pemahaman pelajar tingkatan 4 aliran sains … · dan persamaan kimia. sampel terdiri daripada 100...

PEMAHAMAN PELAJAR TINGKATAN 4 ALIRAN SAINS SMK

KHIR JOHARI TERHADAP KONSEP MOL DAN APLIKASINYA

DALAM STOIKIOMETRI

SWARNA A/P SERI RAMALU

Laporan projek ini dikemukakan

sebagai memenuhi sebahagian daripada syarat

penganugerahan ijazah Sarjana Muda Sains Serta Pendidikan

(Kimia)

Fakulti Pendidikan

Universiti Teknologi Malaysia

Februari, 2004

PSZ 19:16 (Pind. 1/97)

UNIVERSITI TEKNOLOGI MALAYSIA ♦

BORANG PENGESAHAN STATUS TESIS

JUDUL : PEMAHAMAN PELAJAR TINGKATAN EMPAT ALIRAN SAINS SMK KHIR JOHARI TANJONG MALIM TERHADAP KONSEP MOL DAN APLIKASINYA DALAM STOIKIOMETRI

SESI PENGAJIAN : 2003/2004

Saya : SWARNA A/P SERI RAMALU (HURUF BESAR)

mengaku membenarkan tesis (PSM/Sarjana/Doktor Falsafah)* ini disimpan di Perpustakaan Universiti

Teknologi Malaysia dengan syarat-syarat kegunaan seperti berikut :

1. Tesis adalah hakmilik Universiti Teknologi Malaysia. 2. Perpustakaan Universiti Teknologi Malaysia dibenarkan membuat salinan untuk tujuan

pengajian sahaja. 3. Perpustakaan dibenarkan membuat salinan tesis ini sebagai bahan pertukaran antara institusi pengajian tinggi. 4. **Sila tandakan ( )

SULIT (Mengandungi maklumat yang berdarjah keselamatan atau kepentingan Malaysia seperti yang termaktub di dalam AKTA RAHSIA RASMI 1972)

TERHAD (Mengandungi maklumat TERHAD yang telah ditentukan oleh organisasi/badan di mana penyelidikan dijalankan)

TIDAK TERHAD

Disahkan oleh

____________________________________ _______________________________

(TANDATANGAN PENULIS) (TANDATANGAN PENYELIA)

Alamat Tetap : NO 28, JALAN IKAN KELAH, PM HAJI AZIZ BIN NORDIN TAMAN SLIM, 35900 TANJONG MALIM,PERAK. Tarikh: 26 FEBRUARI 2004 Tarikh: 26 FEBRUARI 2004 CATATAN : * Potong yang tidak berkenaan.

** Jika Tesis ini SULIT atau TERHAD, sila lampirkan surat daripada pihak berkuasa/organisasi berkenaan dengan menyatakan sekali tempoh tesis ini perlu dikelaskan sebagai SULIT atau TERHAD. ♦ Tesis dimaksudkan sebagai tesis bagi Ijazah Doktor Falsafah dan Sarjana secara

penyelidikan, atau disertai bagi pengajian secara kerja khusus dan penyelidikan, atau Laporan Projek Sarjana Muda (PSM).

NAMA PENYELIA

ii

“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 Haji Aziz Bin Nordin

Tarikh : ..............................................

ii

“saya akui karya ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali nukilan dan ringkasan yang

tiap-tiap satunya telah saya jelaskan sumbernya”.

Tandatangan : ..............................

Nama Penulis : Swarna a/p Seri Ramalu

Tarikh : ……………………

iv

PENGHARGAAN

Saya amat bersyukur kepada Tuhan kerana dapat menyempurnakan Projek

Sarjana Muda dalam jangka masa yang telah ditetapkan. Justeru, saya ingin

mengambil kesempatan ini untuk merakamkan jutaan terima kasih kepada penyelia

PSM iaitu Prof. Madya Haji Aziz Bin Nordin atas segala bimbingan, teguran dan

galakan yang telah diberikan sepanjang tempoh penyelidikan tesis ini.

Tidak juga dilupakan ucapan penghargan buat Pn. Zauyah selaku Pengetua

sekolah SMK Khir Johari, Guru Kanan Sains iaitu Pn. Kanakithevi, Cik Noraishah

selaku guru mata pelajaran Kimia beserta pelajar-pelajar tingkatan empat aliran Sains

yang telah melibatkan diri dalam kajian ini. Segala pertolongan dan kerjasama yang

telah diberikan oleh kalian tidak akan luput dari kotak ingatan saya sampai bila-bila.

