padattt

MAKALAH BENTUK PITA DALAM SEMIKONDUKTOR Disusun untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Pendahuluan Fisika Zat Padat Oleh : Erik Luki Ikhtiardi 080210192033 Syitaul Umaha 090210102003 Dinicen Viclara 090210102026 Tri Mardiyanti 090210102039 Hasanatul Ulum 090210102061 Retno Palupi Kusuma W. 090210102071 Verawati Eka 090210102083 PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS JEMBER 2012 BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Semikonduktor merupakan bahan dengan konduktivitas listrik yang berada diantara isolator dan konduktor. Disebut semi atau setengah konduktor, karena bahan ini memang bukan konduktor murni. Semikonduktor, umumnya diklasifikasikan berdasarkan harga resistivitas listriknya pada suhu kamar, yakni dalam rentang 10-2-109 Ωcm. Sebuah semikonduktor akan bersifat sebagai isolator pada temperatur yang sangat rendah, namun pada temperatur ruang akan bersifat sebagai konduktor. Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik, karena konduktivitasnya dapat diubah-ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut doping). Semikonduktor merupakan elemen dasar dari komponen elektronika seperti dioda, transistor dan IC (integrated circuit). Semikonduktor sangat luas pemakainnya, terutama sejak ditemukannya transistor pada akhir tahun 1940-an. Oleh karena itu semikonduktor dipelajari secara intensif dalam fisika zat padat. Namun dalam makalah ini hanya dibahas sifat fisis dasar semikonduktor saja. Dalam menyajikan sifat fisis dasar semikonduktor, makalah ini membahas rapat elektron dan hole, yaitu bentuk pita dalam semikonduktor. Bahan semikonduktor yang banyak dikenal contohnya adalah silikon (Si), ermanium (Ge) dan Galium Arsenida (GaAs). Germanium dahulu adalah bahan satu-satunya yang dikenal untuk membuat komponen semikonduktor. Namun belakangan, Silikon menjadi popular setelah ditemukan cara mengekstrak bahan ini dari alam. Silikon merupakan bahan terbanyak ke-dua yang ada dibumi setelah oksigen (O2). Pasir, kaca dan batu-batuan lain adalah bahan alam yang banyak mengandung unsur silikon. Rumusan Masalah Bagaimana klasifikasi dari kristal semikonduktor? Bagaimanakah struktur pita semikonduktor? Bagaimana mengukur celah energi (Eg) dari pita dalam semikonduktor? Bagaimana persamaan gerak elektron dalam pita energi pada kristal semikonduktor? Bagaimanakah massa efektif elektron/hole pada semikonduktor ? Tujuan Mahasiswa dapat mengetahui klasifikasi dari kristal semikonduktor. Mahasiswa dapat mengetahui struktur pita semikonduktor. Mahasiswa dapat mengukur celah energi (Eg) dari pita dalam semikonduktor. Mahasiswa dapat mengetahui persamaan gerak elektron dalam pita energi pada kristal semikonduktor. Mahasiswa dapat mengetahui massa efektif elektron/hole pada semikonduktor BAB II PEMBAHASAN 2.1 Klasifikasi Semikonduktor Bahan semi konduktor adalah bahan yang daya hantar listriknya antara konduktor dan isolator. Atom-atom bahan semi konduktor membentuk kristal dengan struktur tetrahedral, dengan ikatan kovalen. Bahan semi konduktor yang banyak dipakai dalam elektkronika adalah silikon (Si) dan Germanium (Ge). Pada 0 K SI mempunyai lebar pita terlarang (energy gap) 0,785 eV, sedang untuk Ge 1,21 eV. Berdasar murni atau tidaknya, bahan semikonduktor dibedakan menjadi 2 jenis yaitu semikonduktor intrinsik dan semikonduktor ekstrinsik. 2.1.1 Semikonduktor Intrinsik Kristal semikonduktor germanium intrinsik terdiri dari atom silikon. yang termasuk dalam kelompok IV pada susunan berkala. Tiap atom silikon mempunyai empat buah elektron valensi. Atom silikon menempati kisi kisi dalam kristal. Semikonduktor intrinsik aliran listrik disebabkan oleh gerakkan elektron intrinsik dan lubang intrinsik. Konsentrasi elektron dan lubang intrinsik bergantung pada bahan dan suhu. Elektron valensi pada germanium lebih mudah tereksitai termik menjadi elektron bebas dari pada elektron valensi pada atom silikon. Ini berhubungan dengan adanya pita pita energi untuk elektron didalam kristal semikonduktor. Dalam atom bebas elektron hanya dpat mempunyai nilai energi tertentu saja. Dikatakan elektron hanya dapat berada pada tingkat energi tertentu. Dalam kristal semikonduktor oleh karena atom atom terletak berdekatan didalam susunan yang berkala, maka elektron dapat berada pada pita pita energi. Oleh adanya prinsip Pauli yang menyatakan bahwa tiap keadan orbital atom hanya dapat berisi dua buah elektron saja, maka untuk semikonduktor pita pita enrgi yang bawah akan terisi penuh hingga suatu pita energi tertentu. Oleh karena setiap atom mempunyai empat buah elektron valensi, maka ada satu pita energi yang terisi penuh dan pita energi berikutnya kosong. Semikonduktor intrinsik merupakan semikonduktor yang terdiri atas satu unsur saja, misalnya Si saja atau Ge saja. Pada kristal semikonduktor Si, 1 atom Si yang memiliki 4 elektron valensi berikatan dengan 4 atom Si lainnya, perhatikan gambar 1. Pada kristal semikonduktor instrinsik Si, sel primitifnya berbentuk kubus. Ikatan yang terjadi antar atom Si yang berdekatan adalah ikatan kovalen. Hal ini disebabkan karena adanya pemakaian 1 buah elektron bersama (■(→@←) ) oleh dua atom Si yang berdekatan. Menurut tori pita energi, pada T = 0 K pita valensi semikonduktor terisi penuh elektron, sedangkan pita konduksi kosong. Kedua pita tersebut dipisahkan oleh celah energi kecil, yakni dalam rentang 0,18 - 3,7 eV. Pada suhu kamar Si dan Ge masing-masing memiliki celah energi 1,11 eV dan 0,66 eV. Bila mendapat cukup energi, misalnya berasal dari energi panas, elektron dapat melepaskan diri dari ikatan kovalen dan tereksitasi menyebrangi celah energi. Elektron valensi pada atom Ge lebih mudah tereksitasi menjadi elektron bebas daripada elektron valensi pada atom Si, karena celah energi Si lebih besar dari pada celah energi Ge. Elektron ini bebas bergerak diantara atom. Sedangkan tempat kekosongan elektron disebut hole. Dengan demikian dasar pita konduksi dihuni oleh elektron, dan puncak pita valensi dihuni hole. Sekarang, kedua pita terisi sebagian, dan dapat menimbulkan arus netto bila dikenakan medan listrik. 2.1.2 Semikonduktor Ekstrinsik Semikonduktor yang telah terkotori (tidak murni lagi) oleh atom dari jenis lainnya dinamakan semikonduktor ekstrinsik. Proses penambahan atom pengotor pada semikonduktor murni disebut pengotoran (doping). Dengan menambahkan atom pengotor (impurities), struktur pita dan resistivitasnya akan berubah. Ketidakmurnian dalam semikonduktor dapat menyumbangkan elektron maupun hole dalam pita energi. Dengan demikian, konsentrasi elektron dapat menjadi tidak sama dengan konsentrasi hole, namun masing-masing bergantung pada konsentrasi dan jenis bahan ketidakmurnian. Dalam aplikasi terkadang hanya diperlukan bahan dengan pembawa muatan elektron saja, atau hole saja. Hal ini dilakukan dengan doping ketidakmurnian ke dalam semikonduktor. Terdapat tiga jenis semikonduktor ekstrinsik yaitu semikonduktor tipe-n, dan semikonduktor tipe-p. Semikonduktor Ekstrinsik Tipe-n Semikonduktor dengan konsentrasi elektron lebih besar dibandingkan konsentrasi hole disebut semikonduktor ekstrinsik tipe-n. Semikonduktor tipe-n menggunakan semikoduktor intrinsik dengan menambahkan atom donor yang berasal dari kelompok V pada susunan berkala, misalnya Ar (arsenic), Sb (Antimony), phosphorus (P). Atom campuran ini akan menempati lokasi atom intrinsik didalam kisi kristal semikonduktor. Gambar 2. Atom pengotor untuk menghasilkan semikonduktor ekstrinsik tipe-n Konsentrasi elektron pada Si dan Ge dapat dinaikkan dengan proses doping unsur valensi 5. Sisa satu elektron akan menjadi elektron bebas, jika mendapatkan energi yang relatif kecil saja (disebut sebagai energi ionisasi). Elektron ini akan menambah konsentrasi elektron pada pita konduksi. Elektron yang meninggalkan atom pengotor yang menjadi ion disebut dengan elektron ekstrinsik. Keberadan impuriti donor digambarkan dengan keadaan diskrit pada energi gap pada posisi didekat pita konduksi. Penambahan atom donor telah menambah level energi pada pita konduksi