JURNAL IKA : IKATAN ALUMNI PGSD UNARS                                   P-ISSN : 2338-3860 Vol. 9 No. 1, Juni 2021
E-ISSN : 2656-4459 https://unars.ac.id/ojs/index.php/pgsdunars/index
HIDROFILTER TENAGA SURYA IMPLEMETASI PENDEKATAN STEM PADA MATERI TEKNOLOGI RAMAH LINGKUNGAN MATA PELAJARAN IPA KELAS 9 MTsN 1 LUMAJANG
Sulik Ratnawati 1
1 Universitas Jember Correspondence Email: sulik.unej@gmail.com
Received: May 12, 2020       Revised: May 14, 2020           Accepted: May 19, 2020

## ABSTRAK
Hydroponik  sudah  direalisasikan  di  MTsN  1  lumajang  sejak  tahun  2017,  dengan menggunakan  tenaga  listrik.  Dengan  pesatnya  arus  informasi  alat  ini  berkembang  seiring dengan  disampaikannya  materi  pelajaran IPA  kelas  9  materi  Teknologi  Ramah  Lingkungan. Dalam pembelajaran tersebut RPP di susun dengan  pendekatan STEM, di awali siswa diajak mengobservasi lingkungan melihat permasalahan lingkungan serta teknologi dan solusi yang sudah direalisasikan Madrasah, serta menantang siswa untuk berinovasi menemukan solusi atau teknologi alternative inovasi mereka sendiri.
Tujuan  pembelajarn  ini  adalah  untuk  mengasah  kemampuan  siswa  dalam  berinovasi mengimplementasikan  hasil  belajar  IPA.  Keunggulan  alat  ini  yaitu  hidrofilter  tenaga  surya mampu  mengalirkan  air  kolam  ke  tanaman  hidroponik,  menimimalisir  pemborosan  listrik, menjernihkan  kolam  tanpa  menguras,  memanen  ikan  dan  sayur  sekaligus,  serta  mengatasi masalah limbah plastik.
Teknik  pembelajaran  yang  tepat  akan  memberikan  hasil  belajar  yang  smart  dan bermanfaat, dengan melihat karya yang sudah ada, dan dihadapkan pada informasi baru yang semakin pesat, siswa akan terinspirasi untuk mengkreasi alat yang sudah ada menjadi alat baru yang  memiliki  nilai  lebih  dari  sebelumnya.  Ketika  hydrofilter  digunakan  dilingkungan madrasah, banyak yang terinspirasi untuk merealisasikan alat ini dilingkungan sekitarnya, ini adalah  bukti  bahwa  Teknik  pembelajaran  yang  tepat  akan  banyak  menebarkan manfaat  bagi semua.
Kata kunci: Hidrofilter Surya, Stem, Teknologi Ramah Lingkugan

