Pengembangan Buku Pengayaan “Kajian Fisis Peristiwa Angin Puting Beliung” untuk Siswa SMA
Desnita a) , Noviana Fadilah b) , Esmar Budi
Program Studi Pendidikan Fisika FMIPA UNJ, Jl. Pemuda No 10, Jakarta 13220
Email: a) desywaznadil@gmail.com, b) novi.dilah211@gmail.com

## Abstract
This  research  is  aimed  to  develop  knowledge  enrichment  book  about  tornado  as  a  physics learning  resource,  especially  to  Bassed  Competence  3.7  Class  XI,  namely  Applying  the principle  of  fluid  dynamics  in  technology.  The  method  applied  in  this  research  is  the Development Research referring to the Dick and Carey model. Steps that was done are survey in  eight  high  school,  two  well-known  bookstore  in  Jakarta,  online  bookstore,  and  Pusat Kurikulum  dan  Perbukuan  (Puskurbuk).  The  survey  results  show  there  is  knowledge enrichment  book  is  presented  with  more  focus  on  the  disaster  that  is  less  scientific  and  less deep  because  only  limited  discuss  section.  Referring  to  the  results  of  the  survey  and  quality standards  enrichment  books,  knowledge  enrichment  book  is  written  by  discuss  mainly  the physical  quantities  of  gas  flow  especially  pressure  gradient,  the  events  and  the  physical concept  of  tornado,  to  disaster  mitigation.  Based  on  results  of  the  readability  test  to  high school  students  is  obtained  a  mean  score  of  materials  component  is  92,5%,  88,5%  for presentation,  84,17%  for  language,  and  85,62%  for  graphics.  Score  87,5%  stated  that  the material in the book is easy to understand and 82,5% stated that the presentation materials may be motivated to dig up more information. Based on results of readability test, thin book obtaine excellent  overall  interpretation.  Based  on  the  results  of  the  feasibility  test,  gets  an  average score  of  81,05,  showing  knowledge  enrichment  book  "Kajian  Fisis  Peristiwa  Angin  Puting Beliung" decent with a good rating.
Keywords : knowledge enrichment book, tornado, pressure, air flow

## Abstrak
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengembangkan  buku  pengayaan  pengetahuan  angin  puting beliung  sebagai  sumber  belajar  fisika  terutama  untuk  Kompetensi  Dasar  (KD)  3.7  Kelas  XI, yaitu  Menerapkan  prinsip  fluida  dinamik  dalam  teknologi.  Metode  yang  diterapkan  yaitu Penelitian  Pengembangan  yang  mengacu  pendapat  Dick  dan  Carey.  Langkah  yang  sudah dilakukan yaitu survei di delapan SMA, dua toko buku terkenal di Jakarta, toko buku online, dan  Pusat  Kurikulum  dan  Perbukuan  (Puskurbuk).  Hasil  survei  menunjukkan  sajian  buku pengayaan  terkait  angin  puting  beliung  yang  ada  lebih  fokus  pada  bencana  sehingga  kurang ilmiah  dan  kurang  mendalam  karena  hanya  sebatas  dalam  satu  subbab.  Mengacu  pada  hasil survei  dan  standar  kualitas  buku  pengayaan,  ditulis  buku  pengayaan  pengetahuan  yang membahas  besaran  fisis  aliran  gas  terutama  gradien  tekanan,  peristiwa  dan  konsep  fisis terjadinya  angin  puting  beliung,  hingga  mitigasi  bencana.  Berdasarkan  hasil  uji  keterbacaan kepada  siswa  SMA  diperoleh  rerata  skor  komponen  materi  92,5%,  penyajian  88,5%,  bahasa 84,17%, dan grafika 85,62%. Skor 87,5% menyatakan materi pada buku mudah dipahami dan 82,5% menyatakan penyajian materi dapat memotivasi untuk menggali informasi lebih lanjut.
Naskah diterbitkan: 30 Desember 2016
DOI: doi.org/10.21009/1.02213
Dari  hasil  uji  keterbacaan,  buku  ini  memperoleh  interpretasi  keseluruhan  sangat  baik. Berdasarkan hasil uji kelayakan diperoleh rata-rata skor 81,05, menunjukkan buku pengayaan pengetahuan “Kajian Fisis Peristiwa Angin Puting Beliung” layak dengan predikat baik.
Kata-kata kunci : buku pengayaan pengetahuan, angin puting beliung, tekanan, aliran gas