yang berada diatas energi gap sehingga mempermudah elektron untuk menyebrang ke pita konduksi. Pada suhu kamar sebagian besar atom donor terionisasi dan elektronnya tereksitasi ke dalam pita konduksi. Sehingga jumlah elektron bebas (elektron intrinsik dan elektron ekstrinsik) pada semikonduktor tipen jauh lebih besar dari pada jumlah hole (hole intrinsik). Oleh sebab itu, elektron di dalam semikonduktor tipe-n disebut pembawa muatan mayoritas, dan hole disebut sebagai pembawa muatan minoritas. Semikonduktor Ekstrinsik Tipe-p Semikonduktor tipe-p, dimana konsentrasi lubang lebih tinggi dibandingkan elektron, dapat diperoleh dengan menambahkan atom akseptor. Pada Si dan Ge, atomnya aseptor adalah unsur bervalensi tiga (kelompok III pada susunan berkala) misalnya B (boron), Al (alumunium), atau Ga (galium). Karena unsur tersebut hanya memiliki tiga elektron valensi, maka terdapat satu kekosongan untuk membentuk ikatan kovalen dengan atom induknya. Atom tersebut akan mengikat elektron dari pita velensi yang berpindah ke pita konduksi. Dengan penangkapan sebuah electron tersebut, atom akseptor akan menjadi ion negatip. Atom akseptor akan menempati keadaan energi dalam energi gap di dekat pita valensi. Pada semikonduktor tipe-p, atom dari golongan III dalam system periodik unsur misalnya Ga, dibubuhkan kedalam kristal semikonduktor intrinsik. Oleh karena galium termasuk golangan III dalam sistem periodic unsur, atom Ga memiliki tiga buah elektron valensi. Akibatnya, dalam berikatan dengan atom silikon di dalam kristal, Ga memerlukan satu elektron lagi untuk berpasangan dengan atom Si. Oleh sebab itu atom Ga mudah menangkap elektron, sehingga disebut akseptor. Jika ini terjadi atom akseptor menjadi kelebihan elektron sehingga menjadi bermuatan negatif. Dalam hal ini dikatakan atom akseptor terionkan. Ion akseptor ini mempunyai muatan tak bebas, oleh karena tak bergerak dibawah medan listrik luar. Ion Si yang elektronnya ditangkap oleh atom akseptor terbentuk menjadi lubang, yang disebut lubang ekstrinsik. Jelaslah bahwa pada semikonduktor tipe-p, lubang merupakan pembawa muatan yang utama, sehingga disebut pembawa muatan mayoritas. Disini elektron bebas merupakan pembawa muatan minoritas. 2.2 Struktur Pita Semikonduktor Dalam bahan semikonduktor intrinsik dari elektron valensi dapat melompat ke pita energi lebih atas, sehingga elektron dalam pita ini dapat berlaku sebagai elektron konduksi. Selain semikonduktor intrinsik kita mengenal juga semikonduktor ekstrinsik yang mekanisme konduksinya timbul karena ada atom asing. Tingkat energi atom asing ini memungkinkan timbulnya electron konduksi atau kekosongan yang dapat berlaku sebagai partikel bermuatan positif yang dapat menghantar muatan listrik . Dalam semikonduktor dikenal adanya konduksi listrik oleh lubang atau kekosongan. Konduksi ini terjadi karena kekosongan elektron pada suatu ataom dapat berpindah ke atom tetangganya, sehingga kekosongan ini dapat dirambatkan dari satu atom ke atom lainnya. Dengan perkataan lain keadaan pita kosong pada pita penuh karena elektronnya pindah ke tingkat energi lain dapat berlaku sebagai partikel bermuatan positif yang dapat menghantarkan listrik. Untuk penentuan celah energi Eg pada semikonduktor dapat menggunakan efek hall yaitu dengan mengukur koefesien hall sebagai fungsi suhu. Jika bahan semikonduktor diberi suhu yang tinggi, maka eksitasi termal menghasilkan elektron bebas yang berjumlah besar dari pita valensi, dan pembawa-pembawa intrinsik berperan dominan pada suhu tinggi tersebut. Daerah suhu ini disebut daerah intrinsik. Jika sekarang suhu diturunkan konsentrasi elektron bebas juga akan menurun, dan pada titik tertentu hanya elektron donor yang masih tertinggal dalam pita konduksi. Selama suhu masih terletak dalam daerah cukup tinggi sehingga elektron donor masih tereksitasi ke dalam pita konduksi, maka konsentrasi pembawa akan bertahan konstan terhadap perubahan suhu, dan daerah ini disebut daerah aus (exhausion). Penurunan suhu lebih lanjut akan menyebabkan peralihan kembali dari sebagian elektron donor kepada tingkat energi donor. Daerah ini disebut daerah tak-murnian, dan konsentrasi pembawa menurun dengan cepat bila suhu diturunkan. 2.3 Celah Energi Pada Sebuah Pita Dalam Semikonduktor Sifat konduktivitas dan konsentrasi ditentukan oleh factor E_g/(K_B T) celah energi dengan temperatur. Ketika perbandingan ini besar, konsentrasi sifat instrinsik akan rendah dan konduktivitasnya juga akan rendah. Nilai terbaik dari celah energi diperoleh dari penyerapan optik. Celah energi (Eg) merupakan selisih antara energi terendah pada pita konduksi (Ek) dengan energi tertinggi pada pita valensi ( Ev) . Atau secara matematis dapat ditulis: Untuk mengukur besarnya celah energi (Eg) dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu penerapan langsung dan penyerapan tidak langsung. Penyerapan Langsung Pada teknik penyerapan langsung, kristal semikonduktor yang akan diukur celah energinya dijatuhi foton monokromatik dengan energi mulai dari yang kecil sampai yang besar sedemikian rupa sehingga terjadi penyerapan foton oleh kristal, seperti ditunjukkan pada bagan dalam Gambar di bawah. Bagan. Teknik Penyerapan Langsung Apabila foton monokromatik yang datang pada kristal semikonduktor masih diteruskan oleh kristal itu, atau dengan kata lain foton itu masih ditangkap (diditeksi) oleh detektor, maka berarti penyerapan foton oleh kristal belum terjadi. Selanjutnya, jika energi foton itu kita perbesar sedikit demi sedikit sehingga mulai ada foton yang tidak ditangkap oleh ditektor, maka berarti pada saat ini penyerapan foton oleh kristal mulai terjadi. Jika energi foton itu terus kita perbesar, maka penyerapan akan terus berlangsung. Pada teknik penyerapan langsung, nilai energi foton yang menyebabkan mulai terjadinya penyerapan foton oleh kristal adalah sama dengan nilai energi celah dari kristal semikonduktor itu. Proses itu dapat kita lukiskan dalam grafik penyerapan sebagai fungsi energi foton, seperti ditunjukkan pada Gambar. Pada saat mulai terjadi penyerapan foton oleh kristal berarti elektron-elektron pada pita velensi mulai memperoleh energi yang cukup untuk meloncati celah energi (Eg), sehingga pada saat ini timbul hole (lubang) di pita valensi dan elektron konduksi di pita konduksi. Oleh karena itu, pada saat tepat pada saat mulai terjadi penyerapan, energi foton yang diserap kristal (elektron) adalah tepat sama dengan nilai celah energi dari kristal semikonduktor tersebut atau dapat dikatakan besarnya celah energi (Eg) sama dengan besarnya energi foton (gelombang elektromagnetik). Sehingga secara matematis dapat dituliskan : Dimana : ω merupakan frekuensi anguler dari foton (gelombang elektromagnetik). Eg=E merupakan energi celah (energi gap). Penyerapan Tidak Langsung Proses pengukuran Eg dengan teknik penyerapan tak langsung baik bagan maupun prosesnya pada prinsipnya adalah sama dengan proses pengukuran celah energi dengan teknik penyerapan langsung. Tetapi ada sedikit perbedaan, Pada teknik penyerapan tak langsung di samping melibatkan elektron dan hole juga melibatkan partikel lain yaitu fonon. Pada teknik ini, selain foton, fonon mungkin diserap oleh kristal atau timbul di dalam kristal. Sehingga pada proses ini kita akan memperoleh tiga partikel, yaitu elektron konduksi , hole, dan fonon. Kurva penyerapan sebagai fungsi energi untuk teknik penyerapan tak langsung dapat dilihat pada Gambar. Gambar. Penentuan Celah Energi Dengan Penyerapan Tidak Langsung Pada kurva penyerapan tidak langsung diatas diperoleh bahwa elektron mengabsorpsi foton sekaligus fonon. Proses ini memenuhi hukum kekekalan energi. Sehingga selain energi foton (partikel dalam gelombang elektromagnetik) terdapat juga fonon (partikel dalam gelombang elastik) yang dipancarkan maupun diserap, sehingga secara matematis dapat ditulis : Dimana tanda ± menunjukan bahwa dalam proses penyerapan tidak langsung ini keberadaan fonon ada yang dipancarkan (+) atau diserap (-). 