I.            Pendahuluan

Pendidikan Sains, Teknologi, Teknik, Seni, dan Matematika (STEAM) telah mendapatkan banyak perhatian dalam beberapa tahun terakhir karena para pendidik menyadari pentingnya mempersiapkan siswa untuk pekerjaan di masa depan. Pendidikan STEAM memberi siswa keterampilan yang mereka butuhkan untuk berhasil di bidang yang berubah dengan cepat dan semakin bergantung pada teknologi. Dengan menggabungkan kreativitas seni dengan ketelitian sains, teknologi, teknik, dan matematika, pendidikan STEAM menawarkan pendekatan pembelajaran menyeluruh yang mempersiapkan siswa untuk berbagai karir.

Salah satu cara efektif untuk mengajarkan konsep STEAM adalah melalui pembelajaran berbasis proyek. Pembelajaran berbasis proyek adalah metode pengajaran yang berpusat pada siswa yang menekankan pemecahan masalah dan kolaborasi di dunia nyata. Siswa bekerja pada proyek-proyek yang relevan dengan kehidupan dan minat mereka, dan mereka didorong untuk menggunakan keterampilan berpikir kritis dan pemecahan masalah untuk menemukan solusi untuk masalah yang kompleks. Dalam postingan blog ini, kami akan mengeksplorasi rencana pelajaran pembelajaran berbasis proyek untuk pendidikan STEAM dan mendiskusikan bagaimana mereka dapat membantu siswa mengembangkan keterampilan yang mereka butuhkan untuk sukses di masa depan.

     II.            Apa itu Pembelajaran Berbasis Proyek?

Pembelajaran berbasis proyek (PBL) adalah metode pengajaran yang memungkinkan siswa belajar dengan mengerjakan proyek yang difokuskan pada pemecahan masalah dunia nyata. Dalam PBL, siswa diberi tugas atau masalah untuk dipecahkan dan mereka bekerja dalam kelompok untuk mencari solusinya. Proyek ini dirancang untuk bersifat terbuka, memungkinkan siswa untuk mengeksplorasi berbagai solusi dan menjadi kreatif dalam pendekatan mereka.

Salah satu manfaat utama PBL untuk pendidikan STEAM adalah memungkinkan siswa menerapkan pengetahuan mereka dengan cara yang praktis. Dengan mengerjakan suatu proyek, siswa dapat melihat bagaimana konsep yang telah mereka pelajari di kelas dapat diterapkan dalam situasi dunia nyata. PBL juga mendorong siswa untuk memiliki pembelajaran mereka dan untuk mengembangkan keterampilan berpikir kritis, pemecahan masalah, dan kolaborasi yang penting untuk sukses di abad ke-21.

PBL sering digunakan dalam pendidikan STEAM karena memungkinkan siswa untuk mengeksplorasi konsep STEAM secara langsung. Misalnya, siswa dapat mengerjakan proyek untuk merancang dan membuat mesin sederhana, atau membuat proyek seni digital menggunakan keterampilan pengkodean. Dengan mengerjakan proyek ini, siswa dapat mengembangkan pemahaman mereka tentang konsep STEAM sambil mengembangkan keterampilan penting seperti komunikasi, kreativitas, dan inovasi.

Pada bagian selanjutnya, kita akan menjelajahi berbagai elemen pendidikan STEAM dan membahas bagaimana PBL dapat digunakan untuk memasukkan setiap elemen ke dalam proses pembelajaran.

  III.            Elemen Pendidikan STEAM

Pendidikan STEAM adalah pendekatan pembelajaran interdisipliner yang menggabungkan bidang Sains, Teknologi, Teknik, Seni, dan Matematika. Masing-masing elemen ini memainkan peran penting dalam mempersiapkan siswa untuk masa depan, dan dengan menggabungkannya, pendidik dapat memberikan pendekatan pembelajaran yang komprehensif dan menyeluruh.

1.      Sains: Sains adalah studi tentang alam, termasuk proses fisik dan biologis yang mengaturnya. Dalam pendidikan STEAM, sains sering diajarkan melalui eksperimen dan investigasi langsung. Siswa dapat mengeksplorasi konsep-konsep ilmiah melalui kegiatan pembelajaran berbasis proyek seperti merancang dan melakukan eksperimen atau membuat model untuk mendemonstrasikan konsep-konsep ilmiah.

2.      Teknologi: Teknologi mengacu pada alat dan teknik yang digunakan untuk membuat, merancang, dan memecahkan masalah. Dalam pendidikan STEAM, teknologi sering digunakan untuk meningkatkan pembelajaran dan memberi siswa pengalaman dunia nyata. Siswa dapat mengeksplorasi konsep teknologi melalui kegiatan pembelajaran berbasis proyek seperti membuat media digital atau robot pemrograman untuk melakukan tugas tertentu.

3.      Rekayasa: Rekayasa adalah penerapan prinsip ilmiah dan matematika untuk merancang dan membangun produk, struktur, dan sistem baru. Dalam pendidikan STEAM, teknik sering diajarkan melalui kegiatan pembelajaran berbasis proyek seperti merancang dan membangun mesin sederhana, atau membuat model jembatan atau bangunan.

4.      Seni: Seni adalah studi dan penciptaan seni visual dan pertunjukan, termasuk lukisan, patung, musik, tari, dan teater. Dalam pendidikan STEAM, seni sering digunakan untuk meningkatkan kreativitas dan mendorong siswa untuk berpikir di luar kebiasaan. Siswa dapat mengeksplorasi konsep seni melalui kegiatan pembelajaran berbasis proyek seperti membuat seni digital, merancang dan membangun patung, atau menggubah musik menggunakan teknologi.

5.      Matematika: Matematika adalah studi tentang angka, jumlah, dan bentuk, dan bagaimana mereka berhubungan satu sama lain. Dalam pendidikan STEAM, matematika sering diajarkan melalui aktivitas pemecahan masalah dan aplikasi dunia nyata. Siswa dapat mengeksplorasi konsep matematika melalui kegiatan pembelajaran berbasis proyek seperti merancang dan membangun struktur menggunakan bentuk geometris, atau menggunakan data untuk memecahkan masalah dunia nyata.

Pembelajaran berbasis proyek sangat cocok untuk pendidikan STEAM karena memungkinkan siswa untuk menjelajahi setiap elemen ini secara langsung. Dengan mengerjakan proyek yang menggabungkan setiap elemen STEAM, siswa dapat mengembangkan pemahaman yang lebih mendalam tentang konsep-konsep ini sekaligus mengembangkan keterampilan penting seperti pemikiran kritis, kolaborasi, dan komunikasi. Di bagian selanjutnya, kita akan mengeksplorasi cara membuat rencana pelajaran pembelajaran berbasis proyek untuk pendidikan STEAM.

   IV.            Membuat Rencana Pembelajaran Berbasis Proyek untuk Pendidikan STEAM

Membuat rencana pelajaran pembelajaran berbasis proyek untuk pendidikan STEAM melibatkan beberapa langkah. Ini termasuk:

1.      Mengidentifikasi tujuan pembelajaran: Langkah pertama dalam membuat rencana pelajaran pembelajaran berbasis proyek adalah mengidentifikasi tujuan pembelajaran. Tujuan ini harus selaras dengan standar konten dan relevan dengan dunia nyata.

2.      Memilih proyek: Langkah selanjutnya adalah memilih proyek yang menggabungkan setiap elemen STEAM. Proyek harus menantang, terbuka, dan memungkinkan berbagai solusi.

3.      Merencanakan proyek: Setelah proyek dipilih, guru harus merencanakan proyek secara rinci. Ini melibatkan identifikasi bahan yang dibutuhkan, mengembangkan garis waktu, dan membuat rubrik penilaian.

4.      Memfasilitasi proyek: Selama proyek berlangsung, guru harus bertindak sebagai fasilitator dan membimbing, memberikan dukungan dan bimbingan sesuai kebutuhan. Siswa harus didorong untuk bekerja secara kolaboratif dan mengambil kepemilikan atas pembelajaran mereka.

5.      Menilai pembelajaran siswa: Di akhir proyek, pembelajaran siswa harus dinilai menggunakan berbagai metode, seperti presentasi, portofolio, dan refleksi tertulis.

Contoh kegiatan pembelajaran berbasis proyek yang menggabungkan setiap elemen STEAM meliputi:

·        Merancang dan membangun mesin sederhana (teknik dan matematika)

·        Membuat proyek seni digital menggunakan keterampilan pengkodean (seni dan teknologi)

·        Melakukan eksperimen ilmiah dan mempresentasikan hasilnya (sains dan matematika)

·        Merancang dan membangun jembatan menggunakan bentuk geometris (teknik dan matematika)

·        Membuat komposisi musik menggunakan teknologi (musik dan teknologi)

Dengan membuat rencana pelajaran pembelajaran berbasis proyek yang menggabungkan setiap elemen STEAM, pendidik dapat memberi siswa pendekatan pembelajaran yang menarik dan komprehensif. Rencana pelajaran ini memungkinkan siswa untuk mengeksplorasi konsep STEAM secara langsung dan mengembangkan keterampilan yang mereka butuhkan untuk berhasil di abad ke-21.

     V.            Menilai Pembelajaran Berbasis Proyek dalam Pendidikan STEAM

Menilai pembelajaran berbasis proyek dalam pendidikan STEAM bisa jadi menantang. Penilaian tradisional, seperti tes pilihan ganda, mungkin tidak secara akurat mengukur pengetahuan dan keterampilan yang diperoleh siswa dari kegiatan pembelajaran berbasis proyek. Sebaliknya, penilaian untuk pembelajaran berbasis proyek harus otentik dan selaras dengan konteks proyek di dunia nyata.

Beberapa tips untuk menilai pembelajaran siswa dalam kegiatan pembelajaran berbasis proyek antara lain:

1)       Gunakan rubrik: Rubrik adalah alat yang berguna untuk menilai pembelajaran berbasis proyek. Mereka memberikan seperangkat kriteria yang jelas untuk mengevaluasi pekerjaan siswa dan memungkinkan penilaian yang objektif dan konsisten.

2)       Berikan umpan balik selama proyek: Penting untuk memberi siswa umpan balik selama proyek berlangsung, tidak hanya di akhir. Umpan balik ini harus spesifik dan fokus pada bagaimana siswa dapat meningkatkan pekerjaan mereka.

3)       Gunakan penilaian diri dan penilaian sejawat: Penilaian diri sendiri dan penilaian sejawat dapat menjadi alat yang berharga untuk menilai pembelajaran berbasis proyek. Mereka mendorong siswa untuk mengambil kepemilikan atas pembelajaran mereka dan untuk mengembangkan pemikiran kritis dan keterampilan komunikasi.

4)       Gunakan penilaian autentik: Penilaian autentik, seperti presentasi, portofolio, dan pertunjukan, dapat memberikan ukuran pembelajaran siswa yang lebih akurat daripada penilaian tradisional. Mereka memungkinkan siswa untuk menunjukkan pengetahuan dan keterampilan mereka dalam konteks dunia nyata.

5)       Menilai proses serta produk: Penting untuk menilai tidak hanya produk akhir proyek, tetapi juga prosesnya. Ini termasuk bagaimana siswa bekerja secara kolaboratif, bagaimana mereka menggunakan konsep STEAM untuk memecahkan masalah, dan bagaimana mereka merefleksikan pembelajaran mereka.

Dengan menggunakan tips ini, pengajar dapat secara efektif menilai pembelajaran berbasis proyek dalam pendidikan STEAM. Penilaian ini dapat memberikan wawasan yang berharga ke dalam pembelajaran siswa dan memungkinkan pendidik menyesuaikan pengajaran mereka untuk memenuhi kebutuhan siswa mereka.

   VI.            Keuntungan Pembelajaran Berbasis Proyek dalam Pendidikan STEAM

Ada banyak manfaat menggunakan pembelajaran berbasis proyek dalam pendidikan STEAM. Pembelajaran berbasis proyek dapat membantu siswa mengembangkan pemikiran kritis, kolaborasi, dan keterampilan memecahkan masalah, di antara keuntungan lainnya.

Berikut adalah beberapa manfaat menggunakan pembelajaran berbasis proyek dalam pendidikan STEAM:

1)            Relevansi dunia nyata: Pembelajaran berbasis proyek memungkinkan siswa terlibat dalam masalah dan skenario dunia nyata, yang dapat menjadikan pembelajaran lebih relevan dan bermakna.

2)            Pembelajaran aktif: Pembelajaran berbasis proyek adalah bentuk pembelajaran aktif, yang telah terbukti lebih efektif daripada pembelajaran pasif. Pembelajaran aktif mendorong siswa untuk memiliki pembelajaran mereka dan menerapkan apa yang telah mereka pelajari dalam konteks baru.

3)            Kolaborasi: Pembelajaran berbasis proyek seringkali melibatkan kolaborasi, yang dapat membantu siswa mengembangkan kerja tim dan keterampilan komunikasi. Proyek kolaboratif juga dapat memaparkan siswa pada perspektif dan ide yang berbeda, yang mengarah ke solusi yang lebih kreatif dan inovatif.

4)            Integrasi STEAM: Pembelajaran berbasis proyek dapat menggabungkan semua elemen STEAM, memberi siswa pengalaman belajar interdisipliner yang menekankan hubungan antara mata pelajaran yang berbeda.

5)            Pemecahan masalah: Pembelajaran berbasis proyek mengharuskan siswa untuk mengidentifikasi dan memecahkan masalah, yang dapat membantu mengembangkan pemikiran kritis dan keterampilan pemecahan masalah. Dengan mengerjakan masalah yang kompleks dan terbuka, siswa dapat belajar berpikir kreatif dan mengembangkan solusi unik mereka sendiri.

Secara keseluruhan, pembelajaran berbasis proyek dalam pendidikan STEAM dapat memberikan banyak manfaat bagi siswa, membantu mereka mengembangkan pengetahuan, keterampilan, dan disposisi yang mereka butuhkan untuk berhasil di abad ke-21.

VII.            Kesimpulan

Singkatnya, pembelajaran berbasis proyek adalah pendekatan instruksional yang efektif untuk pendidikan STEAM. Ini dapat memberi siswa kesempatan untuk terlibat dalam masalah dan skenario dunia nyata, berkolaborasi dengan rekan-rekan mereka, dan mengembangkan pemikiran kritis, pemecahan masalah, dan keterampilan komunikasi. Dengan menggabungkan semua elemen STEAM, pembelajaran berbasis proyek dapat membantu siswa melihat keterkaitan berbagai mata pelajaran dan mengembangkan pemahaman yang lebih holistik tentang dunia di sekitar mereka.

Saat membuat rencana pelajaran pembelajaran berbasis proyek untuk pendidikan STEAM, penting untuk mengikuti proses terstruktur yang menggabungkan elemen kunci dari pembelajaran berbasis proyek. Ini termasuk mengidentifikasi masalah atau skenario dunia nyata, menentukan tujuan dan sasaran pembelajaran, merancang kegiatan dan penilaian, dan memberikan umpan balik dan peluang refleksi.

Sementara menilai pembelajaran berbasis proyek bisa menjadi tantangan, ada banyak cara untuk mengevaluasi pembelajaran siswa dan memberikan umpan balik. Guru dapat menggunakan rubrik, daftar periksa, dan alat penilaian diri untuk menilai kemajuan siswa dan memberikan umpan balik selama proyek berlangsung.

Secara keseluruhan, pembelajaran berbasis proyek dapat menjadi alat yang ampuh untuk melibatkan siswa dalam pendidikan STEAM dan mengembangkan keterampilan yang mereka butuhkan untuk sukses di abad ke-21. Kami mendorong semua guru untuk mempertimbangkan menggabungkan pembelajaran berbasis proyek ke dalam rencana pelajaran STEAM mereka dan untuk melihat manfaat yang dapat diberikannya kepada siswa mereka.

