Jurnal Pendidikan Sains Indonesia
10 (4), p.705-716, (2022) (Indonesian Journal of Science Education) e-ISSN: 2615-840X   p-ISSN: 2338-4379
URL: http://jurnal.unsyiah.ac.id/JPSI/index
DOI : doi.org/ 10.24815/jpsi.v10i4.25846

## Implementasi Model Pembelajaran Predict-Observe-Explain
Berbasis Masalah Terhadap Keterampilan Proses Sains dan Pemahaman Konsep pada Topik Pencemaran Lingkungan
Susi Marcelina 1 *, Yula Miranda 1 , Soaloon Sinaga 1 ,
Theo Jhoni Hartanto 2
1 Program Studi Magister Pendidikan Biologi, Program Pascasarjana Universitas Palangka Raya, Palangka Raya, Indonesia
2 Program Studi Pendidikan Fisika, FKIP Universitas Palangka Raya, Palangka Raya, Indonesia *Email: susimarcelina@gmail.com
Article History: Received date: May 7, 2022
Received in revised from: August 9, 2022 Accepted date: August 25, 2022 Available online: September 24, 2022

## Citation:
Marcelina, S., Miranda, Y., Sinaga, S., & Hartanto, T.J. 2022. Implementasi model pembelajaran predict-observe-explain berbasis masalah terhadap keterampilan proses sains dan pemahaman konsep pada topik pencemaran lingkungan. Jurnal Pendidikan Sains Indonesia (Indonesian Journal of Science Education) , 10(4):705-
716.
Abstract. Based  on  the  results  of observations  of learning activities carried out on students in junior high school, it is known  that  students'  science  process  skills  are  still relatively  low.  In  addition,  students'  understanding  of concepts on the topic of environmental pollution is still low. The  purpose  of  this  study  was  to  describe  the  effect  of predict-observe-explain  (POE)  based  problem  model  on students’s conceptual mastery and science process skills in learning environmental pollution. The method that was used in  this  research  was  pre-experiment  and  the  design  was one-group  pretest-posttest.  Sample  of  the  research  were took from one class, namely class VII in a junior high school in  Kasongan,  Katingan  Regency,  Central  Kalimantan.  The instruments  used  for  the  research  were:  (1)  achievement test  and  (2)  the  science  process  skills  observation  sheet. The  result  showed  that  there  was  an  improvement  in students’  conceptual  mastery  in  learning  environmental pollution,  indicated  by  average  normalized  gain  of  0,68. Science process skills of students in environmental pollution topic through POE based problem model gained an average of  good  category.  Therefore,  the  indicator  of  science process  skills  with  highest  score  was  the  prediction  and collecting  data  aspect,  while  the  lowest  score  was communicating aspect. From this research can be conclude that  applyng  the  POE  based  problem  model  can  improve students’ learning outcomes and also give positive effect on students’  science  process  skills,especially  on  the  topic  of environmental pollution.
Keywords: environmental  pollution,  science  learning, predict-observe-explain, science process

## Pendahuluan
Pembelajaran  IPA  yang  memuat  interaksi  peserta  didik  dengan  lingkungannya sangat penting diterapkan, terutama bagi peserta didik di tingkat satuan pendidikan SMP. Pembelajaran IPA seharusnya memberikan peluang kepada peserta didik dalam  bekerja ilmiah  untuk  melatih  keterampilan  proses  sains,  seperti  merumuskan  masalah, merumuskan  prediksi,  merancang  dan  melaksanakan  percobaan,  menganalisis  dan menyimpulkan dalam rangka menjawab permasalahan serta mencari  penjelasan tentang gejala-gejala di lingkungan. Salah satu materi dalam mata pelajaran IPA di kelas VII SMP
adalah materi pencemaran lingkungan. Materi ini memuat isu penting yang erat dengan permasalahan masyarakat,  sehingga  memungkinkan  untuk  diamati  fenomenanya  dalam kehidupan  sehari-hari.  Fenomena  pencemaran  lingkungan  dapat  disampaikan  dengan menghadirkan  permasalahan  kontekstual.  Pemahaman  dari  pengamatan  dan  aktivitas langsung lebih mudah dibangun daripada pemahaman yang diperoleh melalui uraian lisan guru,  apalagi  peserta  didik  jenjang     SMP  masih  berada  pada  tingkat  berpikir  konkret (Venida & Sigua, 2020; Sanjaya, 2011).