2.4 Persamaan Gerak Elektron Pada Suatu Pita Energi Dalam Semikonduktor Sekarang kita akan menentukan persamaan gerak untuk sebuah elektron dalam pita energi. Kecepatan kelompok untuk beberapa fungsi gelombang dengan vektor gelombang k adalah : Dengan ω merupakan frekuensi sudut. Jika frekuensi sudut ini dihubungkan dengan energi dari fungsi gelombang ∈ adalah ω= ϵ/ℏ . Dengan mensubstitusi ω= ϵ/ℏ kedalam persamaan untuk kecepatan grup maka akan diperoleh: Pengaruh kristal di dalam gerak electron diberikan dalam hubungan disperse ϵ (k). Usaha yang dilakukan oleh medan listrik pada elektron adalah : Pada saat belajar Matematika Fisika, kita mengetahui bahwa δϵ dapat ditulis dalam bentuk Dengan mensubstitusi persamaan 5) ke persamaan 6), maka kita mendapatkan Dengan membandingkan persamaan 6) dan persamaan 8) maka Maka Persamaan 9) diatas merupakan persamaan untuk gaya listrik yang dialami oleh elektron karena berada dalam medan listrik ϵ . Akhirnya diperoleh: Inilah persamaan gerak elektron dalam pita energy. Massa Efektif Merupakan Massa efektif elektron yang berada dalam pita energi ketika mengalami gaya atau percepatan. Besarnya massa efektif elektron ditentukan dari persamaan gerak elektron pada suatu pita energi dalam semikonduktor. Adapun langkah-langkah menentukan besarnya massa efektif adalah sebagai berikut. Dari persamaan sebelumnya yaitu dari persamaan elektron pada suatu pita energi dalam semikonduktor, kita tahu bahwa perumusan untuk kecepatan elektron adalah (10) Jika kita mendiferensialkan persamaan (5) terhadap waktu, kita akan peroleh : atau (11) Kita dapat mengaitkan dengan gaya listrik yang bekerja pada sebuah elektron bebas sebagai berikut. Usaha yang dilakukan pada sebuah elektron oleh medan listrik dalam selang waktu adalah : . (12) Dimana dE adalah usaha, F = vektor gaya listrik yang bekerja pada elektron dan adalah vektor perpindahan dalam selang waktu dt. Gaya listrik biasa ditulis sebagai berikut : (13) Dimana e adalah muatan listrik elektron, dan adalah medan listrik, sehingga persamaan diatas menjadi : (14) Tetapi adalah sama dengan hasil kali antara kecepatan kelompok dengan selang waktu . Jadi usaha yang dilakukan pada elektron tersebut adalah : (15) Kita ketahui bahwa dan dari persamaan (10) kita ketahui bahwa sehingga persamaan (15) diperoleh : (16) Karena persamaan (15) sama dengan persamaan (16), maka dapat dipahami bahwa : atau (17) Kemudian jika subtitusikan persamaan (17) ke persamaan (11) maka didapat hasil sebagai berikut : atau (18) Karena F = gaya dan sama dengan percepatan. Maka berdasarkan hukum II newton yaitu : atau sehingga Nilai m tersebut didefinisikan sebagai massa efektif. BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan 1. Semikonduktor merupakan bahan dengan konduktivitas listrik yang berada diantara isolator dan konduktor. Disebut semi atau setengah konduktor, karena bahan ini memang bukan konduktor murni. 2. Berdasar murni atau tidaknya, bahan semikonduktor dibedakan menjadi 2 jenis yaitu semikonduktor intrinsik dan semikonduktor ekstrinsik. 3. Dalam bahan semikonduktor intrinsik dari elektron valensi dapat melompat ke pita energi lebih atas, sehingga elektron dalam pita ini dapat berlaku sebagai elektron konduksi. Selain semikonduktor intrinsik kita mengenal juga semikonduktor ekstrinsik yang mekanisme konduksinya timbul karena ada atom asing. Tingkat energi atom asing ini memungkinkan timbulnya electron konduksi atau kekosongan yang dapat berlaku sebagai partikel bermuatan positif yang dapat menghantar muatan listrik . 4. Celah energi dapat diukur dengan persamaan : Eg = Ek – Ev 5. Persamaan pita energi dalam semikonduktor : 6. Massa efektif elektron pada semikonduktor dapat dirumuskan : DAFTAR PUSTAKA Kittel, C.1976. Introduction to Solid State Physics.USA.John wiley & Sons. Parno, Drs. 2002. Pendahuluan Fisika Zat Padat. Malang: FMIPA Universitas Negeri Malang. Sutrisno. 1986. Elektronika Teori Dan Penerapannya. Bandung: ITB. Wiendartun. Diktat Fisika Zat Padat I. UPI Bandung.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA Tinjauan pustaka merupakan bab yang memberikan penjelasan teori yang menunjang berkaitan dengan penelitian. Pada bab ini akan dipaparkan tentang Pembelajaran Fisika , Model Pembelajaran Kooperatif tipe ( Teams Games Tournament ) TGT , Media Pembelajaran, Media Kartu Masalah,Penerapan Model ( Teams Games Tournament ) TGT dengan Metode gasing dalam pembelajaran fisika, aktivitas belajar siswa, dan hasil belajar siswa. Untuk lebih jelasnya, akan diuraikan sebagai berikut. 2.1 Belajar dan Pembelajaran Banyak definisi para ahli tentang belajar, diantaranya adalah sebagai berikut : Pengertian belajar secara umum adalah perubahan pada diri orang yang belajar karena pengalaman. Sedang pembelajaran secara umum adalah suatu kegiatan yang mengakibatkan terjadi perubahan tingkah laku, maka pengertian pembelajaran adalah suatu kegiatan yang dilakukan oleh guru sedemikian rupa sehingga tingkah laku siswa berubah kearah yang lebih baik (Darsono, 2000:4). M. Sobry Sutikno dalam bukunya menuju pendidikan bermutu (2004), mengartikan belajar adalah suatu proses usaha yang dilakukan oleh seseorang untuk memperoleh sesuatu perubahan yang baru sebagai hasil pengalamannya sendiri dalam interaksi dengan lingkungannya. Perubahan yang dimaksud disini adalah perubahan yang terjadi secara sadar (disengaja) dan tertuju untuk memperoleh sesuatu yang lebih baik dari sebelumnya. Belajar pada hakikatnya adalah perubahan yang terjadi dalam diri seseorang setelah melakukan aktifitas tertentu. Walaupun pada kenyataannya tidak semua perubahan termasuk kategori belajar. Misalnya perubahan fisik, mabuk, gila dan sebagainya. (Fathurrohman dan Sobri Sutikno, 2007 :6). Pembelajaran yaitu member perhatian, menjelaskan tujuan pada siswa, merangsang ingatan, menyajikan materi perangsang, member bimbingan belajar dan menampilkan kemampuan dan meningkatkan retensi dan transfer. (Udin S,dkk.2008 : 3.44). Dari beberapa teori belajar dapat disimpulkan pengertian pembelajaran yaitu rangkaian kegiatan jiwa raga, psikofisik, untuk menuju ke perkembangan pribadi manusia seutuhnya yang berarti menyangkut unsure cipta, rasa dan karsa, ranah kognitif, afektif, dan psikomotorik (Sardiman, 1986: 28). 2.2 Pembelajaran Fisika Ilmu fisika merupakan salah satu cabang Ilmu Pengetahuan Alam (IPA). Ilmu ini mempelajari fenomena-fenomena yang berkaitan dengan alam. Fenomena alam inilah yang kemudian memungkinkan terjadinya penelitian dengan percobaan, pengukuran dan penyajian secara matematis berdasarkan peraturan-peraturan umum (Druxes, 1986:3). Fisika sendiri tidak hanya berisikan teori-teori atau rumus-rumus untuk dihafal, namun juga terdiri atas banyak konsep yang harus dibangun dalam benak siswa sendiri. Pembelajaran merupakan interaksi dua arah dari seorang guru dan peserta didik, dimana antara keduanya terjadi komunikasi(transfer) yang intens dan terarah menuju suatu target yang telah ditetapkan sebelumnya (Trianto, 2009: 17). Menurut Dimyati dan Moedjiono (2005:157) pembelajaran merupakan proses belajar-mengajar untuk memperoleh pengetahuan, ketrampilan dan sikap. Dengan demikian, pembelajaran adalah suatu hubungan timbal balik antara guru dengan siswa yang bernilai pengajaran dan pendidikan untuk memperoleh pengetahuan sehingga dapat mencapai tujuan pembelajaran. Berdasarkan beberapa uraian di atas, maka pembelajaran fisika dapat di artikan sebagai proses belajar mengajar yang di dalamnya mempelajari alam dan kejadian-kejadiannya. Hal tersebut menyangkut ilmu pengetahuan yang berupa pemahaman konsep, hukum, teori dan penerapannya. Oleh karena itu, untuk mendapatkan pembelajaran fisika yang baik tidak cukup hanya diajarkan melalui pembelajaran yang teoritik, tetapi perlu adanya lingkungan pembelajaran yang dapat membangun pengetahuan siswa sehingga diperlukan guru yang inovatif dan kreatif untuk menciptakan pembelajaran fisika yang efektif. 