PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT PAPAN PARTIKEL DARI BAHAN POLIPROPILEN DAN SERBUK TEMPURUNG KELAPA MEDAN LABUHAN DENGAN MENGGUNAKAN UJI FISIS

Irfandi*, Deo Demonta Panggabean, Mukti Hamjah Harahap 

 Jurusan Fisika, Fakultas FMIPA, Universitas Negeri Medan 

Jl. Willem Iskandar Pasar V – Kotak Pos No. 1589 – Medan 20221 

*Penulis Korespodensi : irfandi@unimed.ac.id

Abstrak

Telah dilakukan penelitian tentang pengembangan pembuatan papan partikel komposit yang bertujuan untuk memenuhi kebutuhan kayu yang semakin meningkat. Bahan baku papan komposit yang berlignoselulosa misalnya Serbuk tempurung Kelapa YANG didapat dari Kampung Lalang Medan. Pada penelitian ini telah dievaluasi sifat fisis dari bahan tersebut diantaranya uji fisis yang dilakukan meliputi: Kerapatan, Kadar Air dan Pengembangan Tebal dengan perlakuan komposisi polipropilen dan serbuk tempuru yang ng kelapa bervariasi yaitu: 30 : 70, 40 : 60, 50 : 50, 60 : 40, 70 : 30 dengan menggunakan standar SNI 03 – 2105 – 2006. Dari hasil penelitian ditunjukkan bahwa nilai sifat fisis papan partikel komposit Polipropilena dan serbuk tempurung kelapa yang dihasilkan memenuhi standar SNI 03 – 2105 – 2006.

Kata Kunci : Papan Partikel, Plastik Daur Ulang, Serbuk Tempurung Kelapa, sifat fisis

PENDAHULUAN  

Kesadaran akan sampah memang belum menjadi sebuah hal yang dianggap penting oleh masyarakat maupun aparatur Negara sendiri. Jangankan memilah-milah jenis sampah, membuang pada tempat yang benar pun rasanya enggan. Sumber sampah  paling banyak, menurut MEIP, berasal dari permukiman atau rumah tangga.  Di Bogor misalnya, sampah rumah tangga mencapai 62%, dan dari pasar- pasar berjumlah 24,42%. Di Jakarta, 67,86% berasal  dari rumah tangga, 9,15% dari pasar-pasar, 4,5% dari pertokoan, 3,2% dari kantor-kantor, 2,92% dari jalanan,  8% dari pabrik. Dari semua itu, paling banyak adalah  jenis organik, bahkan bisa mencapai 75% dari jumlah sampah yang ada. Walaupun yang organik bisa didaur ulang dan dimanfaatkan untuk menyuburkan tanah atau pupuk kompos, namun sayangnya belum dikelola secara maksimal dan profesional. Penelitian yang dilakukan Irfandi, 2015 menyatakan bahwa sampah plastik (High Density Polyethylene) dari botol bekas oli kendaraan bermotor dan limbah serbuk tempurung kelapa (STK) memiliki potensi sangat besar sebagai bahan baku produksi papan komposit. Dengan penngujian secara mekanis didapatkan yaitu, pada pengujian kuat lentur dengan menggunakan standar SNI 03 – 2105 – 2006 mensyaratkan yaitu minimal 80 Kgf/cm2 sedangkan yang didapat pada penelitian sebesar 103,619 Kgf/ cm– 292,451 Kgf/ cm2, untuk nilai Modulus elastisitas tidak memenuhi standart SNI 03 – 2105 – 2006, karena interval Modulus elastistisitasnya dari hasil penelitian didapat pada interval 6196,698 Kgf/ cm2 – 9684,816 Kgf/cm2, sedangkan pada nilai kuat rekat internal  yang disyaratkan  SNI 03 – 2105 – 2006 yaitu minimal  1,5 Kgf/cm2 pada penelitian didapatkan yaitu 8,412 Kgf/ cm2 - 11,622 Kgf/ cm2 dan pada uji impak didapatkan nilai teringgi 3,858 joule/ cm2 dan nilai terendah 1,808 joule/ cm2. Dari hasil perankingan kualitas papan partikel yang lebih baik adalah perlakuan pada komposisi limbah plastik sebesar 50% banding  50 % serbuk tempurung kelapa. Dari penelitian sebelumnya ada upaya untuk melakukan sebuah gerakan efisiensi penggunaan kayu dan alternativ pencarian bahan baku  sebagai pengganti kayu yang mempunyai sifat sama atau minimal hampir sama dengan kayu perlu ditingkatkan. Upaya ini didasari oleh pemikiran bahwa masih banyak jenis tanaman yang mempunyai karakteristik serta sifat yang hampir sama bahkan menyerupai dengan karakteristik kayu yang bila dilihat dari dimensi dan teksturnya memenuhi syarat bagi industri pengolahan kayu. Beberapa varietas tumbuhan yang bisa dibudidayakan  diluar hutan dapat berasal dari tanaman perkebunan dan pertanian. Tanaman perkebunan dan pertanian yang ada di Indonesia yang bahan karakteristiknya dan teksturnya menyerupai kayu adalah tempurung kelapa  dan Negara Indonesia merupakan penghasil kelapa (kopra) terbesar ketiga dunia, dengan total produksi mencapai 14 milyar butir pertahun. Komponen utama buah kelapa berupa sabut kelapa dan tempurung kelapa belum dimanfaatkan optimal dan dianggap tidak mempunyai nilai ekonomis. 