## PENDAHULUAN
Teknologi  ramah  lingkungan  merupakan  materi  pelajaran  IPA  semester  6  untuk program  regular  dan  semester  4  untuk  program  percepatan  pada  Madrasah  penyelenngara program SKS, pada materi ini siswa diajak untuk melihat langsung lingkungan di MTsN  dan searching teknologi ramah lingkungan yang dapat digunakan untuk membantu kerja manusia, setelah searching teknologi, siswa diminta untuk searcing informasi yang mendasari teknologi tersebut,  setelah  itu  siswa  diminta  untuk  berinovasi  mencari  inovasi  baru  sebagai  solusi
permasalahan yang sama, dan bermunculanlah ide-ide hebat siswa dari Teknik pembelajaran tersebut.  Selanjutnya  guru  meminta  siswa  mengimplementasikan  idenya  menjadi  sebuah produk. Salah satunya produk  Hydrofilter tenaga surya.   MTsN 1  Lumajang telah mendapat gelar Adiwiyata sejak tahun 2016. Arealnya memang tidak begitu luas, akan tetapi memiliki empat kolam ikan dan memanfaatkan area sekitar kolam dengan menanam tanaman budidaya menggunakan  teknik  hidroponik.  Teknik hidroponik  sudah  direalisasikan  sejak  dulu,  namun masih menggunakan energi listrik dari PLN secara terus-menerus sebagai sumbernya. Lambat laun hal ini dapat menimbulkan pemborosan energi. Kolam ikan pun tampak keruh karena alga dan fitoplankton memenuhi permukaan kolam. Keadaan ini menyebabkan cahaya matahari dan oksigen tidak dapat digunakan secara maksimal oleh ikan.
Perlu sarana tepat agar air kolam selalu jernih tanpa dikuras, sehingga lingkungan ikan menjadi lebih sehat dan aliran air dapat dimanfaatkan untuk menanam tanaman budidaya teknik hidroponik.
Pompa  air  adalah  salah  satu  sarana  yang  dibutuhkan  untuk  solusi  menanam  secara hidroponik.  Energi  alternatif juga  diperlukan  untuk  mengurangi  masalah  pemborosan  listrik. Hidrofilter tenaga surya sangat tepat untuk solusi permasalahan ini. Selain mampu mengalirkan air  kolam  ke  hidroponik,  filter  pada  alat  ini  mampu  menjernihkan  air  kolam  yang  keruh sehingga kejernihan kolam selalu terjaga. Dengan ini, ikan akan mendapatkan lingkungan yang lebih sehat. Hasil panen ikan pun lebih memuaskan karena air terbebas dari merkuri yang sangat berbahaya apabila masuk ke dalam tubuh organisme.
Alat ini juga di kombinasikan dengan pemanfaatan limbah botol plastik sebagai media tanam hidroponik. Selain produk tanaman dan ikan yang dihasilkan lebih maksimal, hidrofilter juga mampu menjadi solusi bagi daur ulang dan pemanfaatan limbah plastik.
Dengan hidrofilter tenaga surya, air mengalir ke tanaman hidroponik dengan bantuan energi alternatif matahari dan dapat mengurangi masalah pemborosan listrik. Selain itu kolam ikan akan jernih tanpa menguras, panen ikan dan sayur sekaligus, serta pemanfaatan sampah plastik teratasi.