2.3 Model pembelajaran Model Pembelajaran adalah kerangka konseptual yang melukiskan prosedur yang sistematis dalam mengorganisasikan pengalaman belajar untuk mencapai tujuan belajar tertentu, dan berfungsi sebagai pedoman bagi para perancang pembelajaran dan para pengajar dalam merencanakan dan melaksanakan aktifitas belajar mengajar Winataputra (1997:78). Selanjutnya menurut Arends (dalam Abbas, 2004:834) model pembelajaran adalah gambaran suatu pendekatan secara menyeluruh atau rencana pengajaran yang meliputi tujuan, langkah-langkah, lingkungan pembelajaran, dan sistem pengaturan. Jadi model pembelajaran ialah kerangka konseptual mengenai cara pengorganisasian pengajaran agar pemebelajaran berlangsung secara efektif. Joice dan Weil (dalam Winataputra, 1997:83) mengatakan bahwa setiap model belajar mengajar memiliki unsur-unsur sebagai berikut: 1. Sintakmatik, ialah tahap-tahap kegiatan dari model; 2. Sistem sosial, ialah situasi atau suasana, dan norma yang berlaku dalam model; 3. Prinsip reaksi, ialah pola kegiatan yang menggambarkan bagaimana guru melihat dan memperlakukan para pelajar, termasuk bagaimana seharusnya pengajar memberikan respon terhadap mereka; 4. Sistem pendukung, ialah segala sarana, bahan dan alat yang diperlukan untuk melaksanakan model; 5. Dampak instruksional dan pengiring, dampak instruksional ialah hasil belajar yang dicapai langsung dengan cara mengarahkan para pelajar pada tujuan yang diharapkan. Sedangkan dampak pengiring, ialah hasil belajar lainnya yang dihasilkan oleh suatu proses belajar mengajar, sebagai akibat terciptanya suasana belajar yang dialami langsung oleh para palajar tanpa pengarahan langsung dari pengajar. 2.4 Metode Eksperimen Metode mengajar dalam proses pembelajaran merupakan salah satu faktor yang sangat menentukan hasil belajar siswa. Metode eksperimen adalah suatu cara penyajian materi pelajaran dimana siswa secara aktif mengalami dan membuktikan sendiri tentang apa yang sedang dipelajarinya. Metode eksperimen adalah salah satu metode mengajar dimana siswa melakukan suatu percobaan tentang suatu hal, mengamati prosesnya serta menuliskan hasil percobaannya, kemudian hasil pengamatan itu disampaikan di kelas dan dievaluasi oleh guru (Roestiyah, 1991:80). Melalui metode ini siswa secara total dilibatkan dalam melakukan sendiri, menganalisis, membuktikan dan menarik kesimpulan sendiri tentang obyek, keadaan atau proses sesuatu. Metode eksperimen mempunyai beberapa tahap, namun pada hakikatnya kita mengenal adanya tiga tahap utama, yaitu : (1) merumuskan masalah, (2) melakukan percobaan diikuti observasi, (3) menarik kesimpulan. Penggunaan metode ini bertujuan agar siswa mampu memahami dan menemukan sendiri berbagai jawaban atas persoalan yang dihadapinya dengan mengadakan percobaan sendiri. Juga siswa dapat dilatih berpikir ilmiah (scientific thinking). Keuntungan penggunaan metode eksperimen adalah : a. Dapat memberikan gambaran yang konkret tentang suatu peristiwa. b. Siswa dapat mengamati suatu proses. c. Siswa dapat mengembangkan ketrampilan inkuiri. d. Siswa dapat mengembangkan sikap ilmiah. e. Membantu guru untuk mencapai tujuan pengajaran yang lebih efektif. (Arifin, 1994:111). Metode eksperimen memiliki beberapa keterbatasan antara lain : a. Memerlukan peralatan, bahan dan sarana praktikum bagi setiap siswa atau sekelompok siswa, hal ini perlu dipenuhi, karena akan mengurangi kesempatan siswa untuk melakukan percobaan jika tidak tersedia. b. Jika percobaan memerlukan waktu yang lama, akan mengakibatkan berkurangnya kecepatan laju pembelajaran. c. Kekurangpengalaman siswa maupun guru dalam melaksanakan percobaan, akan menimbulkan kesulitan tersendiri dalam melaksanakan praktikum. d. Kegagalan atau kesalahan dalam praktikum akan mengakibatkan perolehan hasil belajar (berupa informasi, fakta atau data) yang salah atau menyimpang. (Dimyati, 1994:78-79). 2.5 Model POE 2.5.1 Pengertian Model POE Menurut Soekamto dan Winataputra (1997:78), model adalah suatu kerangka konseptual yang digunakan sebagai pedoman di dalam melakukan suatu kegiatan. Model adalah suatu deskripsi atau analogi yang digunakan untuk memperlihatkan dalam bentuk yang sederhana sesuatu yang sukar untuk diamati (Roestiyah, 1994:60). jadi model ialah suatu struktur konseptual yang telah berhasil dikembangkan dalam suatu bidang pedoman di dalam melakukan suatu kegiatan. Model yang dapat dipandang meningkatkan kinerja memori dalam memahami konsep fisika adalah model POE singkatan dari prediction, observation, explanation. Teknik POE, pada hakekatnya merupakan penimbul pemikiran prediksi persoalan yang dapat mendorong siswa membangun pengetahuannya sendiri melalui berpikir, praktik, dan mencari penjelasannya (Suparno,2006:104). Langkah-langkah yang digunakan dalam pelaksanaan POE memiliki beberapa langkah, yaitu: 1. Prediction Langkah awal pada model POE ini adalah prediction, yaitu siswa membuat dugaan tentang suatu persoalan fisika yang disajikan guru, dalam membuat dugaan siswa harus memikirkan alasan mengapa mereka membuat dugaan tersebut dan siswa diberikan kebebasan dalam menyusun dugaan beserta alasannya agar banyak gagasan dan konsep fisika yang muncul dari siswa (Suparno, 2006:103). Pada tahap ini, guru akan mengerti bagaimana konsep dan pengertian fisika siswa tentang persoalan fisika yang diajukan dan guru mengerti miskonsepsi konsep yang terjadi pada siswa. Hal ini penting bagi guru bila nantinya membantu siswa agar mempunyai konsep yang benar. 2. Observation Dalam tahap ini siswa diminta untuk melakukan observasi, dugaan dengan alasan yang mendasari dugaan tersebut harus dipraktikkan (Suparno, 2006:103), dengan kata lain siswa diajak untuk melakukan percobaan apakah prediksi yang dibuat siswa benar atau tidak. Dalam langkah ini siswa melakukan eksperimen mencoba sesuai dengan yang dipikirkan 3. Explanation Selanjutnya pada tahapan ini siswa membuat penjelasan, dalam membuat penjelasan dapat terjadi bahwa dugaan siswa terjadi dalam eksperimennya, bila hal yang terjadi, maka siswa semakin yakin akan konsepnya dan tinggal merangkum yang ditemukan dan menguraikan lebih lengkap. Namun terdapat siswa yang dugaannya tidak terjadi dalam ekperimen, maka siswa dibantu untuk mencari penjelasannya mengapa dugaanya keliru dan dibantu mengubah dugaanya yang keliru menjadi benar, bila hal ini terjadi, maka siswa mengalami perubahan konsep, dari konsep yang tidak benar menjadi benar. Disinilah siswa belajar dari kesalahan dan biasanya belajar dari kesalahan tidak mudah dilupakan siswa. Model POE ini efektif dalam membantu siswa menemukan konsep sendiri dengan cara proses belajar yang aktif, siswa membangun sendiri pengetahuannya melalui prediksi dan dilanjutkan dengan observasi. Siswa mencari arti sendiri dari yang mereka pelajari dan menyesesuaikan konsep dan ide-ide baru yang mereka pelajari dengan kerangka berpikir yang telah mereka punya (Suparno, 2006:13). Dari pendapat tersebut dapat disimpulkan bahwa model POE suatu model pembelajaran yang menempatkan siswa sebagai subjek pembelajaran dengan cara mencoba menemukan sendiri konsep fisika yang mereka pelajari. 2.5.2 Penerapan Langkah-Langkah Model POE dalam Pembelajaran Menurut Suparno (2006:104) langkah-langkah penerapan model POE dalam pembelajaran fisika pada pokok bahasan Gaya yaitu: 1. menyampaikan tujuan pembelajaran kepada siswa 2. guru mengajukan persoalan fisika 3. meminta siswa untuk membuat prediksi tentang persoalan yang diajukan guru (prediction) 4. meminta siswa melakukan observasi dari persoalan melalui percobaan pengamatan (observation) 5. meminta siswa menarik kesimpulan dari observasi dan mencocokkan dengan prediksinya 6. meminta siswa memberikan penjelasan dari observasi (explanation) Untuk lebih jelasnya dapat dilihat dalam gambar alur langkah-langkah pembelajaran berikut ini Gambar 2.1 Alur Langkah-langkah Pembelajaran 2.5.3 Kelebihan dan Kelemahan Model POE Setiap model pembelajaran memiliki kelebihan dan kekurangan, sehingga ketepatan guru dalam memilih model pembelajaran sangat diperlukan agar tidak menjadi kendala yang dapat menghambat pelaksanaan pembelajaran guna mencapai tujuan pembelajaran. Adapun kelebihan dari model POE ini antara lain: 1. Dengan adanya tahap prediction pada awal pembelajaran, hal ini untuk mengetahui konsep awal yang dimiliki siswa, sehingga memepermudah guru memulai penjelasan materi. 