Pembelajaran  IPA  di tingkat  SMP  seharusnya  disajikan  dengan  melibatkan  peserta didik  melalui  aktivitas-aktivitas  ilmiah  melalui  percobaan,  misalnya  merumuskan masalah,  mengajukan  dan  menguji  hipotesis,  mengumpulkan,  mengolah  dan menganalisis data, serta mengkomunikasikan secara lisan dan tertulis. Akan tetapi, fakta di  lapangan  menunjukkan  bahwa  upaya  pembiasaan  aktivitas  ilmiah  masih  rendah. Berdasarkan  hasil  observasi  dan  wawancara  dengan  guru  IPA  dan  peserta  didik  di  SMP Kota Kasongan,  diperoleh informasi berkaitan dengan proses pembelajaran pada  materi pencemaran  lingkungan.  Data  observasi  menunjukkan  bahwa  80%  guru  cenderung menggunakan  metode  penugasan  berupa  pemberian  soal-soal  kepada  peserta  didik, sedangkan 20% melakukan kegiatan praktikum biasa yang sudah ada di buku. Selain itu, praktikum  hanya  berkaitan  dengan  salah  satu  topik  pencemaran  saja.  Kegiatan  praktik lebih banyak dihindari guru karena memerlukan waktu yang lama. Hal ini sejalan dengan pendapat  Ibrahim  (2008)  dan  Wisanti  (2021)  yang  menemukan  bahwa  pembelajaran melalui  kegiatan  praktik  lebih  banyak  dihindari  guru,  peserta  didik  yang  seharusnya melaksanakan  kegiatan  percobaan,  digantikan  dengan  aktivitas  latihan  menjawab  dan menyelesaikan  soal-soal  latihan.  Padahal,  kegiatan  percobaan  merupakan  kegiatan utama  yang  mendukung  keberhasilan  pembelajaran  IPA  (Snětinová  dkk.,  2018). Akibatnya, peserta  didik kurang memperoleh porsi untuk mengembangkan keterampilan proses sains melalui aktivitas-aktivitas ilmiah. Keterampilan proses sains penting sebagai upaya pembentukan keterampilan berkomunikasi untuk memperoleh pengalaman, maka untuk  membiasakan  peserta  didik  berpikir  seperti  ilmuwan  dapat  dinyatakan  bahwa peserta  didik  perlu  dibekali  keterampilan  proses  sains  (Hsiao  dkk.,  2017;  Akcay,  2016; Cetin-Dindar, 2016).
Hasil observasi di lapangan memperlihatkan  bahwa peserta didik di beberapa SMP di Kota Kasongan masih sulit untuk mengaitkan materi dengan permasalahan di kondisi nyata  dalam  kehidupan  sehari-hari,  khususnya  pada  topik  pencemaran  lingkungan. Selain  itu,  hasil  observasi  juga  memperlihatkan  sebesar  63%  peserta  didik  tidak memahami konsep-konsep dan isu-isu terkait dengan pencemaran lingkungan. Hasil ini senada  dengan  hasil  studi  yang  dilakukan  oleh  Putriana  dkk.  (2020)  yang  menemukan bahwa  kemampuan  peserta  didik  jenjang  sekolah  menengah  dalam  mengidentifikasi, menganalisis  masalah,  dan  merencanakan  tindakan  untuk  memecahkan  masalah lingkungan  masih  rendah.  Kemampuan  peserta  didik  sekolah  menengah  dalam mengidentifikasi,  menganalisis  masalah,  dan  merencanakan  tindakan  untuk  berlatih memecahkan  masalah  lingkungan  masih  rendah.  Suryawati  dkk.  (2021)  dan  Ibrahim (2008)  menyatakan  bahwa  pembelajaran  IPA  yang  dibangun  berdasarkan  subjek seringkali terlepas dari kejadian aktual di masyarakat, akibatnya peserta didik sulit untuk menerapkan konsep/teori yang dipelajarinya dengan kehidupan nyata sehari-hari. Fakta ini  juga  mengindikasikan   perlunya  perubahan  paradigma  pembelajaran  dari  banyak memaparkan informasi, baik  fakta, pengetahuan dan hukum, ke arah upaya nyata untuk mengaitkan konsep-konsep yang telah diperoleh peserta didik dengan pengalaman dalam kehidupan sehari-hari (Jorde & Dillon, 2012; Wasis, 2006).
Apabila  pembelajaran  IPA  seperti  keadaan  yang  dikemukakan  terus  dibiarkan, dikhawatirkan  membuat  peserta  didik  terbiasa  pasif  dan  tidak  terlatih  untuk  bekerja ilmiah dengan menggunakan keterampilan proses sainsnya. Sahin (2009), Akcay (2016), dan  Purwaningtyas  (2020)  dalam  penelitiannya    menemukan  bahwa  peserta  didik
merasakan  bahwa  belajar  IPA  seperti  belajar  mengingat  rumus-rumus,  memecahkan masalah-masalah  matematika,  dan  sebagian  peserta  didik  meyakini  bahwa  IPA  tidak berhubungan dengan dunia nyata. Benckert & Pettersson (2008) menyatakan bahwa pola pembelajaran  IPA  yang  tidak  menarik  berpotensi  memunculkan  ketidakpahaman  pada peserta didik terhadap konsep-konsep IPA yang dipelajarinya.
Berdasarkan uraian di atas sangat diperlukan untuk mengembangkan pembelajaran IPA,  khususnya  materi  pencemaran  lingkungan  yang  menekankan  pada  (1)  pelibatan permasalahan di kehidupan nyata sehari-hari sebagai salah satu sumber belajar, dan (2) keaktifan  peserta  didik  dalam  pembelajaran  melalui  kerja  ilmiah  untuk  melatih keterampilan proses sains dan meningkatkan penguasaan peserta didik terhadap materi yang dipelajarinya. Peneliti berupaya mewujudkan pembelajaran IPA yang berfokus pada dua  hal  tersebut  melalui  pembelajaran  menggunakan  model predict-observe-explain (POE) berbasis masalah khusus materi pencemaran lingkungan.
