DASAR-DASAR PENDIDIKAN MIPA

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Memasuki abad ke-21 ini Ilmu Prengetahuan Alam mengalami perkembangan pesat sejalan dengan kemajuan Teknologi dan Industri. Keadaan ini sudah tentu memberikan pengaruh terhadap pendidikan IPA.

Pendidikan IPA tidak hanya menjelaskan dan menyampaikan fakta alamiah saja tapi juga menanamkan sikap ilmiah, nilai-nilai IPA dan mengembangkan kreativitas anak didik.

Telah kita ketahui betapa pentingnya motivasi dalam kegiatan belajar-mengajar. Guru sebagai pengelola proses belajar-mengajar perlu mempertahankan semangat belajar siswa. Bukti-bukti menunjukkan bahwa siswa hanya giat belajar jika ia termotivasi untuk belajar. Dengan demikian maka guru perlu mengenal cara-cara untuk memotivasi siswa untuk belajar.

Di antara motivasi yang telah kita kenal bahwa motivasi yang terpenting adalah membangkitkan motivasi belajar intrinsik. Dengan dikenalnya beberapa penyebab timbulnya motivasi belajar intrinsik, maka seorang guru dapat menciptakan suatu kondisi yang dapat merangsang timbulnya motivasi belajar intrinsik siswa.

Motivasi ekstrinsik lebih mudah dibangkitkan dari pada motivasi intrinsik, biasanya dimanfaatkan sebagai pembuka jalan ke arah motivasi intrinsik. Sejalan dengan ini maka sebagai usaha dilakukan guru untuk membangkitkan motivasi ekstrinsik untuk belajar, khususnya dalam kegiatan belajar-mengajar di kelas.

1.2. Rumusan Masalah

a.       Bagaimanakah cara-cara membangun motivasi pelajar dalam belajar?

b.      Apa saja prinsi-prinsip yang digunakan untuk memotivasi siswa?

c.       Bagaimanakah hubungan IPA dan Matematika?

d.      Faktor apa saja yang mempengaruhi dalam memotivasi belajar siswa?

1.3. Batasan Masalah

a.       Menyebutkan kualifikasi guru IPA dilihat dari bidang studi yang diajarkannya.

b.      Menjelaskan usaha-usaha yang harus dilakukan guru untuk memotivasi siswa.

c.       Menyebutkan prinsip-prinsip yang harus dilakukan dalam mengajarkan IPA supaya mudah diserap.

1.4. Tujuan

a.       Untuk mengetahui cara-cara membangun motivasi belajar.

b.      Untuk mengetahui prinsip yang digunakan untuk memotivasi siswa.

c.       Untuk mengetahui hubungan IPA dan Matematika.

BAB II

PEMBAHASAN

PENDEKATAN DAN METODE PENDIDIKAN IPA

2.1. Cara-cara Memotivasi Dalam Mengajarkan IPA

Cara-cara memotivasi dalam proses belajar-mengajar dapat dirancang berdasarkan pengenalan terhadap masalah-masalah yang dapat mempengaruhi timbulnya motivasi belajar. Masalah-masalah tersbut bersumber pada interaksi antara parasiswa dikelas, hubungan antara guru dengan siswa, dan hal-hal pokok yang berhubungan dengan proses belajar-mengajar.

Masalah yang berhubungan dengan  interaksi antar para siswa meliputi hubungan antar siswa, persaingan antar siswa dan rasa keterlibatan diri siswa dalam lingkungannya. Masalah yang berhubungan antara siswa dengan gurunya meliputi sikap guru terhadap siswa, peraturan dan tugas-tugasyang diberikan kepada siswa, ganjaran terhadap usaha siswa belajar meliputi hadiah, pujian dan hukuman terhadap siswa, serta hal-hal lain yang berhubungan langsung dengan pribadi guru sebagai pengelola proses belajar-mengajar.

Tujuan belajar dapat dinyatakan dengan tingkah laku yang diharapkan terjadi setelah proses belajar mengajar , dan merupakn hasil belajar yang meliputi:

1.      Informasi verbal

2.      Keterampilan intelektual

3.      Strategi koognitif

4.      Siksap dan keterampilan motor

Dalam pengelolaan proses belajar –mengajar perlu dipilih pendekatan dan metode yang dipilih sesuai dengan masalah yang dipelajari. Evaluasi hasil belajar perlu dilaksanakan dengan memperhatikan selang waktu pelaksanaan yang cukup, pengambilan hasil pada waktunya, aspek soal perlu sesuai dengan  TIK, cara penilaian yang, memadai dan perlu diadakan pengukuran yang meliputi:

a.       Dominan kognitif

b.      Efektif

c.       Psikomotor

Untuk memotivasi siswa dalam belajar IPA kita dapat kita dapat berpedoman pada bebrapa prinsip yakni prinsip-prinsip kebermaknaan, prasyarat, modeling, menarik, partisipasi dal keterlibatan, penarikan bimbingan secara berangsur, penyebaran jadwal,  knsekuensi dan kondisi yang menyenangkan, serta komunikasi terbuka.