2. Seluruh siswa aktif dalam pembelajaran disebabkan semua siswa membuat prediksi yang diharapkan dengan membuat predikdsi motivasi belajar siswa meningkat. 3. Siswa melakukan eksperimen dan membuat penjelasan sehingga siswa membangun sendiri pengetahuannya yang menyebabkan materi yang dipelajari siswa melekat untuk periode waktu yang lebih lama. Kelemahan model POE adalah sebagai berikut: 1. Model ini tidak dapat diterapkan pada semua pokok bahasan fisika karena mengingat materi fisika tidak bisa dieksperimenkan didalam kelas. 2. Guru akan mengalami kesulitan dalam proses pembelajaran, hal ini terjadi karena keterbatasan alat yang dimiliki sekolah. 2.6 Motivasi ada dua macam : a. Instrinsik adalah motif-motif yang menjadikan aktif atau sesuatu yang tidak perlu dirangsang, siswa akan belajar dengan giat/rajin, aktif dalam kelas, serta lebih meningkatkan prestasinya. b. Ekstrinsik adalah motivasi yang perlu rangsangan dari luar, sama halnya ketika seseorang siswa belajar hanya karena ingin dipuji oleh gurunya dan teman sekelasnya, dan takut akan hukuman yang diberikan gurunya, sehingga ia akan belajar dalam keadaan terpaksa. Suatu dorongan yang dimilki siapa saja. c. Penjelasan Variabel yang Terkait Secara umum ada dua variabel dalam penelitian ini yaitu variabel bebas dan variabel terikat. Sebagai variabel bebasnya adalah pembelajaran konsep operasi penjumlahan dan pengurangan menggunakan media gambar untuk SD kelas I sedangkan variabel terikatnya adalah motivasi dan minat belajar. 2.7 Hasil Belajar Menurut Hamalik (1990:189), hasil belajar tampak sebagai terjadinya perubahan tingkah laku pada diri siswa, yang dapat diamati dan diukur dalam bentuk perubahan pengetahuan, sikap dan keterampilan. Hasil belajar merupakan hasil dari suatu interaksi tindak belajar dan tindak mengajar (Dimyati dan Mudjiono, 2006:3). Hasil belajar siswa merupakan peningkatan kemampuan mental siswa. Menurut Slameto, hasil belajar merupakan perubahan yang terjadi dalam diri seseorang berlangsung secara berkesinambungan dan tidak statis. Suatu perubahan tingkah laku yang terjadi akan menyebabkan perubahan dan berguna bagi kehidupan atau proses belajar berikutnya. Hasil belajar akan tampak pada setiap perubahan pada berbagai aspek yaitu: pengetahuan, pengertian/pemahaman, kebiasaaan, keterampilan, apresiasi, emosional, hubungan sosial, jasmani, budi pekerti, dan sikap (Hamalik, 2008:30). Hasil belajar siswa dibagi menjadi hasil belajar yang dapat diukur dan tidak dapat diukur. 2.8 Peranan Aktivitas dalam Proses Pembelajaran Aktivitas merupakan asas yang penting dalam pembelajaran, sebab belajar sendiri merupakan suatu aktivitas. Tanpa aktivitas tak mungkin seorang siswa belajar karena dengan adanya keaktifan dalam pembelajaran maka siswa akan memahami materi yang disampaikan. Aktivitas juga akan membuat pembelajaran terpusat pada siswa karena siswa yang aktif akan berusaha mencari pengetahuannya sendiri dan tidak hanya pasif dalam menerima penjelasan dari guru. Aktivitas merupakan segala tingkah laku siswa pada saat mengikuti belajar mengajar. Aktivitas merupakan hal yang penting dalam interaksi belajar. Tanpa adanya aktivitas, kegiatan belajar mengajar tidak akan berlangsung dengan baik dan akan memberikan hasil belajar yang kurang baik karena pada prinsipnya belajar adalah berbuat sehingga setiap orang yang belajar dituntut untuk aktif. Tidak ada belajar tanpa aktivitas. Itulah sebabnya aktivitas merupakan prinsip yang sangat penting dalam interaksi belajar mengajar (Sardiman, 2006: 95-97) BAB III METODOLOGI PENELITIAN Pada bab ini akan diajarakan tentang metodelogi penelitian yang terdiri atas tempat dan waktu penelitian ,subjek penelitian ,defenisi operasional variabel,jenis penelitian ,desain penelitian , metode penngumpulan data, dan teknik analisis data. Untuk lebih jelasnya , akan diuraikan sebagai berikut. 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian Tempat Penelitian Tindakan Kelas dilaksanakan di kelas VII.A SMP Negeri 1 Jember. Waktu penelitian dilakukan pada semester ganjil tahun pelajaran 2012/2013. Subyek Penelitian Dalam penelitian ini subyek penelitiannya adalah siswa kelas VII.A SMP Negeri 1 Jember tahun pelajaran 2012/2013. Pemilihan subyek pada penelitian ini didasarkan pada: (1) motivasi dan ketuntasan hasil belajae siswa kelas VII.A SMP Negeri 1 Jember masih rendah; (2) adanya kesediaan dan dukungan dari pihak sekolah. (3) SMP Negeri 1 Jember belum pernah menjadi tempat untuk penelitian . Definisi Operasional Variabel Untuk menghindari penafsiran yang berbeda-beda terhadap judul penelitian, maka perlu diberikan penjelasan beberapa sebagai berikut : Dalam pelaksanaannya penelitian ini yaitu untuk meningkatkan motivasi dan ketuntasan belajar siswa melalui model pembelajaran POE Prediction, Observation, Explanation) Model poe disertai metode eksperimen Model POE merupakan salah satu model belajar yang digunakan dalam kegiatan pembelajaran, melakukan dugaan (prediction) tentang persoalan fisika, membuat observasi (observation), serta membuat penjelasan (explanation). Penggunaan metode eksperimen pada saat kegiatan pembelajaran diharapkan sebagai penunjang pelaksanaan pembelajaran model POE. Model POE yang dimaksud dalam penelitian ini adalah model pembelajaran yang menekankan penimbul pemikiran prediksi persoalan fisika yang dapat mendorong siswa membangun pengetahuannya sendiri melalui berpikir, praktik, dan mencari penjelasannya. Aktivitas siswa Aktivitas belajar siswa adalah segala tingkah laku siswa pada saat mengikuti kegiatan belajar mengajar. Namun secara operasional aktivitas siswa didefinisikan sebagai persentase perbandingan antara jumlah skor aktivitas yang diperoleh siswa dengan jumlah skor maksimum yang ada dalam lembar observasi. Aktivitas belajar siswa pada saat pembelajaran dengan model POE berlangsung dapat diketahui dari persentase skor keaktifan siswa. Adapun aktivitas siswa yang akan diteliti yaitu: keaktifan siswa membuat prediksi tentang masalah fisika, keaktifan siswa dalam membuat penjelasan, keaktifan siswa dalam diskusi kelas Ketuntasan hasil belajar siswa Secara operasional ketuntasan hasil belajar siswa didefinisikan sebagai persentase perbandingan antara jumlah siswa yang tuntas belajar dengan jumlah seluruh siswa yang didasarkan nilai post-test siswa kelas VII.A semester ganjil SMP Negeri 1 Jember. Adapun kriteria ketuntasan hasil belajar siswa yang digunakan yaitu sesuai dengan kebijakan guru mata pelajaran fisika SMP Negeri 1 Jember dan dapat dinyatakan sebagai berikut : 1. Daya serap perorangan, seorang siswa dikatakan tuntas apabila telah mencapai skor ≥ 75 dari skor maksimal 100. 2. Daya serap klasikal, suatu kelas dikatakan tuntas apabila terdapat minimal 75% siswa yang telah mencapai ≥ 75 dari skor maksimal 100. Jenis Penelitian Jenis penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah Penelitian Tindakan Kelas (PTK). Menurut Arikunto (2011: 3) penelitian tindakan kelas merupakan suatu pencermatan terhadap kegiatan belajar berupa sebuah tindakan, yang sengaja dimunculkan dan terkjadi dalam sebuah kelas secara bersamaan. Dari pengertian diatas dapat diketahui bahwa penelitian ini berasal dari suatu masalah pembelajaran di kelas, sehingga data yang diperoleh berdasarkan hasil wawancara antara peneliti, siswa dan guru mata pelajaran fisika. Peneliti bermaksud memperbaiki dan meningkatkan proses pembelajaran di kelas dengan menggunakan model pembelajaran POE yang disertai metode eksperimen. Dimana hasil dari penerapan model pembelajaran POE yang disertai metode eksperimen tersebut dapat dilihat dari aktivitas dan ketuntasan hasil belajar siswa setelah mengikuti pembelajaran. 