## DESIGNING LEARNING SEQUENCE METALIC BONDING CONCEPT THROUGH MODEL OF EDUCATIONAL RECONSTRUCTION FRAMEWORK
Euis Nursa’adah 1* , Liliasari 2 , Ahmad Mudzakir 2
1 Pendidikan IPA, Universitas Bengkulu, Jl W.R Supratman, Kandang Limun, Bengkulu 38371A Indonesia 2 Departemen Pendidikan Kimia, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudi no 229, Bandung 40154, Indonesia
*Email: euis@unib.ac.id
Diterima: 26 Juni 2020. Disetujui: 20 Juli 2020. Dipublikasikan: 30 Juli 2020 DOI: 10.30870/educhemia.v5i2.8423
Abstract: The problem in this research is that students are more familiar with the application of  metallic  bonding  than  its  concept.  This  is  because  the  characteristics  of  the  concept  are abstract  concepts  with  real  context.  It  makes  students  more  interested  in  studying  the phenomenon  but  lack  to  explain  the  concept  and  some  students  show  misconception. Therefore this research aims to design learning sequences of metallic bonding topics using the  framework  model  of  educational  reconstruction  (MER).  This  sequence  considers  the students’  and  scientists’  conception.  Considering  the  initial  conception  of  students  in designing  learning  sequences  provides  benefits  for  students.  Through  MER,  learning sequences  begin  by  analyzing  student  conceptions  through  semi-structured  interviews  and concept maps designed by students. Scientific conception analysis is done through concept analysis  of  several  text  books  that  are  often  used  in  learning.  There  are  three  criteria  of students’  conception  they  are  prefer  to  scientist  conception,  misconception,  and incompetence. Based on the three criteria, learning sequences are produced with the aim to bringing students' conceptions toward scientific conceptions.
Keywords: Learning sequence; Metallic bonding; Model of educational reconstruction
Abstrak: Permasalahan  dalam  penelitian  ini  adalah  mahasiswa  lebih  mengenal  aplikasi konsep  ikatan  logam  dibanding  konsepya.  Hal  ini  dikarenakan  karakteristik  konsepnya merupakan  konsep  abstrak  dengan  contoh  konkret.  Akibatnya  mahasiswa  lebih  tertarik mempelajari fenomena tetapi konsepsi untuk menjelaskan fenomena tersebut terbatas bahkan cenderung  miskonsepsi.  Oleh  sebab  itu  penelitian  ini  bertujuan  untuk  mendesain  sekuens pembelajaran  topik  ikatan  logam  menggunakan framework  model  of  educational reconstruction (MER) . Desain ini mempertimbangkan konsepsi mahasiswa dan ilmuan agar konsepsi  mahasiswa  dibawa  menuju  konsepsi  ilmuan.  Mempertimbangkan  konsepsi  awal mahasiswa  dalam  mendesain  pembelajaran  memberikan  manfaat  baik  bagi  mahasiswa maupun ilmuan. Melalui MER , sekuens pembelajaran dimulai dengan menganalisis konsepsi mahasiswa  melalui  wawancara  semi  struktur  serta  peta  konsep  yang  didesain  oleh mahasiswa.  Analisis  konsepsi  ilmuan  dilakukan  melalui  analisis  konsep  dari  beberapa text book yang sering digunakan dalam pembelajaran. Ada tiga kriteria konsepsi mahasiswa yaitu sesuai  dengan  konsepsi  ilmuan,  miskonsepsi,  dan  tidak  tahu  konsep.  Berdasarkan  tiga
kriteria tersebut sekuens pembelajaran disusun dengan tujuan membawa konsepsi mahasiswa menuju konsepsi ilmuan.