## PEMBAHASAN
STEM merupakan singkatan dari sebuah pendekatan pembelajaran interdisiplin antara Science,  Technology,  Engineering  and  Mathematics.  Torlakson  (2014)  menyatakan bahwa pendekatan dari  keempat  aspek  ini  merupakan  pasangan  yang  serasi  antara  masalah yang  terjadi  di  dunia  nyata  dan  juga  pembelajaran  berbasis  masalah.  http://www.bait- adzkia.sch.id/drupal/read/31/pembelajaran-dengan-pendekatan-stem.  Tantangan  dari  seorang
pendidik adalah menyediakan sebuah sistem pendidikan yang menciptakan kesempatan kepada peserta didik untuk menghubungkan antara pengetahuan dan keterampilan sehingga menjadi familiar  bagi  setiap  peserta  didik.  Kesempatan  tidak  akan  tercipta  jika  pengetahuan  dan keterampilan  dipisahkan  dalam  suatu  proses  pembelajaran.  Pfeiffer,  Ignatov,  &  Poelmans (2013)  menyatakan  bahwa  dalam  pembelajaran  STEM  keterampilan  dan  pengetahuan digunakan  secara  bersamaan  oleh  peserta  didik.  Perbedaan  dari  aspek  pada  STEM  akan membutuhkan sebuah garis penghubung yang membuat seluruh aspek dapat digunakan secara bersamaan  dalam  pembelajaran.  Peserta didik  mampu  menghubungkan  seluruh  aspek  dalam STEM merupakan indikator yang baik bahwa ada pemahaman metakognisi yang dibangun oleh peserta sehingga bisa merangkai 4 aspek inter disiplin dalam STEM.
Pembelajaran  dengan  menggunakan  pendekatan  STEM  secara  langsung  memberikan latihan  kepada  peserta  didik  untuk  dapat  mengintegrasikan  masing-masing  aspek  sekaligus. Proses  pembelajaran  yang  melibatkan  keempat aspek  akan  membentuk  pengetahuan  tentang subjek yang dipelajari lebih dipahami. Bybee (2010) dalah karakter dalam pembelajaran STEM adalah  kemampuan  peserta  didik  mengenali  sebuah  konsep  atau  pengetahuan  dalam  sebuah kasus.  Sebagaimana  dalam  pembelajaran fisika,  maka  STEM  membantu  peserta  didik  untuk menggunakan  teknologi  dan  merangkai  sebuah  sebuah  percobaan  yang  dapat  membuktikan sebuah hukum atau konsep sains. Kesimpulan tersebut didukung oleh data yang telah dikelola secara matematis
Stem merupakan pendekatan pembelajaran yang sangat baik untuk mengaplikasikan teori menjadi  sebuah  karya  nyata  yang  bermanfaat.  Teknik  pembelajaran  yang  tepat  akan memberikan hasil belajar yang  smart dan  bermanfaat. Ini terbukti dengan materi Teknologi Ramah  Lingkungan  dengan  menerapkan  pendekatan  Stem.  Dalam  pembelajaran  ini  RPP  di susun  dengan  di  awali  siswa  diajak  mengobservasi  lingkungan  melihat  permasalahan lingkungan  serta  teknologi  dan  solusi  yang  sudah  direalisasikan  Madrasah,  serta  menantang siswa untuk berinovasi menemukan solusi atau teknologi alternative inovasi mereka sendiri. Selanjutnya  siswa  diajak  untuk  searching  informasi  di  internet  sehingga  muncul  pemikiran untuk memodifikasi hydroponic menjadi hydrofilter dengan energi alternatif yang lebih ramah lingkungan yaitu panel surya maka  hasilnya hidroponik dan filter air dengan bantuan sumber cahaya matahari sebagai implementasi pembelajaran Teknologi Ramah lingkungan.
Hidroponik  adalah  cara  membudidayakan  tanaman  dengan  memanfaatkan  air  tanpa menggunakan tanah sebagai media tanamnya sehingga pada hidroponik sangat mementingkan
pemenuhan  nutrisi  tanaman.  Tanaman  dapat  tumbuh  dengan  subur  dan  menghasilkan  buah secara lebih cepat walaupun tanpa menggunakan tanah sebagai media tanamnya. Dimanapun tempat  tumbuh  tanaman  akan  selalu  tumbuh  baik  jika  nutrisinya  terpenuhi.  Pada  metode hidroponik fungsi dari media pengganti tanahnya  yaitu untuk menyangga tanaman saja dan yang  terpenting  yaitu  air  berfungsi  untuk  melarutkan  nutrisi  yang  akan  diserap  oleh  akar tanaman. Dengan metode hidroponik maka petani dapat meghemat tempat maupun waktu.
Teknik  penanaman  hidroponik  merupakan  teknik  bercocok  tanam  yang  ramah lingkungan.  Sayuran  yang  ditanam  dengan  hidroponik  lebih  sehat  serta  aman  dikonsumsi. Sebagian orang mungkin masih sangat asing dengan tanaman hidroponik. Namun sebenarnya sudah banyak orang yang menggunakan metode penanaman yang satu ini.
Perkembangan  metode  penanaman  ini  memang  tidak  mengalami  perkembangan  yang sangat  pesat.  Pasalnya,  beberapa  orang  merasa  ragu  untuk  menerapkannya  karena  khawatir mengenai  kuantitas  hasil  panennya.  Namun  sebenarnya  hasil  panen  dari  teknik  hidroponik memiliki  kualitas  dan  kuantitas  yang  baik.  Teknik  hidroponik  tidak  dapat  diterapkan  untuk semua jenis tanaman. Hanya beberapa saja yang cocok dan mampu tumbuh subur dengan hasil yang memuaskan.