3.5 Desain Penelitian Desain Penelitian Tindakan Kelas pada penelitian ini menggunakan siklus Hopkins, yaitu penelitian tindakan kelas dalam bentuk spiral yang terdiri dari 4 fase yang meliputi perencanaan, tindakan, observasi, dan refleksi (Aqib, Z. 2006:31) Keempat fase tersebut saling berhubungan dalam siklus yang berulang. Untuk lebih jelas dapat diperhatikan gambar berikut: Prosedur Penelitian Pelaksanaan penelitian ini sesuai dengan tahapan-tahapan tindakan, pertama identifikasi masalah. selanjutnya meliputi empat tahap, yaitu perencanaan, pelaksanaan tindakan (aksi), observasi, dan refleksi. Langkah-langkah yang dilakukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut. Identifikasi Maslah Identifikasi masalah, dari hasil observasi awal dan wawancara. Observasi awal dilakukan sebelum pelaksanaan siklus untuk mengetahui kondisi belajar siswa sebelum tindakan dan sebagai upaya untuk mengumpulkan data yang dibutuhkan dalam penelitian. Kemudian wawancara dengan guru bidang studi, untuk mengetahui hasil belajar siswa dan metode mengajar yang digunakan selama ini oleh guru. kesiapan siswa saat menerima mata pelajaran, sarana dan sumber acuan yang digunakan dan hasil belajar siswa pada materi sebelumnya. dari hasil observasi dan wawancara dengan guru dan siswa oleh peneliti, didapatkan suatu masalah berupa rendahnya aktivitas dan hasil belajar fisika siswa kelas VII. A SMP Negeri 1 Jember. Adanya masalah tersebut, peneliti ingin memberikan solusi untuk menyelesaikan masalah kelas tersebut melalui penelitian dengan menerapkan model POE disertai metode eksperimen untuk meningkatkan aktivitas dan hasil belajar siswa. Siklus I Perencanaan Pada tahap perencanaan, kegiatan yang akan dilakukan meliputi : Menyusun silabus Menyusun rencana pembelajaran Menyusun bahan ajar Menyusun lembar kerja siswa Menyusun kisi-kisi soal tes Menyusun soal tes dan kunci jawaban Menyusun pedoman observasi dan wawancara Menyusun daftar kelompok Tindakan (aksi) Tindakan yang dilakukan dalam tahap ini adalah melaksanakan pembelajaran fisika dengan model pembelajaran POE dengan metode eksperimen dengan langkah-langkah sebagai berikut. Kegiatan Awal Menyampaikan tujuan dan memotivasi siswa. Guru memberikan apersepsi dan motivasi kepada siswa Guru menyampaikan semua tujuan pelajaran yang ingin dicapai pada pelajaran Guru memberikan pre test yang digunakan sebagai skor awal dalam pemberian penghargaan. Menyajikan informasi. Guru menyajikan informasi kepada siswa lewat bahan bacaan, tentang materi yang akan dipelajari. Guru menjelaskan prosedur pembelajaran yang akan dilakukan. Mengorganisasikan siswa ke dalam kelompok-kelompok belajar. Guru membagi kelas secara berkelompok yang sebelumnya telah dibentuk secara heterogen. Guru membagikan LKS yang berisi langkah-langkah percobaan. Kegiatan Inti : Membimbing kelompok bekerja dan belajar. guru mengajukan persoalan fisika meminta siswa untuk membuat prediksi tentang persoalan yang diajukan guru (prediction) dan membimbing siswa dalam melakukan percobaan dan membiarkan siswa merumuskan materi-materi pelajaran yang diperolehnya. meminta siswa melakukan observasi dari persoalan melalui percobaan pengamatan (observation) kemudian mendiskusikan pengetahuan barunya, dan membiarkan siswa untuk aktif bertanya. Dengan kerja kelompok diharapkan adanya diskusi dan pada akhirnya dapat memberi kesempatan lebih besar kepada siswa untuk lebih aktif. Evaluasi. Guru meminta siswa menarik kesimpulan dari observasi dan mencocokkan dengan prediksinya dan memberikan penjelasan dari observasi (explanation) Kemudian Perwakilan dari salah satu kelompok untuk mempresentasikan hasil diskusinya, dengan ketentuan setiap kelompok mempresentasikan materi yang dipelajari sedang kelompok lain dapat memberi tanggapan dan merumuskan jawaban yang benar. Setiap kelompok mengumpulkan hasil diskusinya kepada guru. Guru memberi kuis secara individual. Memberikan penghargaan. Guru memberi penghargaan bagi kelompok yang berprestasi. Observasi Pada kegiatan ini aktivitas siswa selama pembelajaran diamati dengan menggunakan lembar observasi yang telah disediakan. Kegiatan observasi dilakukan seiring dengan pelaksanaan tindakan, dalam hal ini peneliti dibantu oleh guru bidang studi dan dua orang observer. Kegiatan yang dilakukan observer adalah mengamati aktivitas siswa selama proses pelaksanaan tindakan berlangsung yang meliputi: bertanya, melakukan percobaan, mengerjakan LKS, melakukan diskusi dengan kelompok, presentasi hasil diskusi, dan menarik kesimpulan dalam proses pembelajaran sesuai dengan kriteria yang telah ditentukan. Selain itu observer juga mengamati aktivitas guru. Aktivitas guru diamati untuk mengetahui apakah guru melakukan sesuai dengan langkah pembelajaran. Selanjutnya dilakukan analisis terhadap hasil observasi untuk mengetahui presentase keaktifan siswa, kemampuan psikomotorik siswa, dan aktivitas kinerja guru selama proses pembelajaran berlangsung. Refleksi Refleksi merupakan upaya untuk mengkaji semua hal yang terjadi, yang sudah tercapai ataupun belum terhadap data yang ingin dicapai. Kegiatan refleksi ini dilakukan berdasarkan hasil tes dan observasi tingkat aktivitas siswa. Hasil dari refleksi ini dijadikan sebagai acuan untuk melakukan tindakan yang selanjutnya, yaitu untuk menentukan perlu tidaknya dilakukan siklus selanjutnya. Siklus II Siklus II dilakukan apabila hasil-hasil yang diperoleh pada siklus 1 tidak memenuhi target pencapaian yang diinginkan. Pelaksanaan siklus II didahului dengan perbaikan berdasarkan hasil-hasil yang diperoleh pada siklus 1. Metode Pengumpulan Data Pengumpulan data dilakukan untuk mendapatkan data-data yang relevan, akurat, dan sesuai dengan tujuan penelitian. Metode yang digunakan untuk mengumpulkan data dalam penelitian ini adalah metode observasi, dokumentasi, wawancara, dan tes. Observasi Menurut Arikunto (2006:156-157), observasi dapat dilakukan dengan dua cara yaitu observasi non sistematis dan observasi sistematis. Observasi non sistematis yaitu observasi yang dilakukan oleh pengamat dengan tidak menggunakan instrumen pengamatan, sedangkan observasi sistematis yaitu observasi yang dilakukan oleh pengamat dengan menggunakan pedoman sebagai instrumen pengamatan. Observasi yang dipakai dalam penelitian ini adalah observasi yang sistematis dengan pedoman instrumen pengamatan yang telah dipersiapkan agar observasi berjalan dengan lancar. Observer melakukan observasi terhadap aktivitas siswa selama kegiatan belajar mengajar berlangsung, meliputi aktivitas siswa dalam: (1) bertanya, (2) melakukan percobaan, (3) mengerjakan LKS, (4) melakukan diskusi dengan kelompok, (5) presentasi hasil diskusi, dan (6) menarik kesimpulan. Selain itu, aktivitas guru diamati untuk mengetahui apakah guru melakukan pembelajaran sesuai dengan langkah pembelajaran. Dokumentasi Dokumentasi berasal dari kata dokumen yang berarti barang-barang tertulis, seperti buku-buku, majalah, catatan harian, peraturan-peraturan, notulen rapat, dan sebagainya. Objek yang menjadi perhatian penelitian dapat berupa tulisan dan kertas (paper), tempat (place), atau orang (person). Dokumentasi yang diambil oleh peneliti dalam penelitian ini adalah daftar nama siswa, nilai ulangan harian, dan foto kegiatan belajar siswa kelas VII.A SMP Negeri1 Jember Wawancara Wawancara adalah sebuah dialog yang dilakukan oleh pewawancara untuk memperoleh informasi dari terwawancara. Hasil wawancara ini digunakan sebagai data pendukung dalam pembahasan. Wawancara yang digunakan dalam penelitian ini adalah wawancara bebas terpimpin, dimana responden atau informan akan diberi kebebasan dalam mengutarakan pendapatnya tetapi dibatasi oleh patokan-patokan yang telah disiapkan pewawancara (Arikunto, 2006:156). Wawancara dilakukan di SMP Negeri 1 Jember kepada guru bidang studi fisika baik sebelum maupun sesudah proses pembelajaran. Wawancara yang dilakukan sebelum proses pembelajaran bertujuan untuk mengetahui tingkat kemampuan siswa dan kendala-kendala yang dihadapi oleh siswa selama kegiatan pembelajaran. Sedangkan wawancara yang dilakukan setelah proses pembelajaran bertujuan untuk mengetahui tanggapan guru dan siswa tentang model yang telah digunakan dalam penelitian yaitu model POE ( Prediction, Observation, Explanation) diserati Metode eksperimen. Tes Tes adalah