## PENDAHULUAN
Di  dunia  terjadi  pemanasan  global  ( global  warming )  yang  berakibat  banyak  terhadap  keadaan bumi  ini,  salah  satunya  cuaca  ekstrim.  Di  indonesia  sendiri,  cuaca  ekstrim  dapat  mengakibatkan berbagai becana, seperti banjir, kekeringan, dan angin  puting beliung. Suhu yang tinggi merupakan salah satu penyebab terjadinya angin puting beliung (Nurjani 2013).
Angin puting beliung terjadi pada daerah yang memiliki gradien temperatur yang besar (Siswanto 2012).    Gradien  temperatur  berpengaruh  kepada  gradien  tekanan  dan  juga  kecepatan  angin.  Angin berhembus  dari  daerah  bertemperatur  rendah  menuju  daerah  bertemperatur  tinggi  atau  dari  daerah bertekanan  tinggi  menuju  daerah  bertekanan  rendah  (Primus  2015).  Dimana  semakin  besar  gradien temperatur dan gradien tekanan akan semakin besar pula kecepatan angin,
Menurut Sudibyakto dan Daryono (2008) ada tiga fase terjadinya angin puting beliung, yaitu:
1. Fase  tumbuh:  Ketika  suatu  daerah  memiliki  gradien  temperatur  vertikal  di  atas  (-0,8 )/  100 meter,  membuat  udara  di  sekitar  terasa  panas  sehingga  akan  menghisap  banyak  uap  air  dan munculah arus udara naik yang kuat dan membentuk awan konvektif ( Chapter 9: The temperature gradient ).
2. Fase dewasa/masak: gradien tekanan horizontal yang besar akan menyebabkan angin dari daerah sekitar  menuju  daerah  bertekanan  rendah  dengan  kecepatan  tinggi  sehingga  ketika  massa  udara berkecepatan  tinggi  yang  bertentangan  bertemu  akan  menyebabkan  arus-arus  udara  ini membentuk pusaran yang juga dipengaruhi oleh gaya Coriolis (Gomduri 2016).
3. Fase punah: tidak ada lagi udara yang naik dan udara yang turun perlahan meluas ke seluruh awan dan kemudian melemah sehingga angin puting beliung hilang (Sudibyakto & Daryono 2008). Angin  puting  beliung  berpotensi  besar  terjadi  di  indonesia.  Bencana  ini  telah  mengakibatkan banyak  kerugian  terutama  kerusakan  bangunan.  Untuk  meminimalisir  kerugian  terjadinya  bencana, masyarakat perlu mengetahui info mengenai peristiwa angin puting beliunbencana ini.
Tidak hanya info umum untuk masyarakat, peristiwa angin puting beliung dapat dijadikan bahan pengayaan  dalam  proses  pembelajaran  khususnya  dalam  pembelajaran  fisika.  Hal  ini  dikarenakan peristiwa angin puting beliung terkait dengan konsep fisika seperti konveksi, gradien tekanan, gaya Coriolis,dan   khususnya dalam materi fluida dinamis pada persmaan Bernoulli dan aliran vortex.
Buku  pengayaan  diartikan  sebagai  buku  yang  memuat  materi  yang  dapat  memperkaya  dan meningkatkan  penguasaan  ilmu  pengetahuan,  teknologi,  dan  seni  (ipteks)  serta  keterampilan  dalam membentuk  kepribadian  peserta  didik,  pendidik,  pengelola  pendidikan,  dan  masyarakat  lainnya (Pedoman  Penilaian  Buku  Nonteks  Pelajaran  tahun  2014).  Buku  pengayaan  berisi  bahasan  tertentu yang ada dalam kurikulum secara lebih luas dan/atau lebih dalam. Buku ini tidak disusun sepenuhnya berdasarkan  kurikulum  baik  dari  tujuan,  materi  pokok,  dan  metode  penyajian.  Buku  ini  tidak  wajib dipakai  oleh  peserta  didik  tetapi  berguna  bagi  peserta  didik  yang  mengalami  kesulitan  memahami pokok bahasan tertentu dalam buku teks pelajaran pokok (Sitepu 2012).
Buku  pengayaan  dikelompokkan menjadi (1) buku pengayaan pengetahuan,  (2) buku pengayaan keterampilan,  dan  (3)  buku  pengayaan  kepribadian  (Pedoman  Penilaian  Buku  Nonteks  Pelajaran tahun  2014).  Buku  pengayaan  pengetahuan  merupakan  buku-buku  yang  dapat  mengembangkan pengetahuan  ( knowledge  development )  peserta  didik,  menambahkan  ilmu  pengetahuan  yang  tidak diperoleh  dari  buku  teks  pelajaran  dikarenakan  informasi  pengetahuan  pada  buku  pengayaan pengetahuan  lebih  luas  atau  mendalam  (Pedoman  Penilaian  Buku  Nonteks  Pelajaran  tahun  2014). Sehingga setelah membaca buku pengetahuan pengayaan, diharapkan dapat bermanfaat memperkaya wawasan, pemahaman dan penalaran pembaca sasaran.
Buku  pengayaan  pengetahuan  memiliki  karakteristik  tersendiri  yang  berbeda  dengan  buku pengayaan  lainnya.  Karakteristik  buku  pengayaan  pengetahuan,  yaitu,  (1)  menyajikan  materi  yang bersifat  kenyataan,  (2)  mengembangkan  materi  bacaan  yang  bertumpu  pada  ilmu,  dan (3)  mengembangkan  berbagai  pengetahuan  seperti  pengetahuan  faktual,  pengetahuan  konseptual,
pengetahuan prosedural, dan pengetahuan metakognitif (Pedoman Penilaian Buku Nonteks Pelajaran tahun 2014).
Buku pengayaan pengetahuan tidak hanya bermanfaat masyarakat umum dan peserta didik. Tetapi sebagai  calon  guru  fisika  SMA  penulis  juga  perlu  membekali  diri  dengan  pengalaman  dan pengetahuan untuk mengembangkan materi pengayaan dalam bidang fisika.

