Post on 19-Apr-2019
KEFAHAMAN PELAJAR TINGKATAN EMPAT TERHADAP KONSEP
PERUBAHAN KIMIA DAN PERUBAHAN FIZIK
NOUR FATINEY HANANEY BINTI SHUHAIMI
UNIVERSITI TEKNOLOGI MALAYSIA
KEFAHAMAN PELAJAR TINGKATAN EMPAT TERHADAP KONSEP
PERUBAHAN KIMIA DAN PERUBAHAN FIZIK
NOUR FATINEY HANANEY BINTI SHUHAIMI
Laporan projek ini dikemukakan sebagai
memenuhi sebahagian daripada syarat penganugerahan
ijazah Sarjana Muda Sains Serta Pendidikan (Kimia)
Fakulti Pendidikan
Universiti Teknologi Malaysia
JULAI 2012
ii
PENGESAHAN PENYELIA
" Saya akui bahawa saya telah membaca karya ini dan pada pandangan
saya karya ini adalah memadai dari segi skop dan kualiti untuk tujuan
penganugerahan Ijazah Sarjana Muda Sains Serta Pendidikan (Kimia)”
Tandatangan :
Nama Penyelia : PM. DR. MOHAMMAD YUSOF ARSHAD
Tarikh : 30 JUN 2012
iii
PENGAKUAN
“Saya akui karya ini adalah kerja saya sendiri kecuali nukilan
dan ringkasan yang tiap-tiap satunya telah saya
jelaskan sumbernya”.
Tandatangan :
Nama Penulis : NOUR FATINEY HANANEY BINTI SHUHAIMI
Tarikh : 30 JUN 2012
iv
DEDIKASI
Istimewa buat
Shuhaimi bin Mat Taib & Sarina binti Mamat
Terima Kasih buat ibu bapaku yang amat ku kasihi dan hormati
Dorongan papa dan umi penguat semangat anakmu di sini
Doa kalian sentiasa mengiringi anakmu….
Buat keluarga dan adik-adikku tersayang
B.Aza & B. Emy serta keluarga, Angah, Acik, Faiez & Nabil
Terima kasih di atas bantuan dan doa kalian....
Serta buat sahabat dan teman seperjuangan
Hanney, Nurfa, 4-SPC
Pandangan dan idea kalian
Dorongan yang diberikan tidak ternilai
Tidak dilupakan, PM. Dr. Mohammad Yusof Arshad
Bimbingan dan tunjuk ajarmu
Tidak ternilai harganya....
Jasa kalian tidak mungkin dilupakan……
Terima kasih atas segalanya.
v
PENGHARGAAN
Dengan Nama Allah yang Maha Pengasih dan Maha Penyayang
Segala puji bagi Allah serta selawat dan salam atas junjungan mulia Nabi
Muhammad dan para sahabat. Setinggi-tinggi lafaz syukur ke hadrat Allah dengan
limpah rahmat dan keberkatan-NYA mengizinkan kelahiran penulisan ilmiah ini.
Sekalung penghargaan kepada Profesor Madya Mohammad Yusof Arshad
selaku pensyarah pembimbing dalam penulisan kajian ini diatas didikan, nasihat dan
tunjuk ajar yang mendewasakan diri dan pemikiran.
Jutaan terima kasih diucapkan kepada Kementerian Pelajaran Malaysia dan
Pejabat Pelajaran Daerah Gombak yang membenarkan penyelidikan ini dilaksanakan.
Tidak lupa kepada pengetua, guru-guru dan pelajar-pelajar sekolah menengah kawasan
Batu Caves yang sudi meluangkan waktu serta kerjasama yang diberikan sepanjang
berlangsungnya kajian ini.
