## Rancang Bangun Virtual Laboratory Pemuaian untuk SMP
Novi Nurhayati 1,a) , Ijang Rohman 2,b)
1 Sekolah Pasca Sarjana Universitas Pendidikan Indonesia, Bandung 40154
2 Universitas Pendidikan Indonesia, Bandung 40154
Email: a) novi83suyatno@gmail.com, b) ijangrh@gmail.com

## Abstract
This paper describes the development of Virtual Laboratory for simulation lab expansion (VL- Expansion)  at  Junior  High  School  (SMP).  The  reason  of  building  VL-  Expansion  is  the demands science teaching in the schools which are able  to construct mastery of concepts and critical thinking skills within an effective and an efficient. Based on the preliminary studies in several  junior  high  school  in  Bandung  found  that:  1)  the  number  of  tools  to  support  the expansion  practicum  available  in  laboratories  is  still  limited,  2)  practical  implementation  of such material is infrequency performed, while the practical implementation can build mastery of  concepts  and  critical  thinking  skills.  On  the  other  hand,  schools  (SMP)  have  a  lots  of  the computer  lab  facilities.  Nevertheless,  in  fact  it  was  never  done  for  the  science  lab.  The development  steps  were  conducted,  there  were:  1)  analysis  of  the  concept  and  indicators  of critical  thinking  skills,  2)  analysis  of  the  working  principle  Muschenbroek,  3)  extracting  the fundamental  concepts  and  phenomena  of  expansion  for  various  metals,  4)  design  prototypes VL- Expansion. Thus, the results of the test to the teachers revealed that the VL-Expansion is feasible  to  be  used  to  construct  mastery  of  concepts  and  critical  thinking  skills  junior  high school students.
Keywords : design, virtual laboratory, expansion

## Abstrak
Makalah  ini  memaparkan  pengembangan  Virtual  Laboratory  untuk  simulasi  praktikum pemuaian  (VL-Pemuaian)  di  Sekolah  Menengah  Pertama  (SMP).  VL-Pemuaian  dibangun karena  kebutuhan  dalam  pembelajaran  IPA  di  sekolah  yang  mampu  membangun  penguasaan konsep  dan  kemampuan  berpikir  kritis  yang  efektif  dan  efisien.  Berdasarkan  studi pendahuluan  di  beberapa  SMP  di  kota  Bandung  diperoleh  bahwa:  1)  jumlah  alat  untuk mendukung praktikum pemuaian yang tersedia di laboratorium masih terbatas, 2) pelaksanaan praktikum  untuk  materi  tersebut  jarang  dilakukan,  sedangkan  pelaksanaan  praktikum  dapat membangun penguasaan konsep dan kemampuan berpikir kritis. Di sisi lain, sekolah-sekolah (SMP)  sudah  banyak  yang  memiliki  fasilitas  laboratorium  komputer.  Namun  kenyataannya tidak  pernah  dilakukan  untuk  praktikum  IPA.  Langkah  pengembangan  yang  dilakukan meliputi: 1) analisis konsep dan indikator keterampilan berpikir kritis, 2) analisis prinsip kerja Muschenbroek, 3) penggalian konsep dasar dan fenomena pemuaian untuk berbagai logam, 4) rancang bangun prototipe VL-Pemuaian. Dari hasil uji coba pada guru diperolah hasil bahwa VL-Pemuaian  ini  layak  untuk  digunakan  untuk  membangun  penguasaan  konsep  dan kemampuan berpikir kritis siswa SMP.