2.2. Implikasi Pendekatan dan Metode Pendidikan IPA

Untuk menunjang terlaksananya pendidikan IPA dengan baik, harus diperhatikan beberapa hal antara lain faktor guru, faktor murid dan bahan pelajaran, faktor motivasi dan sarana penunjang.

Faktor guru

1)      Menguasai bidang studi yang diajarkan

2)      Mengikuti perkembangan ilmu pengetahuan

3)      Mempunyai keterampilan merakit alat

4)      Membimbing siswa

5)      Menyadari bahwa seorang siswa tidak di didik menjadi seorang spesialis fisika dan sebagainya

6)      Tidak selalu mengahrapkan jawaban yang benar dari siswa

7)      Terampil dalam bertanya

8)      Bertindak sebagai ktalisator dan fasilitator

9)      Menyadari bahwa tidak senua ilmu IPA bisa dibuktikan

10)  Tidak perlu rendah diri

11)  Menyadari bahwa kemapuan bakat dan minat siswa bebeda-beda

12)  Menjadi contoh tauladan dan figure panutan

Faktor murid dan bahan pelajaran

Seorang guru IPA perlu meperhatikan hal-hal sebagai berikut:

1.      Memperhatikan dan membantu murid

2.      Menjelaskan tujuan setiap percobaan

3.      Percobaan IPA harus meransang otak siswa harus berfikir

4.      Percobaan yang akan dilakukan bukan merupakan percobaan yang baru

5.      Urutan pelajaran harus dimulai dari yang sederhana ke yang sulit

6.      Urutan pelajaran harus dimulai dari yang konkrit ke yang abstrak

7.      Urutan pelajaran harus dimulai dari yang khusus ke umum

8.      Urutan pelajaran dimuali dari hal yang dikenal ke yang tidak dikenal

Faktor motivasi

Beberapa prnsisp yang dapat memberikan motivasi belajar:

1.      Prinsip kebermaknaan

2.      Prinsip atraktif

3.      Prinsip modeling

4.      Prinsip pre-rekuisit

5.      Prinsip penyebaran jadwal

6.      Prinsip evaluasi hasil belajar secara teratur

Sarana penunjang

1.      Ruang kelas

2.      Laboratorium

3.      Peralatan dan bahan

4.      Perpustakaan

5.      Suber belajar lainnya

2.3. Hubungan IPA dan Matematika

IPA selalu berhubungan dengan mengukur atau menghitung sebab IPA dan matematika mempunyai hubungan yang sangat erat. Suatu prinsip atau hokum IPA adakalanya dimulai dari eksperimen baru kemudian disusun dalam rumus matematika tetapi adakalanya juga prinsip atau hokum IPA dimulai dari perumusan teoritis matematika dengan kemampuan daya nalar fikir manusia, sesudah itu dibuktikan dengan eksperimen. IPA lebih cepat berkembang dibandingkan dengan ilmu pengetahuan lainnya.

a.       Objek IPA adalah benda, benda hidup atau benda mati yang mudah dikontrol, diukur dan diamati

b.      Prinsip atau hokum IPA biasanya selalu dapat dinyatakan dalam rumusan kuantitatif matematika

c.       Penemuan IPA cepat dapat dimanfaatkan  menjadi teknologi, mulai dari teknologi sederhana sampai teknologi canggih

PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN

PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN TUMBUHAN

A.    Pengertian

1.      Pertumbuhan adalah proses kenaikan massa dan volume yang irreversible (tidak kembali ke seperti semula) karena adanya tambahan substansi dan perubahan bentuk yang terjadi selamaproses tersebut. Selama pertumbuhan terjadi pertambahan jumlah dan ukuran sel. Pertumbuhan dapat diukur serta dinyatakan secara kuantitatif.

2.      Perkembangan adalah proses menuju tercapainya kedewasaan atau tingkat yang lebih sempurna. Perkembangan tidak dapat dinyatakansecara kuantitatif. Perkembangan merupakan proses yang berjalan sejajar dengan pertumbuhan.