Penghargaan tidak terhingga dititipkan. Semoga segala bantuan dan pertolongan
yang diberikan dikurniakan ganjaran oleh yang Maha Pemurah dengan rahmat dan
keberkatan di dunia dan akhirat. Akhir kalam, kemaafan dipohon diatas segala
kekhilafan yang dilakukan. Salam hormat dan terima kasih
vi
ABSTRAK
Konsep perubahan kimia dan perubahan fizik merupakan konsep asas dalam
mata pelajaran kimia di peringkat sekolah menengah. Kefahaman pelajar terhadap
konsep ini penting sebagai kesinambungan untuk memahami konsep-konsep lain di
dalam subjek ini. Justeru itu, penyelidikan dijalankan untuk mengkaji kefahaman
pelajar tingkatan empat sains tulen di empat buah sekolah menengah harian sekitar Batu
Caves tentang konsep perubahan kimia dan fizik. Sebanyak 190 set soal selidik telah
diedarkan yang mengandungi tiga bahagian yang merangkumi demografi pelajar dan
beberapa fenomena harian mengenai konsep perubahan kimia dan perubahan fizik. Data
dianalisis menggunakan SPSS dan Microsoft Excel. Dapatan menunjukkan kefahaman
pelajar kurang memberangsangkan apabila wujudnya pelbagai konsep alternatif
terhadap konsep perubahan kimia dan perubahan fizik. Implikasi kajian dan cadangan
kajian lanjutan yang dikemukakan untuk mempertingkatkan kualiti pengajaran dan
pembelajaran kimia.
vii
ABSTRACT
Chemical change and physical change concepts are fundamental concepts in
chemistry at secondary school level. The students’ understandings about these concepts
are important for the development of further understandings in chemistry. Therefore,
research was conducted to identify students’ understanding about chemical and physical
change concept among form four students from science stream in four different schools
in the district of Batu Caves. A total of 190 set of questionnaires were distributed
consisted of students’ demography and several phenomena on chemical and physical
changes. Data were analyzed using SPSS and Microsoft Excel. The results showed that
students’ understanding have various alternative conceptions on chemical and physical
changes. The implications and recommendations are given to improve the quality of
teaching and learning chemistry.
viii
KANDUNGAN
BAB PERKARA MUKA SURAT
PENGESAHAN PENYELIA ii
PENGAKUAN iii
DEDIKASI iv
PENGHARGAAN v
ABSTRAK vi
ABSTRACT vii
KANDUNGAN viii
SENARAI JADUAL xii
SENARAI RAJAH xiv
SENARAI LAMPIRAN xvi
1 PENDAHULUAN 1
1.1 Pengenalan 1
1.2 Latar Belakang Masalah 3
1.3 Pernyataan Masalah 5
1.4 Objektif Kajian 6
1.5 Persoalan Kajian 6
1.6 Kepentingan Kajian 6
ix
1.7 Skop Kajian 8
1.8 Batasan Kajian 8
1.9 Definisi Istilah 9
1.10 Penutup 10
2 SOROTAN KAJIAN 11
2.1 Pengenalan 11
2.2 Perubahan Kimia dan Perubahan Fizik 12
2.2.1 Kefahaman Pelajar Terhadap Konsep
Perubahan Kimia dan Perubahan Fizik
13
2.2.2 Strategi Pengajaran Guru Mengenai
Konsep Perubahan Kimia dan
Perubahan Fizik
15
2.3 Konsep Alternatif 18
2.4 Sifat Jirim 20
2.4.1 Peleburan 22
2.4.2 Pendidihan dan Penyejatan 23
2.5 Pelarutan 25
2.6 Tindak Balas Kimia 26
2.6.1 Pengaratan 28
2.6.2 Pembakaran 30
2.7 Penutup 31
3 METADOLOGI KAJIAN 32
x
3.1 Pengenalan 32
3.2 Reka Bentuk Kajian 32
3.3 Populasi Kajian 33
3.4 Sampel Kajian 34
3.5 Instrumen Kajian 35
3.6 Tatacara Kajian 36
3.7 Analisis Data 37
3.8 Penutup 38
4 KEPUTUSAN DAN PERBINCANGAN 40
4.1 Pengenalan 40
4.2 Kefahaman Pelajar Terhadap Konsep
Perubahan Kimia dan Perubahan Fizik
Berdasarkan Fenomena Kehidupan Seharian