Kata kunci: Sekuens pembelajaran; Ikatan logam; Model of educational reconstruction

## PENDAHULUAN
Kajian  kimia  anorganik  berkaitan dengan  sifat  dan  perilaku  senyawa anorganik  yang  meliputi  logam,  mineral, dan senyawa organologam. Kajian kimia anorganik  lebih  luas,  mencakup  semua elemen yang tersisa dalam tabel periodik unsur  dan  karbon  juga  termasuk  kajian pada  senyawa-senyawa  anorganik  yang relevan.  Luasnya  kajian  kimia  anorganik menghasilkan  aplikasi  konsep  yang beragam  pada  berbagai  bidang.  Kajian yang luas ini memberikan area penelitian yang tidak terbatas untuk diteliti (Walsh, 2000)
Kajian kimia anorganik tidak terlepas dari  konsep  dasar  yang  membangun konsep  tersebut.  Kajian  mengenai struktur,  sifat,  dan  aplikasi  senyawa anorganik menuntut mahasiswa mengkaji struktur  yang  tidak  terlepas  dari  ikatan logam.  Topik  zat  padat  logam  dibahas berdasarkan  kaitan  antara  struktur,  sifat, dan  aplikasinya.  Umumnya  logam dikenal oleh siswa sebagai material yang mempunyai  sifat  berwujud  padat  pada suhu  kamar  (25 o C),  mengkilat,  mudah ditempa  dan  dibentuk,  serta  penghantar listrik dan panas yang baik. Kemampuan
menghantarkan  listrik  pada  logam dijelaskan  dengan  menggunakan  teori awan  electron.  Pergerakan  elektron- elektron  dalam  logam  ketika  diberikan arus  listrik  dimodelkan  yang  kemudian dikenal dengan model awan elektron.
Ada  banyak  kesalahan  konsep  yang ditemukan  pada  topik  ikatan  logam diantaranya:  1)  atom  besi  mudah berkarat,  2)  ikatan  dalam  logam  yang menyebabkan  logam  mengalami  korosi, 3)  dua  hal  yang  berbeda  antara  ikatan logam  dan  model  awan  elektron,  4) terjadi  gaya  tarik  menarik  antara  ion-ion positif  dari  logam  serta  beberapa konsepsi mahasiswa lainnya (Barke et al., 2009)
Beberapa  solusi  terkait  konsepsi  dan miskonsepsi siswa sudah banyak dilakukan oleh beberapa ilmuan diantaranya 1) menggunakan model fisik yang  menggambarkan  struktur  seperti;
plan view , gambar 3D, dan analog (Battle et al., 2011) (Cushman & Linford, 2015) (Pinto,  2012),  2)  menggunakan software
(Bennett
& Rabe, 2012) serta
pembelajaran ikatan logam menggunakan augmented  reality  (Rostianingsih  et  al., 2019).  Fokus  penelitian  yang  telah
dilakukan  adalah  membuat  visualisasi fenomena  sains  baik  fisik  maupun animasi  agar  mudah  dipahami  oleh mahasiswa  tanpa  mempertimbangkan konsepsi  awal  yang  ada  dalam  diri mahasiswa  sehingga  mahasiswa  terus menerus  melakukan  kesalahan  pada konsep  yang  sama  meskipun  beberapa media  atau  animasi  terkait  konsep tersebut tersedia dengan mudah.
Rekonstruksi  pembelajaran  pada topik  ikatan  logam  penting  dilakukan
melalui model of educational reconstruction  (MER) . MER merupakan tradisi didaktik Germany yang dikembangkan  sebagai framework dalam mendesain pembelajaran dengan memperhatikan  konsepsi  siswa  dan ilmuan  dengan  harapan  setelah  sisiwa mendapatkan  intervensi  berbasis MER terjadi  keseimbangan  antara  konsepsi siswa  dan  kesepakatan  ilmuan  (Duit  et al., 2012). Rekonstruksi difokuskan pada desain perkuliahan yang membuat konten sains  mudah  dipelajari  oleh  siswa  sesuai dengan  karakter  sains  dan  membuat siswa  mampu  untuk  berpikir  (Viiri  & Savinainen,  2008).  Mempertimbangkan gagasan  awal  siswa  dalam  mendesain pembelajaran  memberikan  efek  baik dalam  pembelajaran.  Intervensi,  media, maupun  lembar  kerja  juga  disusun berdasarkan kebutuhan siswa.