B.     Tahap Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan

Tumbuhan bertambah tinggi dan besar disebabkan oleh dua hal berikut ini:

a)      Pertambahan jumlah sel sebagai hasil pembelahan pada meristem (titik tumbuh) di titik tumbuh primer dan sekunder.

b)      Pertambahan komponen-komponen seluler dan adanya difrensiasi sel.

Aktivitas pertumbuhan dapat diukur dan dinyatakan secara kuantitatif. Pada tanaman kecepatan pertumbuhan dapat diukur dengan menggunakan alat yang disebut busur tumbuh atau auksanometer. Tumbuhnya tanaman melalui beberapa tahapan. Tahapan-tahapan pertumbuhan tanaman, yaitu sebagai berikut:

1. Perkecambahan

Perkecambahan terjadi karena pertumbuhan radikula (calon akar) dan pertumbuhan plumula (calon batang). Faktor yang mempengaruhi perkecambahan adalah air, kelembapan, oksigen, dan suhu. Perkecambahan dibagi menjadi dua yaitu:

a.      Proses perkecambahan

Proses perkecambahan melibatkan proses fisika maupun kimiawi

ü  Proses fisika

Proses fisika terjadi ketika biji menyerap air (imbibisi) akibat potensial air rendah dan kering.

ü  Proses kimia

Proses kimia terjadi ketika masuknya air, biji akan mengembang dan kulit biji akan pecah. Ari yang masuk akan mengakitifkan embrio untuk melepaskan hormon giberelin  (GA). Hormone ini mendorong aileron (lapisn tipis bagian luar endosperm) untuk mensintesis dan mengeluarkan enzim.

Enzim bekerja dengan menghidrolisis cadangan makanan yang terdapat dalam kotiledone dan endosperma. Proses ini menghasilkan molekul yang larut dalam air, misalnya enzim amylase menghidrolisis pati dalam endosperma menjadi gula. Selanjutnya gula akan diserap dari endosperm oleh kotiledon selama pertumbuhan embrio menjadi bibit tanaman.

b.      Macam perkecambahan 

1)      Tipe perkecambahan di atas tanah (Epigeal)

Tipe ini terjadi, jika plumula dan kotiledon muncul di atas permukaan tanah.

Contoh: perkecambahan kacang hijau (Vigna radiata).

2)      Tipe perkecambahan di bawah tanah (Hipogeal)

Tipe ini terjadi, jika plumula muncul ke permukaan tanah sedangkan kotiledon tinggal di dalam tanah.

Contoh: perkecambahan kacang kapri (Pisum sativum), Jagung (Zea mays).

Makanan untuk pertumbuhan embrio diperoleh dari cadangan makanan karena belum terbentuknya klorofil yang diperlukan dalam fotosintesis. Pada tumbuhan dikotil makana diperoleh dari kotiledon, sedangkan pada tumbuhan monokotil diperoleh dari endosperm. Perkecambahan hanya terjadi jika syarat-syarat yang dibutuhkan terpenuhi, yaitu air yang cukup, suhu yang sesuai, udara yang cukup, dan cahaya matahari yang optimal. Jika syarat-syarat tersebut  tidak dipenuhi, maka biji akan tetap dalam keadaan tidur (dorman). Lamanya biji dorman bertahan hidup dan mampu berkcambah sangat bervariasi tergantung pada spesies dan kondisi lingkungan.

2. Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan

Pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan berbiji diawali dengan pertemuan antara sel kelamin jantan dan kelamin betina, menjadi biji, berkecambah, tumbuh menjadi tanaman kecil yang sempurna, dan berlanjut tumbuh dan berkembang menjadi tumbuhan dewasa. Tumbuhan dewasa akan berbunga dan berbuah. Pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan terjadi di bagian-bagian tertentu, misalnya ujung akar dan batang. Pertumbuhan yang terjadi pada bagian tersebut dikenal dengan pertumbuhan terminal.

a) Pertumbuhan dan Perkembangan Akar

Pada ujung akar tumbuhan berbiji yang sedang aktif tumbuh, terdapat tiga daerah pertumbuhan dan perkembangan. Ketiga daerah tersebut adalah daerah pembelahan, daerah pemanjangan, dan daerah pematangan.