41
4.2.1 Fenomena I: Pengaratan Paip Besi 42
4.2.2 Fenomena II: Pelarutan Garam dalam
Air
45
4.2.3 Fenomena III: Peleburan Lilin 50
4.2.4 Fenomena IV: Proses Pembiakan
Kulat Pada Roti
54
4.2.5 Fenomena V: Proses Pembakaran
Daun Kering
56
4.2.6 Fenomena VI: Proses Pendidihan Air 59
4.2.7 Fenomena VII: Proses Penyejatan Air
pada Pakaian
63
xi
4.2.8 Fenomena VIII: Proses Tindak Balas
Peluntur
67
4.2.9 Fenomena IX: Proses Peleburan
Aiskrim
70
4.2.10 Fenomena X: Proses Tindak Balas
dalam Masakan
74
4.3 Konsep Alternatif Terhadap Perubahan Kimia
dan Perubahan Fizik
77
4.3.1 Perubahan Kimia 78
4.3.2 Perubahan Fizik 82
4.4 Penutup 84
5 KESIMPULAN DAN IMPLIKASI KAJIAN 85
5.1 Pengenalan 85
5.2 Kefahaman Pelajar Terhadap Konsep
Perubahan Kimia dan Perubahan Fizik
Berdasarkan Fenomena Kehidupan Seharian
86
5.3 Konsep Alternatif Terhadap Perubahan Kimia
dan Perubahan Fizik
87
5.4 Implikasi Kajian Terhadap Proses Pengajaran
dan Pembelajaran
89
5.5 Cadangan Kajian Lanjutan 90
5.6 Penutup 92
RUJUKAN 93
LAMPIRAN 99
xii
SENARAI JADUAL
NO. JADUAL TAJUK HALAMAN
2.1 Contoh fenomena perubahan kimia dan perubahan
fizik
12
2.2 Konsep alternatif dan kesusahan pelajar tentang
pendidihan
24
3.1 Taburan responden di empat buah sekolah di sekitar
Batu Caves
35
3.2 Pengkelasan bagi setiap jawapan pelajar 38
4.1 Sepuluh fenomena harian dan konsep sains yang
terlibat
41
4.2 Peratus respon kefahaman terhadap proses
pengaratan sebagai perubahan kimia
42
4.3 Peratus respon kefahaman terhadap proses pelarutan
sebagai perubahan fizik
46
4.4 Peratus respon kefahaman terhadap proses peleburan
sebagai perubahan fizik
50
4.5 Peratus respon kefahaman terhadap proses
pembiakan kulat sebagai perubahan kimia
54
xiii
4.6 Peratus respon kefahaman terhadap proses
pembakaran sebagai perubahan kimia
57
4.7 Peratus respon kefahaman terhadap proses
pendidihan sebagai perubahan fizik
60
4.8 Peratus respon kefahaman terhadap proses
penyejatan sebagai perubahan fizik
64
4.9 Peratus respon kefahaman terhadap proses tindak
balas peluntur sebagai perubahan kimia
68
4.10 Peratus respon kefahaman terhadap proses peleburan
sebagai perubahan fizik
71
4.11 Peratus respon kefahaman terhadap proses tindak
balas dalam makanan sebagai perubahan kimia
74
4.12 Penyataan tentang konsep perubahan kimia dan
perubahan fizik
77
5.1 Peratus respon pelajar terhadap perubahan kimia dan
perubahan fizik dalam sepuluh fenomena harian
87
xiv
SENARAI RAJAH
NO. RAJAH TAJUK HALAMAN
2.1 Perubahan keadaan jirim 21
2.2 Susunan zarah NaCl dan H2O sebelum dan selepas
proses pelarutan berlaku
26
2.3 Pengaratan besi 29
4.1 Peratus responden terhadap persamaan kimia bagi
proses pengaratan
45
4.2 Peratusan respon terhadap persamaan kimia bagi
proses pelarutan garam
49
4.3 Peratus respon terhadap perubahan susunan zarah
proses peleburan
53
4.4 Contoh respon pelajar terhadap susunan zarah dalam
proses peleburan lilin
53
4.5 Peratus respon terhadap susunan zarah bagi proses
pendidihan air
62
4.6 Contoh respon pelajar tentang susunan zarah di
dalam proses pendidihan air
62
4.7 Peratus respon terhadap susunan zarah bagi proses
penyejatan air
66
xv
4.8 Contoh respon pelajar tentang susunan zarah di
dalam proses penyejatan air pada pakaian
67
4.9 Peratus respon terhadap susunan zarah bagi proses
peleburan aiskrim
72
4.10 Contoh respon pelajar tentang susunan zarah di
dalam proses peleburan aiskrim.