Kata-kata kunci : rancang bangun, virtual laboratory, pemuaian
Naskah diterbitkan: 30 Juni 2015 DOI: doi.org/10.21009/1.01108

## PENDAHULUAN
Praktikum  merupakan  metode  pembelajaran  yang  penting  dalam  pembelajaran  IPA.  Praktikum dapat  memberikan  pengalaman  langsung  kepada  siswa  untuk  memperkenalkan,  membiasakan,  dan melatih siswa untuk melaksanakan langkah-langkah ilmiah dan pengetahuan prosedural. Selain untuk memahami  konsep,  praktikum  atau  eksperimen  juga  berdampak  positif  terhadap  peningkatan motivasi dan minat belajar siswa (Mulyani 2005; Pulaila 2007; Rustaman 2005)
Berdasarkan  hasil  studi  pendahuluan  di  salah  satu  SMPN  22  Bandung,  kegiatan  praktikum  di sekolah jarang dilakukan, karena beberapa hal yaitu:
1. Jumlah alat praktikum yang tidak memadai, jumlah alat terbatas, dan banyak alat yang sudah rusak
2. Tidak terdapat laboran, yaitu SDM khusus yang ahli di bidang penggunaan dan pemeliharaan alat
3. Minimnya  pelatihan  berkala  bagi  guru  untuk  meningkatkan  kemampuan  dalam  melakukan praktikum di laboratorium
Salah  satu  kendala  yang  biasa  muncul  pada  pelaksanaan  metode  eksperimen  adalah  alat eksperimen  yang  terbatas  dan  waktu  yang  relatif  lama  untuk  kegiatan  eksperimen  (praktikum).  Hal ini  sesuai  dengan  penelitian  Widodo  (2005;10)  bahwa  alasan  terbanyak  yang  dikemukakan  oleh guru-guru  terkait  dengan  kegiatan  praktikum  adalah  kurangnya  waktu  yang  dibutuhkan  untuk mengelola  sebuah  praktikum,  alat-alat  yang  belum  tersedia,  terlalu  merepotkan  dan  kurang terampilnya  guru  dalam  melakukan  pengelolaan  waktu.  Akibatnya  kegiatan  praktikum  jarang dilakukan sekolah-sekolah.
Konsep  pemuaian  merupakan  konsep  yang  penting  dalam  IPA.  Konsep  ini  terdapat  dalam Kompetensi dasar nomor 3.7 dalam kurikulum IPA di SMP. Namun kemampuan penguasaan konsep pemuaian siswa masih rendah. Hal ini terlihat dari hasil ulangan harian yang masih di bawah KKM (Kriteria  Ketuntasan  Minimum).  Sepuluh  dari  tiga  puluh  lima  nilai  ulangan  harian  siswa  masih  di bawah KKM.
Terdapat  keterbatasan  pelaksanaan  praktikum  pemuaian  dengan  menggunakan  alat  nyata.  Pada praktikum pemuaian logam dengan menggunakan alat Musschenbroek terdapat peluang kecelakaan. Hal ini karena pada alat tersebut digunakan api untuk memanaskan beberapa jenis logam, sedangkan keterampilan  awal  siswa  dalam  menggunakan  alat  masih  sangat  kurang  sehingga  terjadi  peluang kecelakaan.  Alat  Mushenbroek  nyata  hanya  memuat  tiga  jenis  logam  yang  sudah  ditentukan  oleh cetakan  pabrik.  Untuk  menambah  jenis  logam  yang  dapat  diamati  pada  alat  ini  membutuhkan ketelitian  dan  dana  yang  cukup  besar.  Namun  keterbatasan  alat  Muschenbroek  tersebut  dapat diminimalkan  dengan  menghadirkan  VL  pemuaian  sebagai  pelengkap  alat  Muschenbroek  nyata. Dengan menggunakan VL, maka jenis logam yang dibandingkan dapat lebih banyak dan bervariasi. Kegiatan praktikum dapat lebih efektif karena dapat diperoleh data yang lebih banyak dalam waktu yang relatif singkat.
Virtual lab  merupakan alternatif fasilitas yang dapat digunakan dalam kegiatan belajar mengajar terutama pada materi bahan ajar yang menggunakan alat yang dinilai mengandung resiko kecelakaan kerja.  Selain  itu,  virtual  lab  juga  bisa  menjadi  alternatif  bagi  sekolah  yang  hanya  memiliki  jumlah alat yang terbatas.