serentetan pertanyaan atau latihan, serta alat lain yang digunakan untuk mengukur keterampilan, pengetahuan, intelegensi, kemampuan atau bakat yang dimiliki oleh individu atau kelompok (Arikunto, 2006:150). Tes yang digunakan dalam penelitian ini berupa post test. Post test digunakan untuk mengetahui ketuntasan hasil belajar siswa yang dicapai setelah mengikuti proses pembelajaran menggunakan model POE disertai Metode eksperimen. Instrumen pengumpulan data yang digunakan adalah perangkat tes yang terdiri dari kisi-kisi soal, soal, dan kunci jawaban. Teknik Analisis Data Hasil penelitian tersebut akan diperoleh data. Data yang diperoleh harus disusun dan diolah dengan menggunakan analisis data, sehingga dapat menghasilkan suatu kesimpulan yang dapat dipertanggungjawabkan. Pada penelitian ini analisis data yang digunakan adalah deskriptif kualitatif yang didasarkan dari atas hasil tes, observasi dan wawancara. Adapun data yang akan dianalisis pada penelitian ini adalah sebagai berikut : Teknik untuk menentukan besarnya persentase aktivitas siswa selama penerapan model POE disertai Metode eksperimen berdasarkan rumus: Keterangan : Pa : persentase keaktifan siswa nm : jumlah skor yang diperoleh siswa N : jumlah skor maksimum Kriteria aktivitas diatas dapat dilihat pada tabel 3.1 berikut ini : Persentase Aktivitas Kriteria Sangat aktif Aktif Sedang Kurang Aktif Sangat Kurang Aktif (Basir, 1988:132) Teknik yang digunakan untuk menentukan besar ketuntasan hasil belajar siswa setelah pembelajaran dengan menggunakan model POE disertai Metode eksperimen berdasarkan rumus: P_B=n/N×100% Keterangan : P_B = persentasi ketuntasan belajar siswa n = jumlah siswa yang tuntas belajar N = jumlah seluruh siswa

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Fisika sebagai bagian dari sains mempunyai peranan yang besar dalam perkembangan teknologi. Belajar fisika pada hakikatnya belajar konsep dan saling keterkaitan antara konsep tersebut (sebab dan akibat) dapat diterima. Konsep tersebut bersifat abstrak dan dalam pemahamannya memerlukan kemampuan gambaran mental yang kuat. Kemampuan mengabtraksikan sesuatu dan keterlibatan gambaran mental dalam menyerap pengetahuan yang bersifat fisis dan logika matematis cenderung bersifat individual (tidak semua orang sama), untuk itu dalam belajar fisika tidak semua individu mampu mengatasi masalah yang sama atau dengan alasan inilah fisika dikatakan sulit. IPA merupakan salah satu mata pelajran yang diberikan di SMP. Salah satu sub pelajaran IPA di SMP adalah Fisika. Fakta menunjukkan bahwa hasil belajar bidang studi Fisika berdasarkan observasi dan wawancara denga guru fisika di SMP Negeri 1 Jember. Observasi itu memaparkan bahwa ketuntasan hasil belajar siswa kelas VII.A masih rendah, kurang dari kriteria ketuntasan minimum (KKM). Siswa dikatakan tuntas apabila telah memperoleh nilai ≥ 70. Dari data itu, dapat dideskripsikan bahwa hasil analisis data observasi awal terhadap kelas VII.A yang terdiri dari 42 siswa, diketahui sebanyak 17 siswa (40%) dinyatakan tuntas belajar yakni mendapat nilai ≥ 70 dan 25 siswa (60%) dinyatakan tidak tuntas yakni mendapatkan nilai < 70. Penyebab rendahnya hasil belajar siswa ditentukan oleh berbagai factor antara lain pola pendekatan pengajaran. Siswa beranggapan bahwa belajar adalah kegiatan yang melelahkan dan membosankan. Anggapan ini akan lebih parah apabila guru sebagai pendidik kurang menarik dalam menyampaikan pembelajaran. Kita sering kali mendengar murid yang tidak tertarik mengikuti pelajaran karena merasa bosan dan mengantuk. Sebenarnya tidak ada pelajaran yang membosankan. Yang benar adalah guru yang membosankan karena tidak mengerti cara menyajikan materi dengan benar, baik menyenangkan dan menarik minat serta perhatian murid. Kenyataan di lapangan menunjukkan bahwa salah satu metode yang banyak digunakan dewasa ini adalah menggunakan metode ceramah sehingga siswa kurang aktif. Diketahui berdasarkan observasi bahwa 5% siswa aktif bertanya, 46% mencatat pelajaran, 43% mendengarkan penjelasan guru, dan 6% siswa menjawab pertanyaan guru. (Sumber : SMP Negeri 1 Jember tahun ajaran 2011/2012). Padahal Fisika sebagai cabang ilmu pengetahuan alam merupakan ilmu yang memiliki konsep dan saling keterkaitan antara konsep tersebut (sebab dan akibat) dapat diterima. Konsep tersebut bersifat abstrak dan dalam pemahamannya memerlukan kemampuan gambaran yang kuat, oleh karena itu diperlukan metode pengajaran yang lain. Rendahnya ketuntasan hasil belajar dan aktivitas siswa di kelas VII.A SMP Negeri 1 Jember disebabkan oleh beberapa faktor. Siswa menganggap fisika adalah pelajaran yang sulit. Dalam proses pembelajarannya, siswa hanya menghafal rumus tanpa mengetahui konsep dari materi itu. Metode pembelajaran fisika yang digunakan guru kurang menarik bagi siswa, guru lebih sering menggunakan metode ceramah. Hal ini tidak sesuai dengan hakikat fisika yang meliputi proses, produk, dan sikap ilmiah. pembelajaran fisika tidak harus lagi mengarah kepada pembelajaran yang bersifat instruksional, yaitu pembelajaran yang hanya dilakukan untuk mencapai tujuan pembelajaran dan biasanya terpusat pada guru, tetapi harus mengarah kepada pembelajaran yang bersifat transaksional, yaitu pembelajaran yang melibatkan guru dan siswa secara aktif, sehingga pembelajaran tidak hanya berasal dari guru tetapi juga berasal dari siswa. Oleh sebab itu, diperlukan alternatis solusi suatu model pembelajaran inovatif, untuk meanggulangi permasalahan tersebut, sehingga meningkatkan motivasi dan minat belajar siswa Pengelolaan kelas dapat diartikan sebagai kemampuan guru dalam mendayagunakan potensi kelas berupa pemberian kesempatan seluas-luasnya kepada setiap peserta didik untuk melakukan kegiatan-kegiatan yang kreatif dan terarah. kegiatan pembelajaran di sekolah salah satunya adalah pengelolaan kelas yang kondusif. Dalam proses belajar mengajar yang efektif, meliputi tujuan, pengaturan penggunaan waktu luang, pengaturan ruang dan alat atau seluruh perlengkapan yang dibutuhkan di kelas tersebut. Metode eksperimen mempunyai banyak kelebihan untuk penmgajaran IPA dan juga sesuai hakekat Ilmu Pengetahuan Alam, yaitu proses dan produk. Eksperimen dapat mencakup aktivitas sederhana sampai aktivitas yang amat kompleks. Dilihat dari Pendidikan Ilmu Pengetahuan Alam, eksperimen sederhana memiliki arti penting, karena cara memecahkan maslah lebih mudah diadaptasikan pada situasi sehari-hari. Metode eksperiemn terdiri dari bebrapa tahap: 1) melakuakn observasi, 2) merumuskan maslah, 3) menyusun hipotesis, 4) melakukan eksperimen, dan 5) menarik kesimpulan. Kondisi yang demikian berarti eksperimen sangat konduktif dalam upaya peningkatan motivasi dan minat siswa dalam pembelajaran. Sehingga dapat meningkatkan keaktifan siswa dalam belajar fisika. Suatu model alternatif yang efektif dan efisien untuk memitivasi siswa agar lebih aktif salah satunya adalah dengan penerapan model prediction, observation, explanation (POE). Prediction, Observation, Explanation (POE). Model POE merupakan salah satu model belajar yang digunakan dalam kegiatan pembelajaran, membantu siswa membentuk pengetahuannya pertama-tama melalui indera. Dengan melihat, mendengar, menjamah, membau, dan merasakan tentang sesuatu masalah, yaitu melakukan dugaan (prediction) tentang persoalan fisika, membuat observasi (observation), serta membuat penjelasan (explanation). Bila dilihat dari prosesnya, model POE ini membiarkan siswa aktif berpikir sebelumnya tentang suatu persoalan fisika, lalu dipraktikan dan dijelaskan dengan diskusi, sehingga diharapkan konsep fisika mudah diterima siswa (Suparno,2006:102). Berdasarkan uraian di atas, kiranya perlu dikembangkan suatu tindakan yang dapat meningkatkan motivasi dan ketuntasan hasil belajar siswa dengan model pembelajaran POE yang disertai metode eksperimen. Oleh karena itu, penulis mengambil judul penelitian tindakan kelas dengan judul ”Penerapan Model POE (Prediction, Observation, Explanation) Disertai Metode Eksperimen untuk Meningkatkan Motivasi dan Ketuntasan