 105

Ethyl alkohol-1141,04 x 105788,5 x 105

Amonia-77,80,33 x 105-33,41,37 x 105

Air03,33 x 10510022,6 x 105

Timah Hitam3270,25 x 10517508,7 x 105

Perak 9610,88 x 105219323 x 105

Besi18082,89 x 105302363,4 x 105

Tungsten34101,84 x 105590048 x 105

(Sumber: Giancoli, 2001: 498)

4) Asas Black

(10)Anda ketahui bahwa kalor berpindah dari satu benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Pada waktu zat mengalami pemanasan, partikel-partikel benda akan bergetar dan menumbuk partikel tetangga yang bersuhu rendah. Hal ini berlangsung terus menerus membentuk energi kinetik rata-rata sama antara benda panas dengan benda yang semula dingin. Pada kondisi seperti ini terjadi keseimbangan termal dan suhu kedua benda akan sama. Hukum kekekalan energi kalor dirumuskan pertama kali oleh Joseph Black (1728 1899). Oleh karena itu, pernyataan tersebut juga di kenal sebagai asas Black. Joseph Black merumuskan perpindahan kalor antara dua benda yang membentuk suhu termal dengan Persamaan (10) berikut:

d. Perpindahan KalorKalor berpindah dari satu tempat atau benda ke tempat atau benda lainnya dengan tiga cara, yaitu konduksi (hantaran), konveksi (aliran), dan radiasi (pancaran).1) Konduksi

(10)Konduksi atau hantaran kalor pada banyak materi dapat digambarkan sebagai hasil tumbukan molekul-molekul. Sementara satu ujung benda dipanaskan, molekul-molekul di tempat itu bergerak lebih cepat. Sementara itu, tumbukan dengan molekul-molekul yang langsung berdekatan lebih lambat, mereka mentransfer sebagian energi ke molekul-molekul lain, yang lajunya kemudian bertambah. Molekul-molekul ini kemudian juga mentransfer sebagian energi dengan molekul-molekul lain sepanjang benda tersebut. Dengan demikian, energi gerak termal ditransfer oleh tumbukan molekul sepanjang benda. Hal inilah yang mengakibatkan terjadinya konduksi. Besarnya kalor Q tiap selang waktu tertentu dirumuskan dengan Persamaan (11) berikut:

(11)Dengan: = kalor yang diserap (J)A = luas penampang lintang benda (m2) = beda suhu antara kedua jung benda (oC) = jarak antara kedua bagian benda yang beda suhunya (m) = selang waktu yan diperlukan (s) = konstanta pembanding (J/s.m.oC)Konduktivitas termal (k) berbagai zat ditunjukkan pada Tabel 2.5. Nilai konduktivitas termal suatu zat mempengaruhi sifat zat dalam menghantarkan kalor. Semakin tinggi nilai k maka benda tersebut akan mudah menghantarkan kalor (bersifat konduktor), dan sebaliknya, semakin kecil nilai k maka benda akan bersifat isolator.Tabel 2.5. Konduktivitas TermalZatKonduktivitas Termal (J/s.m.oC)ZatKonduktivitas Termal (J/s.m.oC)

LogamAluminium205Bahan IsoatorGabus0,04

Perunggu109Serat Kaca (fiberglass)0,04

Tembaga385Bulu halus0,02

Besi dan baja50Kapuk0,03

Perak406

Zat Padat LainLemak tubuh0,17GasHidrogen0,13

Batu bata0,6Udara0,024

Beton0,8

Kaca0,8

Es1,6

Air 0,60

Kayu (Pinus)0,13

(Sumber: Serway R.A. & Faughn, J.S., 2004 : 583)

2) KonveksiKonveksi atau aliran kalor adalah proses di mana kalor ditransfer dengan pergerakan molekul dari satu tempat ke tempat yang lain. Bila pada konduksi melibatkan molekul (atau elektron) yang hanya bergerak dalam jarak yang kecil dan bertumbukan, konveksi melibatkan pergerakan molekul dalam jarak yang besar. Konveksi dalam kehidupan sehari-hari dapat kita lihat pada peristiwa terjadinya angin darat dan angin laut.

(12)Laju kalor Q/t ketika sebuah benda panas memindahkan kalor ke fluida sekitarnya secara konveksi adalah sebanding dengan luas permukaan benda A yang besentuhan dengan fluida dan beda suhu diantara benda dan fluida. Secara matematis dapat dituliskan dengan Persamaan (12) berikut:

Dengan h adalah koefisien konveksi yang nilainya bergantung pada bentuk dan kedudkan permukaan yaitu, tegak, miring, mendatar, menghadap ke bawah, atau menghadap ke atas. Nilai h diperoleh secara percobaan.3) RadiasiPerpindahan kalor secara konduksi dan konveksi memerlukan adanya materi sebagai medium untuk membawa kalor dari daerah yang lebih panas ke daerah yang lebih dingin. Akan tetapi, perpindahan kalor secara radiasi (pancaran) terjadi tanpa medium apapun. Semua kehidupan di dunia ini membutuhkan transfer energi dari Matahari, dan energi ini ditransfer ke Bumi melalui ruang hampa (hampa udara). Bentuk transfer energi ini dalam bentuk kalor yang dinamakan radiasi, karena suhu Matahari jauh lebih besar (6.000 K) daripada suhu permukaan bumi. Kecepatan atau laju radiasi kalor dari sebuah benda sebanding dengan pangkat empat suhu mutlak ( T4) benda tersebut. Kecepatan radiasi juga sebanding dengan luas A dari benda yang memancarkan kalor. Dengan demikian, kecepatan radiasi kalor meninggalkan sumber tiap selang waktu tertentu (Q/t ) dirumuskan:

