Pengembangan Laboratorium Virtual Kimia Teknik untuk Meningkatkan Keterampilan Berpikir Kritis dan Proses Sains Mahasiswa
Development  of  The  Virtual  Laboratory  of  Engineering  Chemistry  to  Increase  Students'  Critical Thinking and Science Processes Skills
Edi Elisa 1 , I Gede Wiratmaja 1* , I Nyoman Pasek Nugraha 1 , Kadek Rihendra Dantes 1
1 Program Studi Pendidikan Teknik Mesin Fakultas Teknik dan Kejuruan Universitas Pendidikan Ganesha, Singaraja Bali, Indonesia.

## A B S T R A K
Tujuan penelitian ini yaitu untuk mengembangkan media pembelajaran laboratorium virtual kimia yang didesain untuk dapat meningkatkan keterampilan berpikir kritis dan keterampilan proses sains mahasiswa secara mandiri dimasa pandemi covid-19. Pendekatan yang digunakan yaitu penelitian dan pengembangan dengan  model  ADDIE.  Validasi  ahli  materi  dan  media  digunakan  untuk  menilai  kelayakan  media.  Uji kepraktisan  melalui  uji  kelompok  kecil  dan  kelompok  besar.  Data  dikumpulkan  melalui  pengamatan langsung,  wawancara,  observasi,  dan  angket.    Data  dianalisis  menggunakan  statistik  deskriptif.  Hasil penelitian  menunjukkan  bahwa  laboratorium  virtual  sangat  layak  dan  praktis  untuk  digunakan  pada pembelajaran  kimia  teknik  serta  untuk  meningkatkan  keterampilan  berpikir  kritis  dan  proses  sains mahasiswa secara mandiri.

## A B S T R A C T
The Objectif this study is to develop virtual chemistry laboratory learning media that designed to increase students' critical thinking and science processes skills in this covid-19 pandemic era. The research  methodology  that  is  used  in  this  study  is  research  and  development  with  the  ADDIE model. The content and media validations were done to evaluate media eligibility. The practicality test was done through small and large groups. The data were collected through direct observation, interview, and questionnaire and analyzed by using descriptive statistic. The result shows that the virtual laboratory is very precise and practical to be utilized in chemistry technic learning and also to increase students' critical thinking and science process individually.

## I N F O    A R T I K E L
Received: 09 Nov 202 0 ;
Revised: 02 Dec 2020; Accepted: 09 Dec 2020 * coresponding author: gede.wiratmaja@undiksha.ac.id DOI: https://doi.org/ 10.22437/jisic.v12i2.11243

## Vol. 12

## No. 2
DEC 2020
Kata kunci/ Keyword : Laboratorium  virtual  kimia,  keterampilan  berpikir  kritis,  keterampilan  proses sains; Virtual  chemistry  laboratory,  critical  thinking  skills,  science  processes skills.

## PENDAHULUAN
Pemanfaatan  TIK  dalam  pembela- jaran  sebagai  sarana  penyampaian  materi perkuliahan  yang  menarik  tentunya menjadi  suatu  keunggulan  tersendiri sebagai sebuah media pembelajaran di era revolusi  industry  4.0,  dimana  target pembelajar yang dikenal dengan generasi Z cenderung lebih suka menggunakan gadget mereka  untuk  mengakses  bahan  ajar sebagai  dampak  dari  ledakan  kemajuan teknologi  (Dahwilani,  2018).  Bahkan akhir-akhir  ini,  dalam  dunia  pendidikan TIK  menjadi  salah  satu  komponen  yang tidak  dapat  dipisahkan  dari  aktivitas pendidikan dan pengajaran, terutama pada saat  pembelajaran  harus  dilakukan  secara daring  akibat  adanya  pademi  covid  19  di Indonesia dan dunia.