METODE PENELITIAN  

Pada penelitian ini menggunakan serbuk tempurung kelapa dengan  ukuran 80 mess  sebagai bahan baku yang diambil dari tempurung kelapa dari kecamatan Medan Labuhan Kota Medan. Dalam pembuatan papan komposit digunakan perekat polipropilen (pp) daur ulang dari Aqua cup bekas. dengan berbagai tingkat skala perbandingan antara bahan dan perekat Polipropilen daur ulang  dengan Persentase 70%:30%, 60%:40%, 50%:50%, 40%:60%, 30%:70%. Beberapa alat yang dipergunakan dalam proses pembuatan papan komposit adalah hot and cold press. Proses pembuatannya yaitu polipropilena  aqua gelas bekas dibersihkan, setelah kering dipotongpotong dengan ukuran  ± 0,5 cm x 0,5 cm , serbuk tempurung kelapa yang telah disaring dengan ayakan 80 mess dikeringkan dengan oven blower 500C sampai benar kering. Lalu diuapkan pelarutnya dalam oven. Selanjutnya diektrusi dalam alat ekstruder pada suhu 170oC hingga terbentuk polyblend. Selanjutnya  coupling  agent siap digunakan. Selanjutnya untuk pembuatan sampel papan komposit dilakukan dengan pengempaan panas (hot press) sebesar 1700C dengan tekanan sebesar 40 bar selama 15 menit, dengan 2 kali pengulangan papan komposit diujikan dengan berdasarkan SNI 03-21052006 untuk papan partikel. Untuk mengetahui  sifatsifat fisik  papan partikel komposit dilakukan beberapa  pengujian  sebagai berikut :  Pengujian kerapatan dilakukan pada kondisi kering udara dan volome kering udara, sampel  berukuran 10cm x 10cm x 1cm ditimbang beratnya, lalu diukur rata-rata panjang, lebar dan tebalnya untuk menentukan volumenya. Kerapatan sampel papan partikel komposit  dihitung dengan rumus :      ρ  =  m/V   ....................  ( 2.1 ) Dimana :  ρ   : kerapatan (gr/cm3) m  : massa  sampel (gr) v  : volume sampel (cm3) Selanjutnyan Kadar air dihitung dari massa sampel  sebelum dan sesudah di oven dari sampel berukuran 5cm x 5cm x 1cm dengan rumus : KA =    (m_1- m_(2 ))/m_2 × 100%  ................  ( 2.2 ) Dimana : KA  : kadar air (%) m1  : massa  awal sampel (gr) m2  : massa  akhir sampel (gr) Terakhir Pengembangan tebal dihitung  atas  tebal sebelum dan sesudah perendaman dalam air selama 24 jam  pada samper berukuran 5cm x 5cm x 1cm, dengan rumus :   PT = (T_2- T_(1 ))/T_1 ×100%  ..................... ( 2.3 ) Dimana  : PT  : pengembangan tebal (%) T1  : tebal sampel sebelum perendaman (cm) T1  : tebal sampel sesudah  perendaman (cm) 

HASIL DAN PEMBAHASAN

1.       Hasil Pengujian Kerapatan 

Kerapatan merupakan salah satu sifat fisis yang menunjukkan perbandingan antara massa benda terhadap volumenya atau banyaknya massa zat per satuan volume. Hasil penelitian  menunjukkan  bahwa nilai kerapatan papan partikel yang dihasilkan berkisar antara 0.80 gr/cm3 sampai dengan 0,91 gr/cm3, nilai kerapatan tertinggi pada komposisi 30:70 dan yang terendah  pada komposisi 70:30 perbandingan antara Plastik daur ulang dengan serbuk tempurung kelapa. 

Gambar 1. Grafik Nilai Kerapatan       

Kerapatan yang dihasilkan sudah mencapai kerapatan yang telah menjadi standart yang diinginkan yaitu 0,8 gr/cm3. Akan tetapi pada perbandingan 30:70, dan 40:60 untuk Polipropilen banding serbuk tempurung kelapa terjadi kerapatan yang cukup tinggi 0.90 - 0.91 gr/cm3. Hal tersebut  menunjukkan bahwa distibusi Serbuk Tempurung Kelapa (STK) cukup dominan sehingga terjadi penguatan pada papan partikel tersebut, hal ini menyebabkan penguatan terjadi cukup tinggi. Dan pada komposisi 50:50 – 70:30 terjadi pendistribusian sedikit lebih merata dalam hal rekatan dari plastic daur ulang dan partikel-partikel tempurung kelapa dapat terikat dengan baik ini  menghasilkan hasil kerapatan yang didapat lebih optimal yaitu 0.80 – 0.86 gr/cm3 sehingga sesuai dengan (SNI) 03- 2105 – 2006 . 

Hasil penelitian menunjukkan bahwa papan partikel yang dihasilkan termasuk dalam kategori kerapatan sedang dan kerapatan tinggi. Untuk  komposisi 30:70, 40:60 dikategorikan kerapatan tinggi dan komposisi, 50:50, 60:40, 70:30 dikategorikan kerapatan sedang. Kategori  ini disesuaikan dengan penggolongan menurut Tsoumis (1991) yang membagi papan partikel menjadi papan partikel dengan kerapatan rendah (0,25 gr/cm3 – 0,40gr/cm3) kerapatan sedang (0,40gr/cm3 -0,80gr/cm3) dan kerapatan tinggi (0,80gr/cm3 – 1,20gr/cm3). Standar Nasional Indonesia (SNI) 03- 2105 – 2006, papan partikel, mensyaratkan nilai kerapatan papan partikel sebesar (0,50 – 0,90) gr/cm3. Jadi sebagian besar  papan partikel yang dihasilkan telah memenuhi persyaratan yang di tetapkan. 