Mengacu  pada  hal  tersebut  di  atas, maka penelitian ini bertujuan mendeskripsikan  sekuens  pembelajaran ikatan  logam  melalui framework  MER , sehingga pertanyaan penelitiannya adalah bagaimana  sekuens  pembelajaran  ikatan logam  yang  disusun  berdasarkan  pola MER?

## METODE

## Desain Penelitian
Desain  penelitian  mengacu  pada desain  MER  yang  dikemukakan  oleh (Duit  et  al.,  2012)  melalui  tahapan:  1) analisis  konsepsi  ilmuan,  tahap  ini dilakukan  untuk  klarifikasi  teori  dan konsepsi ilmiah; analisis fungsi teori dan konsep;  analisis  istilah-istilah  yang disepakati  ilmuan  dalam  konsep,  serta dibidang  apa  saja  konsep  tersebut diaplikasikan.  2)  investigasi  konsepsi siswa,  fase  ini  dilakukan  untuk menganalisis  representasi  mahasiswa tentang  suatu  konsep,  serta  konsepsi alternatif dimiliki mahasiswa. 3) pengembangan desain pembelajaran yang mempertimbangkan konsepsi ilmuan dan mahasiswa.
Gambar  1  menunjukkan  proses rekonstruksi pembelajaran yang dilakukan  dan  dikembangkan  dalam penelitian ini.
Gambar 1. Desain Penelitian MER

## Subjek Penelitian
Subjek  penelitian  terdiri  dari  :  1) kajian  pustaka  untuk  mengkaji  konsepsi ilmuan terkait topik ikatan logam , 2) 12 mahasiswa pendidikan kimia.

## Instrumen Penelitian
Instrumen  pada  penelitian  ini  terdiri dari  :  1)  list  proposisi  konsep  ilmuan yang  digambarkan  melalui  peta  konsep, 2)  list  konsepsi  mahasiswa  yang digambarkan  melalui  peta  konsep,  serta 3)  pedoman  wawancara  semi  struktur yang  digunakan  untuk  menggali  lebih jauh mengenai konsepsi mahasiswa pada topik ikatan logam.
Konsepsi mahasiswa kemudian dianalisis  melalui  analisis  kualitatif konten (Sam et al., 2015) melalui tahapan berikut: scanning konsepsi  siswa  yang dikemukakan  melalui  peta  konsep  atau pernyataan  yang  dikemukakan  pada  saat
wawancara.  Data  tersebut  di  edit  untuk meningkatkan  keterbacaan,  pernyataan- pernyataan disusun ulang, diinterpretasikan,  dan  learning  sekuens didesain  untuk  membawa  konsepsi mahasiswa menuju konsepsi ilmuan.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Hasil Analisis Konsepsi Ilmuan
Konsepsi  ilmuan  dan  mahasiswa mengenai  konsep  ikatan  logam  disajikan berdasarkan seleksi data terpilih. Konsepsi  ilmuan  mengenai  ikatan  logam difokuskan  pada  proses  pembentukan ikatan  logam,  struktur,  sifat  dan  aplikasi dari ikatan logam itu sendiri. Memahami hubungan  struktur  dengan  sifat  akan memudahkan  mahasiswa  menjelaskan dan  memprediksi  aplikasi  konsep  dalam fenomena  yang  mereka  temukan  sehari- hari.    Kajian  konsepsi  ilmuan  disajikan dalam Gambar 2.
Analisis konsepsi ilmuan mengenai topik Ikatan logam Klarifikasi konsep kunci
1 2
Analsisi konsepsi mahasiswa mengenai topik ikatan logam Wawancara untuk menganalisis konsepsi siswa menganai topik ikatan logam 3 Merumuskan tahapan pembelajaran Analisis pengembangan domain-pengetahuan Desain pembelajaran Evaluasi Domain-pengetahuan Konsep kunci yang terklarifikasi 4 5 5 6 7 8 10 9
Gambar 2. Peta Konsep Konsepsi Ilmuan
Gambar 2 menjelaskan bahwa  Topik zat  padat  logam  dibahas  berdasarkan kaitan  antara  struktur,  sifat,  dan aplikasinya.  Umumnya  logam  dikenal oleh  siswa  sebagai  material  yang mempunyai  sifat  berwujud  padat  pada suhu  kamar  (25 o C),  mengkilat,  mudah ditempa  dan  dibentuk,  serta  penghantar listrik dan panas yang baik.