Dalam Buku BTP IPA kelas VII menjelaskan filtrasi atau penyaringan adalah metode pemisahan campuran yang digunakan untuk memisahkan cairan dan padatan yang tidak larut berdasarkan pada perbedaan ukuran partikel zat-zat yang bercampur (Wahono, 110: 2016)
Filtrasi atau penyaringan sederhana merupakan proses di mana air dibersihkan dengan melewatkan melalui bahan (media) yang berpori.  Media filter atau saringan merupakan alat filtrasi atau penyaring yang memisahkan campuran solida likuida dengan media porous atau material porous lainnya guna memisahkan sebanyak mungkin padatan tersuspensi yang paling
halus. Penyaringan ini merupakan proses pemisahan antara padatan atau koloid dengan cairan, di mana prosesnya bisa dijadikan sebagai proses awal ( primary treatment ).
Energi surya adalah energi berupa sinar dan panas yang berasal dari matahari. Energi ini dapat dimanfaatkan secara langsung atau pun diubah menjadi bentuk energi lain dengan menggunakan teknologi, sebelum akhirnya digunakan kembali.
Energi  surya  adalah  energi  yang  didapat  dengan  mengubah  energi  panas  surya (matahari) melalui peralatan tertentu menjadi sumber daya dalam bentuk lain.
Energi surya merupakan  radiasi dari matahari yang mampu menghasilkan panas yang menyebabkan reaksi kimia atau pembangkit listrik. Matahari merupakan sumber energi yang sangat  kuat,  sinar  matahari  adalah  sumber  terbesar  energi  yang  diterima  oleh  bumi,  namun intensitasnya di permukaan bumi sebenarnya cukup rendah. Ini pada  dasarnya karena radial besar penyebaran radiasi dari matahari. Sebuah kerugian tambahan yang relatif kecil karena atmosfer  bumi  dan  awan  yang  menyerap  atau  menyebarkan  sebanyak  54  persen  dari  sinar matahari  yang  masuk.  Namun  jumlah  total  insiden  energi  surya  di  bumi  ini  jauh  melebihi persyaratan  saat  ini  dan  mengantisipasi  dunia  energi.  Jika  sesuai  dimanfaatkan,  sumber  ini sangat menyebar memiliki potensi untuk memenuhi semua kebutuhan energi masa depan. Pada abad  ke-21  energi  surya  diharapkan  menjadi  semakin  menarik  sebagai  sumber  energi nonpolusi yang berbeda dengan terbatasnya bahan bakar fosil batubara, minyak bumi, dan gas alam.
Secara  garis  besar,  kolam  merupakan  satu  faktor  pendukung  keberhasilan  usaha budidaya ikan. Kolam berfungsi sebagai habitat buatan yang segaja diciptakan agar ikan dapat hidup dan berkembangbiak dengan baik. Kolam adalah perairan yang luasnya terbatas, sengaja dibuat dan mudah dikuasai yang artinya kolam mudah diisi air, mudah dikeringkan, dan mudah dikelola untuk mendapatkan hasil yang optimal, beton atau bahan lain yang dapat menampung dan menahan air.
Kolam  merupakan  lahan  yang  dibuat  untuk  menampung  air  dalam  jumlah  tertentu sehingga dapat digunakan untuk pemeliharaan /membesarkan ikan dan atau hewan air lainnya. Berdasarkan pengertian teknis, kolam merupakan suara perairan buatan yang luasnya terbatas dan sengaja dibuat agar mudah dikelola dalam hal pengaturan air, jenis hewan budidaya, dan target prokdusinya.
Aplikasi Pelaksanaan Pembelajaran Berbasis STEM
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran waktu  Kegiatan 1O Pembukaan
Salam dan berdoa
Guru  menyampaikan  materi  IPA  yang  akan  di  bahas,  dan  menanyakan  siapa  yang sudah  pernah  searching  tentang  materi  ini,  dan  menayakan  kembali  untuk  apa  kita belajara materi IPA bab ini
6O Kegiatan inti
Guru menyampaiakan materi ini disampaikan karena ada yang ingin dieksplor dari diri siswa untuk mencari solusi dari permasalahan materi yang akan di bahas.
Guru  menyampaiakan  tantangan  akhir  dari  pembelajaran  ini  siswa  di  minta  untuk membuat sebuah video solusi dari permasalahan pada materi yang sedang di bahas Guru menyampaikan beberapa permasalahnnya
(misalkan mengapa dalam mencangkok sering kali gagal Mengapa Ketika menanam di dalam pot ada yang berbuah dan tidak
Guru memberikan alamat link informasi dan link youtube untuk siswa searcing dan mendalami materi sekaligus video solusi yang sudah ada
Guru  memberikan  kesempatan  siswa  untuk  menyimpulkan  hasil  sercingnya  mulai dari materi yang digali sampai video yang di saksikan.
Guru  membimbing  siswa  untuk  menemukan  cara  berbeda  selain  yang  dilihat  pada video berdasar pemahamannya sendiri

