Kajian Pustaka

A. Pembelajaran IPA Berbasis Inkuiri
IPA merupakan konsep pembelajaran alam dan mempunyai hubungan yang sangat luas terkait dengan kehidupan manusia. Pembelajaran IPA sangat berperan dalam proses pendidikan dan juga perkembangan teknologi, karena IPA memiliki upaya untuk membangkitkan minat manusia serta kemampuan dalam mengembangkan ilmu pengetahuan dan teknologi serta pemahaman tentang alam semesta yang mempunyai banyak fakta yang belum terungkap dan masih bersifat rahasia sehingga hasil penemuannya dapat dikembangkan menjadi ilmu pengetahuan alam yang baru dan dapat diterapkan dalam kehidupan sehari-hari.
Pelajaran IPA berkaitan dengan kegiatan mengumpulkan data, mengamati, mengukur, menghitung, menganalisis, mencari hubungan antara dua kejadian, dan menghubungkan konsep-konsep. Oleh karena itu dibutuhkan pemahaman yang konseptual untuk mempelajarinya, sebab IPA berkaitan langsung dengan fakta-fakta, konsep-konsep, teori, prinsip, dan hukum alam. Kemampuan bernalar sangat diperlukan untuk mempelajari IPA.
Dalam pembelajaran IPA siswa diarahkan untuk membandingkan hasil prediksi dengan teori melalui eksperimen dengan menggunakan metode ilmiah, dengan pengalaman langsung melalui metode tersebut diharapkan para siswa menjadikan pelajaran IPA sebagai wahana untuk mencari tahu dan berbuat melalui pengalaman langsung untuk mengembangkan kompetensi tentang diri sendiri dan alam sekitarnya. Keterampilan mencari tahu dan berbuat tersebut merupakan bagian dari keterampilan proses penyelidikan atau inquiry skill.
Dalam pembelajaran IPA yang berbasis pada proses inkuiri, siswa dilibatkan secara aktif untuk memecahkan permasalahan berdasarkan penyelidikan dan penemuan. Menurut Trianto (2007: 103), inkuiri meliputi mengamati, mengukur, menggolongkan, mengajukan pertanyaan, menyusun hipotesis, merencanakan eksperimen untuk menjawab pertanyaan, mengklasifikasikan, mengolah dan menganalisis data, menerapkan ide pada situasi baru, menggunakan peralatan sederhana serta mengkomunikasikan informasi dari berbagai cara yaitu dengan gambar, lisan, dan tulisan.
Dalam pembelajaran IPA akan menjadi lebih bermakna apabila siswa mendapat kesempatan langsung mengajukan pertanyaan, melaksanakan penyelidikan, mengumpulkan data, membuat kesimpulan dan berdiskusi. Bruner (dalam Trianto, 2007: 33) berpendapat, bahwa penerapan pendekatan inkuiri menghasilkan aspek-aspek yang baik. Pertama, meningkatkan potensi intelektual siswa, karena mereka mendapat kesempatan mencari dan menemukan keteraturan dan aspek lainnya melalui observasi dan eksperimen mereka sendiri. Kedua, siswa memperoleh keputusan intelektual, karena mereka berhasil dalam penyelidikan. Ketiga, seorang siswa dapat belajar bagaimana melakukan proses penemuan. Keempat, belajar melalui inkuiri mempengaruhi tingkat pemahaman pada suatu konsep sehingga siswa mengingat lebih lama konsep tersebut.