Kemampuan  menghantarkan  listrik pada logam dijelaskan dengan menggunakan  teori  awan  elektron. Pergerakan elektron-elektron dalam
logam  ketika  diberikan  arus  listrik dimodelkan  yang  kemudian  dikenal dengan  model  awan  elektron.  Model awan  elektron  menggambarkan  elektron dan  ion  logam  bergerak  ke  segala  arah tetapi  tidak  ada  muatan  yang  menuju pada  arah  tertentu  ketika  tidak  ada  arus listrik  dialirkan.    Ketika  arus  listrik dialirkan  ke  logam,  arah  kecepatannya elektron-elektron mengikuti arah tertentu sesuai dengan pergerakan arus listrik dari kiri ke kanan. Selain itu  jumlah  muatan dialirkan dan dikeluarkan ke kabel listrik
Struktur Logam Murni Paduan Logam Unit Sel Susunan Kemasan Rapat Kubus Berpusat Badan
Susunan Rapat Kubus Susunan Rapat Heksagonal Bilangan Koordinasi Faktor Tumpukan Subtitusi Intertisial Massa Jenis Kubus Sederhana Ikatan Logam Model awan elektron Sifat Konduktivitas Teori Orbital Molekul/ Teori Pita Pita Konduksi Pita Valensi
Konduktor insulator Semikonduktor intrinsik Ekstrinsik Tipe-n Dapat Ditempa Kekerasan Titik Leleh Tipe-p Aplikasi Sambungan N-P LEDs
sama  dengan  muatan  elektron  yang keluar.
Selain  menggunakan  model  lautan elektron untuk menjelaskan konduktivitas listrik suatu logam, suatu teori juga dapat digunakan  untuk  meprediksikan.  Salah satu  contohnya  untuk  memprediksikan konduktivitas polimer.
Dengan
menggunakan  prinsip  bahwa  suatu material  dapat  menghantarkan  listrik dikarenakan  adanya  elektron  atau  ion bebas, maka konduktivitas polimer dapat diubah dengan mendoping polimer dalam hal ini poliacetilene dengan halogen atau logam alkali agar menghasilkan
konduktor  yang  baik,  polanilin  juga dikenal  sebagai  polimer  konduktif (Kumar  et  al.,  2016)(Qin  &  Guo, 2012)(Stejskal & Gilbert, 2006).

## Hasil Analisis Konsepsi Mahasiswa
Konsepsi mahasiswa disajikan dalam beberapa  cara.  Cara  pertama  disajikan melalui  peta  konsep  dan  berikutnya merupakan  interpretasi  dari  pernyataan- pernyataan mahasiswa ketika diwawancara.  Contoh  peta  konsep  yang disajikan  oleh  mahasiswa  terdapat  pada Gambar 3.
Gambar 3. Konsepsi Mahasiswa mengenai Ikatan Kimia dan Ikatan Logam
Ikatan Kimia Ikatan Ion Ikatan Kovalen Ikatan Logam Ikatan Hidrogen Berdasarkan Kepolarannya Berdasarkan Jumlah Pasangan Elektron Ikatan Kovalen Polar Ikatan Kovalen Rangkap Tiga Ikatan Kovalen Nonpolar Ikatan Kovalen Rangkap Dua Ikatan Kovalen Tunggal Mengikat Logam dengan Logam Atom Hidrogen Logam Reaktif Nonlogam Tersusun dari Atom Unsur F, O, dan N Tersusun dari NaCl Contoh
Gambar  3  menunjukkan  bahwa umumnya mahasiswa tidak fokus menghubungkan  struktur  dengan  sifat. Mereka  fokus  pada  hapalan  bahkan cenderung  miskonsepsi.  Mereka  berpikir bahwa  ikatan  logam  merupakan  ikatan yang  mengikat  logam  dengan  logam.