## METODE PENELITIAN
Metode penelitian yang digunakan adalah penelitian pengembangan yang mengacu dari teori Dick and Carey (2009) dengan tahapan sebagai berikut.
1. Mengidentifikasi kebutuhan instruksional dan menulis tujuan instruksional umum (TIU)
2. Melakukan analisis instruksional
3. Mengidentifikasi perilaku dan karakteristik awal peserta didik
4. Menulis tujuan instruksional khusus
5. Menyusun alat penilaian hasil belajar
6. Mengembangkan strategi instruksional
7. Mengembangkan bahan instruksional
8. Menyusun desain dan melaksanakan evaluasi formatif

## 9. Revisi instruksional
Fokus  penelitian  adalah  mengembangkan  buku  pengayaan  pengetahuan  yang  layak  untuk  dapat digunakan sebagai sumber belajar pada kegiatan pengayaan dalam  proses pembelajaran khususnya untuk KD 3.7 Kelas XI, yaitu Menerapkan prinsip fluida dinamik dalam teknologi.
Uji  kelayakan  dilakukan  kepada  ahli  menggunakan  instrumen  berbentuk  quesioner,  mencakup aspek  isi,  sajian,  bahasa,  dan  grafika yang  dikembangkan  dari  instrumen  penilaian  buku  pengayaan pengetahuan yang dikeluarkan oleh Pusat Kurikulun dan Perbukuan (Puskurbuk).