2.       Hasil Pengujian Kadar Air 

Kadar air menunjukkan besarnya kandungan air yang tersimpan dalam suatu benda  yang  dinyatakan dalam persen. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kadar air papan partikel yang dihasilkan berkisar antara 0,24% untuk komposisi papan partikel   70:30 sampai dengan 0,69 % untuk komposisi papan partikel dengan perbandingan 30:70 untuk plastik daur ulang Polipropilen yang dicampur dengan serbuk tempurung kelapa (STK).  

Gambar 2. Grafik Nilai Kadar Air   

Hasil penelitian menunjukkan nilai kadar air rendah. Hal ini disebabkan plastik polipropilena yang digunakan sebagai matrik  bersifat hidropobik, sehingga papan partikel tidak mudah menyerap uap air dari lingkungannya, berdasarkan perlakuan komposisi bahan menunjukkan bahwa semakin banyak serbuk tempurung kelapa (STK) maka kadar air juga semakain tinggi. Hal ini disebabkan oleh sifat dari Serbuk tempurung kelapa adalah  sebagai salah satu bahan berlegnisellulosa yang hidrofinik.

Standar Nasional  Indonesia (SNI) 03 – 2105 – 2006, papan partikel, mensyaratkan  nilai kadar air papan partikel < 14%. Dari hasil pengujian semua papan komposit yang dihasilkan tidak mencapai kadar air minimum yang disyaratkan. Rendahnya kadar air papan komposit  yang dihasilkan diduga disebabkan perlakuan panas pengempaan dengan menggunakan suhu 170 0C yang membuat kadar air pada papan komposit mengalami penguapan serta tercampur secara meratanya antara serbuk tempurung kelapa dengan polipropilena pada saat di campuran dengan menggunakan eksruder, penjemuran serta penguapan yang kontiniu juga mempengaruhi kadar air bahan. Hasil tersebut sangat baik untuk penggunaan interior dan eksterior karena nilai kadar air sangat rendah. Hasil Pengujian Pengembangan Tebal Pengembangan tebal adalah besaran yang menyatakan pertambahan  tebal contoh uji dalam persen  terhadap tebal awalnya setelah contoh uji direndam dalam air pada suhu kamar selama 24 jam. Hasil rata-rata  pengembangan tebal berfariasi antara 0.35 % untuk komposisi 60:40 hingga 1,64% untuk komposisi 30:70 untuk variasi polipropilen dengan serbuk tempurung kelapa (STK). Pada Variasi 30:70 sangat tinggi dikarenakan jumlah persentase plastik polipropilen lebih sedikit, sehingga plastik polipropilen tidak dapat mengikat secara sempurna serbuk tempurung kelapa, hal ini mengakibatkan penyerapan air lebih tinggi sehingga pengembangan tebal juga sangat dominan.

  Gambar 3. Grafik Nilai Pengembangan Tebal 

Standar Nasional Indonesia (SNI) 03 –2105 – 2006, Papan Partikel, nilai pengembangan tebal yang di isyaratkan maksimum 12%. Sedangkan nilai pengembangan tebal papan komposit yang dihasilkan dari pengujian dibawah 12%, sehingga papan komposit memenuhi standar. Dengan demikian papan komposit cenderung memiliki sifat hidrofobik  sehingga lebih tahan terhadap air. Terjadinya perbedaan yang sangat ekstrim pada grafik adalah dikarenakan tidak merataannya campuran antara serbuk tempurung kelapa dengan plastik daur ulang polipropilena sehingga pada variasi volume plastik polipropilen daur ulang  dan serbuk tempurung kelapa 30:70 terjadi kenaikan yang tinggi sampai melewati batas yaitu: 1,64 %, ini merupakan persetase yang tertinggi dibandingkan dengan persentase komposisi yang lain. Hal ini dikarenakan  sedikitnya jumlah plastik daur ulang dan tidak merata pencampurannya maka uji pengembangan tebal sangat tinggi bila di bandingkan dengan variasi-variasi yang lainnya.   

KESIMPULAN 

Secara umum  papan komposit serbuk tempurung kelapa dengan  plastic daur ulang didapat nilai sifat fisis dari hasil penelitian papan komposit yang dihasilkan tergolong baik dan memenuhi standar yang ditetapkan SNI 03 – 2105 – 2006 kecuali nilai modulus elastis yang masih jauh dibawah standar. Untuk Pengujian fisis didapatkan hasil antara lain : Pada uji kerapatan didapatkan berkisar antara 0.80 gr/cm3 sampai dengan 0,91 gr/cm3 sedangkan kerapatan menurut SNI 03 – 2105 – 2006 ditetapkan sebesar 0,4 gr/cm3 sampai dengan 0,9 gr/cm3, Nilai kadar air yang ditetapkan SNI 03 – 2105 – 2006 sebesar 5-13% sedangkan hasil penelitian didapat 0,24- 0,69 %, dan nilai pengembangan tebal menurut SNI 03 – 2105 – 2006 yaitu maksimum 12% komposisi sedangkan yang dihasilkan dari penelitian ini adalah 0,35 % - 1,64%. Dari hasil penelitian ini dapat direkomendasikan kualitas papan  partikel serbuk tempurung kelapa dan polipropilen daur ulang dapat dijadikan sebagai alternative bahan baku papan komposit pengganti kayu.