B. The 5 E Learning Cycle Model
The 5 E Learning Cycle Model adalah suatu model pembelajaran dengan menggunakan pendekatan inkuiri yang berguna bagi guru dalam mendesain rencana pembelajaran dan strategi dalam pengajaran ilmu pengetahuan. Melalui pembelajaran ini siswa diberi pengalaman dengan konsep yang akan dikembangkan dalam suatu eksperimen yang disebut dengan tahap eksplorasi. Pada tahap ini juga diikuti dengan penemuan konsep dari data yang diperoleh. Tahap selanjutnya siswa mengkomunikasikan hasil yang diperoleh melalui diskusi kelas dan diakhiri dengan menerapkan konsep yang diperoleh pada situasi lainnya. Aktivitas setiap tahap kegiatan siklus belajar dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 The 5 E Learning Cycle Model

Tahap Aktivitas
Pendahuluan Menunjukkan objek, peristiwa atau mengajukan pertanyaan untuk memotivasi siswa
Menghubungkan apa yang telah diketahui dan apa yang dapat dilakukan siswa
Eksplorasi Mengeksplorasi objek dan fenomena yang ditunjukkan secara konkret
Melakukan aktivitas hands-on dengan bimbingan guru
Eksplanasi Menjelaskan pemahaman tentang konsep dan proses yang terjadi
Memperkenalkan konsep dan keterampilan baru
Elaborasi Mengaplikasikan konsep baru dalam konteks lain untuk membangun atau mengembangkan pemahaman dan keterampilan
Evaluasi Menilai pengetahuan, keterampilan dan kemampuan. Kegiatan memberikan evaluasi terhadap kemampuan siswa dan efektivitas pembelajaran.
Sumber (Wijayanti:2007)
Aktivitas dalam the 5 E learning cycle Model ini bersifat fleksibel dan dapat diubah-ubah urutannya, tetapi urutan setiap tahap belajarnya bersifat tetap tidak dapat berubah-ubah maupun dihapus. Jika salah satu tahap dihapus maka model yang dimaksud bukan termasuk the 5 E Learning Cycle Model. Aktivitas dalam pendekatan pembelajaran the 5 E Learning Cycle Model dapat dijabarkan sebagai berikut.
1. Pendahuluan (Engagement)
Tahap pendahuluan adalah serangkaian aktivitas menarik perhatian siswa, melibatkan siswa dengan objek, masalah, situasi atau peristiwa, membuat hubungan tentang apa yang telah mereka ketahui dan apa yang dapat dilakukan siswa serta mengajukan pertanyaan. Pada tahap ini, dapat digunakan untuk mengidentifikasi miskonsepsi atau salah konsep dalam pemahaman siswa, yaitu dengan mengajukan dua permasalahan yang bertentangan.
2. Eksplorasi (Exploration)
Aktivitas siswa dalam memperoleh pengalaman belajar secara langsung dengan objek nyata (mengeksplorasi objek), menemukan fenomena yang ditunjukkan secara langsung, melakukan aktivitas hands-on dengan sedikit bimbingan guru dan menggambarkan peristiwa atau masalah dengan kata-kata mereka sendiri. Eksplorasi juga dapat membawa siswa untuk mengidentifikasi pola keteraturan dalam fenomena yang diteliti. Pada tahap ini siswa diberi kesempatan untuk kerjasama dengan siswa lain melalui kegiatan diskusi kelompok.
3. Eksplanasi (Explanation)
Pada tahap ini siswa dikenalkan dengan konsep baru yang telah dipelajari pada tahap eksplorasi. Para siswa bekerja sama dengan teman sebayanya menyelidiki gagasan yang dipelajari melalui aktivitas langsung menggunakan media yang telah disediakan guru. Guru berperan sebagai fasilitator dan motivator siswa untuk menjelaskan konsep yang dibahas dengan kalimat sendiri, mengidentifikasi pertanyaan, mengajukan fakta dan memberi klarifikasi atas pertanyaan apa, mengapa dan bagaimana.
4. Elaborasi (Elaboration)
Tahap ini disebut dengan tahap aplikasi konsep. Aktivitas siswa pada tahap ini adalah mengaplikasikan konsep baru pada situasi yang lain untuk lebih memperdalam pemahaman dan mengembangkan keterampilan. Siswa menerapkan konsep pada situasi baru dengan menggunakan konsep yang telah diperkenalkan sehingga memungkinkan siswa menyelidiki konsep-konsep tersebut lebih lanjut. Penerapan konsep diarahkan pada kehidupan sehari-hari.
5. Evaluasi (Evaluation)
Tahap terakhir yang dilakukan adalah evaluasi pada seluruh pengalaman siswa. Aspek yang dinilai meliputi pengetahuan, keterampilan, aplikasi konsep dan efektivitas pembelajaran. Pada tahap ini memberi kesempatan pada siswa untuk menilai cara belajarnya, mengevaluasi kemajuan belajarnya dan proses pembelajarannya. Evaluasi dapat dilakukan secara tertulis maupun dengan lesan. Evaluasi secara tertulis dilakukan dengan tes di akhir pembelajaran sedangkan secara lesan berupa pertanyaan selama proses pembelajaran berlangsung.
Dalam the 5 E Learning Cycle Model siswa berlatih melakukan percobaan, mengumpulkan data, mengolah data, membuat kesimpulan, menyajikan data dan berkomunikasi yang semuanya terintegrasi dalam kemampuan kerja ilmiah. Oleh karena itu dengan menerapkan the 5 E Learning Cycle Model diharapkan dapat meningkatkan kemampuan kerja ilmiah siswa. Selain itu, dengan menerapkan the 5 E Learning Cycle Model pembelajaran yang dilakukan oleh guru menjadi lebih menarik dan tidak membosankan. Hal ini disebabkan pada setiap fase pembelajaran siswa terlibat secara aktif untuk memperoleh pengetahuan. Siswa aktif berfikir, bertindak dan berbuat sehingga melalui penerapan the 5 E Learning Cycle Model diharapkan juga dapat meningkatkan hasil belajar siswa.

C. Kemampuan Kerja Ilmiah
Pada dasarnya tujuan pemberian pendidikan IPA di sekolah menengah adalah mempersiapkan siswa untuk memiliki pemahaman tentang IPA dan teknologi, melalui pengembangan keterampilan berpikir, sikap dan kerja ilmiah dalam upaya untuk memahami dirinya sehingga dapat mengelola lingkungan dan dapat mengatasi masalah dalam lingkungannya (Kamala, 2008:6). Falsafah yang mendasari studi tentang kemampuan kerja ilmiah adalah hakekat IPA yang berpandangan bahwa IPA sebagai produk dan proses.
Menurut Abdullah (1998:18), IPA merupakan “pengetahuan teoritis yang diperoleh atau disusun dengan cara yang khas atau khusus, yaitu dengan melakukan observasi, eksperimentasi, penyimpulan, penyusunan teori, eksperimentasi, observasi dan demikian seterusnya kait mengkait antara cara yang satu dengan cara yang lain”.
Dari pendapat di atas maka dapat disimpulkan bahwa IPA merupakan pengetahuan dari hasil kegiatan manusia yang diperoleh dengan menggunakan langkah-langkah kerja ilmiah yang berupa metode ilmiah dan dididapatkan dari hasil eksperimen atau observasi yang bersifat umum sehingga akan terus di sempurnakan.. Ruang lingkup kerja ilmiah dalam kajian IPA SMP (Depdiknas: 2003) terdiri dari :
1. Penyelidikan/Penemuan
Siswa menggali pengetahuan yang berkaitan dengan alam dan produk teknologi melalui refleksi dan analisis untuk merencanakan, mengumpulkan, mengolah dan menafsirkan data, mengkomunikasikan kesimpulan, serta menilai rencana prosedur dan hasil.

2. Berkomunikasi Ilmiah
Siswa mengkomunikasikan pengetahuan ilmiah hasil temuan dan kajian kepada berbagai kelompok sasaran untuk berbagai tujuan.
Dalam ruang lingkup kerja ilmiah kegiatan yang harus dilakukan siswa disebut indikator sedangkan aspek yang diteliti disebut dengan kompetensi dasar. Untuk lebih jelasnya rambu-rambu ruang lingkup kerja ilmiah yang diteliti beserta kompetensi dasar dan indikatornya dapat dilihat pada Tabel 2.2 berikut.