Beberapa  penelitian  tentang  virtual  lab  telah  dilakukan.  Manisha  Bajpai  mengungkapkan  bahwa Penggunaan    Laboratorium  Virtual  dapat  meningkatkan  penguasaan  konsep  siswa  dibandingkan siswa  yang  menggunakan  Laboratorium  Nyata  (Manisha  Bajpai/2012).  Necati  Taukon mengungkapkan  bahwa  Pembelajaran  dengan  simulasi  berbasis  komputer  meningkatkan  prestasi akademik dan keterampilan belajar siswa (Necati TaúkÕn, Bülent Kandemir/2010). Penelitian serupa juga  dinyatakan  oleh  Aucharaporn  Gunhaart  mengungkapkan  bahwa  Siswa  yang  belajar menggunakan  metodologi  campuran  antara  Microcomputer-Based  Laboratory  (MBL)  dan  simulasi komputer  memiliki  nilai  yang  lebih  tinggi  pada  hasil  posttest  dibandingkan  pretest,  hal  ini menunjukkan  bahwa  MBL  meningkatkan  pemahaman  konseptual  siswa  (Audcharaporn  Gunhaart, Niwat Srisawasdi/2012). Berdasarkan hasil penelitian penggunaan laboratorium secara virtual dapat meningkatkan penguasaan konsep, keterampilan proses sains (KPS) siswa, dan kemampuan berpikir
siswa (Zacharia & Anderson, 2003; Yang & Jia-Sheng, 2007; Cobb et la.,2009; Franklin et la., 2001; Abdullah & Shariff, 2008; Subiantoro, 2008)
Kemampuan  lain  dari  VL-pemuaian  selain  membangun  penguasaan  konsep  adalah  dapat membangun  kemampuan  berpikir  kritis  siswa.  Hasil  penelitian  yang  telah  dilakukan,  Pembelajaran berbasis  praktikum  virtual  dapat  meningkatkan  kemampuan  berpikir  kritis  dan  sikap  ilmiah  siswa SMP  (Dini  ;  2012).  Sesuai  dengan  hal  itu,  kegiatan  praktikum  dapat  meningkatkan  kemampuan berpikir kritis siswa, pemahaman konsep dan sikap ilmiah siswa (Ika; 2012)
Penguasaan  konsep  menurut  dahar  (2003)  adalah  kemampuan  siswa  dalam  memahami  makna pembelajaran  dan  mampu  menerapkannya  dalam  kehidupan  sehari-hari.  Dengan  kata  lain penguasaan  konsep  adalah  selain  siswa  memahami  pembelajaran  juga  mampu  menjawab permasalahan yang ditemukannya di kehidupan sehari-hari
Berpikir kritis menurut Jhonson (2011) merupakan proses yang terarah dan jelas yang digunakan dalam  kegiatan  mental  seperti  memecahkan  masalah,  mengambil  keputusan,  membujuk, menganalisis  asumsi,  dan  melakukan  penelitian  ilmiah.  Berpikir  kritis  adalah  kemampuan berpendapat dengan cara yang terorganisasi
Norris  dan  Ennis  (1989;  dalam  Stiggins,  1994)  menyatakan  bahwa  berpikir  kritis  merupakan berpikir  masuk  akal yang  difokuskan pada  pengambilan  keputusan  tentang  apa  yang dilakukan  dan diyakini.  Masuk  akal  berarti  berpikir  didasarkan  atas  fakta-fakta    untuk  menghasilkan  keputusan yang  terbaik,  sedangkan  reflektif  berarti  mencari  dengan  sadar  dan  tegas  kemungkinan  solusi  yang terbaik.  Dengan  demikian  menurut  Rustaman  (2005)  berpikir  kritis  adalah  mengevaluasi  tindakan atau keyakinan yang terbaik
Berdasarkan  uraian  tersebut,  perlu  dilakukan  Penelitian  Pengembangan  Virtual  Lab  Pemuaian untuk  Meningkatkan  Penguasaan  Konsep  Dan  Kemampuan  Berpikir  Kritis  Siswa.  Tujuan  dari penelitian  ini  adalah  Untuk  menghasilkan  produk  pengembangan  virtual  laboratory  pada  materi pemuaian yang dapat digunakan oleh siswa SMP.

## METODE PENELITIAN
Jenis  penelitian  yang  digunakan  adalah  Penelitian  pengembangan  (Research  and  Development). Metode  penelitian  pengembangan  atau  dalam  bahasa  Inggris  Research  And  Development  adalah metode  penelitian  yang  digunakan  untuk  menghasilkan  produk  tertentu,  dan  menguji  keefektifan produk tersebut. Dalam hal ini produk berupa software VL pemuaian.
Untuk  dapat  menghasilkan  produk  VL  pemuaian  digunakan  penelitian  yang  bersifat  analisis kebutuhan dan untuk menguji keefektifan produk tersebut supaya dapat berfungsi di masyarakat luas, maka diperlukan penelitian untuk menguji keefektifan produk tersebut.
Pada penelitian ini populasi adalah guru SMPN 22 Bandung, sedangkan sampel adalah guru kelas VII  SMPN  22  Bandung.  Langkah  pengembangan  yang  dilakukan  meliputi:  1)  analisis  konsep  dan indikator  keterampilan  berpikir  kritis  2)  analisis  prinsip  kerja  Muschenbroek  3)  penggalian  konsep dasar dan fenomena pemuaian untuk berbagai logam 4) rancang bangun prototipe VL-Pemuaian.
Pembuatan program VL-Pemuaian meliputi pembuatan story Board dan coding data. Pembuatan story  Board  dilakukan  oleh  penulis,  sedangkan  coding  data  diserahkan  kepada  ahli  Programmer. Pembuatan story Board dan coding data dilakukan selama empat bulan, yaitu sejak 1 januari hingga 30  April  2015.  Story  Board  mengalami  proses  pengembangan  sampai  delapan  versi.  Sedangkan coding data mengalami perbaikan sebanyak lima kali.