Akhir sekali, rakan-rakan seperjuangan yang telah memberi banyak

pertolongan, dorongan serta tunjuk ajar kepada saya semasa menlaksanakan PSM,

jutaan terima kasih dirakamkan khas untuk mereka. Semoga hidup kalian diberkati

oleh Tuhan.

Sekian, terima kasih.

v

ABSTRAK

Kajian ini meninjau tahap kefahaman konsep mol di kalangan pelajar

tingkatan empat aliran Sains dan aplikasinya dalam stoikiometri. Kajian ini telah

dijalankan di sekolah SMK Khir Johari, Tanjong Malim, Perak yang melibatkan

semua pelajar tingkatan empat aliran Sains di sekolah kajian. Populasi kajian terdiri

daripada semua pelajar tingkatan 4 aliran Sains yang telah mengikuti tajuk Formula

Dan Persamaan Kimia. Sampel terdiri daripada 100 orang pelajar. Borang soal

selidik telah digunakan sebagai instrumen kajian. Analisis data telah dijalankan

berbantukan komputer dengan menggunakan perisian SPSS versi 11.5. Menurut hasil

kajian, hanya 19.0 % responden yang menguasai bahagian konsep mol dan pemalar

Avogadro, 64.0 % responden menguasai penyelesaian masalah yang melibatkan

hubungkait mol dengan jisim bahan, bilangan zarah serta isipadu gas, 49.0 %

responden boleh menyeimbangkan persamaan kimia dan 93.0 % responden tidak

menguasai penyelesaian masalah yang melibatkan soalan-soalan stoikiometri. Secara

keseluruhan, tahap kefahaman responden terhadap konsep mol kurang mampan

mengakibatkan mereka menghadapi kesukaran mengaplikasikannya sewaktu

menyelesaikan soalan-soalan stoikiometri. Akhir sekali cadangan kajian lanjutan

telah disarankan bagi meningkatkan lagi keberkesanan pembelajaran pelajar dalam

tajuk yang dikaji.

vi

ABSTRACT

The purpose of this reseach is to overview the level of understanding the

‘mole concept’ among the Form 4 Science stream students and its application to

perform stoichiometry calculations. This research was carried out at SMK Khir

Johari, Tanjong Malim, Perak involving all the Form 4 Science stream students. The

population of this research consist all Form 4 Science stream students who had

studied the topic “ Formula Dan Persamaan Kimia”. There were 100 students in the

sample. Data were collected by using questionaires and were analyzed with the aid

of the latest version of SPSS software. The result showed that only 19.0 % of the

respondents mastered the ‘mole concept’ and Avogadro constant, 64.0 % of the

respondents were able to calculate the mass, number of particles present in an

element and volume of a gas by using mole, 49.0 % of the respondents could balance

chemical equations and finally 93.0 % of the respondents were unable to perform

stoichoimetry calculations. Briefly, most respondents faced difficulty applying the

‘mole concept’ to perform stoichiometry problems because they have poor level of

understanding the ‘mole concept’. Recommendations for further study concerning

this topic were suggested to help the students to overcome this problem.