73
4.11 Peratus respon terhadap penyataan tentang
perubahan kimia
79
4.12 Peratusan respon terhadap penyataan tentang
perubahan fizik
82
5.1 Tahap pemikiran dalam kimia
89
xvi
SENARAI LAMPIRAN
LAMPIRAN TAJUK HALAMAN
A Set Borang Soal Selidik 99
B Surat Kebenaran Menjalankan Kajian daripada
Kementerian Pelajaran Malaysia
107
C Surat Kebenaran Menjalankan Kajian daripada Pejabat
Pelajaran Daerah Gombak
109
D Surat Kebenaran Menjalankan Kajian daripada
Universiti Teknologi Malaysia
110
E1 Pengesahan Instrument Kajian oleh Pakar (I) 111
E2 Pengesahan Instrument Kajian oleh Pakar (II) 112
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Pengenalan
Teori sains dan kehidupan seharian adalah dua komponen yang tidak dapat
dipisahkan ibarat isi dan kuku. Teori dan konsep sains digunapakai serta dijadikan
hujah untuk menerangkan fenomena yang sering berlaku dalam kehidupan seharian
pelajar serta menjawab persoalan yang timbul di minda pelajar seperti mengapakah
paku menjadi berkarat, mengapakah aiskrim perlu dimasukkan di dalam peti sejuk
untuk mengelakkannya menjadi cair dan sebagainya. Konsep perubahan kimia dan
perubahan fizik adalah sebahagian daripada beribu malahan berjuta teori dan konsep
sains yang digunakan pada masa kini. Konsep ini dapat menerangkan fenomena yang
berlaku dalam kehidupan manusia seperti pembakaran sampah sarap, pengaratan paku,
aiskrim mencair dan lain- lain lagi.
Konsep perubahan kimia dan perubahan fizik adalah dua konsep yang berbeza.
Perbezaan diantara kedua-dua konsep ini telah lama diperkenalkan sejak abad ke-18
2
dalam mata pelajaran kimia dan menjadi sebahagian daripada tajuk permulaan dan
pengenalan kepada kimia (Jensen,1998). Jensen (1998) memetik definisi perubahan
kimia dan perubahan fizik di dalam teks pengenalan kimia untuk bidang kesihatan dan
sains edisi ke-3 iaitu perubahan kimia ialah perubahan yang melibatkan interaksi antara
elektron-elektron sesuatu atom di dalam jirim yang terlibat manakala perubahan fizik
pula adalah perubahan yang berlaku pada bentuk dan rupa jirim dan bukan pada sifat
kimianya (Baker dan Allen, 1974).
Selain daripada itu, Tsaparlis (2003) menyatakan perubahan kimia juga boleh
didefinisikan sebagai perubahan sesuatu bahan yang menghasilkan satu atau lebih
sesuatu bahan baru (Gensler, 1970). Perubahan fizik ialah perubahan jirim dari satu fasa
kepada fasa yang lain dan melibatkan konsep keabadian ikatan kimia, nombor atom dan
jisim (Hanes, 2008).