DAFTAR PUSTAKA 

Allorerung, D., dan A. Lay. 1998. Kemungkinan pengembangan pengolahan buah kelapa secara terpadu skala pedesaan. Prosiding Konperensi Nasional Kelapa IV. Bandar Lampung 21 – 23 April 1998 Pp.327 – 340.

Arya fatta, Meningkatkan Arang Tempurung Kelapa jadi Karbon Aktif. http://aryafatta.wordpress.com/, di akses 26 Desember 2010

Bil Meyer, W. F, 1994. Text Book of Polymer Science  3rd edition, Jhon Wiley & Sons, New York. Firdaus F dan Fajriyanto, 2006. Karakteristik Mekanik Produk Fiberboard dari Komposit Sampah Plastik (Thermoplastik)-Limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS). Jurnal TEKNOIN ISSN 0853-8697 (Terakreditasi) Edisi September 2006, Vol.11,No.3. Penelitian yang dibiayai dalam program Riset Unggulan Terpadu (RUT XII) 20052006 oleh Menristek RI.

Fajriyanto dan Firdaus F, 2008. Panel Dinding Bangunan Ramah Lingkungan dari Komposit Limbah Pabrik Kertas (SLUDGE), Sabut Kelapa dan Sampah Plastik : Pengaruh Komposisi Bahan dan Beban Pengempaan Terhadap Kuat Lentur (Bending). Prosiding Seminar Nasional  TEKNOIN 2008 ISBN : 978-979-3980-15-7. Bidang Teknik Mesin. Pusat Penelitian Sain dan Teknologi, Direktorat Penelitian dan Pengabdian Masyarakat. Universitas Islam Indonesia. Yogyakarta.

Irfandi, I. (2013). Preparation and Characterization of Composite Materials from Particle Board Polypropylene Recycling and Coconut Shell Powder with Physical Propertis. EINSTEIN, 1(1).

Kusnadi, A. 2003. Sifat Fisis dan Mekanis Papan Komposit dari Berbagai Limbah Serbuk Kayu dan Non-Kayu dengan Plastik Polyethylene dan Polyprophylene Daur Ulang [skripsi]. Bogor : Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor.

Nurmalita, 2010. Pengaruh Orientasi Serat sabut Kelapa dengan Resin polyester terhadap Karakteristik Papan lembaran. [Thesis], Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara. 

Mahmud Zainal dan yulius Ferry, 2005. Prospek Pengolahan Hasil Samping Buah Kelapa. Perspektif-Volum 4 Nomor 2 Edisi Desember 2005. Pusat  Penelitian dan Pengembangan Perkebunan. Indonesian Center for Estate Crops and Developmen. Bogor. 

UNTUK LEBIH LENGKAP DAPAT DI DOWNLOAD DI SINI .....!!! (JURNAL EJPP BALITBANG PEMKO MEDAN)

PENINGKATAN AKTIVITAS DAN HASIL BELAJAR MAHASISWA DENGAN PENERAPAN MODEL PEMBELAJARAN BERDASARKAN MASALAH PADA MATA KULIAH FISIKA UMUM I

Deo Demonta Panggabean¹, Irfandi²

Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Medan

deo.panggabean@unimed.ac.id

irfandi@unimed.ac.id

ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan : (1) Untuk mengetahui peningkatan hasil belajar mahasiswa dengan menggunakan model pembelajaran berbasis masalah pada mata kuliah Fisika Umum I. (2) Untuk mengetahui peningkatan aktivitas belajar mahasiswa dengan menggunakan model pembelajaran berdasarkan masalah pada mata kuliah Fisika Umum I.Penelitian ini dilakukakan dengan alur penelitian tindakan kelas (PTK). Jumlah siklus yang digunakan meliputi 2 siklus yaitu siklus I dengan materi: Kinematika dan siklus II dengan materi: Dinamika. Alat pengumpul data yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari instrumen tes hasil belajar dan lembar observasi aktivitas mahasiswa. Instrumen tes yang digunakan terdiri dari instrumen tes kinematika dan instrumen tes dinamika yang masing-masing terdiri dari 25 soal berbentuk pilihan ganda yang sudah diujicobakan kepada mahasiswa dan hasilnya dinyatakan valid dan memiliki reliabilitas sangat tinggi. Dari hasil penelitian melalui lembar observasi aktivitas mahasiswa dan hasil belajar mahasiswa diperoleh rata-rata skor aktivitas mahasiswa pada setiap siklus mengalami peningkatan. Selanjutnya nilai rata-rata dan nilai gain hasil belajar mahasiswa juga mengalami peningkatan pada siklus I dan siklus II. Sehingga dapat disimpulkan terdapat peningkatan aktivitas dan hasil belajar mahasiswa pada mata kuliah fisika umum dengan penerapan model pembelajaran berdasarkan masalah.

Kata Kunci : Penelitian Tindakan Kelas, Model Pembelajaran Berdasarkan Masalah, Aktivitas Belajar, Hasil Belajar

PENDAHULUAN

Mata kuliah Fisika Umum I merupakan salah satu mata kuliah wajib di semester ganjil yang harus diambil oleh setiap mahasiswa Fisika FMIPA Universitas Negeri Medan (Unimed). Mata kuliah ini merupakan mata kuliah yang sangat penting dikuasai oleh mahasiswa sebagai calon guru yang profesional di masa mendatang. Tanpa penguasaan Fisika Umum I yang memadai, mahasiswa calon guru akan mengalami kesulitan dalam mengajarkan materi fisika tingkat SMA dan memecahkan permasalahan di kelas khususnya dalam menjelaskan Kinematika, Dinamika, Usaha dan Energi, Momentum dan  Impuls, Dinamika Rotasi Benda Tegar, Mekanika Fluida, Suhu dan Kalor, serta teori kinetik gas (TKG) dan Hukum Termodinamika. Mata kuliah ini memberi sumbangan untuk memahami mata kuliah mekanika dan termodinamika pada semester ganjil berikutnya.