Hasil Belajar Siswa dalam Pembelajaran Fisika di Kelas VII.A SMP Negeri 1 Jember.” Rumusan Masalah Bertitik tolak dari latar belakang yang telah diuraikan maka permaslahan yang dikemukakan dalam penelitian ini adalah: Bagaimana peningkatan motivasi belajar siswa selama kegiatan belajar mengajar dengan menggunakan model pembelajaran model POE (Prediction, Observation, Explanation) disertai metode eksperimen dalam pembelajaran fisika siswa kelas VII.A SMP Negeri 1 Jember? Bagaimana peningkatan ketuntasan hasil belajar siswa setelah kegiatan belajar mengajar dengan menggunakan model pembelajaran POE (Prediction, Observation, Explanation) disertai metode eksperimen dalam pembelajaran fisika siswa kelas VII.A SMP Negeri 1 Jember? Tujuan penelitian Berdasarkan latar belakang dan rumusan masalah di atas, maka tujuan penelitian adalah: Meningkatkan motivasi belajar siswa kelas VII.A SMP Negeri 1 Jember selama proses kegiatan belajar mengajar dengan menggunakan model pembelajaran model pembelajaran POE (Prediction, Observation, Explanation) disertai metode eksperimen. Meningkatkan ketuntasan hasil belajar siswa kelas VII.A SMP Negeri 5 Jember setelah proses kegiatan belajar mengajar dengan menggunakan model pembelajaran pembelajaran POE (Prediction, Observation, Explanation) disertai metode eksperimen. Manfaat Penelitian Besar harapan peneliti untuk ikut bersama-sama dengan praktisi pendidikan memperbaiki kualitas dari hasi pendidikan di Negara kita oleh karena itu hasil penelitian ini diharapkan dapat berguna dan dimanfaatkan diantaranya yakni: Bagi guru fisika, hasil penelitaian ini dapat digunakan sebagai bahan pertimbangan dan alternatif dalam menentukan strategi belajar mengajar demi tercapainya kualitas mengajar sehingga hasil belajar dan aktivitas siswa meningkat. Bagi lembaga/ sekolah, dapat dijadikan sebagai tolak ukur keberhasilan sekolah yang berkaitan dengan hasil belajar sehingga dapat digunakan untuk meningkatkan mutu pembelajaran dan pengembangan kurikulum. Bagi peneliti: pelaksanaan penelitian ini dapat digunakan untuk mengembangkan penalaran, wawasan pengetahuan maupun pengalaman sesuai dengan disiplin ilmu yang selanjutnya disumbangkan demi perkemabangan ilmu pengetahuan dalam dunia pendidikan. Bagi pembaca, sebagai bahan informasi mengenai dunia pendidikan beserta pengembangannya dan sebagai literatur dalam melaksanakan penelitian selanjutnya yang lebih luas.

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN ( RPP ) Sekolah : SMP Bintang Jaya Kelas/ semester : IX/ 2 Mata Pelajaran : IPA FISIKA A. Standar Kompetensi 5. Memahami sistem tata surya dan proses yang terjadi di dalamnya. B. Kompetensi dasar 5.1 Mendeskripsikan karakteristik sistem tata surya C. Indicator 1. Kognitif a. Kognitif Produk 1. Mendeskripsikan orbit planet mengitari matahari berdasarkan model tata surya. 2. Menjelaskan pengertian asteroid. 3. Menjelaskan pengertian komet. b. Kognitif Proses 1. Membedakan rotasi dan revolusi planet. 2. Menjelaskan karakteristik komet. 3. Membedakan meteor dan meteorit. 2. Psikomotor Menyebutkan contoh asteroid dalam tata surya. 3. Afektif a. Mengembangkan perilaku berkarakter, meliputi : berpikir kreatif, teliti dan bertanggung jawab. b. Mengembangkan keterampilan social meliputi : bertanya, berpendapat, menyumbangkan ide, menjadi pendengar yang baik, berkomunikasi, dan bekerjasama. D. Tujuan pembelajaran 1. Kognitif a. Kognitif Produk 1. Dengan bahan ajar siswa dapat mendeskripsikan orbit planet mengitari matahari berdasarkan model tata surya. 2. Dengan bahan ajar siswa dapat menjelaskan pengertian asteroid. 3. Dengan bahan ajar siswa dapat Menjelaskan pengertian komet. b. Kognitif Proses 1. Dengan bahan ajar siswa dapat Membedakan rotasi dan revolusi planet.. 2. Dengan bahan ajar siswa dapat Menjelaskan karakteristik komet. 3. Dengan diskusi dan tanya jawab siswa dapat membedakan meteor dan meteorit. 2. Psikomotor Siswa dapat menyebutkan contoh asteroid dalam tata surya. 3. Afektif a. Siswa dapat mengembangkan perilaku berkarakter, meliputi berpikir kreatif, teliti dan tanggung jawab. b. Siswa dapat mengembangkan keterampilan social meliputi : bertanya, berpendapat, menyumbangkan ide, menjadi pendengar yang baik, berkomunikasi dan bekerjasama. E. Materi Anggota Tata Surya F. Model dan metode pembelajaran Model Pembelajaran : - Direct Instruction (DI) - Cooperative Learning Metode Pembelajaran : Diskusi kelompok,Eksperimen,Observasi,Ceramah. G. Kegiatan a. Pendahuluan • Motivasi dan Apersepsi:  Dapatkah kita mengamati meteor secara langsung?  Mengapa ekor komet selalu menjauhi matahari? • Prasyarat pengetahuan:  Apakah yang dimaksud dengan meteor?  Apakah yang dimaksud dengan komet? b. Kegiatan Inti • Guru membimbing peserta didik dalam pembentukan kelompok, masing-masing kelompok terdiri dari 4-5 siswa laki-laki dan perempuan yang berbeda kemampuannya. • Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan karakteristik anggota tata surya. • Guru membagi tugas kelompok:  1 kelompok diberi tugas untuk menjelaskan karakteristik satelit.  1 kelompok diberi tugas untuk menjelaskan karakteristik asteroid.  1 kelompok diberi tugas untuk menjelaskan karakteristik komet.  1 kelompok diberi tugas untuk menjelaskan karakteristik meteroid. • Setiap kelompok diminta untuk mempresentasikan hasil diskusinya di depan kelompok yang lain. • Guru menanggapi hasil diskusi kelompok peserta didik dan memberikan informasi yang sebenarnya. • Peserta didik memperhatikan penjelasan guru mengenai karakteristik anggota tata surya. c. Kegiatan Penutup • Guru memberikan penghargaan kepada kelompok yang memiliki kinerja dan kerjasama yang baik. • Peserta didik (dibimbing oleh guru) berdiskusi untuk membuat rangkuman. • Guru memberikan tugas rumah berupa latihan soal. E. Sumber Belajar a. Buku IPA b. Buku referensi yang relevan c. Lingkungan F. Penilaian Hasil Belajar a. Teknik Penilaian:  Tes tertulis  Penugasan b. Bentuk Instrumen:  Tes PG  Tes uraian  Tes isian  Tugas rumah c. Contoh Instrumen: - Contoh tes PG Anggota tata surya yang memiliki orbit paling lonjong adalah .... a. asteroid c. komet b. planet d. meteroid - Contoh tes isian Posisi planet pada orbit yang jaraknya paling jauh ke matahari dinamakan .... - Contoh tes uraian Mengapa planet-planet dapat beredar mengelilingi matahari? - Contoh tugas rumah Buatlah artikel yang memuat deskripsi karakteristik sebuah planet. ...............,...................... Mengetahui Kepala SMP Guru Mata Pelajaran ......................... .............................. NIP. NIP. Lampiran 1. KELOMPOK : ……………… NAMA :…………………. ………………… Diskusikan ! Bagaimana karakteristik anggota tata surya? jelaskan karakteristik dari - satelit. - asteroid. - komet. - meteroid. LEMBAR PENILAIAN KOGNITIF NO NAMA KELOMPOK ASPEK YANG DINILAI/ DITINGKATKAN DALAM ANALISIS KASUS DAN SOAL DALAM LKS Ketepatan hasil Kerapian jawaban 1 1 2 3 1 2 3 2 3 4 FORMAT RUBRIK PENILAIAN KELOMPOK Kategori Tingkatan 1 2 3 Ketepatan hasil Jawaban benar 100% Jawaban benar 75% Jawaban benar 50% Kerapian jawaban Jawaban disertai dengan jawaban yang lengkap Kurang lengkap dalam jawaban Ktidak lengkapnya jawaban kriteria skor: 5-6 : istimewa 3-4 : baik 1-2 : kurang LEMBAR PENILAIAN SIKAP NO NAMA SISWA ASPEK YANG DINILAI Bertanya berpendapat Sopan santun, ramah dalam berpendapat atau menerima pendapat JUMLAH SKOR 1 1 2 3 1 2 3 1 2 3 2 3 4 5 6 7 8 9 10 FORMAT RUBRIK PENGAMATAN SIKAP Kategori Tingkatan 1 2 3 Bertanya Mengajukan pertanyaan yang bagus dan sangat terkait Mengajukan pertanyaan yang bagus dan kurang terkait Mengajukan pertanyaan yang gtidak terkait Berpendapat Berpendapat dengan baik dan sangat terkait Berpendapat dengan baik dan kurang terkait Berpendapat dengan tidak baik dan tidak terkait Sopan santun serta ramah dalam berpendapat atau menerima pendapat Sangat sopan dan ramah dalam berpendapat dan menerima pendapat Cukup sopan dan ramah dalam berpendapat dan menerima pendapat Kurang sopan dan ramah dalam berpendapat dan menerima pendapat Kategori skor: 7-9 : istimewa 5-6 : baik 3-4 : kurang