A.     Massa Atom Relatif (A_r) dan Massa Molekul Relatif (Mr)

1.    Massa Atom Relatif (Ar)

     Massa atom relatif suatu unsur adalah perbandingan massa rata-rata unsur dengan  massa 1 atom C-12. Misalnya, A_r unsur A dirumuskan sebagai berikut.

Massa 1 atom C-12 = 12 satuan massa atom (sma)

Contoh:

Tentukan massa atom relatif dari atom He yang massa rata-ratanya 4,003 sma!

Jawab:

  2.    Massa Molekul Relatif (M_r)

     Massa molekul relatif adalah perbandingan massa 1 molekul dengan  massa 1 atom C-12. Misalnya M_r unsur A dirumuskan sebagai berikut.

Molekul terbentuk dari atom-atom, sehingga Mr merupakan penjumlahan Ar dari unsur-unsur yang menyusun

molekul.

Contoh:

Tentukan massa molekul relatif H₂SO₄ bila diketahui Ar H = 1, Ar S = 32, dan Ar O =16!

Jawab:

Mr H₂SO₄ = (2 x Ar H) + (1 x Ar S) + (4 x Ar O)

          = (2 x 1) + (1 x 32) + (4 x 16)   = 98

Latihan 1.1

Perhatikan konfigurasi elektron pada unsur dengan nomor atom 19. Konfigurasi elektronnya     K     L    M    N

1.    Elektron Valensi

     Elektron valensi adalah elektron-elektron yang menghuni kulit terluar dari suatu atom, yaitu kulit yang paling jauh dari  inti.

Contoh:

Berapakah elektron valensi dari natrium? Konfigurasi elektron ₁₁Na =  2  8  1. Kulit terluar dihuni 1 elektron. Jadi elektron vaelnsi dari natrium = 1.

Unsur-unsur yang mempunyai jumlah elektron valensi yang sama akan memiliki sifat kimia yang sama pula.

Latihan 1.2

1.    Tuliskan konfigurasi elektron dari atom-atom dengan nomor atom: 5, 11, dan 16.

2.    Tuliskan konfigurasi elektron suatu atom yang memiliki nomor massa 35 dan jumlah neutron 18.

3.    Tuliskan konfigurasi elektron suatu atom dengan nomor atom: 31, 38, dan 52.

4.    Tuliskan konfigurasi elektron suatu atom yang memiliki nomor massa dan jumlah neutron sebagai berikut: 32 dan 16; 33 dan 17; 34 dan 18.

5.    Tentukan berapakah elektron valensi dari unsur-unsur berikut: ₉F, ₁₃Al, ₁₆S, dan ₅₃I.

 HUKUM-HUKUM DASAR KIMIA

Tujuan Pembelajaran :

1. Mengidentifikasi hukum-hukum dasar kimia. 
2. Menerapkan hukum-hukum dasar kimia untuk menyelesaikan perhitungan kimia. 
3. Menginterpretasi data hasil percobaan menggunakan hukum-hukum dasar kimia

Kesimpulan Lavoisier ini dikenal dengan nama Hukum Kekekalan Massa.

Contoh soal:

Superfosfat adalah pupuk yang mudah larut dalam air. Pupuk ini merupakan campuran antara Ca(H2PO4)2 dengan CaSO4 dengan perbandingan jumlah molekul 1 : 2. Pupuk ini dibuat melalui reaksi berikut: 

Ca3(PO4) + 2H2SO4 → Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4 

Jika 300 g Ca3(PO4)2 bereaksi sempurna dengan 189,7 g H2SO4, berapa massa pupuk superfosfat yang dihasilkan? 

Penyelesaian: 

Ca3(PO4) + 2H2SO4 → Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4 

      300 g         189,7 g                                    

Berdasarkan hukum kekekalan massa, massa zat sebelum reaksi sama dengan massa zat sesudah reaksi. Jadi, massa pupuk superfosfat yang dihasilkan 

 = massa Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 

 = 300 g + 189,7 g = 489,7 g

2. Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust)

             Senyawa yang sama meskipun berasal dari daerah berbeda atau dibuat dengan cara yang berbeda ternyata mempunyai komposisi yang sama. Contohnya, hasil analisis terhadap garam natrium klorida dari berbagai daerah sebagai berikut. 