1) Daerah Pembelahan

Daerah pembelahan merupakan daerah  yang paling ujung. Pada daerah ini terutama terjadi pembentukan sel-sel baru melalui pembelahan sel. Sel-sel di daerah pembelahan memiliki inti sel yang relatif besar, berdinding tipis, dan aktif membelah diri. Daerah pembelahan disebut pula daerah merismatik. Daerah meristem ini terletak dibelakang tudung akar, yang meliputi meristem apical.

2) Daerah Pemanjangan

Daerah pemanjangan merupakan hasil pembelahan sel-sel meristem di daerah pembelahan. Sel-sel hasil pembelahan tersebut akan bertambah besar ukurannya, sehingga membentuk daerah pemanjangan. Sel-sel di daerah ini berukuran jauh lebih besar dibandingkan sel-sel meristem. Sel daerah pemanjangan ini juga berfungsi sebagai penyimpan cadangan makanan, pemanjangan sel berperan penting untuk menekan ujung akar, termasuk meristem agar akar memnjang. Derah pemanjangan ini terletak dibelakang meristem.

3) Daerah Pematangan

Daerah diferensiasi atau pematangan terletak di belakang daerah pemanjangan. Sel-sel di daerah ini telah berubah bentuk sesuai fungsinya. Sebagian sel mengalami diferensiasi menjadi epidermis, korteks, empulur, xilem, dan floem. Sebagian sel lagi mengalami diferensiasi menjadi jaringan parenkim (jaringan dasar), jaringan penunjang seperti kolenkim dan sklerenkim, dan sebagainya. Dengan terjadinya diferensiasi sel, maka terbentuklah berbagai jaringan tumbuhan yang menyusun organ tumbuhan.

Pertumbuhan pada tumbuhan dapat dibedakan menjadi pertumbuhan primer dan pertumbuhan sekunder.
 
Gambar: Pertumbuhan primer pada ujung batang dan akar.

ü  Pertumbuhan primer, merupakan pertumbuhan yang disebabkan oleh kegiatan titik tumbuh primer. Titik tumbuh primer terdapat pada ujung akar atau ujung batang. Titik tumbuh primer telah mulai terbentuk sejak tumbuhan masih berupa embrio. Ujung akar dan ujung batang tempat terjadinya pertumbuhan merupakan daerah meristem apikal. Pertumbuhan primer menyebabkan batang dan akar bertambah panjang. 

ü  Pertumbuhan Sekunder, merupakan pertumbuhan yang disebabkan oleh kegiatan jaringan kambium. Jaringan kambium bersifat meristematik, yaitu sel-selnya selalu aktif membelah. Kambium hanya terdapat pada tumbuhan dikotil dan gymnospermae. Pertumbuhan sekunder menyebabkan diameter batang bertambah besar.

Gambar: Pertumbuhan sekunder pada batang dikotil

Pada tumbuhan dikotil berkayu, pertumbuhan sekunder terjadi karena adanya aktivitas sel-sel meristem diantara xilem dan floem. Xilem dibentuk ke arah dalam dan floem dibentuk ke arah luar. Pertumbuhan di bagian dalam lebih cepat daripada pertumbuhan di bagian luar, sehingga mengakibatkan jaringan epidermis dan korteks pada kulit terluar akan rusak (pecah).

Xylem dan floem yang dibentuk dari aktivitas kambium disebut xylem skunder dan floem skunder yang menyebabkan diameter batang atau akar bertambah besar. Pertubuhan kearah dalam jauh lebih besar, sehingga xylem (kayu) yang dihasilkan juga tebal.

Pembentukanxilem dan floem skunder dipengaruhi oleh musim dan menimbulkan adanya lingkar tahun.

C. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERTUMBUHAN

 DAN PERKEMBANGAN PADA TUMBUHAN

1.      Faktor Internal (factor dari dalam)

Faktor internal adalah factor yang berasal dari dalam atau berasal dari tanaman itu sendri, yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan anatra lain:

a        Gen

Gen merupakan unit pewarisan sifat bagi organisme hidup. Gen mengandung factor-faktor sifat keturunan yang dapat di turunkan oleh keturunannya. Selain itu, gen juga berfungsi untuk mengontrol reaksi kimia di dalam sel, misalnya sintesis protein yang merupakan bagian dasar penyusun bagian tubuh tumbuhan yang dikendalikan oleh gen secara langsung.

b        Hormone

Hormone ialah regulator pertumbuhan yang sangat esensial yang dibuat pada suatu bagian tumbuhan, atau pembawa pesan kimiawi antarsel atau antar kelompok sel. Semua organisme multiselular, termasuk tumbuhan memproduksi hormon. Dalam pertumbuhan ini peran hormon ini sangatlah penting. berikut adalah daftar hormon yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan pada tanaman