Pembelajaran  POE  berbasis  masalah  merupakan  pembelajaran  yang  terdiri  dari rangkaian  aktivitas  yang  menekankan  pada  proses  penyelesaian  masalah  kontekstual yang dihadapi dan dipecahkan melalui kerja ilmiah. Pembelajaran POE berbasis masalah memiliki  tiga  karakteristik  utama. Pertama, Pembelajaran  POE  berbasis  masalah merupakan  serangkaian  aktivitas  pembelajaran,  artinya  dalam  implementasi  POE berbasis  masalah  ada  sejumlah  tahap  yang  harus  dilakukan  peserta  didik.  Tahapan tersebut  yaitu prediction , observation ,  dan explanation (Harman  &  Yenikalayci,  2022 ; Fitriani  dkk.,  2020;  Karamustafaoglu  &  Mamlok-Naaman,  2015;  Suparno,  2007). Prediction yaitu  peserta  didik  memprediksi/membuat  dugaan  terhadap  suatu permasalahan  berkaitan  dengan  gejala/fenomena  di  lingkungan/alam. Observation (observasi  atau  pengamatan):  peserta  didik  melakukan  percobaan  ( observe )  untuk membuktikan  apakah  prediksi  yang  diberikan  benar  atau  tidak. Explain :  peserta  didik membuat  penjelasan  sesuai  dengan  hasil  percobaannya.  Kemudian,  peserta  didik merangkum  apa  yang  ditemukannya  dan  kemudian  menguraikan  atau  menjelaskan dengan lebih lengkap.
Ciri kedua, aktivitas  pembelajaran  diarahkan  untuk  menyelesaikan  masalah. Pembelajaran  POE  menempatkan  masalah  sebagai  kunci  dari  proses  pembelajaran. Ibrahim  (2008)  menyatakan  bahwa  melalui  pembelajaran  IPA  yang  dimulai  dari permasalahan kontekstual dengan dunia nyata, maka peserta didik belajar suatu produk IPA  (konsep,  prinsip,  hukum,  teori)  sekaligus  belajar  memecahkan  permasalahan (proses).  Hsiao  dkk.  (2017)  menyatakan  bahwa  mengajarkan  peserta  didik  untuk menyelesaikan  masalah  membuat  peserta  didik  lebih  analitis  dalam  membuat  suatu keputusan.  Ciri ketiga, penyelesaian  masalah  dilakukan  secara  sistematis  dan  empiris (Karamustafaoglu & Mamlok-Naaman, 2015), Sistematis artinya berpikir ilmiah dilakukan melalui  tahapan  tertentu  ( prediction , observation ,  dan explanation ).  Empiris  artinya proses penyelesaian masalah didasarkan pada data dan fakta yang jelas.
Banyak  hasil  studi  yang  menemukan  bahwa  aktivitas  peserta  didik,  penguasaan, dan  keterampilan  proses  sains  peserta  didik  cenderung  mengalami  peningkatan  ketika pembelajaran  POE  diterapkan  ke  dalam  pembelajaran  IPA.  Penelitian  Nugroho  dkk. (2020),  Furqani  dkk.  (2018),  Karamustafaoglu  &  Mamlok-Naaman  (2015),  Marcelina  & Hartanto  (2021),  dan  Pane  (2020)  menemukan  bahwa  penerapan  POE  memberikan dampak positif terhadap keterampilan proses sains dan penguasaan konsep IPA peserta didik. Selain itu, hasil penelitian Hsiao dkk. (2017) menemukan bahwa pembelajaran POE membantu  peserta  didik  berpikir  dan  berkomunikasi  ilmiah,  membantu  peserta  didik dalam  proses  pemecahan  masalah  secara  ilmiah,  dan  meningkatkan  hasil  belajar  IPA peserta didik.
Berdasarkan  uraian  di  atas,  artikel  ini  bertujuan  untuk  memberikan  gambaran tentang: (1) penguasaan keterampilan proses sains dan  (2) penguasaan konsep peserta didik kelas VII SMP Kasongan pada pembelajaran dengan model POE berbasis masalah.

## Metode
Penelitian  ini  merupakan  penelitian  menggunakan  rancangan one  group  pretest- posttest (Sugiyono, 2011; Creswell, 2010). Penelitian dilakukan di salah satu SMP Swasta di  Kota  Kasongan,  Kabupaten  Katingan,  Provinsi  Kalimantan  Tengah.  Penelitian dilaksanakan  pada  semester  genap  tahun  ajaran  2021/2022.  Penelitian  dilaksanakan  di satu  kelas,  yaitu  kelas  VII,  pada  topik  pencemaran  lingkungan.  Peneltian  dilaksanakan selama lima kali pertemuan.
Perlakuan  yang  diberikan  adalah  penerapan  model  pembelajaran  POE  berbasis masalah  pada  topik  pencemaran  lingkungan.  Pembelajaran  dengan  model  POE menggunakan  langkah-langkah  dari  metode  ilmiah,  yaitu  prediksi,  observasi,  dan eksplanasi  yang  diadaptasi  dari  beberapa  hasil  riset  yang  relevan  (Karamustafaoglu  & Mamlok-Naaman, 2015; Costu, 2008; Suparno, 2007; Liew & Treagust, 1998). Deskripsi perlakuan yang diberikan dalam penelitian ini disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Deskripsi pembelajaran dengan model POE pada topik pencemaran lingkungan
Tahapan Pembelajaran Deskripsi Aktivitas Pembelajaran Tahap 1: Meramalkan ( Predict) Guru  menyajikan  suatu  permasalahan  kontekstual  berkaitan dengan  peristiwa  pencemaran  di  lingkungan.  Hal  terpenting adalah  membangkitkan  rasa  ingin  tahu  peserta  didik  untuk melakukan  percobaan/menggali  informasi  sebagai  upaya menjawab  permasalahan  yang  diajukan.  Pada  tahap  ini, peserta didik menyusun prediksi terhadap permasalahan yang telah  diajukan  guru  beserta    alasan  mengapa  membuat dugaan  seperti  itu.  Dalam  proses  ini  peserta  didik    diberi kebebasan menyusun dugaan dengan alasannya, Tahap 2: Mengamati (Observe) Guru membimbing peserta didik melakukan pengamatan apa yang  terjadi  pada  suatu  peristiwa.  Pada  tahap  ini  dilakukan percobaan,  pengumpulan  data,  dan  menganalisis  data  untuk menguji prediksi yang telah diajukan. Tahap 3: Menjelaskan (Explain) Peserta
didik mendiskusikan hasil percobaan/hasil pengamatan pada tahap observasi yang telah diperoleh, serta membandingkan hasil  observasi  dengan  prediksi  sebelumnya bersama  kelompok  masing-masing.  Pada  tahap  ini,  peserta didik  mempresentasikan  hasil  observasi  di  kelas,  serta kelompok  lain  memberikan  tanggapan,  sehingga  diperoleh kesimpulan dari permasalahan yang sedang dibahas.