vii

KANDUNGAN

BAB PERKARA MUKA SURAT

BORANG PENGESAHAN TESIS

PENGAKUAN PENYELIA

HALAMAN JUDUL i

PENGAKUAN ii

DEDIKASI iii

PENGHARGAAN iv

ABSTRAK v

ABSTRACT vi

KANDUNGAN vii

SENARAI JADUAL xiii

SENARAI RAJAH xiv

SENARAI SINGKATAN xv

SENARAI LAMPIRAN xvi

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1 Pengenalan 1

1.2 Latar Belakang Masalah 2

1.3 Pernyataan Masalah 3

1.4 Objektif Kajian 4

viii

1.5 Persoalan Kajian 4

1.6 Kepentingan Kajian 5

1.6.1 Pelajar 5

1.6.2 Guru 5

1.6.3 Kementerian Pendidikan 6

1.7 Batasan Kajian 6

1.8 Skop Kajian 6

1.9 Definisi Istilah 7

1.9.1 Pemahaman 7

1.9.2 Pelajar 7

1.9.3 Konsep 7

1.9.4 Aplikasi 8

1.9.5 Stoikiometri 8

1.9.6 Tinjauan 8

BAB II KAJIAN LITERATUR 9

2.1 Pengenalan 9

2.2 Sejarah Perkembangan Konsep Mol 9

2.3 Definisi Mol 10

2.4 Kepentingan Konsep Mol 11

2.5 Pengiraan Yang Melibatkan Persamaan Kimia

(Stoikiometri) 13

2.6 Pemahaman Konsep Mol 15

2.6.1 Pemahaman Konsep Mol Oleh

Guru 15

2.6.2 Pemahaman Konsep Mol Oleh

Pelajar 16

2.7 Penutup 17

BAB III METODOLOGI KAJIAN 18

3.1 Pengenalan 18

ix

3.2 Rekabentuk Kajian 18

3.3 Lokasi Kajian 19

3.4 Populasi Dan Sampel Kajian 19

3.5 Andaian Penyelidik 19

3.6 Instrumen Kajian 20

3.7 Tatacara Kajian 20

3.8 Tatacara Pengumpulan Data 21

3.9 Analisis Data 21

BAB IV ANALISIS DATA DAN PERBINCANGAN 22

4.1 Pengenalan 22

4.2 Latar Belakang Pelajar 23

4.2.1 Taburan Bilangan Responden Mengikut

Kelas 23

4.2.2 Taburan Bilangan Responden Mengikut

Jantina 24

4.2.3 Taburan Bilangan Pelajar Mengikut

Umur 25

4.2.4 Tahap Pencapaian Responden Bagi

Subjek Sains Dalam PMR 26

4.2.5 Tahap Pencapaian Responden Bagi

Subjek Matematik Dalam PMR 27

4.2.6 Peratusan Responden Mengenai Minat

Terhadap Mata Pelajaran Kimia 28

4.2.7 Peratusan Responden Mengenai

Kefahaman Terhadap Konsep Mol 29

4.3 Kefahaman Pelajar Terhadap Konsep Mol

Dan Pemalar Avogadro 30

4.3.1 Respon Jawapan Pelajar Terhadap

Soalan B1 30

x


Soalan B2 32


Soalan B3 33


Soalan B4 34

4.3.5 Purata Tahap Penguasaan Pelajar

Terhadap Konsep Mol Dan Pemalar

Avogadro 35

4.4 Kebolehan Pelajar Menyelesaikan Soalan-Soalan

Berkaitan Dengan Hubungkait Mol Dengan Jisim

Bahan, Bilangan Zarah Serta Isipadu Gas. 36


Soalan C1 36


Soalan C2 38


Soalan C3 40


Soalan C4 42


Soalan C5 44

4.4.6 Respon jawapan Pelajar Terhadap

Soalan C6 46


Dalam Menyelesaikan Soalan-Soalan

Hubungkait Mol Dengan Jisim Bahan,

Bilangan Zarah Dan Isipadu Gas 47

4.5 Kebolehan Pelajar Menyeimbangkan Persamaan

Kimia Dan Menyelesaikan Soalan-Soalan

Stoikiometri 49

xi


Soalan D1 50


Soalan D2 52


Dalam Menyeimbangkan Persamaan

Kimia 54


Soalan D3 55


Soalan D4 59



Stoikiometri 60

4.6 Pandangan Serta Rumusan Pelajar Terhadap

Konsep Mol Dan Stoikiometri 61


Soalan E1 61


Soalan E2 62


Soalan E3 63

BAB V KESIMPULAN 65

5.1 Kesimpulan Kajian 65

5.2 Kefahaman Pelajar Terhadap Konsep Mol

Dan Pemalar Avogadro 65

5.3 Kebolehan Pelajar Menyelesaikan Soalan-Soalan

Mengenai Hubungkait Mol Dengan Jisim Bahan,


xii

5.4 Kebolehan Pelajar Menyeimbangkan Persamaan

Kimia Dan Menyelesaikan Soalan-Soalan

Stoikiometri 66

5.5 Pandangan Serta Rumusan Pelajar Terhadap

Konsep Mol Dan Stoikiometri 67

5.6 Pencapaian Responden Dalam Penghitungan

Berkaitan Dengan Persamaan Kimia

(Stoikiometri) 68

5.7 Implikasi Kajian 72

5.7.1 Implikasi Kajian Terhadap Guru 72

5.7.2 Implikasi Kajian Terhadap Pelajar 73

5.8 Cadangan Kajian 73

5.9 Cadangan Kajian Lanjutan 74

6.0 Penutup 76

RUJUKAN 77

LAMPIRAN 79

xiii

SENARAI JADUAL

NO. JADUAL TAJUK MUKA SURAT

4.1 Taburan Bilangan Responden Mengikut

Kelas 23 4.2 Taburan Bilangan Responden Mengikut