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Studi pendahuluan
Studi  pendahuluan  dilakukan  di  pusat  kurikulum  dan  perbukuan  (Puskurbuk),  beberapa  Sekolah Menengah  Atas  (SMA)  di  Jakarta,  dua  toko  buku  terkenal  di  Jakarta,  dan  juga  toko  buku  online. Berdasarkan  daftar  judul  buku  pengayaan  pengetahuan  sebagai  buku  nonteks  pelajaran  yang memenuhi syarat kelayakan untuk digunakan sebagai sumber belajar pada jenjang pendidikan dasar dan  menengah  yang  dikeluarkan  oleh  Puskurbuk  tanggan  18  Juni  2012,  tidak  ada  buku  pengayaan pengetahuan  yang  bertemakan  angin  puting  beliung.  Akan  tetapi,  berdasarkan  informasi  yang diperoleh  dari  mesin  pencarian  ada  dua  buah  buku  yang  bertemakan  angin  puting  beliung.  Yaitu “Buku  Seri  Penanggulangan  Bencana:  Angin  Puting  Beliung”  terbitan  Andi  Publisher  dan  “Angin Puting Beliung” terbitan Erlangga Kids.
Berdasarkan  analisis  kebutuhan  yang  telah  Penulis  lakukan  di  beberapa  toko  buku  besar  di Jakarta,  kedua  judul  buku  tersebut  sulit  untuk  ditemukan.  Di  toko  buku  kini,  lebih  banyak  buku pengayaan pengetahuan dengan disain komik yang membahas cuaca atau iklim, dimana di dalamnya ada sub bab yang  membahas  mengenai bencana seperti angin topan  atau tornado seperti pada buku “Why?  Weather”  terbitan  elex  media  komputindo  yang  sudah  di  alihbahasakan  dari  terbitan  Why Nalssi  Korea  dan  “Up  Science:  Cuaca”  terbitan  Bhuana  Ilmu  Populer.  Selain  itu,  ada  pula  buku “Atlas Bencana” dimana Angin Puting Beliung menjadi salah satu bencana yang dibahas dalam buku tersebut.
Sedangkan berdasarkan analisis kebutuhan di beberapa perpustakaan sekolah yang ada di Jakarta, 50%  sekolah  memiliki  buku  pengayaan  dan  50%-nya  tidak  memiliki  buku  pengayaan.  Dari  50% sekolah yang memiliki buku pengayaan, 12,5%-nya terdata sangat jarang bahkan tidak pernah buku pengayaan  yang  ada  dipinjam  oleh  siswa.  Dari  berbagai  judul  yang  ditemukan  di  50%  sekolah tersebut, tidak ditemukan buku yang bertemakan angin puting beliung.
Buku  pengayaan  pengetahuan  yang  bertemakan  atau  di  dalamnya  terdapat  sub  bab  materi mengenai  angin  puting  beliung  kini  lebih  banyak  diperuntukan  untuk  siswa  pendidikan  dasar.  Isi
buku  cenderung  lebih  fokus  membahas  cara  menanggulangi  bencana  sehingga  kurang  membahas proses terjadinya puting beliung secara mandalam terutama dari konsep fisika.

## Buku Pengayaan Pengetahuan “Kajian Fisis Peristiwa Angin Puting Beliung
GAMBAR 1. Tampilan sampul buku pengayaan.
Buku pengayaan “Kajian Fisis Peristiwa Angin Puting Beliung” terdiri dari informasi umum dan juga  kajian  fisis  angin  puting  beliung.  Informasi  umum  terdapat  pada  Bab  3  berupa  intensitas terjadinya bencana angin puting beliung, peristiwa-peristiwa angin puting beliung di Indonesia, data daerah rawan bencana, kerusakan yang dialami,  dan dampak, serta pada Bab 5 yang berisi manfaat dalam  meningkatkan  nilai  sosial  masyarakat,  dan  mitigasi  bencana.  Sedangkan  kajian  fisis,  terdiri dari  besaran-besaran  fisis  angin,  gaya  pengendali  angin  yang  terdapat  pada  Bab  2  serta  isi keseluruhan  Bab  4  yang  membahas  konveksi,  gradien  tekanan,  kecepatan  angin,  gaya  Coriolis, Persamaan Bernoulli, dan aliran vorteks. Pada Bab 5 subbab manfaat juga disajikan materi mengenai pemanfaatan  konsep  pusaran  angin  puting  beliung  sebagai  pembangkit  listrik  menggunakan  mesin AVE ( Athmospheric Voretx Engine ).
GAMBAR 2. Contoh isi Buku Pengayaan.
Untuk  mempermudah  pembaca  memahami  konsep,  penyajian  disertai  beragam  ilustrasi  berupa gambar,  bagan,  peta,  foto,  sebagai  pelengkap  penjelasan.  Terdapat  pula  data  yang  disajikan  dalam tabel.  Untuk  info  unik  atau  intisari  dari  suatu  penjelasan  tersaji  dalam  kotak  “Tahukah  Kamu?” Selain  itu,  bahasa  yang  digunakan  juga  lebih  komunikatif.  Untuk  mengajak  pembaca  turut  aktif,
terdapat  kotak  “Mari  mencoba!”  untuk  memotifasi  siswa  berpikir  lebih  jauh,  mencari  data, menganalisis suatu data, melakukan praktikum sederhana, dan memperkirakan suatu kejadian melalui perhitungan.

## Uji Keterbacaan
Uji  keterbacaan  dilakukan  untuk  melihat  apakah  pembaca  sasaran  mengalami  kesulitan  dalam memahami  isi  buku,  dan  apakah  buku  yang  dikembangkan  dapat  memotivasi  pembaca  untuk mengetahui  isi  buku.  Uji  keterbacaan  dilakukan  kepada  delapan  siswa  SMA.  Berdasarkan  hasil  uji keterbacaan kepada siswa SMA diperoleh rata-rata skor yang dijasikan pada TABEL 1.
TABEL 1. Hasil uji keterbacaan. No.  Komponen Rata-rata Skor 1. Materi 92,50% 2. Penyajian 88,50% 3. Bahasa 84,17% 4. Grafika 85,62%
Skor  87,5%  menyatakan  materi  pada  buku  mudah  dipahami  dan  82,5%  menyatakan  penyajian materi  dapat  memotivasi  untuk  menggali  informasi  lebih  lanjut,  80%  menyatakan  bahasa  yang digunakan komunikatif, dan 92,5% menyatakan gambar yang digunakan dapat mempermudah dalam memahami isi bacaan. Dari hasil keseluruhan uji keterbacaan, buku pengayaan pengetahuan “Kajian Fisis Peristiwa Angin Puting Beliung” memperoleh interpretasi keseluruhan sangat baik.