## 1O Kegiatan Penutup
Guru memberikan tugas siswa untuk membuat video tandingan dari yang sudah dia saksikan, yang menurut siswa cara ini lebih kreatif dan solutif dari sebelumnya, dan meminta  siswa  mempublis  vidionya  di  youtube  setelah  dikonsultasikan  terlebih dahulu. Siswa diberikan waktu 2 minggu untuk mempublish vidionya.
Nilai diambil dari like and subscrib youtub siswa
Guru memberi motivasi kepada siswa untuk bisa menyalib youtuber yuotuber hebat yang sudah sukses, yakinlah bahwa kamu bisa Salam Doa penutup
Aplikasi Praktek Merancang Alat

## Alat
NO ALAT GAMBAR 1. Solder 2. Gergaji besi
3. Tali krek
4. Lem tembak
5. Gunting
6. Cutter
7. Obeng
8. Tang
9. Palu
Bahan NO BAHAN
GAMBAR 1. Paralon

## 2. Pipa kecil
3. Selang kecil
4. Kemasan botol minuman
5. Penjernih (kasa filter aquarium, arang, pecahan bata, kerikil,
dan zeolit)
6. Adaptor
7. Kabel listrik
8. Pompa air mini
9. Panel surya
10.  Rak besi
11.  Aki

## 3.5 Prosedur Perakitan
NO LANGKAH LANGKAH GAMBAR 1. Menyiapkan rak besi sebagai kerangka hidroponik serta alat dan bahan yang digunakan.
2. Membuat filter air (Memecahkan arang dan bata/genteng menggunakan palu hingga terbentuk pecahan kecil. Kemudian menyusun filter air dari bawah ke atas botol dengan urutan 2 lapis kasa filter aquarium, arang, kerikil, bata/genteng, zeolit, dan pada bagian atas ditutup dengan 3 lapis kasa filter aquarium.)
3. Menyiapkan tempat tanaman hidroponik (Memotong bagian bawah botol mineral berukuran 1500 ml menggunakan cutter.
Lalu membuat 2 lubang pada badan botol sebagai tempat gelas air mineral nanti.)
4. Menempatkan botol mineral di atas paralon yang telah dipotong menjadi 2 bagian. Terdapat 4 paralon, pada paralon bagian bawah sebagai tempat penjernih. Kemudian gelas air mineral diletakkan di atas lubang botol yang difungsikan sebagai pot tanaman.
5. Merangkai pipa dan selang kecil ke pompa air yang dihubungkan ke step down dan panel surya.
6. Merapikan susunan rak hidrofilter hingga siap untuk digunakan.

## 3.6  Miniatur Hidrofilter Tenaga Surya aplikasi  di tingkat Laboratorium
3.7. Implementasi di Lapangan

## KESIMPULAN
Pemikiran  hebat  itu  semua  berawal  dari  pembelajaran  IPA  dengan  menerapkan pendekatan  STEM  di  kelas  pada  materi  pelajaran  teknologi  ramah  lingkungan.  Selanjutnya terimplementasi pada  karya kreatif dilingkungan MTsN 1  Lumajang. Yang akhirnya mampu menginspirasi  siswa  untuk  memodifikasi  menjadi  sebuah  karya  yang  multifungsi,  dan menginspirasi  banyak  pihak  untuk  memesan  alat  ini  pada  tim  riset  dan  adiwiyata  MTsN  1 Lumajang,  untuk  realisasi  programnya  yaitu  transver  teknologi  dari  inovasi  dari  madrasah kepada  masyarakat,  guna  meningkatkan  pendapatan  keluarga.  Pendekatan  STEM  terbukti efektis  meningkatkan  kreativitas  siswa  dalam  beimajinasi  dan  berinovasi,  konsep-  konsep belajar  yang  di  dapat  dalam  proses  belajar  langsung  bisa  teraplikasi  pada  alat  yang  mampu membantu  kerja  manusia.  Ini  sangat  bermanfaat  dalam  menumbuhkan  keyakinan  pada  diri siswa bahwa belajar itu sangat penting untuk di implementasikan dalam kehidupan sehari-hari agar mampu memberi manfaat bagi semua.

## DAFTAR PUSTAKA
Arikunto, Suharsimi. 2002. Prosedur Penelitian: Suatu Pendekatan Praktis. Jakarta: Rieneka Cipta.
N,  Sora.  2018.  http://www.pengertianku.net/2018/05/pengertian-hidroponik-manfaatnya-dan- contoh-jenis-tanamannya.html.
Tanaman  Sayuran October  22,  2016 https://budidayakita.com/tanaman-hidroponik/
Unknown  4/08/2013
http://www.lupainfo.com/2013/04/penyaringan-air-sederhana.html oleh Janaloka 20
SEPTEMBER 2018
https://janaloka.com/pengertian-energi-surya/ 18/03/2015
https://smpsma.com/pengertian-energi-surya.html Nur Fatin Sunday, 8 November 2015 http://seputarpengertian.blogspot.com/2015/11/pengertian-kolam.html https://www.awalilmu.com
Widodo, Wahono, dkk. 2016. Buku Teks Pelajaran Ilmu Pengetahuan Alam edisi Revisi Tahun 2016 . Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia.