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?