Instrumen  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  lembar  observasi keterampilan  proses  sains  dan  tes  penguasaan  konsep  pencemaran  lingkungan. Penguasaan  konsep  dianalisis  secara  deskriptif  dengan  menggunakan  analisis N-gain , yaitu dengan membandingkan selisih skor post-test dan pre-test dengan selisih skor total dengan pre-test yang  hasilnya  dikalikan  100  (Hake,  1999)  untuk  mengetahui peningkatan  penguasaan  konsep  peserta  didik.  Kriteria  yang  digunakan  dalam menentukan tafsiran keefektifan pembelajaran ditentukan dengan menggunakan kriteria Majdi dkk. (2018) pada Tabel 2.
Tabel 2. Tafsiran keefektifan pembelajaran berdasarkan N-gain
Mean N-gain Tafsiran Penguasaan Konsep <g> < 0,3 Rendah 0,3  <g>  0,7 Sedang <g> > 0,7 Tinggi
Instrumen  untuk  memperoleh  data  yang  berkaitan  dengan  keterampilan  proses sains adalah dengan menggunakan lembar observasi keterampilan proses sains yang diisi oleh  observer  saat  peserta  didik  melakukan  tes  unjuk  kerja  setelah  seluruh  rangkaian pertemuan  pembelajaran  diselesaikan. Keterampilan  proses  sains yang  diamati meliputi menyusun  prediksi,  melakukan  percobaan,  mengolah/menganalisis  data,  dan mengomunikasikan  hasil  percobaan.  Lembar  observasi  keterampilan  proses  sains  diisi oleh observer mengacu penilaian pada rubrik yang sudah disediakan. Pengisian data hasil observasi  dilakukan  dengan memberikan  tanda checklist pada  skor  yang  sesuai  dengan hasil  pengamatan  yang  dilakukan  oleh  observer.  Setelah  diperoleh  rata-rata  skor  pada tiap  aspek,  rata-rata  skor  keterampilan  proses  sains  yang  diperoleh  kemudian diklasifikasikan mengacu pada pada Tabel 3.
Tabel 3. Kategori tiap Aspek Keterampilan Proses Sains
Interval rata-rata skor Kategori aspek keterampilan proses 3,25  Skor  4,00
Sangat Baik
2,50  Skor  3,25
Baik
1,75  Skor  2,50 Kurang Skor  1,75 Sangat kurang
Penguasaan  peserta  didik  terhadap  empat  aspek  keterampilan  proses  sains (menyusun  prediksi,  melakukan  percobaan,  mengolah/menganalisis  data,  dan mengomunikasikan  hasil  percobaan)  dianalisis  dari  hasil  tes  unjuk  kerja. Pe nguasaan peserta  didik  terhadap  keterampilan  proses  sains  ini  dilihat  dari  hasil  tes  unjuk  kerja kemudian nilai yang mereka peroleh akan dibandingkan dengan kategori pada Tabel 4.
Tabel 4. Kategori Kriteria Penguasaan Peserta Didik terhadap Keterampilan Proses Sains
Rentang Nilai Kategori Penguasaan Keterampilan Proses Peserta Didik Nilai lebih dari 80 Sangat Baik 71  80 Baik 61  70 Cukup Baik Nilai  60
Tidak Baik
.

## Hasil dan Pembahasan
Pembelajaran  IPA  dengan  menerapkan  model POE berbasis  masalah dilaksanakan untuk  memfasilitasi  topik  pencemaran  lingkungan  pada  kelas  VII  Semester  2,  secara spesifik  pada  KD  3.8  dan  KD  4.8.  KD  3.8  berkaitan  dengan  menganalisis  terjadinya pencemaran  lingkungan  dan  dampaknya  bagi  ekosistem,  sedangkan,  KD  4.8  berkaitan dengan membuat tulisan tentang gagasan penyelesaian masalah pencemaran lingkungan berdasarkan  hasil  pengamatan.  Kegiatan  pembelajaran  dibagi  menjadi  tiga  pertemuan, pertemuan  pertama  peserta  didik  melakukan  kegiatan  pembelajaran  disertai  dengan percobaan  pencemaran  air,  pertemuan  kedua  peserta  didik  melakukan  kegiatan percobaan  pencemaran  udara,  dan  pertemuan  ketiga  berkaitan  dengan  percobaan pencemaran tanah.