Berdasarkan pengalaman peneliti selama menjadi tim pengampu mata kuliah Fisika Umum I, mahasiswa masih kurang kemampuannya dalam memahami materi kuliah. Hal ini dapat dilihat dari hasil yang diperoleh mahasiswa pada semester ganjil 2014/2015 yang lalu, masih kurang memuaskan dimana mahasiswa yang memperoleh nilai A ada 7 orang, nilai B ada 23 orang, dan nilai C ada 2 orang perkelas semuanya 32 orang. Hal ini disebabkan mahasiswa pada umumnya rendah dalam penguasaan konsep fisika ketika berada di SMA dan pembelajaran masih belum memaksimalkan kemampuan kognitif mahasiswa dalam pemecahan masalah fisika.

Salah satu faktor eksternal yang dapat mempengaruhi perkembangan kognitif mahasiswa adalah dosen. Hal ini sesuai dengan apa yang dikemukakan oleh Slameto (2003) yaitu, guru (dosen) memegang peranan penting dalam peningkatan kualitas siswa (mahasiswa) dalam belajar mahasiswa dan dosen harus benar-benar memperhatikan, memikirkan dan sekaligus merencakan proses belajar mengajar yang menarik bagi mahasiswa, agar mahasiswa berminat dan semangat belajar dan mau terlibat dalam proses belajar mengajar, sehingga pengajaran tersebut menjadi efektif.

Dalam upaya meningkatkan kualitas pendidikan, maka diperlukan berbagai terobosan, baik dalam pengembangan kurikulum, inovasi pembelajaran, dan pemenuhan sarana dan prasarana pendidikan agar mahasiswa tertarik dan tertantang untuk belajar. Menyikapi masalah di atas, perlu adanya upaya yang dilakukan oleh dosen untuk menggunakan strategi mengajar yang membuat mahasiswa lebih tertarik pada materi Fisika Umum I.

Pimpinan Unimed telah mencanangkan learning revolution dan penerapan softskill untuk dilaksanakan semua dosen mulai tahun ajaran 2009/2010. Dengan adanya learning revolution maka dosen dituntut untuk melakukan pembelajaran berbasis mahasiswa (student center learning), sehingga aktivitas mahasiswa meningkat, yang diharapkan untuk meningkatkan pemahaman terhadap materi yang dipelajarinya. Pembelajaran yang berpusat pada mahasiswa ini akan membawa perubahan proses pembelajaran, dimana mahasiswa berperan aktif untuk memahami suatu topik atau materi ajar, jadi pembelajaran tidak lagi berpusat kepada dosen.

Model pembelajaran berdasarkan masalah (Problem Based Learning) merupakan suatu pendekatan pembelajaran yang menggunakan masalah dunia nyata sebagai suatu konteks bagi mahasiswa untuk belajar tentang cara berpikir kritis dan keterampilan pemecahan masalah, serta untuk memperoleh pengetahuan dan konsep yang esensial dari materi pelajaran.

Nur (2011) mengatakan bahwa problem based learning adalah proses berpikir tentang masalah kehidupan riil di sekitar siswa. Dalam mencapai tujuannya, PBL memiliki trik/cara. Salah satu trik tersebut terletak pada permasalahan baik yang diberikan oleh guru maupun yang ditemukan dan diselesaikan oleh siswa sendiri. Permasalahan ini tentunya permasalahan dalam konteks riil.

Selanjutnya Sagala (2011) menyatakan bahwa menerapkan pemecahan masalah dalam proses pembelajaran penting, karena selain mencoba menjawab pertanyaan atau memecahkan masalah, mahasiswa juga termotivasi untuk bekerja keras.

Berkenaan dengan pengertian pemecahan masalah (problem solving), Branca (1980) mengungkapkan tiga interpretasi umum tentang pemecahan masalah, yaitu:

1.    Pemecahan masalah sebagai tujuan.

Pemecahan masalah sebagai tujuan menyangkut alasan mengapa matematika itu diajarkan dan apa tujuan pengajaran matematika. Dalam interpretasi ini, pemecahan masalah bebas dari masalah khusus, prosedur atau metode, dan konten, yang menjadi pertimbangan utama adalah belajar bagaimana memecahkan masalah, merupakan alasan utama untuk belajar.

2.    Pemecahan masalah sebagai proses.

Pemecahan masalah sebagai proses muncul dari interpretasinya sebagai proses dinamik dan terus menerus. Selain itu pemecahan masalah sebagai proses menerapkan pengetahuan yang telah diperoleh sebelumnya ke dalam situasi baru dan tak dikenal. Yang menjadi pertimbangan utama dalam hal ini adalah metode, prosedur, strategi, dan heuristik yang mahasiswa gunakan dalam memecahkan masalah.

3.    Pemecahan masalah sebagai keterampilan dasar.

Pemecahan masalah sebagai keterampilan dasar, menyangkut dua pengertian yang banyak digunakan, yaitu: 1) keterampilan minimal yang harus dimiliki mahasiswa, 2) keterampilan minimal yang diperlukan seseorang agar dapat menjalankan fungsinya dalam masyarakat.