Laboratorium  virtual  merupakan sebuah  ruang  virtual  interaktif  yang menggabungkan  berbagai  sumber  daya teknologi,  pedagogik  dan  SDM  untuk melaksanakan  praktikum  sesuai  dengan kebutuhan
pembelajaran
melalui lingkungan virtual (Prieto-Blázquez, Herrera-Joancomartí,  &  Guerrero-Roldán, 2009). Dengan adanya laboratorium virtual ini  diharapkan  pembelajaran  menjadi semakin menarik dan kegiatan pembelajaran  menjadi  berpusat  kepada peserta didik. Selain itu pembelajaran juga tidak  terbatas  pada  waktu  dan  tempat tertentu  karena  laboratorium  virtual  dapat didistribusikan  dengan  mudah  kepada peserta  didik  sebagai  bahan  pembelajaran dirumah atau ditempat lainnya.
Pengembangan  laboratorium  virtual juga  telah  banyak  dilakukan  untuk mefasilitasi  kebutuhan  akan  laboratorium fisik di berbagai sekolah menengah atas dan sekolah  menengah  kejuruan  di  indonesia dan  mampu  meningkatkan  efektivitas pembelajaran (Jaya, 2013; Rizal, Adam, &
Susilawati,  2018;  Sofi’ah,  Sugianto,  & Sugiyanto,
2017). Penelitian pengembangan  yang  dilakukan  dengan menggunakan  laboratorium  virtual  dan dipadukan  dengan  model  pembelajaran
kolaboratif  kreatif  pada  saat  perkuliahan juga telah mampu meningkatkan efektivitas  perkuliahan  dan  melatih keterampilan  4C  mahasiswa  (Zurweni, Wibawa,  &  Erwin,  2017).  Namun demikian  selama  ini  laboratorium  virtual yang  dikembangkan  masih  hanya  sebatas virtualisasi  alat-alat  dan  bahan-bahan laboratorium fisik ke dalam bentuk digital. Padahal jika digali lebih lanjut laboratorium  virtual  mampu  memberikan manfaat  yang  jauh  lebih  besar  dari  hanya sekedar menggantikan benda fisik.
Laboratorium virtual layaknya sebuah media yang memanfaatkan teknologi informasi dan komunikasi, yang apabila didesain dan dirancang sedemikian rupa maka dapat digunakan untuk melatih berbagai  keterampilan  peserta  didik  baik soft skills maupun hard skills . Laboratorium  virtual  seperti  halnya  alat simulator  yang  digunakan  dengan  tujuan melatih  keterampilan  tertentu  sebelum seseorang  melakukannya  secara  nyata dengan  tujuan  untuk  mengurangi  resiko yang dapat berakibat fatal. Untuk itu dalam penelitian ini selain
ingin mentransformasikan alat-alat laboratorium fisik  kedalam  bentuk  digital,  juga  ingin dikembangkan sebuah media yang mampu meningkatkan keterampilan berpikir kritis mahasiswa  dan  keterampilan  proses  sains melalui  berbagai  skenario  pemecahan masalah  yang  berkaitan  dengan  materi perkuliahan  dan  kehidupan  sehari-hari sebagai suatu inovasi pembelajaran dimana salah satu keterampilan abad 21 (4C) dan keterampilan  proses  sains  mahasiswa dilatih secara mandiri dengan menggunakan gadget yang mereka miliki.

## METODE PENELITIAN
Pengembangan  media  laboratorium virtual  ini  menggunakan  pendekatan penelitian  dan  pengembangan  dalam bidang pendidikan, (Educational Research and  Development)  dengan  menggunakan
model ADDIE yang terdiri dari lima tahap pengembangan  (analysis,  design,  develop, implementation and evaluation).
Penggunaan  model  ADDIE  dikarenakan model ini dianggap paling sesuai dan telah terbukti  mampu  digunakan  dengan  baik untuk  pengembangan  media  berbasis teknologi  informasi  dan  komunikasi (Marzal et al., 2020).