Setelah VL-Pemuaian selesai dibangun, dilakukan evaluasi program  berkaitan dengan kesesuaian story  Board  dengan  produk  penelitian  berupa  VL-Pemuaian.  Apabila  ditemukan  ketidak  sesuaian, dilakukan revisi program  VL-Pemuaian  . Selanjutnya dilakukan uji coba terbatas kepada dua orang guru IPA di SMPN 22 Bandung.
Instrumen yang digunakan pada penelitian ini meliputi:
1. Lembar  penilaian  Ahli  Media  bertujuan  untuk  mendapatkan  gambaran  penilaian  tentang desain VL yang telah dikembangkan.
2. Lembar  penilaian  Ahli  Konten  bertujuan  untuk  mendapatkan  gambaran  penilaian  tentang desain VL yang telah dikembangkan.
3. Angket penilaian VL-Pemuaian oleh guru sebagai pengguna.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil dari penelitian ini berupa produk VL-Pemuaian yang dibangun menggunakan program flash untuk digunakan di SMP. Berikut ini merupakan tampilan hasil rancang banmgun VL-Pemuaian.
GAMBAR 1 . Layar home VL-Pemuaian
GAMBAR 2 . Layar praktikum Muschenbroek
GAMBAR 3 . Layar rekap data praktikum Muschenbroek
Hasil validasi ahli media menyatakan bahwa sistem navigasi VL-Pemuaian sudah baik dan mudah untuk  digunakan.  Proses  login  dapat  dilakukan  dengan  mudah,  menu  praktikum  berfungsi  baik, tombol  Drag  berfungsi  baik,  pengatur  jarum  skala  berfungsi  baik,  tombol  api  berfungsi  baik,  serta skala suhu dapat terlihat jelas. Tombol reset berfungsi baik, perpindahan dari menu praktikum satu ke menu  data  mudah,  serta  perpindahan  dari  menu  praktikum  satu  ke  praktikum  dua  mudah.  Desain grafis VL-Pemuaian sudah layak digunakan. Teks dapat dibaca dengan jelas, ukuran huruf seimbang dengan layar, serta paduan warna tidak menyiaukan mata
Hasil  judgmen  dari  ahli  konten  menyatakan  bahwa  VL-Pemuaian  memiliki  prinsip  kerja  sesuai dengan alat yang sesuungguhnya. VL-Pemuaian sesuai dengan konsep pemuaian logam yang berlaku meliputi: 1) Pemuaian logam, 2) Perbedaan pemuaian pada beberapa logam, serta 3) pemuaian pada bimetal.
Hasil judgmen  dari  guru sebagai  pengguna menyatakan  bahwa VL-Pemuaian  dapat  membangun penguasaan  konsep  Pemuaian  Logam.  Hal  ini  karena  VL-Pemuaian  dapat  digunakan  untuk menemukan  fenomena  pemuaian  logam,  dapat  digunakan  untuk  membandingkan  perbedaan pemuaian  pada  setiap  logam,  serta  dapat  digunakan  untuk  menemukan  fenomena  bimetal  saat dipanaskan.
Selain itu, VL-Pemuaian dapat membangun kemampuan berpikir kritis siswa. Hal tersebut karena VL-Pemuaian dapat memfasilitasi siswa untuk bertanya dan menjawab pertanyaan tentang pemuaian logam. VL-Pemuaian dapat memfasilitasi siswa melakukan pengamatan pemuaian logam. Selain itu data  hasil  percobaan  VL-Pemuaian  dapat  mendukung  perumusan  konsep  dan  prinsip  pemuaian. Selanjutnya  VL-Pemuaian  dapat  membantu  siswa  mendapatkan  cara  dan  menentukan  tindakan berhubungan dengan masalah pemuaian logam di kehidupan sehari-hari.