Jantina 24

4.3 Taburan bilangan Pelajar Mengikut Umur 25

4.4 Tahap Pencapaian Responden Bagi Subjek

Sains Dalam PMR 26

4.5 Tahap Pencapaian Responden Bagi Subjek

Matematik Dalam PMR 27

4.6 Peratusan Responden Mengenai Minat

Terhadap Mata Pelajaran Kimia 28

4.7 Peratusan Responden Mengenai

Kefahaman Terhadap Konsep Mol 29

4.8 Respon Jawapan Pelajar Terhadap

Soalan B1 30


Soalan B2 32


Soalan B3 33


Soalan B4 34

4.12 Purata Tahap Penguasaan Pelajar

Terhadap Konsep Mol Dan Pemalar

Avogadro 35


Soalan C1 36


Soalan C2 38


Soalan C3 40


Soalan C4 42


Soalan C5 44

4.18 Respon jawapan Pelajar Terhadap

Soalan C6 46



Hubungkait Mol Dengan Jisim Bahan,



Soalan D1 50


Soalan D2 52


Dalam Menyeimbangkan Persamaan

Kimia 54


Soalan D3 55


Soalan D4 59



Stoikiometri 60


Soalan E1 61


Soalan E2 62


Soalan E3 63

xiv

SENARAI RAJAH

NO. RAJAH TAJUK MUKA SURAT

2.1 Mol sebagai ‘orang tengah’ yang

menghubungkan jisim bahan,bilangan zarah

isipadu gas 14

xv

SENARAI SINGKATAN

PMR - Penilaian Menengah Rendah

JMR - Jisim Molekul Relatif

JAR - Jisim Atom Relatif

STP - Suhu Dan Tekanan Piawai

xvi

SENARAI LAMPIRAN

LAMPIRAN TAJUK MUKA SURAT

A Contoh borang soal selidik 79

B Surat kebenaran daripada Bahagian

Perancangan dan Penyelidikan 80

C Surat kebenaran daripada Fakulti

Pendidikan, UTM 81

D Surat pengesahan borang soal selidik 82

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Pengenalan

Perkataan Kimia berasal daripada perkataan Arab iatu ‘al-kimiya’. Seorang tokoh

Sains yang berbangsa Inggeris iatu Robert Boyle (1627-1691) telah dianggap sebagai

peneraju kimia moden. Kimia merupakan salah satu cabang ilmu dalam bidang sains

yang mengkaji pelbagai bahan yang terdapat dalam alam semesta serta perubahan yang

berlaku terhadap bahan-bahan tersebut apabila saling berinteraksi antara satu dengan

yang lain (Buni Sunade, 2001).

Justeru, ilmu kimia merangkumi suatu lapangan kajian yang amat luas, daripada

mengkaji zarah-zarah asas dalam suatu bahan sehinggalah kepada saling tindak antara

bahan-bahan tersebut untuk menghasilkan bahan yang baru. Mata pelajaran ini

diperkenalkan kepada pelajar-pelajar aliran Sains peringkat menengah atas iatu tingkatan

4, 5 dan 6 oleh Kementerian Pendidikan Malaysia.

Tujuannya adalah untuk melahirkan pelajar yang mempunyai pengetahuan serta

kemahiran yang mampan dalam bidang kimia dan mampu mengaplikasikan pengetahuan

2

dan kemahiran ini berdasarkan sikap saintifik dan nilai-nilai murni untuk menyelesaikan

masalah serta membuat keputusan dalam kehidupan seharian.

Oleh itu, pelajar yang mempunyai pengetahuan kimia yang kukuh boleh

melanjutkan pelajaran dalam bidang ini di samping mengamalkan budaya Sains dan

Teknologi ke arah pembentukkan masyarakat bersifat ikram, dinamik, progresif,

bertanggungjawab terhadap alam sekeliling serta menghargai penciptaan alam sekitar.

1.2 Latar Belakang Masalah

Perkataan ‘mol’ merupakan suatu konsep kimia yang unik (Kieffer, 1973).

Perkataan ini berasal daripada Latin iatu ‘moles’ yang bermaksud longgokan atau

timbunan. Dalam konteks kimia, perkataan mol membawa maksud longgokan atau

timbunan atom, molekul, ion dan sebagainya. Menurut unit SI, 1 mol ditakrifkan sebagai

kuantiti bahan yang mengandungi bilangan zarah (atom, molekul, ion) yang sinonim

dengan bilangan atom yang terdapat dalam 12.000 g karbon-12, iatu 6.023x1023 atom.

Konsep mol merupakan tiang utama kepada kebanyakan pengiraan asas dalam kimia

kerana ‘mol’ bersifat seakan-akan ‘orang tengah’ yang menjadi penghubung kepada jisim

bahan, bilangan zarah dan isipadu gas (Toh,Hon Leong, 2002).