Menurut John Dewey (Wina Sanjaya, 2006), metode pemecahan masalah dalam model pembelajaran berdasarkan masalah adalah seperti pada Gambar 1

Gambar 1. Alur Proses Pembelajaran Berdasarkan Masalah

Adapun metode pemecahan masalah  tersebut yaitu :

1)   Merumuskan masalah, yaitu langkah mahasiswa menentukan masalah yang akan dipecahkan.

2)   Menganalisis masalah, yaitu langkah mahasiswa meninjau masalah secara kritis dari berbagai sudut pandang

3)   Merumuskan hipotesis, yaitu langkah mahasiswa berbagai kemungkinan pemecahan sesuai pengetahuan yang dimilikinya

4)   Mengumpulkan data, yaitu langkah mahasiswa mencari dan menggambarkan informasi yang diperlukan untuk pemecahan masalah

5)   Pengujian hipotesis, yaitu langkah mahasiswa mengambil atau merumuskan kesimpulan sesuai dengan penerimaan dan penolakan hipotesis yang diajukan

6)   Merumuskan rekomendasi pemecahan masalah, yaitu langkah mahasiswa menggambarkan rekomendasi yang dapat dilakukan sesuai rumusan hasil pengajuan hipotesis dan rumusan kesimpulan

Beberapa penelitian telah menunjukkan dampak positif dari implementasi pemecahan masalah bagi mahasiswa yakni Adeyemo (2008), Sindelar (2002), Ganina, dan Voolaid (2008), Yusof et all (2004), Chakravarthi, et all (2009). Penelitian Adeyemo (2008), menyimpulkan terdapat hubungan yang signifikan antara belajar-mengajar dan tugas pemecahan masalah dalam fisika. Penelitian Sindelar (2002), menyimpulkan bahwa pembelajaran berbasis masalah adalah strategi yang efektif untuk digunakan dalam kelas terutama mengenai keterlibatan siswa. Penelitian Ganina, dan Voolaid (2008) menunjukkan bahwa terjadi peningkatan efektifitas belajar sebesar 36% pada saat menggunakan model pemecahan masalah. Penelitian Yusof, et all (2004) menyimpulkan lebih dari 95% dari mahasiswa mengakui bahwa mereka memperoleh dampak positif dari pembelajaran dengan menggunakan PBL, dan masih ingin menggunakannya dalam pelajaran lainnya.

Selanjutnta Chakravarthi et all (2009)  dalam penelitiannya menemukan bahwa mahasiswa yang menggunakan pembelajaran dengan PBL memiliki tingkatan yang lebih tinggi dibandingkan kelas kontrol, seperti tujuan pembelajaran, hasil belajar, tingkat berpikir kritis, dan belajar kelompok.

METODE

Populasi dalam penelitian ini adalah mahasiswa di jurusan fisika FMIPA Unimed T.A 2015/2016. Penelitian ini adalah Jenis penelitian tindakan kelas (PTK). Sampel pada penelitian ini adalah satu kelas yang terdiri dari 43 orang mahasiswa program studi pendidikan fisika pada mata kuliah Fisika Umum I. Penelitian ini dilakukan dengan alur penelitian tindakan kelas (PTK) yang dikemukakan oleh Kemmis & Mc Taggart. Siklus dalam penelitian tindakan kelas adalah sebagai berikut:

Gambar 2. Alur PTK Oleh Kemmis & Mc Taggart (Arikunto, 2006)

Adapun tahap-tahap dalam penelitian ini meliputi :

1.      Melakukan tes awal bertujuan untuk mengetahui kemampuan awal mahasiswa sebelum pembelajaran dimulai.

2.      Pemberian materi pelajaran dengan menerapkan model pembelajaran berbasis masalah,  pemanfaatan media dan sumber belajar.

3.      Membentuk kelompok belajar mahasiswa untuk mengerjakan lembar kerja mahasiswa yang sudah disiapkan oleh peneliti.

4.      Melakukan postes pada setiap akhir siklus bertujuan untuk mengetahui persentase peningkatan hasil belajar mahasiswa pada cakupan materi Fisika Umum I untuk siklus I ke siklus berikutnya.

Penelitian ini dilakukan di dalam satu kelas yang mengambil mata kuliah Fisika Umum I pada semester ganjil pada Jurusan Fisika FMIPA Unimed. Penelitian ini terdiri dari 2 siklus yang dilakukan dengan tahapan yaitu:

a. Rencana (Planning)

Pada tahap perencanaan, peneliti mengadakan beberapa kali pertemuan untuk membahas teknis pelaksanaan penelitian tindakan kelas, mendata dan mengidentifikasi isi buku teks yang ada di seluruh perpustakaan yang ada di UNIMED yang dapat digunakan untuk menunjang perkuliahan Fisika Umum I, membuat tes hasil belajar, membuat angket/format observasi, membuat media pembelajaran, membuat rencana pembelajaran sesuai dengan inovasi pembelajaran yang akan digunakan dalam penelitian ini.

b. Tindakan (Action)

Pada tahap ini, pertama sekali dilaksanakan pretes kepada mahasiswa untuk melihat sejauh mana pengetahuan awal mahasiswa tentang materi Fisika Umum I. Kemudian materi disampaikan kepada mahasiswa dengan menerapkan model pembelajaran berbasis masalah dan menggunakan perpustakaan sebagai sumber referensi. Setelah penerapan model pembelajaran berbasis masalah, pada setiap akhir siklus diadakan postes untuk melihat tingkat keberhasilan yang dicapai oleh mahasiswa.