Yang  menjadi  sampel  uji  coba  pada penelitian  ini  yaitu  mahasiswa  semester  1 Program  Studi  Pendidikan  Teknik  Mesin FTK Undiksha.  Teknik pengumpulan data dengan  menggunakan  lembar  observasi, wawancara,  diskusi,  tes  essay  dan dokumentasi.  Observasi  dilakukan  untuk mendapatkan  data  sebagai  dasar  analisis pendahuluan.    Tes  essay  digunakan  untuk mengetahui  kemampuan  awal  berpikir kritis  mahasiswa  menurut  Watson  Glaser yang  terdiri  dari  5  kriteria  (El-Hasan  & Madhum,  2007;  Zulmaulida,  Sanusi,  & Dahlan,  2018).  Wawancara  dilakukan berdasarkan  daftar  pertanyaan  yang  telah disusun  terlebih  dahulu  secara  sistematis. Sedangkan  dokumentasi  digunakan  untuk mengambil  data  secara  langsung  berupa kurikulum,  visi,  misi,  laporan  kegiatan, tujuan  program  studi  dan  capaian  yang diharapkan.
Analisis  kuantitatif  diperoleh  dari data  pengumpulan  angket  uji  ahli  media dan ahli materi. Data angket akan diambil dengan menggunakan skala likert.
Analisis  data  angket  kelompok  uji coba  menggunakan data kuantitatif berupa informasi mengenai respon mahasiswa dan kepraktisan  media  yang  dikembangkan. Respon mahasiswa diukur dengan menggunakan  skala  Guttman.  Melalui skala  pengukuran  Guttman,  maka  akan didapatkan  jawaban  yang  tegas,  berupa “ya-tidak”;  “benar-salah”;  “pernah-tidak pernah”;  “positif-negatif”  dan  lain-lain. Angket  respon  mahasiswa  tersebut  dibuat dalam  cheklist.   Kriteria  kepraktisan  yang digunakan  dalam  pengembangan  media laboratorium  virtual  dapat  dilihat  seperti pada tabel 1.
Tabel  1. Tingkat  pencapaian  dan kualifikasi  berdasarkan  respon mahasiswa
Tingkat Pencapaian Kualifikasi Keterangan 81-100% Sangat baik Sangat praktis, tidak perlu revisi 61 - 80% Baik Praktis,  tidak perlu revisi 41 - 60% Cukup baik Kurang praktis,  perlu revisi 21 - 40% Kurang baik Tidak  praktis, perlu revisi <  20% Sangat kurang baik Sangat  tidak praktis,  perlu revisi

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Tahap  Analisis, Hasil  observasi  awal kepada  mahasiswa  menunjukkan  bahwa dari segi sarana dan prasarana pendukung telah memenuhi syarat untuk dikembangkan media pembelajaran dengan memanfaatkan kecanggihan teknologi informasi dan komunikasi (TIK). Hal  ini  didasarkan  pada  data  observasi dimana  seluruh  mahasiswa  program  studi teknik mesin yang mengontrak matakuliah kimia teknik telah memiliki minimal salah satu  dari  perangkat  untuk  mengakses media  pembelajaran  berbasis  TIK  seperti smartphone,  laptop  maupun  komputer dekstop  dan  seluruh  mahasiswa  telah terhubung  ke  jaringan  internet.  Ini menandakan  bahwa  syarat  minimal dikembangkannya  media  pembelajaran berbasis  TIK  dapat  dilakukan  walaupun dimasa  pandemi  covid  19  dimana  proses pembelajaran  dilaksanakan  secara  daring. Hasil  observasi  terhadap  26  mahasiswa sebagai responden yang mengontrak mata kuliah kimia teknik dapat dilihat pada tabel 2.
Tabel 2. Fasilitas  potensial  yang  dapat digunakan  untuk  pembelajaran  yang dimiliki mahasiswa Fasilitas Persentase Kepemilikan (%) Perangkat komputer 73,91 Smart phone 100 Akses Internet 100
Analisis  kebutuhan  juga  dilakukan untuk  mengetahui  kemampuan  awal berfikir kritis mahasiswa sebagai salah satu keterampilan  yang  sangat  dibutuhkan diabad  ke  21.  Hal  ini  dilakukan  guna mengetahui  seberapa  perlukah  untuk mengembangkan  media  yang  dapat meningkatkan  kemampuan  berpikir  kritis mahasiswa.    Hasil  observasi  kemapuan berpikir kritis mahasiswa dapat dilihat pada tabel 3.