Konsepsi  mahasiswa  mengenai  ikatan logam  berdasarkan  hasil  wawancara dikategorikan  ke  dalam  konsep  yang sesuai dengan konsepsi ilmuan, miskonsepsi dan tidak tahu konsep. Data tersebut disajikan dalam Gambar 4.
Gambar 4. Level Konsepsi Mahasiswa
Gambar  4  mendeskripsikan  bahwa dari 12 mahasiswa terdapat 3 mahasiswa yang  konsepsinya  sudah  sesuai  dengan konsepsi  ilmuan  dimana  mereka  berpikir bahwa  ikatan  logam  merupakan  Ikatan yang  dibentuk  akibat  interaksi  ion-ion logam  yang  berinteraksi  dengan  elektron valensinya  yang  tersebar  di  sekitarnya membentuk  awan  elektron.  Hampir sebagian  besar  mahasiswa  mengalami miskonsepsi  mengenai  ikatan  logam. Miskonsepsi  tersebut  diantaranya  ikatan logam  merupakan  ikatan  antar  logam dengan  logam  lainnya,  ikatan  dalam logam yang menyebabkan logam
mengalami korosi,  dua hal yang berbeda antara  ikatan  logam  dan  model  awan elektron,  serta  terjadi  gaya  tarik  menarik antara  ion-ion  positif  dari  logam. Mengacu  pada  konsepsi  awal  tersebut, sequens  pembelajaran  ikatan  logam didesain.

## Sekuens Pembelajaran Ikatan Logam
Sekuens pembelajaran disajikan dengan  mengacu  pada  hasil  analisis konsepsi  ilmuan  dan  mahasiswa.  Desain sekuens  pembelajaran  disajikan  dalam Gambar 5.
0 1 2 3 4 5 6 7 Sesuai Konsep Ilmuan Miskonsepsi Tidak Tahu Konsep Ju m la h M ah as is w a Level Konsepsi Mahasiswa
Gambar 5. Desain Sekuens

## KESIMPULAN
Ada tiga kategori konsepsi mahasiswa mengenai  ikatan  logam  yaitu  sesuai dengan  konsepsi  ilmuan,  miskonsepsi, dan  tidak  tahu  konsep.  Sementara  itu ilmuan  membuat  struktur  yang  jelas mengenai  kajian  ikatan  logan  dengan fokus menghubungkan struktur, sifat, dan
fungsi.  Dasar  konsepsi    mahasiswa  dan ilmuan  digunakan  untuk  menyusun desain  pembelajaran  dengan framework MER .  Desain  pembelajaran  dimulai  dari konteks terdekat mahasiswa lalu investigasi  konteks  untuk  menguatkan konten yang dipelajari serta meningkatkan  kemampuan  memprediksi.
Desain Pembelajaran Kristal Logam dan Ikatan Logam
Pretest
Perkuliahan Aplikasi Konteks Konteks LEDs Merumuskan Pertanyaan terkait Konteks Zat Sifat Struktur Mengidentifikasi dan Berhipotesis Hypothesis 1
Hypothesis 2
Hypothesis 3
Investigasi Konten melalui konteks Konduktivitas logam
Ikatan Logam
Konduktors, isolators, and semikonduktors Memodelkan lautan elektron
Memodelkan teori pita Memodelkan pita valensi dan konduksi
Memodelkan pergerakan elektron dalam pitan valensi dan konduksi Membedakan semikonduktor instrinsik dan ektrinsik Memodelkan pergerakan elektron dalam semikonduktor ektrinsik dan intrinsik Membedakan semikonduktor ektrinsik tipe p dan n Memodelkan semikonduktor tipe p dan n dengan dopant khusus
Memodelkan pergerakan elektron dalam semikonduktor tipe p dan n
Mengevaluasi sistem kerja LEDs Memodelkan sistem kerja LEDs Abstraksi Memprediksi Mengeksplana si Memprediksi konduktivitas dalam polimer Sifat lain dari logam Malleability Ductility Density Logam murni Cell Units Simple cubic
Body Centered Cubic Face Centered Cubic Hexagonal Closed Packed Paduan % Occupancy Coordination numbers Hardness Memodelkan unit sel Substitutional Intersitial Stainlessteel Modeling Substitutional structures Modeling Intersitial structures Modeling Stainlessteel structures Posttest
Konsepsi  mahasiswa  yang  beragama akan menuntut desain pembelajaran yang beragam.  Akomdasi  keberagaman  desain
pembelajaran  di  perlukan  sehingga menjadi  penelitian  yang  menghasilkan desain pembelajaran yang beragam.