Tabel jenis-jenis hormone dan pengaruhnya terhadap tumbuhan

Hormone	Pengaruh	Tempat produksi
Auksin, misalnya IAA	Mendorong pemanjangan batang, pertumbuhan akaar, diferensisi sel dan percabangan, pertumbuhan buah, fototropisme, dan geotropisme.	Dihasilkan dalam embrio dalam biji, meristem apical dan daun-daun muda.
Sitokinin, misalnya zeatin	Mempengaruhi pertumbuhan akar dan diferensiasi akar, mendorong pembelahan dan pertumbuhan sel, perkecambahan, pembungaan dan menghambat penuaan.	Disintesis pada akar dan diangkut ke organ lain.
Giberelin, mialnya GA3	Mendorong perkecambahan biji dan tunas,pemanjangan batang, pertumbuhandaun, pembungaan,dan perkembngan buah,mempengaruhi pertumbuhan akar.	Diproduksi dalam meristem akar, meristem batang, daun muda dan embrio.
Asam absisat	Menghanbat pertumbuhan, menutup stomata selama kekurangan air, menunda pertumbuhan	Disintesis pada daun, batang, buah dan biji
Gas etilen	Mndorong pemasakan buah, menyebabkan batang tumbuh menjadi tebal	Diproduksi di jaringan buah masak, di ruas batang, dan di daun tua.

2.      Factor eksternal

Factor yang mempengaruhui pertumbhan pada tumbuhan adalah makanan, air, suhu, kelembapan, oksigen, dan cahaya.

a. Makanan

Makanan adalah sumber energy dan sumber materi untuk menyintesis berbagai komponen sel. Unsusr mineral yang dibutuhkan tumbuhan dalam jumlah besar disebut makroelemen,  ada 9 makro elemen atau bahan organic yaitu karbon, oksigen, hydrogen, nitrogen, sulfur, fosfor, kalium, kalsium dan magnesium. Unsure mineral yang dibutuhkan dalam jumlah kecil disebut mikroelemen,ada 8 mikroelemen, yaitu zat besi (fe), klorin, tembaga, magnesium, seng, molibedenum, boron, nikel. Tumbuhan jika kekurangan sebagian nutrisi, maka pertumbuhan itu disebut mengalami defisiensi

b. Air

Air termasuk senyawa utama yang sangat dibutuhkan tumbuhan. Air berfungsi antara lain fotosintesis, mengaktifkan reaksi enzimatik, menjaga kelembapan dan membantu perkecambahan biji. Tanpa air reaksi kimia dalam sel tidak dapat berangsung sehingga mengakibatkan tumbuhan mati.

c. Suhu

Tumbuhan membutuhkan suhu tertentu supaya biasa tumbuh dan berkembang dengan baik, yang disebut suhu optimum. Suhu yang paling rendah untuk memungkinkan tumbuhan untuk tumbuh disebut suhu minimum, sedangkan suhu yang paling tinggi disebut suhu maksimum. Setiap tumbuhan mempunyai suhu minimum, optimum dan maksimum berbeda-beda. Suhu sangat erat hubungannya dengan cara kerja enzim.

d. Kelembaban

Pengaruh kelembaban udara berbeda-beda terhadap berbagai tumbuhan. Tanah dan udara yang lembap berpengaruh baik bagi pertumbuhan. Kondisi lembab menyebabkan banyak air yang diserap tumbuhan dan lebih sedikit  yang diuapkan.

e. Cahaya

Setiap tumbuhan memerlukan cahaya untuk pertumbuhan, karena cahaya sangat berperan dalam fotosintesis dan fotomorfogenesis. Biji tumbuhan yang berkecambah dan tumbuh di tempat yang gelap/tidak ada cahaya ternyata tumbuhnya tidak normal dengan ciri tumbuhnya sangat cepat, perawakan tumbuhan tampak tinggi dan ramping, batangya lemah dan batang tidak berwarna hijau tetapi pucat. Gejala ini disebut etiolasi. Berdasarkan persyaratan panjang hari untuk pembungaan, sebagian besar tumbuhan dibagi menjadi tiga kelompok utama, yaitu:

a.    Tumbuhan berhari pendek (short day plant)

b.   Tumbuhan hari panjang (long day plant)

c.    Tumbuhan hari netral (day-neutral plant).

KESIMPULAN