c. Pengamatan (Observation)

Pengamatan dilakukan tim peneliti di dalam kelas pada saat kegiatan belajar mengajar berlangsung dengan menggunakan lembar observasi aktivitas mahasiswa. Observasi dilakukan kepada aktivitas mahasiswa baik selama tatap muka dan hal-hal yang terjadi selama proses belajar mengajar dan diskusi kelompok. Jumlah observer dalam setiap pertemuan berjumlah satu orang. Instrumen yang digunakan adalah format observasi yang dikembangkan berdasarkan indikator-indikator yang sesuai dengan kompetensi yang akan dicapai.

d. Refleksi (Reflection)

Sebelum melakukan refleksi data hasil tes dan hasil pengamatan dianalisis terlebih dahulu. Selanjutnya refleksi dilakukan berdasarkan hasil analisis data perolehan tes dan pengamatan yang dilakukan. Hasil analisis data merupakan  bahan dalam menentukan tindakan perbaikan untuk tahap perencanaan pada siklus berikutnya. Dalam kegiatan refleksi akan dikaji kaitan antara hasil pengamatan dan tes setiap siklus, serta mendeskripsikan perkembangan perkembangan yang dicapai tiap siklus, hambatan-hambatan yang dihadapi, dan upaya penanggulangannya.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Penelitian

Penelitian ini dilakukan dalam 2 siklus PTK dengan menerapkan model pembelajaran berdasarkan masalah pada mata kuliah fisika umum I. Hasil penelitian ini meliputi data hasil belajar dan data pengamatan aktivitas mahasiswa dengan menerapkan model pembelajaran berdasarkan masalah. Pada tahapan penelitian, diawal setiap siklus pembelajaran dilakukan tes awal. Adapun data hasil pretes siklus I dan siklus II seperti pada Tabel 1

Tabel 1. Nilai Pretes Siklus I dan Siklus II

Nilai	Siklus I	Siklus II
Pretes	27.81	22.98

Secara ringkas distribusi data pretes siklus I dan siklus II digambarkan pada Gambar 3.

Setelah pretes diberikan kemudian dilaksanakan tindakan siklus I dan tindakan siklus II dengan menerapkan model pembelajaran berdasarkan masalah. Pada saat pelaksanaan pembelajaran aktivitas mahasiswa dalam kelompok di amati oleh seorang observer. Adapun hasil pengamatan terhadap aktivitas mahasiswa pada siklus I dan siklus II seperti pada Tabel 2.

Tabel 2. Nilai Aktivitas Mahasiswa

Kelompok	Aktivitas
	Siklus I	Siklus II
I	66.7	87.5
II	75.0	91.7
III	66.7	83.3
IV	58.3	70.8
V	62.5	75.0
Rata-rata	65.8	81.7

Secara ringkas distribusi nilai aktivitas masing-masing kelompok mahasiswa pada siklus I dan siklus II digambarkan pada Gambar 4.

Setelah pelaksanaan tindakan selesai, selanjutnya diberikan postes diakhir siklus I dan siklus II untuk memperoleh data pencapaian kompetensi mahasiswa. Adapun hasil postes siklus I dan siklus II seperti pada Tabel 3

Tabel 3. Nilai Postes Siklus I dan Siklus II

Hasil Belajar	Siklus I	Siklus II
Postes	72.19	78.14

Secara ringkas distribusi nilai postes siklus I dan siklus II digambarkan pada Gambar 5.

Selanjutnya peningkatan hasil belajar mahasiswa pada setiap siklus dihitung dengan rumus gain ternormalisasi dengan hasil seperti pada Tabel 4

Tabel 4. Nilai Gain Siklus I dan Siklus II

Variabel	Siklus I	Siklus II
Nilai Gain	0.62	0.71

Secara ringkas nilai gain siklus I dan siklus II dapat digambarkan seperti pada Gambar 6.

Pembahasan

Hasil yang didapatkan dari penelitian ini menunjukkan terdapat peningkatan hasil belajar mahasiswa dengan penerapan model pembelajaran berdasarkan masalah. Peningkatan hasil belajar dihitung dengan menggunakan rumus gain normal (Hake, 1998). Rata-rata hasil belajar pretes siklus I 27,81 dan rata-rata hasil belajar postes siklus I 72,19. Peningkatan hasil belajar pada siklus I diihat dari nilai gain sebesar 0,62 dengan tafsiran sedang. Selanjutnya pada siklus II rata-rata pretes 22,98 dan rata-rata postes 78,14. Peningkatan hasil belajar pada siklus II dilihat dari nilai gain sebesar 0,71 dengan tafsiran tinggi.

Selanjutnya rata-rata nilai aktivitas siklus I 65,8 dengan tafsiran cukup baik dan rata-rata siklus II meningkat menjadi 81,7 dengan tafsiran baik. Hal ini menunjukkan terdapat peningkatan hasil belajar dan aktivitas mahasiswa dengan penerapan pembelajaran berdasarkan masalah.