## Uji Kelayakan
Buku pengayaan pengetahuan yang sudah dikembangkan diuji kelayakannya kepada empat orang penguji.  Penilaian  dan  saran  dari  penguji  kelayakan  akan  menjadi  bahan  pertimbangan  untuk merevisi  dan  memperbaiki  buku  “Kajian  Fisis  Peristiwa  Angin  Puting  Beliung”  sehingga  produk yang dihasilkan memiliki kualitas yang lebih baik lagi. Adapun hasil skor untuk masing-masing sub komponen oleh para penguji disajikan pada TABEL 2.
TABEL 2. Sub total skor komponen.
No.  Komponen Skor Uji Kelayakan Penguji Kelayakan 1 Penguji Kelayakan 2 Penguji Kelayakan 3 Penguji Kelayakan 4 1. Materi 85,90 85,00 88,50 85,80 2. Penyajian 77,02 75,67 77,37 75,75 3. Bahasa 73,00 75,00 80,00 77,00 4. Grafika 80,67 75,33 89,67 88,33
Dengan  menggunakan  perhitungan  berdasarkan  aturan  penilaian  buku  pengayaan  pengetahuan dari Puskurbuk, total skor akhir diperoleh menggunakan rumusan sebagai berikut.
Total skor akhir = Sub total skor komponen (materi x 0,4) + (penyajian x 0,3) + (bahasa x 0,2) + (grafika x 0,1)
(1)
Sehingga  diperoleh  total  skor  akhir  untuk  masing-masing  penguji  seperti  yang  disajikan  pada TABEL 3.
TABEL 3. Total skor skhir.
Penguji Kelayakan  Total Skor Akhir 1 80,13 2 79,23 3 83,58 4 81,28 Rerata Skor Akhir 80,98
Berdasarkan  syarat  kelayakan  buku  pengayaan  pengetahuan,  yaitu  (1)  butir  pada  komponen materi harus berskor ≥ 6, (2) butir pada komponen penyajian, bahasa, dan grafika harus berskor ≥ 3, dan  (3)  total  skor  akhir  dari  seluruh  komponen  minimal    55.  Buku  pengayaan  pengetahuan”Kajian Fisis Peristiwa Angin Puting Beliung” memenuhi ketiga syarat kelayakan di atas. Dimana komponen materi memiliki skor terendah 6 dan tertinggi 10, komponen penyajian memiliki skor terendah 6 dan tertinggi  9,  komponen  bahasa  memiliki  skor  terendah  7  dan  tertinggi  8,  skor  grafika  memiliki  skor terendah 7 dan tertinggi 10. Total skor akhir untuk masing-masing penguji juga lebih besar dari 55.
Predikat kelayakan buku menurut Puskurbuk dinyatakan pada TABEL 4.
TABEL 4. Skor penentu kelayakan buku. Total Skor Akhir Makna Skor  85 Layak dengan predikat Sangat Baik 55  skor <85 Layak dengan predikat Baik skor<55 Tidak Layak (TL)
Berdasarkan  TABEL  4,  dengan  rerata  skor  akhir  81,05,  buku  pengayaan  pengetahuan”Kajian Fisis Peristiwa Angin Puting Beliung” dinyakan layak dengan predikat baik.

## SIMPULAN
Berdasar uji kelayakan, buku pengayaan pengetahuan berjudul “Penerapan Konsep Fisika dalam Peristiwa  Angin  Puting  Beliung”  layak  diberi  predikat  baik  sebagai  buku  pengayaan  pengetahuan. Dari hasil uji keterbacaan, diperoleh interpretasi keseluruhan sangat baik.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Terima  kasih  disampaikan  kepada  Bapak/Ibu  validator  yang  telah  memberikan  saran  perbaikan dan kepada  panitia seminar nasional fisika tahun 2017 yang telah memberi kesempatan kepada kami untuk mempublikasikan artikel ini.

## REFERENSI
Chapter 9: The temperature gradien, http://www.bergbahnen-werfenweng.com. n.d.
Dick & Carey 2009, The Systematic Design of Instruction , Pearson, USA.
E, Nurjani 2013,  ‘Kajian Bencana Angin Ribut di Indonesia Periode 1990-2011’, Geomedia Volume 11 No 2.
Gomduri 2015, Up Science: Cuaca, PT Bhuana Ilmu Ppopuler, Jakarta.
Pedoman  Penilaian  Buku  Nonteks  Pelajaran  tahun  2014,  2014,  Kementrian  Pendidikan  Nasional Pusat Kurikulum dan Perbukuan.
Siswanto 2012, ‘Identifying Precursor Condition for “Puting Beliung”’, Widyariset Vol 15 No. 3.
Sitepu 2012, Penulisan Buku Teks Pelajara, PT Remaja Rosdakarya, Bandung.
Sudibyakto & Daryono 2008, Waspadai Puting Beliung . UGM , Yogyakarta
Supriyono,  Primus  2015, Seri  Pendidikan  Pengurangan  Risiko  Bencana  Angin  Puting  Beliung , Penerbit Andi, Yogyakarta.