Tabel 3. Hasil observasi keterampilan berpikir kritis mahasiswa Indikator Ketercapaian Ketercapaian Indikator Level Capaian menarik kesimpulan tidak tercapai rendah asumsi tidak tercapai rendah deduksi tidak tercapai rendah menafsirkan informasi tidak tercapai sedang menganalisa argumen tidak tercapai rendah memecahkan masalah tidak tercapai sedang
Rendahnya  keterampilan  berpikir kritis  yang  dimiliki  oleh  mahasiswa dimungkinkan  karena  pada  saat  pademi covid-19  mahasiswa  hanya  mendapatkan materi  pelajaran  dalam  bentuk  file persentase,  ringkasan  materi  dan  tugas- tugas  perkuliahan  yang  pada  umumnya hanya digunakan untuk melihat kedalaman mahasiswa  dalam  menguasai  materi perkuliahan  tanpa  mampu  menyentuh untuk meningkatkan keterampilan abad 21 dan keterampilan lainnya.
Observasi  terhadap  pembelajaran dilakukan  melalui  pengamatan  langsung dan  angket  terbuka  oleh  dosen  selaku pengampu  matakuliah.  Observasi  ini bertujuan  untuk  mengetahui  lingkungan belajar siswa seperti sarana dan prasarana serta  strategi  pembelajaran  yang  biasanya digunakan.  Hasil  observasi  terhadap lingkungan perserta didik ini dapat di lihat pada tabel 4 dan tabel 5.
Tabel 4 . Sarana prasaran pendukung perkuliahan Sarana/Prasarana Status Kondisi Perpustakaan ada layak Akses internet ada layak Laboratorium komputer ada layak Laboratorium kimia tidak ada - Laboratorium teknik mesin ada layak Zona belajar mahasiswa tidak ada - Tabel 5 . Hasil Observasi terhadap proses pembelajaran
Pertanyaan Jawaban Media pembelajaran apa yang paling sering dimanfaatkan dosen untuk menjelaskan pembelajaran 1. Power point 2. Website Metode atau model pembelajaran apa yang sering digunakan dalam pembelajaran 1. Ceramah 2. Diskusi Seberapa sering dosen mengubah metode atau strategi pembelajaran pada saat perkuliahan berlangsung Jarang Dalam bentuk apa tugas yang sering diberikan dosen 1. Mengerjakan soal 2. Membuat makalah Apakah pada saat pembelajaran sering melakukan kegiatan di luar kelas Jarang Apakah dosen sering memberikan kesempatan kepada mahasiswa untuk mempresentasikan hasil atau tugasnya Jarang Selama pembelajaran pernahkan melakukan percobaan di laboratorium kimia Tidak pernah
Analisis  kebutuhan  yang  terakhir yaitu  melakukan  analisis  terhadap  tujuan pembelajaran dengan cara melihat dokumen  pembelajaran  seperti  visi  misi, RPS,  silabus,  serta  kompetensi  lulusan. Dari  analisis  yang  dilakukan  didapatkan data  bahwa  salah  satu  tujuan  dari penyelenggaraan  pendidikan  di  Program Studi  Pendidikan  Teknik  Mesin  FTK Undiksha  yaitu  mempersiapkan  lulusan yang terampil dalam bidang terapanya serta mampu  menyelesaikan  setiap  tugas  yang diemban dengan menggunakan pengetahuan yang dimilikinya. Untuk mencapai hal tersebut diperlukan  suatu  tindakan  dengan  tujuan untuk meningkatkan keterampilan mahasiswa  yang  diperlukan  dimasa  depan yang tentunya harus dipersiapkan semasa di bangku perkuliahan melalui proses pembelajaran, diantaranya yaitu keterampilan berpikir
kritis dan keterampilan proses sains.
Tahap  desain, merupakan  tahap selanjutnya  setelah  melakukan  analisis kebutuhan  serta  analisis  awal  dan  akhir. Pada tahap ini ditentukan tujuan pembelajaran  yang  hendak  dicapai  dari suatu pengembangan media pembelajaran, membuat  flowchart  dan  atau  story  board dan  membuat  instrumen  penilaian  berupa angket  ahli  media  dan  ahli  materi  serta angket  uji  kepraktisan  untuk  kelompok kecil dan kelompok besar.