Penelitian Adeyemo (2008), menyimpulkan terdapat hubungan yang signifikan antara belajar-mengajar dan tugas pemecahan masalah dalam fisika. Penelitian Sindelar (2002), menyimpulkan bahwa pembelajaran berbasis masalah adalah strategi yang efektif untuk digunakan dalam kelas terutama mengenai keterlibatan siswa. Penelitian Ganina, dan Voolaid (2008) menunjukkan bahwa terjadi peningkatan efektifitas belajar sebesar 36% pada saat menggunakan model pemecahan masalah. Penelitian Yusof et all (2004) menyimpulkan lebih dari 95% dari mahasiswa mengakui bahwa mereka memperoleh dampak positif dari pembelajaran dengan menggunakan PBL, dan masih ingin menggunakannya dalam pelajaran lainnya. Selanjutnta Chakravarth et all (2009)  dalam penelitiannya menemukan bahwa mahasiswa yang menggunakan pembelajaran dengan PBL memiliki tingkatan yang lebih tinggi dibandingkan kelas kontrol, seperti tujuan pembelajaran, hasil belajar, tingkat berpikir kritis, dan belajar kelompok.

Berdasarkan hasil penelitian penulis dan penelitian terdahulu yang relevan menunjukkan terdapat dampak positif dalam pembelajaran yaitu pada hasil belajar dan aktivitas pembelajaran. Hal ini dapat disebabkan seperti yang dikemukakan Arends (Trianto, 2005) bahwa  pengajaran berdasarkan masalah merupakan pendekatan pembelajaran dimana mahasiswa mengerjakan masalah otentik dengan maksud menyusun pengetahuan mereka sendiri, mengembangkan inkuiri, dan keterampilan berpikir, mengembangkan kemandirian, dan percaya diri. Selanjutnya Ibrahim dan Nur (2004) menjelaskan pembelajaran berdasarkan masalah dikenal dengan pembelajaran autentik dan bermakna yang memungkinkan terjadinya pertukaran ide secara bebas dan memberikan kemudahan untuk melakukan penyelidikan dan inkuiri.

Dari penjelasan di atas dan hasil penelitian dapat disimpulkan penerapan model pembelajaran berdasarkan masalah pada proses pembelajaran dapat meningkatkan aktivitas belajar dan hasil belajar mahasiswa.

PENUTUP

Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan diperoleh kesimpulan :

1.   Terdapat peningkatan hasil belajar mahasiswa dengan penerapan model pembelajaran berdasarkan masalah pada mata kuliah fisika umum I

2.   Terdapat peningkatan aktivitas belajar mahasiswa dengan penerapan model pembelajaran berdasarkan masalah pada mata kuliah fisika umum I.

Saran

1.    Sebaiknya dosen menerapkan pembelajaran berdarkan masalah sebagai salah satu alternatif  pembelajaran pada mata kuliah fisika umum I.

2.    Penelitian ini masih terbatas pada aktivitas dan hasil belajar mahasiswa, diharapkan pada penelitian selanjutnya dapat dilakukan untuk melihat peningkatan kemampuan berpikir kritis dan kemampuan berpikir kreatif mahasiswa.

DAFTAR PUSTAKA

Arikunto, Suharsimi. 2006. Prosedur Penelitian Suatu Pendekatan Praktik. Jakarta: Rineka Cipta

Adeyemo, Sunday. 2008. Students’ Ability Level and Their Competence in Problem-Solving Task in Physics. International Journal of Educational Research and Technology, Vol 1 [2].

Branca, N. A. (1980). Problem solving as a goal, process, and basic skill. In S. Krulik and R. E. Reys (Eds.), Problem solving in school mathematics: 1980 yearbook. Reston, VA: National Council of Teachers of Mathematics.

Chakravarthi, Srikumar., Judson, John., Vijayan, Priya. 2009. An Evaluative Study On Comparison Of Problem Based Learning And Lecture Based Pedagogy On Self  Directed Learning In Undergraduate Medical Education. Indian Journal of  Science and Technology, Vol.2 No. 12 (http://dec09chakrav-28.pdf, diakses pada Maret 2015).

Ganina, Svetlana., Voolaid, Henn. 2008. The influence Of problem solving on          studying Effectiveness in physics.

Hake, R.R. 1998. Interactive engagement  v.s traditional methods: six- thousand student survey of mechanics test data for introductory physics courses. American Journal of Physics. Vol. 66. No.1

Ibrahim, dan Nur. 2004. Pembelajaran Kooperatif. Surabaya: Penerbit UNESA

Nur, Muhammad. 2011. Model Pembelajaran Berdasarkan Masalah. Surabaya: Pusat Sain Dan Matematika Sekolah UNESA.

Sagala, Syaiful. 2011. Konsep dan Makna Pembelajaran.  Bandung: Alfabeta

Sanjaya, W. 2006. Strategi Pembelajaran. Jakarta: Kencana Prenada Media Group.

Slameto. 2003. Belajar dan Faktor-Faktor yang Mempengaruhinya. Jakarta: PT Rineka Cipta     

Sindelar, Teresa. 2002. The Effectiveness  of Problem Based Learning In The School Science Classroom. Tesis dipublikasikan. USA: Whichita State University.

Trianto. 2005. Model-Model Pembelajaran Inovatif Berorientasi Konstruktivis. Surabaya: Prestasi Pustaka.

Yusof, Khairiyah Mohd., Aziz, Azila Abdul. 2004. Problem Based Learning in Engineering Education: A Viable Alternative for Shaping Graduates for the 21^st  Century? Makalah disajikan dalam Conference on Engineering Education, Kuala Lumpur, Dec 14-15, 2004

UNTUK LEBIH LENGKAPNYA KUNJUNGI JURNAL PENDIDIKAN IKALFI ......!!!