(13)Persamaan (13) disebut persamaan Stefan-Boltzmann, dan adalah konstanta universal yang disebut konstanta Stefan-Boltzmann yang memilki nilai: = 5,67 10-8 W/m2K4Faktor e disebut emisivitas bahan, merupakan bilangan antara 0-1 yang bergantung pada karakteristik materi. Permukaan yang sangat hitam, seperti arang mempunyai emisivitas yang mendekati 1, sedangkan bahan yang permukaannya mengkilat mempunyai e yang mendekati nol sehingga memancarkan radiasi yang lebih kecil. Benda apapun tidak hanya memancarkan kalor dengan radiasi, tetapi juga menyerap kalor yang diradiasikan oleh benda lain. Kecepatan total pancaran kalor dari benda ke lingkungan tersebut dirumuskan:

(14)Berdasarkan Persamaan (14) dapat dikatakan bahwa kecepatan penyerapan kalor oleh sebuah benda dianggap sebesar ; yaitu, konstanta pembanding sama untuk pemancaran dan penyerapan. Hal ini berhubungan dengan fakta eksperimen bahwa kesetimbangan antara benda dan sekelilingnya dicapai ketika keduanya mempunyai suhu yang sama. Dalam hal ini, Q/t harus sama dengan nol ketika T1= T2, sehingga koefisien pemancaran dan penyerapan harus sama. Hal ini menguatkan pernyataan bahwa pemancar yang baik merupakan penyerap yang baik.

B. Kerangka BerpikirKurikulum 2013 merupakan kurikulum berbasis kompetensi yang menekankan pada pendekatan pembelajaran scientific. Untuk jenjang sekolah menengah atas, pendekatan scientific sangat ditekankan penggunaannya pada proses pembelajaran di kelas, salah satunya adalah pembelajaran Fisika. Pendekatan scientific dalam proses belajar-mengajar menuntut siswa untuk belajar aktif, mengkonstruk atau membangun pengetahuan sendiri dari fakta atau fenomena dan mengembangkan pengetahuan dengan mencari. Guru bukan lagi satu-satunya sumber belajar bagi siswa, siswa dapat belajar mandiri dan diharapkan mampu berpikir kreatif dan inovatif untuk mengembangkan pengetahuan, sehingga pendidikan menjadi bermakna bagi siswa. Untuk membangkitkan keinginan, minat dan motivasi belajar siswa, salah satu langkah yang dilakukan adalah dengan menggunakan media pembelajaran.Seiring dengan kemajuan teknologi informasi dan komunikasi (TIK) khususnya kemajuan ilmu komputer, berbagai dampak yang positif dirasakan pula dalam bidang pendidikan. Salah satu dampak positif tersebut adalah kemajuan dalam pembuatan media pembelajaran. Contoh media pembelajaran yang dapat dibuat adalah modul elektronik menggunakan Lectora Inspire X6 dan Adobe Flash CS6. Software Lectora Inspire dapat dimanfaatkan untuk mengembangkan modul elektronik. Software tersebut dilengkapi dengan fasilitas-fasilitas yang dapat menunjang kesuksesan pembelajaran, seperti fasilitas memasukkan gambar, animasi maupun video. Adapun Adobe Flash CS6 sangat cocok digunakan untuk keperluan membuat animasi pembelajaran yang menarik dan interaktif. Pembuatan modul elektronik menggunakan kedua software ini sangat mudah dan praktis sehingga sangat membantu dalam pembelajaran. Dengan fasilitas-fasilitas yang dimiliki Lectora Inspire memungkinkan membantu pembelajaran Fisika dengan mengedapankan prinsip pembelajaran K-13 dengan tahapan mengamati, menanya, mencoba, menalar dan mengkomunikasikan. Materi yang akan dibuat dalam media ini yaitu materi Suhu dan Kalor untuk Fisika kelas X.Berdasarkan uraian kerangka berpikir di atas, maka dapat dibuat suatu paradigma berpikir yang ditunjukkan pada Gambar 2.5 berikut ini.

Gambar 2.5 Skema Kerangka BerpikirMedia pembelajaran modul elektronik Fisika berbasis Scientific Approach materi Suhu dan Kalor SMA kelas X semester IIPembuatan media pembelajaran modul elektronik Fisika berbasis Scientific Approach materi Suhu dan Kalor SMA kelas X semester IIModul ElektronikMedia PembelajaranPembelajaran Fisika SMAPembelajaran Kurikulum 2013 berbasis Scientific ApproachLectora InspireAdobe Flash Cs.6Kemajuan TIK5