Nilai  keterampilan  proses  sains  peserta  didik  diperoleh  melalui  observasi  selama peserta didik melaksanakan tes unjuk kerja. Penilaian keterampilan proses sains peserta didik meliputi aspek: menyusun prediksi, melakukan percobaan, mengolah/menganalisis data,  dan  mengomunikasikan  hasil  percobaan.  Berdasarkan  penelitian  yang  telah dilakukan terhadap empat aspek keterampilan proses sains terhadap peserta didik kelas VII SMP, diperoleh data hasil yang dipaparkan pada Tabel 5.
Tabel 5. Data Hasil Pengamatan Keterampilan Proses Sains Aspek keterampilan proses sains Rerata Kategori Menyusun prediksi 3,4 Sangat Baik Melakukan percobaan 3,4 Sangat Baik Mengolah/menganalisis data 2,8 Baik Mengomunikasikan hasil 2,7 Baik
Selain  data  keempat  aspek  keterampilan  proses  sains  di  atas,  hasil  penguasaan keterampilan proses sains tiap peserta didik yang diperoleh dari tes unjuk kerja disajikan dalam  Gambar  1.  Berdasarkan  pada    Gambar  1,  terlihat  bahwa  hasil  tes  keterampilan proses 40% peserta didik memperoleh keterampilan proses sains dengan kategori sangat baik, 30% dengan kategori baik, dan 30% dengan kategori cukup baik.
Gambar 1. Diagram hasil tes keterampilan proses sains peserta didik
Berdasarkan  data  hasil  pengamatan  keterampilan  proses  sains  tersebut,  baik  dari segi  aspek  dan  penguasaan  keterampilan  proses  sains,  diketahui  bahwa  implementasi model  POE  berbasis  masalah  mampu  melatih  keterampilan  proses  sains  pada  peserta didik  kelas  VII.  Dengan  kata  lain,  hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  pembelajaran dengan  model  POE  berbasis  masalah  mampu  membangun  keterampilan  proses  sains peserta didik. Hal ini disebabkan karena model POE berbasis masalah mampu membuat peserta  didik  untuk  terlibat  aktif  dalam  pembelajaran  dan  membangun  keterampilan proses sainsnya. Peserta didik mengalami langsung apa yang sedang dipelajari sehingga mengaktifkan  lebih  banyak  indera  daripada  hanya  mendengarkan  guru  menjelaskan. Mengenal  pencemaran  lingkungan,  seperti  pencemaran  udara,  pencemaran  air,  dan pencemaran  tanah,  akan  lebih  baik  apabila  peserta  didik  terlibat  secara  langsung mengamati/melakukan  percobaan  tentang  pencemaran.  Membangun  pemahaman  dari pengamatan langsung  akan lebih  mudah  daripada  membangun  pemahaman  dari  uraian lisan  guru  (Marcelina  &  Hartanto,  2021).  Mendukung  hal  tersebut,  Tyas  dkk.  (2020) menyatakan bahwa salah satu faktor yang mendorong peningkatan keterampilan proses sains adalah dengan menerapkan pembelajaran yang memacu aktivitas peserta didik.
Gambar 2 . Peserta didik kelas VII melakukan kegiatan percobaan pencemaran air pada tahap observe
Melalui  model  POE berbasis  masalah, keterampilan  menyusun  prediksi  difasilitasi pada  tahap predict. Pada  tahap predict, guru  memulai  kegiatan  pembelajaran  dengan mengajukan  suatu  pertanyaan  yang  mengarah  pada  masalah  kontekstual  yang  akan dipecahkan  oleh  peserta  didik.  Masalah  kontekstual  disini  bertujuan  untuk  mengaitkan konten  pelajaran  dengan  situasi  dunia  nyata  dan  memotivasi  peserta  didik menghubungkan  pengetahuan  yang  dimiliki  dengan  kehidupan  mereka  sehari-hari (Wasis,  2006; Hartanto,  2017).  Selain  itu,  karena  masalah  yang  disajikan  oleh  guru merupakan  hal  yang  sangat  dekat  dengan  kehidupan  sehari-hari,  peserta  didik diharapkan  lebih  mudah  dalam  melakukan  pengumpulan  data  (Tyas  dkk.,  2020).  Pada tahap predict ini, peserta didik membuat prediksi terhadap permasalahan yang diberikan guru.  Dalam  membuat  dugaan,  harus  diikuti  dengan  memikirkan  alasan  mengapa membuat  dugaan  seperti  itu  (Suparno,  2007).  Dalam  proses  ini  peserta  didik  diberi kebebasan dalam menyusun dugaan dengan alasannya di bawah bimbingan guru.
Dalam model POE berbasis masalah, keterampilan melakukan percobaan difasilitasi pada  tahap observe. Pada tahap  ini , peserta  didik  diberikan  kesempatan  untuk melakukan pengamatan apa yang terjadi pada suatu peristiwa. Pada tahap ini dilakukan percobaan,  dan  pengumpulan  data.  Hal  ini  dilakukan  supaya  peserta  didik  memiliki pengalaman  langsung  sebagai  pengalaman  belajar.  Melalui  pengalaman  langsung seseorang  dapat  lebih  menghayati  proses  atau  kegiatan  yang  sedang  dilakukan  (Cetin- Dindar, 2016).