## DAFTAR RUJUKAN
Barke, H. D., Hazari, A., & Yitbarek, S.
(2009). Misconceptions in chemistry:
Addressing  perceptions  in  chemical education.  In Misconceptions  in
Chemistry:  Addressing  Perceptions in  Chemical  Education (Issue January 2009). https://doi.org/10.1007/978-3-540-
70989-3
Battle,  G.  M.,  Allen,  F.  H.,  &  Ferrence,
G.  M.  (2011).  Information  Content and  Access  Software  in  Educational
Applications. Journal  of  Chemical Education , 88 , 886–890.
Bennett,  J.  W.,  &  Rabe,  K.  M.  (2012).
Integration of first-principles methods and crystallographic database searches for new
ferroelectrics: Strategies and explorations. Journal  of  Solid  State Chemistry , 195 , 21–31.
https://doi.org/10.1016/j.jssc.2012.05
.013
Cushman,  C.  V.,  &  Linford,  M.  R.
(2015).  Using  the  Plan  View  To Teach  Basic  Crystallography  in General  Chemistry. Journal  of Chemical  Education , 92 (8),  1415–
1418.
https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.5 b00011
Duit,  R.,  Gropengießer,  H.,  Kattmann, U.,  Komorek,  M.,  &  Parchmann,  I. (2012).  The  model  of  educational reconstruction  -  a  framework  for improving  teaching  and  learning science. Science Education Research and Practice in Europe: Retrosspective and Prospecctive , 13–
37.  https://doi.org/10.1007/978-94-
6091-900-8
Kumar,  R.,  Singh,  S.,  &  Yadav,  B.  C.
(2016). Conducting Polymers : Synthesis , Properties and Applications  Conducting  Polymers : Synthesis , Properties and Applications. International Advanced Research Journal InScience,Engineering and Technology , 2 (11), 110–124.
https://doi.org/10.17148/IARJSET.20 15.21123
Pinto,  G.  (2012).  An  example  of  body- centered  cubic  crystal  structure:  The atomium  in  brussels  as  an  educative tool  for  introductory  materials chemistry. Journal  of  Chemical
Education , 89 (7), 921–924.
https://doi.org/10.1021/ed200841y Qin,  Q.,  &  Guo,  Y.  (2012).  Preparation and characterization of nano-
polyaniline  film  on  ITO  conductive glass by electrochemical polymerization. Journal of Nanomaterials , 2012 . https://doi.org/10.1155/2012/519674
Rostianingsih, S., Setiawan, A., & Halim,
C.  I.  (2019).  Ionic  and  Metallic Bonding Visualization Using Augmented  Reality. TIMES-ICON 2018  -  3rd  Technology  Innovation Management and Engineering Science International Conference , 1–
4. https://doi.org/10.1109/TIMES-
iCON.2018.8621665
Sam,  A.,  Niebert,  K.,  Hanson,  R.,  &
Twumasi, A. K. (2015). the Model of
Educational Reconstruction:
Scientists’  and  Students’  Conceptual Balances  To  Improve  Teaching  of Coordination  Chemistry  in  Higher Education. International  Journal  of Academic  Research  and  Reflection ,
3 (7), 67–77.
Stejskal,  J.,  &  Gilbert,  R.  G.  (2006).
Pa_Iupac . 74 (5), 857–867.
Viiri,  J.,  &  Savinainen,  A.  (2008).
Teaching-learning sequences: a comparison  of  learning  demand analysis and educational reconstruction. Latin-American
Journal  of  Physics  Education , 2 (2),
1.
Walsh,  E.  J.  (2000). Book  &  Media Reviews . 77 (2), 93740.