Tahap  pengembangan ,  pada  tahap pemgembangan
dilakukan beberapa kegiatan yaitu melakukan proses
pengembangan media laboratorium virtual, melakukan validasi ahli media dan validasi ahli  materi  serta  melakukan  revisi  media jika  dari  hasil  validasi  diharuskan melakukan  revisi  baik  dari  segi  media maupun dari segi materi.
(a) (b) (c) (d)
Gambar 1. (a,  b,  c,  d).  Tangkapan  layar aplikasi  virtual  laboratorium kimia teknik
Validasi  ahli  materi  dan  media dilakukan untuk menilai tingkat kelayakkan  media  baik  dari  segi kelengkapan dan ketepatan materi maupun
dari  segi  kemenarikkan  media.  Hasil  dari penilaian  ahli  materi  dan  media  dapat dilihat seperti pada gambar 2.
Gambar 2.   Persentase  penilaian  ahli  materi dan ahli media.
Dari gambar 2 dapat diketahui bahwa berdasarkan  penilaian  ahli  materi  ahli  1 memberikan  penilaian  92.67%  dan  ahli  2 94.67%.  Nilai  rata-rata  dari  penilaian  ahli kedua  materi  yaitu  94%  dengan  kriteria sangat layak. Sedangkan untuk ahli media ahli  1  memberikan  penilaian  sebesar  89% dan ahli 2 sebesar 92%. Rata-rata nilai dari kedua  ahli  media  yaitu  90,5%  dengan kriteria  sangat  layak.  Dengan  demikian dapat  diketahui  bahwa  pengembangan media dapat dilanjutkan ketahap selanjutnya yaitu ke tahap implementasi.
Tahap  implementasi ,  dilakukan dengan  melakukan  uji  coba  produk  ke kelompok  kecil  yang  terdiri  dari  5 mahasiswa  sebagai  responden.  Setelah dilakukan  evaluasi  terhadap  hasil  uji  coba kelompok  kecil  selanjutnya  dilakukan  uji kelompok  besar  kepada  responden  yang teridiri dari 20 mahasiswa.
Uji  kelompok  kecil  dan  kelompok besar digunakan untuk melihat kepraktisan dan  keberterimaan  media  laboratorium virtual  dalam  pembelajaran  kimia  teknik materi perkuliahan titrasi asam basa. Hasil uji  kelompok  kecil  dan  kelompok  besar dapat dilihat seperti pada gambar 3.
Gambar 3. Persentase hasil uji coba laboratorium virtual kepada kelompok  kecil  dan  kelompok besar
Berdasarkan hasil uji coba kelompok kecil  dan  kelompok  besar  seperti  yang ditunjukkan  gambar  3  dapat  diketahui bahwa  mahasiswa  sangat  tertarik  untuk menggunakan  laboratorium  virtual  yang dikembangkan.  Mahasiswa  juga  lebih termotivasi  untuk  belajar  dibandingkan ketika hanya diberikan materi perkuliahan dalam  bentuk  file  powerpoint,  atau rangkuman. Ketika belajar dengan menggunakan  media  yang  dirancang memiliki  level  capaian  tertentu,  mereka akan  tertantang  untuk  dapat  memecahkan masalah-masalah  yang  semakin  kompleks seiring dengan naiknya level pembelajaran yang dapat dipecahkan.
Dari segi penggunaan media laboratorium  juga  tidak  mengalami kendala  yang  berarti,  hal  ini  dikarenakan target  responden  yaitu  mahasiswa  yang telah terbiasa untuk menggunakan teknologi  informasi  dan  komunikasi, dimana  mereka  memiliki  kemampuan digital yang memadai (Laar, Deursen, Dijk,
&  Haan,  2017).  Namun  demikian penggunaan media laboratorium virtual ini hendaknya dikombinasikan dengan model pembelajaran  yang  sesuai,  karena  melalui kolaborasi  antara  model  pembelajaran dengan media pembelajaran akan mendapatkan  hasil  yang  maksimal  (Suh, 2011).