Konsep perubahan kimia dan perubahan fizik ini dapat dilihat dengan lebih
dekat melalui fenomena yang berlaku dalam kehidupan seharian pelajar misalnya di
dalam rumah, sekolah, padang dan sebagainya. Sebagai contoh di dalam rumah, berlaku
konsep perubahan kimia dan perubahan fizik yang mungkin tidak disedari mereka
seperti dalam proses penyediaan burger yang digemari oleh pelajar dimana berlakunya
perubahan kimia iaitu sewaktu daging dimasak dan perubahan fizik terjadi apabila
mereka meleburkan majerin di dalam kuali untuk memasak daging burger.
Fenomena alam yang berlaku di dalam kehidupan seperti hujan, bangkai
mereput dan daun bertukar warna apabila gugur juga melibatkan perubahan kimia dan
perubahan fizik. Contohnya, proses pembentukan hujan banyak melibatkan perubahan
fizik apabila air di lautan bertukar menjadi wap air dan berkumpul membentuk awan
dan menurunkan air hujan apabila awan menyejuk. Di dalam proses ini hanya
3
melibatkan perubahan fasa air iaitu air menjadi wap air dan berubah menjadi air semula
yang juga dikenali sebagai proses pemejalwapan.
Justeru itu, dapat dilihat bahawasanya konsep perubahan kimia dan perubahan
fizik banyak berlaku dalam kehidupan seharian pelajar. Kefahaman secara saintifik
adalah tunjang utama yang menjadi kekuatan bagi setiap pelajar untuk mengaplikasikan
dan mengkaitkan fenomena di sekeliling mereka dengan konsep perubahan ini. Oleh
yang demikian, kefahaman tentang konsep ini harus dipertingkatkan dalam melahirkan
insan yang mampu berfikir dan berhujah secara saintifik.
1.2 Latar Belakang Masalah
Dalam sistem pendidikan sains di Malaysia, konsep perubahan kimia dan
perubahan fizik bukan menjadi topik khusus dalam kurikulum mata pelajaran kimia
tetapi pelajar hanya mempelajari tentang jirim, sifat-sifat jirim, tindak balas kimia dan
tajuk-tajuk besar yang lain. Konsep ini pada dasarnya mempunyai kaitan dengan konsep
sains yang lain seperti tindak balas kimia, sifat jirim, asid dan bes dan lain-lain tetapi
ianya tidak digunakan dalam menjelaskan konsep-konsep sains tersebut.
Di barat, beberapa kajian telah dijalankan untuk mengkaji kefahaman pelajar
mengenai konsep perubahan kimia dan perubahan fizik di peringkat rendah dan
peringkat tinggi dan didapati pelajar menghadapi pelbagai kesukaran memahami konsep
perubahan kimia dan perubahan fizik. Masalah yang timbul disebabkan oleh pelajar
tidak mengunakan idea yang tepat dan unik dalam membezakan dan mengkelaskan
sesuatu fenomena (Ayas dan Demirbas, 1997 dan Robinson, 1999).
4
Konsep perubahan kimia dan perubahan fizik menuntut pelajar untuk
memahami konsep ini di aras mikro. Di peringkat mikro pelajar perlu membayangkan
zarah-zarah atom, molekul dan ion. Namun begitu, Hanes (2008) serta Kibar dan Ayas
(2010) mendapati pelajar hanya melihat perubahan yang berlaku dari segi luaran
sesuatu jirim sahaja. Geban dan Bayir (2000) menyatakan ini disebabkan pelajar hanya
memahami konsep jirim pada tahap makro sahaja.