Tabel 2.2 Ruang Lingkup, Kompetensi Dasar dan Indikator Kerja Ilmiah
Ruang Lingkup Kompetensi Dasar Indikator
Penyelidikan / penemuan Mengumpulkan data Memilih peralatan dan teknik yang tepat untuk memperoleh data yang diinginkan
Melakukan pengukuran dengan tepat dan teliti.
Mengolah data Mengelompokkan data sesuai dengan sifat dan jenis data
Mengolah data dalam bentuk tabel, untuk melihat kecenderungan, hubungan, pola dan keterkaitan antar variabel.
Menyimpulkan data sesuai dengan tujuan praktikum
Berkomu- nikasi Ilmiah
Menerapkan cara menyajikan informasi IPA menggunakan sarana dan sumber Menyajikan hasil pengolahan data dalam bentuk tabel
Berargumentasi secara Ilmiah Menjelaskan hubungan antar data
Mendeskripsikan kesimpulan sesuai dengan masalah penelitian atau percobaan
Sumber (Depdiknas : 2003: 7-8)
D. Penerapan Pembelajaran IPA Berbasis Inkuiri dengan The 5 E Learning Cycle Model dalam Meningkatkan Kemampuan Kerja Ilmiah Siswa

Belajar menjadi bermakna bagi siswa apabila mereka mendapat kesempatan untuk mengajukan pertanyaan, melaksanakan penyelidikan, mengumpulkan data, membuat kesimpulan dan berdiskusi dalam pembelajaran inkuiri. Belajar yang dilakukan dalam kelompok kecil, dapat menumbuhkan pengetahuan, kemampuan berpikir, sikap dan keterampilan komunikasi. Oleh sebab itu, melalui pembelajaran inkuiri diharapkan pembelajaran IPA menjadi lebih bermakna bagi siswa. Agar pembelajaran inkuiri lebih efektif dilaksanakan, digunakan siklus belajar untuk memperjelas tahapan pembelajaran.
Ada tiga hal yang harus diperhatikan dalam membelajarkan IPA, khususnya fisika. Tiga hal tersebut adalah (1) dengan memperkenalkan konsep, (2) mendiskusikan konsep dan (3) menerapkan konsep. Pembelajaran berbasis inkuiri dengan penerapan the 5 E Learning Cycle Model adalah salah satu strategi pembelajaran yang efektif karena the 5 E Learning Cycle Model memusatkan kegiatan pada tiga hal tersebut.
The 5 E Learning Cycle Model mengawali pembelajarannya dengan serangkaian aktivitas menarik perhatian siswa dan mengajukan fakta-fakta, memberi kesempatan siswa untuk melakukan eksplorasi dan menerapkan konsep pada situasi yang baru. Hal ini memungkinkan siswa untuk aktif berinteraksi secara langsung dengan objek nyata dan membangun struktur kognitif melalui penyelidikan dan penemuan. The 5 E Learning Cycle Model merupakan strategi pembelajaran yang efektif dikarenakan kegiatan pembelajarannya terfokus pada fungsi dan aktivitas laboratorium untuk menemukan konsep dari pada membuktikan konsep.
Dalam the 5 E Learning Cycle Model ini terdapat serangkaian aktivitas yang disiapkan oleh guru agar siswa dapat berinteraksi langsung dengan objek nyata untuk membentuk pemahamannya melalui tahap eksplorasi. Siswa kerja dengan objek konkret sebagai bahan penyelidikan untuk menemukan konsep atau prinsip serta berlatih untuk menggunakan kemampuan kerja ilmiahnya dalam menyelesaikan permasalahan. Oleh sebab itu, dengan penerapan the 5 E Learning Cycle Model ini merupakan salah satu inovasi dalam pembelajaran yang memungkinkan siswa untuk meningkatkan kemampuan kerja ilmiah dalam mempelajari suatu gejala alam sekitar.
Penerapan pembelajaran the 5 E Learning Cycle Model ini selanjutnya diharapkan dapat meningkatkan kemampuan kerja ilmiah siswa yang meliputi, mengumpulkan data, mengolah data, menyajikan informasi, berargumentasi secara ilmiah siswa kelas VII-E SMP Negeri 1 Mojoagung.