               Sebagaimana ditunjukkan dalam perhitungan di atas, bahwa perbandingan massa Na terhadap Cl ternyata tetap, yaitu 1 : 1,54. Jadi, senyawa tersebut memenuhi hukum Proust. 

Contoh soal: 

Jika reaksi antara gas hidrogen dengan gas oksigen menghasilkan 18 gram uap air, berapakah massa H dan O dalam H2O? (massa atom relatif H = 1; O = 16). 

 Penyelesaian:

3. Hukum Kelipatan Perbandingan (Hukum Dalton)

              John Dalton (1766 – 1844) mengamati adanya suatu keteraturan yang terkait dengan perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa. Untuk memahami hal ini, perhatikan tabel hasil percobaan reaksi antara nitrogen dengan oksigen berikut.

Tabel : Reaksi antara Nitrogen dan Oksigen

                            Dengan massa oksigen yang sama, ternyata perbandingan massa nitrogen dalam senyawa nitrogen dioksida dan senyawa nitrogen monoksida merupakan bilangan bulat dan sederhana.

4. Hukum Perbandingan Volum (Hukum Gay - Lussac)

           Pada tahun 1808 Josep Louis Gay Lussac dari Perancis menyelidiki hubungan antara volum gas-gas dalam suatu reaksi kimia. Ia menemukan bahwa pada suhu dan tekanan yang sama, satu volum gas oksigen bereaksi dengan dua volum gas hidrogen menghasilkan dua volum uap air.

Dari data percobaan tersebut Gay Lussac menyimpulkan:

Berikut contoh perbandingan volum pada reaksi-reaksi gas pada kondisi (suhu dan tekanan) yang sama.

         Hukum ini hanya berlaku untuk reaksi-reaksi gas yang susunan molekulnya sederhana. Hukum perbandingan volum ini diperoleh semata-mata dari hasil percobaan. Berdasarkan hukum ini, kita dapat menghitung volum gas pada suatu reaksi, jika volum salah satu gas diketahui.

Contoh soal: 

Salah satu komponen gas elpiji yang biasa digunakan dalam kegiatan rumah tangga adalah gas propana (C3H8). Pada suhu dan tekanan tertentu, gas propana terbakar sempurna dengan oksigen menurut reaksi berikut: 

                                        C3H8(g) + 5O2(g) → 3CO2(g) + 4H2O(g) 

Bila reaksi ini memerlukan 3 L gas oksigen, berapa volume C3H8 yang bereaksi dan gas-gas lain yang dihasilkan?

Penyelesaian: 

5. Hipotesis Avogadro

    Hipotesis Avogadro berbunyi : 

Berdasarkan hipotesis tersebut Ananda dapat menentukan jumlah molekul gas lain, jika volumnya diketahui.

 Contoh Soal :

            Gas nitrogen dan gas hidrogen dapat bereaksi membentuk gas amoniak (NH3) pada keadaan tekanan dan suhu yang sama. Jika 40 molekul gas nitrogen, berapa molekul gas hidrogen yang diperlukan dan berapa molekul gas NH3 yang dihasilkan?

Latihan Soal

Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan tepat!

1. Berikut ini tabel reaksi antara tembaga dan belerang (sulfur) yang menghasilkan tembaga(II) sulfida berdasarkan Hukum Kekekalan Massa. Lengkapi tabel dan tulis persamaan reaksinya.

        

       2.   Logam natrium jika direaksikan dengan gas oksigen akan dihasilkan natrium oksida. Data

             beberapa percobaannya adalah sebagai berikut.

        

            a. Tentukan perbandingan massa natrium dengan massa oksigen pembentuk senyawa pada setiap

                percobaan. 

            b. Apakah data tersebut sesuai dengan hukum perbandingan tetap? Jelaskan! 

            c. Tulis reaksi pada percobaan tersebut! 

       3.  Dua liter gas propana, C3H8 bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbon dioksida dan

            uap air.

            Tentukan: 

            a. volum gas O2 yang diperlukan; 

            b. volum gas CO2 yang dihasilkan; 

            c. volum uap air yang dihasilkan.

Sumber :