Selain itu, kajian menunjukan bahawa pelajar lemah dalam menghubungkaitkan
konsep perubahan kimia dan fizik dengan konsep sains yang lain serta kurang
mengaplikasikan konsep perubahan ini dalam kehidupan seharian seperti tindak balas
kimia (Tsaparlis, 2003) dalam hidupan organik (Hanes, 2008). Mereka hanya mampu
mengaplikasikan konsep ini pada sebahagian fenomena yang biasa dilihat dan dialami
dalam kehidupan mereka seperti proses pembakaran dan pendidihan (Kibar dan Ayas,
2010).
Salah faham konsep berlaku dalam memahami konsep perubahan kimia dan
perubahan fizik. Lapan puluh enam peratus pelajar di sekolah Amerika menghadapi
salah faham konsep tentang konsep perubahan kimia (Abraham, 1992). Di Turki,
Tsaparlis (2003) mendapati pelajar di tahap sepuluh menghadapi salah faham dalam
mengkelaskan fenomena yang melibatkan perubahan fizik sebanyak 64% pelajar dan
perubahan kimia hampir 61% daripada pelajar. Salah faham konsep yang berlaku
terbukti apabila 90% pelajar berfikir bahawa perubahan kimia adalah tidak berbalik
(Geban dan Bayir, 2000). Salah faham ini mungkin berlaku disebabkan oleh penjelasan
yang kurang tepat oleh guru kepada pelajar ataupun pelajar tidak memahami konsep ini
dengan sedalamnya.
Kesimpulannya, dapat diperhatikan bahawa konsep perubahan kimia dan
perubahan fizik sukar difahami oleh pelajar. Konsep alternatif sering digunakan dalam
5
menerangkan fenomena dalam kehidupan harian berbanding dengan konsep perubahan
ini.
1.3 Penyataan Masalah
Kajian telah membuktikan, konsep perubahan kimia dan perubahan fizik adalah
satu konsep yang sukar difahami oleh pelajar sama ada di peringkat rendah, menengah
mahupun universiti. Pelajar menghadapi masalah dalam membezakan sesuatu fenomena
yang berlaku di persekitaran sama ada ia perubahan kimia atau perubahan fizik.
Pemahaman yang kurang tepat tentang konsep perubahan kimia dan perubahan fizik
mendatangkan pelbagai masalah kepada pelajar sehingga menyukarkan mereka untuk
mengaplikasikan konsep sains ini dalam kehidupan mereka. Salah faham konsep ini
merencatkan keupayaan pelajar untuk berfikir secara saintifik dan menyebabkan segala
ilmu yang diperolehi tersasar dari teori sains yang sebenar.
Dengan itu, kefahaman yang terbentuk dalam kalangan pelajar tentang konsep
perubahan kimia dan perubahan fizik harus diselidiki. Ini kerana, masalah ini akan
mendatangkan kesan negatif kepada pengetahuan pelajar sekiranya ia tidak diatasi dan
tidak disedari oleh guru. Oleh sebab itu, guru memainkan peranan yang penting dalam
memberikan kefahaman yang jelas dan mengenalpasti salah faham konsep yang berlaku
dalam kalangan pelajar serta bertindak sebagai agen dalam membetulkan
kesalahfahaman mereka.
6
1.4 Objektif Kajian
Objektif utama kajian ini adalah untuk mengkaji:
i. Kefahaman pelajar mengenai perubahan kimia dan perubahan fizik.
ii. Konsep alternatif pelajar terhadap perubahan kimia dan perubahan fizik.
1.5 Persoalan Kajian
Kajian ini memfokuskan kepada kefahaman terhadap konsep perubahan kimia
dan perubahan fizik. Tujuan kajian ini adalah untuk menjawab persoalan kajian berikut:
i. Adakah pelajar memahami konsep perubahan kimia dan perubahan fizik
berdasarkan fenomena kehidupan seharian?
ii. Apakah konsep alternatif yang wujud di kalangan pelajar tentang perubahan
kimia dan perubahan fizik?