92.67% 89% 94.67% 92% Ahli Materi Ahli Media Ahli 1 Ahli 2 97.07% 96.80% Kelompok Kecil Kelompok Besar

## KESIMPULAN
Dari  rangkaian  penelitian  dan pengembangan media laboratorium virtual kimia  teknik  yang  dikembangkan  dengan menggunakan  model  ADDIE,  dapat diketahui bahwa media laboratorium virtual kimia  teknik  mendapatkan  penilaian  94%
dan 90,5% dari ahli materi dan ahli media dengan  kriteria  sangat  layak.  Selanjutnya dari  hasil  uji  coba  kelompok  kecil  dan kelompok  besar  juga  dapat  diketahui bahwa  media  mendapatkan  penilaian sebesar 97,07% dan 96,8% dengan kriteria sangat praktis untuk digunakan.

## DAFTAR RUJUKAN
Dahwilani,  D.  M.  (2018).  Tinggalkan  buku,
generasi  Z  lebih  suka  belajar  pakai gadget.  Diambil  20  Februari  2020,  dari iNews.id
website:
https://www.inews.id/techno/sains/tingga lkan-buku-generasi-z-lebih-suka-belajar- pakai-gadget
El-Hasan,  K.,  &  Madhum,  G.  (2007). Validating  the  watson  glaser  critical thinking appraisal. Higher Education , 54 , 361–383. https://doi.org/10.1007/s10734- 006-9002-z
Jaya,  H.  (2013).  Pengembangan  laboratorium virtual  untuk  kegiatan  paraktikum  dan memfasilitasi  pendidikan  karakter  di SMK. Jurnal  Pendidikan  Vokasi , 2 (1). https://doi.org/10.21831/jpv.v2i1.1019
Laar, E. van, Deursen, A. J. A. M. van, Dijk, J. A. G. M. van, & Haan, J. de. (2017). The relation  between  21st-century  skills  and digital  skills:  A  systematic  literature review. Computers  in  Human  Behavior . https://doi.org/10.1016/j.chb.2017.03.010
Marzal,  J.,  Saputra,  E.,  Suratno,  T.,  Mauladi, Saharudin, & Elisa, E. (2020). The use of ADDIE  model  to  re-create  academic information  systems  to  improve  user satisfaction. Journal of Physics: Conference  Series , 1567 (3),  32033. https://doi.org/10.1088/1742- 6596/1567/3/032033
Prieto-Blázquez, J., Herrera-Joancomartí, J., &
Guerrero-Roldán, A.-E. (2009). A virtual laboratory  structure  for  developing programming labs. International Journal of  Emerging  Technologies  in  Learning ,
4 (1),
47–52.
https://doi.org/dx.doi.org/10.3991/ijet.v4 s1.789
Rizal, A., Adam, R. I., & Susilawati, S. (2018).
Pengembangan  Laboratorium  Virtual Fisika Osilasi. Jurnal Online Informatika , 3 (1), 55. https://doi.org/10.15575/join.v3i1.140
Sofi’ah,  S.,  Sugianto,  &  Sugiyanto.  (2017). Pengembangan  laboratorium  virtual berbasis  vrml  (virtual  reality  modelling language)  pada  materi  teori  kinetik  gas. Unnes  Physics  Education  Journal , 6 (1). https://doi.org/https://doi.org/10.15294/u pej.v6i1.13939
Suh, H. (2011). Collaborative learning models and  support  technologies  in  the  future classroom. International  Journal  for Educational  Media  and  Technology ,
5 (1), 50–61.
Zulmaulida,  R.,  Sanusi,  W.,  &  Dahlan,  J.
(2018). Watson-Glaser’s
Critical
Thinking  Skills. Journal  of  Physics: Conference Series , 1028 , 12094.
https://doi.org/10.1088/1742- 6596/1028/1/012094
Zurweni, Wibawa, B., & Erwin, T. N. (2017). Development  of  collaborative-creative learning  model  using  virtual  laboratory media  for  instrumental  analytical chemistry  lectures. AIP  Conference Proceedings . https://doi.org/https://doi.org/10.1063/1. 4995109