Keterampilan  menganalisis  data  dan  mengomunikasikan  hasil  difasilitasi  melalui tahap explain. Pada  tahap  ini  peserta  didik  dibimbing  untuk  mengolah  data  hasil observasinya  untuk menguji  prediksi  yang  telah  diajukan  oleh  peserta  didik. Kemudian, peserta  didik  memberikan  penjelasan  tentang  kesesuaian  antara  dugaan  dengan  hasil percobaannya  dari  tahap  observasi.  Pada  tahap  ini,  hasil  pekerjaan  peserta  didik dikomunikasikan,  baik  secara  lisan  dan  tulisan.  Hal  ini  bertujuan  melatih  peserta  didik menyampaikan hasil perkerjaannya secara runtut, baik secara lisan maupun tulisan (Tyas dkk., 2020).
Berdasarkan  hasil  penelitian  pada  Tabel  5,  aspek  yang  terkait  dengan menganalisis/mengolah  data  dan  mengomunikasikan  hasil  masing-masing  memperoleh skor  rata-rata  2,8  dan  2,7.  Walaupun  aspek  ini  berkategori  baik,  namun  peserta  didik masih  belum  sepenuhnya  tepat  dalam  menganalisis  hasil  kegiatan  percobaan berdasarkan data yang telah diperolehnya. Hasil yang senada ditemukan oleh Urbancic & Glazar  (2012)  yaitu  peserta  didik  masih  perlu  untuk  berpikir  secara  lebih  ekstensif terhadap  data  percobaan  yang  telah  diperolehnya  untuk  menginterpretasi  hasil penemuannya.    Terkait  dengan  aspek mengomunikasikan  hasil,  pada  saat  peserta  didik diminta  untuk  menyampaikan  hasil  pekerjaannya  di  depan  kelas,  hanya  peserta  didik tertentu  yang  berani  tampil  menyampaikan  hasil  pekerjaan  di  depan  teman-temannya. Sanjaya (2011) menyatakan bahwa untuk dapat menguasai kemampuan  komunikasi ini memang  memerlukan  waktu  sampai  pada  akhirnya  peserta  didik  menjadi  komunikator yang baik. Jones (2007) juga menyatakan bahwa peserta didik yang tidak pernah belajar dalam  pembelajaran  aktif,  harus  berlatih  dan  memerlukan  banyak  dukungan  serta dorongan  untuk  menumbuhkan  rasa  percaya  dirinya.  Peserta  didik  harus  dilatih berkomunikasi, agar kepercayaan diri akan perlahan-lahan muncul dalam diri mereka.
Berdasarkan  tes  penguasaan  konsep  yang  diberikan  diperoleh  hasil pretest dan posttest peserta  didik  yang  menunjukkan  adanya  peningkatan  hasil  nilai  sebelum  dan setelah diberikan pembelajaran IPA dengan model POE berbasis masalah. Hasil tes awal diperoleh  nilai  rata-rata  sebesar  18,20  dan  nilai  rata-rata  tes  akhir  74,60.  Hasil  ini menunjukkan  bahwa  penguasaan  konsep  peserta  didik  mengalami  kenaikan  atau peningkatan yang ditunjukan pada nilai gain yang dinormalisasi <g> yaitu sebesar 0,68 dengan  kategori  sedang.  Berdasarkan  nilai  N-Gain  menunjukkan  bahwa  pembelajaran IPA  dengan  model  POE berbasis  masalah  dapat  meningkatkan  penguasaan  konsep. Gambar  3  menyajikan  persentase  jumlah  peserta  didik  pada  masing-masing  kategori peningkatan penguasaan konsep pada topik pencemaran lingkungan.
Gambar 3. Diagram persentase jumlah peserta didik pada masing-masing kategori peningkatan penguasaan konsep
Berdasarkan  pada  diagram  presentase  jumlah  peserta  didik  pada  masing-masing kategori  peningkatan  penguasaan  konsep  menunjukkan  bahwa  rata-rata  peserta  didik mengalami  peningkatan  penguasaan  konsep  paling  banyak  pada  kategori  sedang sebanyak  60%  dan  pada  kategori  tinggi  sebanyak  40%.  Alasan  perbedaan  hasil  antara pre-test  dan  post-test  ini  dapat  dijelaskan  dengan  pembelajaran  POE.  Dalam  beberapa literatur, didapatkan bahwa menggunakan pembelajaran POE untuk mengajarkan konsep berhasil  mempengaruhi  keberhasilan  peserta  didik  (Nugroho  dkk.,  2020;  Marcelina  & Hartanto, 2021; Zakiyah, Widodo & Tukiran, 2019; Karamustafaoglu & Mamlok-Naaman, 2015).  Melalui  pembelajaran  dengan  model  POE  berbasis  masalah,  membantu  peserta didik terlibat aktif dan membantu mempelajari materi sehingga memberikan pengalaman spesifik tentang konsep pencemaran lingkungan. Furqani dkk. (2018) menyatakan bahwa penguasaan konsep peserta didik akan meningkat ketika menerapkan pembelajaran yang memberikan kesempatan kepada peserta didik untuk terlibat aktif. Hal ini relevan dengan ide utama dari model POE berbasis masalah ini adalah bahwa peserta didik lebih mungkin untuk menguasai konsep yang mereka temukan sendiri (Hilario, 2015) melalui pemberian kesempatan  kepada  peserta  didik  untuk  membangun  pengetahuannya  melalui  kegiatan prediksi, observasi, dan eksplanasi.

## Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisis data dan pembahasan dapat disimpulkan bahwa melalui pembelajaran  dengan  model  POE  berbasis  masalah,  penguasaan  konsep  peserta  didik kelas  VII  pada  topik  pencemaran  lingkungan  dapat  ditingkatkan.  Hal  ini  terlihat  dari penguasaan  konsep  peserta  didik  mengalami  kenaikan  atau  peningkatan  yang ditunjukkan  pada  nilai  gain  yang  dinormalisasi  dengan  kategori  sedang  dan  hasil  uji statistik  juga  menunjukkan  ada  perbedaan  signifikan  pada  penguasaan  konsep pencemaran  lingkungan.  Implementasi  pembelajaran  dengan  model  POE  berbasis masalah  dapat  memberikan  pengalaman  langsung  kepada  peserta  didik  melalui penggunaan  dan  pengembangan  keterampilan  proses  sains.  Pembelajaran  yang dilakukan  telah  melatih  peserta  didik  untuk  menggunakan  dan  mengembangkan keterampilan  proses  sains  meliputi  menyusun  prediksi,  melakukan  percobaan, mengolah/menganalisis  data,  dan  mengomunikasikan  hasil  percobaan.  Selain  itu, berdasarkan  hasil  penelitian  diperoleh  40%  peserta  didik  memperoleh  keterampilan proses sains dengan kategori sangat baik, 30% dengan kategori baik, dan 30% dengan kategori cukup baik.
.

## Daftar Pustaka
Akcay,  H.  &  Yager,  R.E.  2016.  Students  learning  to  use  the  skills  used  by  practicing scientists. Eurasia  Journal  of  Mathematics,  Science  and  Technology  Education, 12(3):513-525. https://doi.org/10.12973/eurasia.2015.1395a.
Benckert  &  Pettersson.    2008.  Learning  physics  in  small-group  discussions  -  three examples. Eurasia  Journal  of  Mathematics,  Science,  and  Technology  Education , 4(2):121-134. https://doi.org/10.12973/ejmste/75312.
Cetin-Dindar, A. 2016. Student motivation in constructivist learning environment. Eurasia Journal  of  Mathematics,  Science  and  Technology  Education, 12(2):233- 247. https://doi.org/10.12973/eurasia.2016.1399a.
Coştu,  B.  2008.  Learning  science  through  the  PDEODE  teaching  strategy:  helping students  make  sense  of  everyday  situations. Eurasia  Journal  of  Mathematics,
Science and Technology Education, 4(1):3-9. https://doi.org/10.12973/ ejmste/75300.
Creswell,  J.W.  2010. Research  design:  pendekatan  kualitatif,  kuantitatif,  dan  mixed , Pustaka Pelajar, Yogyakarta.
Fitriani,  A.,    Zubaidah,  S.,  Susilo,  H.,  &  Al  Muhdhar,  I.  2019.  The  integrated  problem based  learning  and  predict,  observe,  explain  (PBL-POE)  to  empower  students' problem-solving  skills. Proceedings  of  the  2019  3rd  International  Conference  on Education and Multimedia Technology (ICEMT 2019), 2019 July , p.375–379.
Furqani, D., Feranie, S., & Winarno, N. 2018. The effect of predict-observe-explain (POE) strategy on students' conceptual mastery and  critical thinking in learning vibration and wave. Journal of Science Learning , 2(1):1-8. DOI: 10.17509/jsl.v2i1.12879.
Hartanto,  T.J. 2017 . Pembelajaran  IPA  pada  konsep  kalor  yang  berorientasi  doing science. Jurnal Fisika Indonesia , 21(2):12-19. DOI: 10.22146/jfi.42201.
Hake,  R.R.  1999. Analyzing  change/gain  scores .  AREA-D  American  Education  Research Association’s Devision, Measurement and Reasearch Methodology, Washington DC.
Harman,  G.  &  Yenikalayci,  N.    2022.  The  Effect  of  Prediction-Observation-Explanation (POE)  method  on  learning  of  image  formation  by  a  plane  mirror  and  pre-service teachers’  opinions. Journal  of  Educational  Research  and  Practice ,  12(1):1-17. https://doi.org/10.5590/JERAP.2022.12.1.1
Hilario, J. S. 2015. The use of predict-observe-explain-explore as a new teaching strategy in  general  chemistry-laboratory. International  Journal  of  Education  and  Research , 3(2):37–48.
Hsiao, H.S., Chen, J., Hong, J.C., Chen, P.H., Lu, C.C., & Chen, S.Y. 2017. A five-stage prediction-observation-explanation  inquiry-based  learning  model  to  improve students’ learning performance in science courses. Eurasia Journal of Mathematics, Science  and  Technology  Education, 13(7):3393-3416. https://doi.org/10.12973/ eurasia.2017.00735a .
Ibrahim, M. 2008. Model pembelajaran pemaknaan , Unesa Press, Surabaya.
Jones,  L.  2007. The  student-centered  classroom ,  Cambridge  University  Press, Shaftesbury Road, Cambridge.
Jorde,  D.  &  Dillon,  J.  2012. Science  education  research  and  practice  in  Europe: retrospective and prospective , dalam D. Jorde & J. Dillon (Eds.), Science Education Research and Practice in Europe , Sense Publishers, Netherlands.
Karamustafaoğlu,  S.  &  Mamlok-Naaman,  R.  2015.  Understanding  electrochemistry concepts  using  the  predict-observe-explain  strategy. Eurasia  Journal  of Mathematics,  Science  and  Technology  Education, 11(5):923-936. https://doi.org/ 10.12973/eurasia.2015.1364a.
Liew, C-W. & Treagust, D.F. 1998. The effectiveness of predict-observe-explain tasks in diagnosing  students’  understanding  of  science  and  in  identifying  their  levels  of achievement. Annual  Meeting  of  the  American  Educational  Research  Association, 1998 April, p.13-17.