Pengiraan-pengiraan melibatkan tindak balas kimia yang ditulis dalam bentuk

suatu persamaan kimia dikenali sebagai stoikiometri (Mickey dan Hassel, 1977).Tindak

balas kimia boleh ditafsirkan sebagai suatu proses di mana satu set bahan kimia (reaktan)

diubahkan supaya membentuk satu set bahan kimia yang baru (produk) (O’ Conner,

1977). Untuk menyelesaikan soalan-soalan stoikiometri, pelajar mesti mememahami

definisi persamaan kimia terlebih dahulu. Persamaan kimia merupakan suatu cara

penulisan untuk menghuraikan sesuatu tindak balas kimia (Goldberg, 2001). Persamaan

kimia memberitahu kita dua jenis maklumat iatu maklumat kualitatif dan maklumat

3

kuantitatif. Maklumat kualitatif memberitahu kita jenis reaktan, hasil tindak balas serta

keadaan fizik bahan tindak balas dan hasil tindak balas yang terlibat.

Melalui aspek kualitatif pula, kita boleh mengetahui kuantiti reaktan dan produk

dalam suatu tindak balas. Persamaan kimia mesti diseimbangkan demi mematuhi Hukum

Keabadian Jisim (Mitchell dan Gunstone, 1984). Menurut hukum ini, atom tidak boleh

dicipta atau dimusnahkan dalam sebarang tindak balas kimia. Bilangan mol sesuatu unsur

sebelum dan selepas tindak balas adalah sama, yakni persamaan kimia mesti

diseimbangkan agar bilangan mol unsur di sebelah kiri persamaan adalah bersamaan

dengan bilangan mol unsur yang sama di sebelah kanan (Toh, Hon Leong, 2002) .

Menurut ( Subramaniam. R, 1994) stoikiometri tindak balas memperihalkan

maklumat kualitatif dan kuantitatif dalaam suatu persamaan kimia yang seimbang.

Justeru, pelajar boleh menghitung kuantiti reaktan serta produk daripada stoikiometri

tindak balas dengan menggunakan hubungkait mol dengan jisim bahan, bilangan zarah

dan isipadu gas. Oleh yang demikian, sebarang penghitungan yang melibatkan jisim,

bilangan zarah dan isipadu gas sentiasa melibatkan penukaran kepada bilangan mol

terlebih dahulu. Pelajar yang menguasai konsep mol dengan kukuh boleh melaksanakan

segala penghitungan berkaitan dengan persamaan kimia (stoikiometri).

1.3 Pernyataan Masalah

Dalam kajian ini, penyelidik ingin meninjau pemahaman pelajar terhadap konsep

mol serta aplikasi pemahaman tersebut untuk menyelesaikan penghitungan berkaitan

dengan persamaan kimia (stoikiometri). Kajian ini wajar dijalankan oleh penyelidik

untuk meninjau:

4

• Penguasaan pelajar terhadap konsep mol.

• Pemahaman mereka mengenai hubungkait antara mol dengan jisim bahan,

bilangan zarah serta isipadu gas.

• Kebolehan pelajar menyeimbangkan persamaan kimia.

• Kemahiran pelajar menggunakan hubungkait mol ini untuk menyelesaikan soalan-

soalan stoikiometri.

1.4 Objektif Kajian

Kajian ini dijalankan untuk meninjau masalah-masalah yang dialami oleh pelajar

dalam memahami konsep mol serta penggunaannya bagi menyelesaikan soalan-soalan

stoikiometri. Berikut merupakan objektif kajian ini:

• Meninjau kefahaman konsep mol pelajar dalam tajuk Formula Dan Persamaan

Kimia.

• Mengenalpasti sama ada pelajar boleh menghubungkait mol dengan pemalar

Avogadro, jisim bahan, bilangan zarah dan isipadu gas.

• Kebolehan pelajar menulis suatu persamaan kimia yang seimbang.

• Kebolehan pelajar menyelesaikan penghitungan berkaitan dengan stoikiometri.

1.5 Persoalan Kajian

Kajian yang dilakukan terhadap pelajar-pelajar tingkatan 4 aliran Sains yang

mengambil mata pelajaran Kimia mempunyai objektif-objektif seperti berikut:

5

• Adakah pelajar memahami konsep mol dalam tajuk Formula dan Persamaan

Kimia?

• Bolehkah pelajar menghubungkait mol dengan jisim bahan, pemalar Avogadro,

bilangan zarah dan isipadu gas?

• Bolehkah pelajar menulis suatu persamaan kimia yang seimbang?

• Bolehkah pelajar menyelesaikan penghitungan berkaitan dengan persamaan kimia

(stoikiometri)?

pemahaman pelajar tingkatan 4 aliran sains … · dan persamaan kimia. sampel terdiri daripada 100...

Documents