## KESIMPULAN
Berdasarkan angket penilaian pada uji coba penggunaan VL-Pemuaian oleh guru diperolah hasil bahwa:
1. VL-Pemuaian sesuai dengan alat sesungguhnya
2. VL-Pemuaian sesuai dengan konsep yang berlaku
3. Sistem navigasi VL-Pemuaian baik
4. Desain grafis VL-Pemuaian baik
Berdasarkan angket analisis kemampuan VL-Pemuaian, dapat diketahui bahwa:
1. VL-Pemuaian dapat digunakan untuk menemukan fenomena pemuaian logam
2. VL-Pemuaian  dapat  digunakan  untuk  membandingkan  perbedaan  pemuaian  pada  setiap logam
3. VL-Pemuaian dapat digunakan untuk menemukan fenomena bimetal saat dipanaskan.
4. VL-Pemuaian  dapat  memfasilitasi  siswa  bertanya  dan  menjawab  pertanyaan  tentang pemuaian logam
5. VL-Pemuaian dapat digunakan untuk pengamatan pemuaian logam.
Berdasarkan angket penilaian tersebut maka dapat ditarik kesimpulan bahwa VL-Pemuaian layak digunakan di SMP. VL-Pemuaian dapat digunakan membangun penguasaan konsep dan membangun kemampuan berpikir kritis siswa.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Ucapan  terima  kasih  kepada  Programmer  VL-Pemuaian  bapak  Muhammad  Irsyad,S.Pd.;  guru IPA  pengguna  VL-Pemuaian  ibu  Tasliah,S.Pd  dan  bapak  Deni  Heryanto,S.Pd;  serta  semua  pihak yang telah mendukung penyelesaian makalah ini.

## REFERENSI
Audcharaporn  Gunhaart  (2012),  Effect  of  integrated  compute-based  laboratory  environment  on student physics conceptual learning of sound waves properties WCES Procedia 46 ( 2012 ) 5750 – 5755.
Asniar, (2012), Efektifitas pembelajaran IPA terpadu model connected untuk meningkatkan aliterasi sains  siswa  kelas  VIII  pada  tema  rokok  dan  kesehatan,  Tesis  pada  PPs  UPI.  Bandung:  Tidak diterbitkan.
Dini  Sri,  (2012),  Penerapan  pembelajaran  sistem  sirkulasi  berbasis  virtual  untuk  meningkatkan kemampuan  berpikir  kritis  dan  sikap  ilmiah  siswa  SMP,  Tesis  pada  PPs  UPI.  Bandung:  Tidak diterbitkan.
Ika  Siti,  (2012),  Pengaruh  praktikum  virtual  pada  konsep  sistem  saraf  terhadap  perkembangan kemampuan berpikir kritis, pemahaman konsep, dan sikap ilmiah siswa kelas IX, Tesis pada PPs UPI. Bandung: Tidak diterbitkan.
Kemendikbud.  (2013).  Materi  Pelatihan  Guru  Implementasi  Kurikulum  2013.  Jakarta:  Badan Pengembangan  Sumber  Daya  Manusia  Pendidikan  dan  kebudayaan  dan  penjaminan  Mutu pendidikan Kementrian Pendidikan dan kebudayaan.
Kemendikbud. (2013). Ilmu Pengetahuan Alam Kelas 7. Jakarta: Kemendikbud RI.
Manisha  Bajpai  (2013)  Developing  Concepts  in  Physics  Through  Virtual  Lab  Experiment:  An Effectiveness  Duden  Saepuzaman,  (2011)  Penerapan  Model  Pembelajaran  Inkuiri  Dengan Kombinasi  Eksperimen  Nyata-Virtual  Pada  Materi  Rangkaian  Listrik  Arus  Searah  Untuk Meningkatkan  Penguasaan  Konsep  Dan  Penguasaan  konsep  Siswa  SMA,  Tesis  pada  PPs  UPI. Bandung: Tidak diterbitkan.
Necati  TaúkÕn  (2010)  The  affect  of  computer  supported  simulation  applications  on  the  academic achievements  and  attainments  of  the  seventh  grade  students  on  teaching  of  science  WCLTA Procedia 9 (2010) 1379–1384.
Stiggins,  Richard  J  (1994),  Student-Centered  Classroom  Assessment,  Macmillan  College,  Study Techno LEARN: 3 (1): 43-50.
Sugiono, (2011) Metode Penelitian Pendidikan Pendekatan kuantitatif, kualitatif dan R&D, Alfabeta.
Surya Gumilar (2013) Penerapan model pembelajaran inkuiri dengan kombinasi metode eksperimen nyata-virtual untuk meningkatkan pemahaman konsep dan keterampilan berpikir kritis, Tesis pada PPs UPI. Bandung: Tidak diterbitkan.
Syabaniah  Ratna.  (2011)  Penggunaan  Laboratorium  Nyata,  Virtual,  Dan  Kombinasi  Nyata-Virtual Pada  Kegiatan  Praktikum  Kultur  Jaringan  Untuk  Meningkatkan  Penguasaan  Konsep  Dan Penguasaan konsep, Tesis pada PPs UPI. Bandung: Tidak diterbitkan.