Majdi,  M.K.,  Subali,  B.,  &  Sugianto.  2018.  Peningkatan  komunikasi  ilmiah  peserta  didik sma  melalui  model quantum  learning  one  day  one  question berbasis daily  life science  question . Unnes  Physics  Education  Journal ,  7(1):82-90.  DOI: https://doi. org/10.15294/upej.v7i1.22479.
Marcelina,  S.  &  Hartanto,  T.J.  2021.  Correcting  students’  understanding  about  simple direct  current  (DC)  circuits  through  scientific  approach. Jurnal  Penelitian  & Pengembangan Pendidikan Fisika , 7(2):153-160. https://doi.org/10.21009/ 1.07207.
Nugroho, A., Hartanto, T.J., & Budi, G.S. 2020. Penerapan model pembelajaran predict- observe-explain  (POE)  pada  materi  cahaya  di  kelas  VIII  SMP. Bahana  Pendidikan: Jurnal Pendidikan Sains , 2(1):1–6.
Pane, A.N., Nyeneng, I.D.P.,  & Distrik, I.W. 2020. The effect of predict observe explain learning  model  against  science  process  skills  of  high  school  students. Jurnal Pendidikan  Matematika  dan  IPA ,  11(1):111-119. http://dx.doi.org/10.26418/ jpmipa.v11i1.32892 .
Purwaningtyas,  H.,  Hartanto,  T.J.,  Sinulingga, P . 2020.  Penerapan  pembelajaran  IPA berorientasi pendekatan ilmiah pada topik pesawat sederhana di SMP. Vidya Karya, 35(1):11-20. DOI: 10.20527/jvk.v35i1.10550.
Putriana,  A.R.,  Suryawati,  E.,  Suzanti,  F.,  &  Zulfarina,  Z.  2020.  Socio  scientific  issue (SSI)  based  LKPD  development  in  learning  natural  science  SMP  class  VII. Jurnal Pajar (Pendidikan dan Pengajaran) ,  4(1):80-89. http://dx.doi.org/10.33578/pjr. v4i1.7919 .
Sahin, M. 2009. Exploring university students' expectations and beliefs about physics and physics learning in problem based learning context. Eurasia Journal of Mathematics, Science,  Technology  Education ,  5(4):321-333. https://doi.org/10.12973/ejmste/ 75283
Sanjaya,  W.  2011. Perencanaan  dan  desain  sistem  pembelajaran ,  Kencana  Prenada Media Group, Jakarta.
Snětinová,  M.,  Kácovský,  P.,  &  Machalická,  J.  2018. Hands-On  Experiments  in  the Interactive  Physics  Laboratory:  Students’  Intrinsic  Motivation  and  Understanding. Center  for  Educational  Policy  Studies  Journal, 18(1):55-75. https://doi.org/10. 26529/cepsj.319 .
Sugiyono. 2011. Metode penelitian pendidikan , Alfabeta, Bandung.
Suparno,  P.  2007. Metodologi  pembelajaran  fisika:  konstruktivistik  dan  menyenangkan, Universitas Sanata Dharma Press, Yogyakarta.
Suryawati,  E.,  Suzanti,  F.,  Zulfarina,  A.R.  Putriana,  A.R.,  &  Febrianti,  L.  2020.  The implementation  of  local  environmental  problembased  learning  student  worksheets to  strengthen    environmental  literacy. Jurnal  Pendidikan  IPA  Indonesia,  9 (2):169- 178. doi: https://doi.org/10.15294/jpii.v9i2.22892.
Tyas,  R.,  Wilujeng,  I.,  &  Suyanta,  S.  2020.  Pengaruh  pembelajaran  IPA  berbasis discovery  learning  terintegrasi  jajanan  lokal  daerah  terhadap  keterampilan  proses sains. Jurnal  Inovasi  Pendidikan  IPA, 6(1):114-125.  doi:https://doi.org/10.21831/ jipi.v6i1.28459.
Urbančič,  M.  &  Glažar,  S.A.  2012.  Impact  of  experiments  on  13-year-old  pupils’ understanding  of  selected  science  concepts. Eurasia  Journal  of  Mathematics, Science  and  Technology  Education, 8(3):207-218. https://doi.org/10.12973/ eurasia.2012.836a.
Venida, A. C., & Sigua, E. M. 2020. Predict-observe-explain strategy: Effects on students’ achievement and attitude towards physics. MIPA Education Journal , 21(1): 78–94. https://doi.org/10.23960/jpmipa/v21i1.pp78-94.
Wasis.  2006.  Contextual  teaching  and  learning (CTL) dalam  pembelajaran  sains-fisika SMP. Cakrawala  Pendidikan ,  1(1):1–16.  DOI: https://doi.org/10.21831/cp.v0i1. 388.
Wisanti,  Ambawati,  R.,  Putri,  E.K.,  Rahayu,  D.A.,  &  Khaleyla,  F.  2021.  Science  online learning  during  the  covid-19  pandemic:  difficulties  and  challenges. Journal  of Physics:  Conference  Series Mathematics,  Informatics,  Science,  and  Education International Conference (MISEIC) , 1747:012007, 1-7.
Zakiyah,  I.,  Widodo,  W.,  &  Tukiran.  2019.  The  effectiveness  of  predict-observe-explain strategy  to  reduce  misconception  in  thermochemistry. Proceedings  of  the Mathematics, Informatics, Science, and Education International Conference ( MISEIC 2019), 2019 September , p.112-115.