T'NTVERSITI TEKNOLOGI MALAYSH

BORANG PENGESAHAN STATUS TESIS.

JUDUL: VISUALISAS.I PELAJARMENGENAI KONSEP ASID DAN BES

sEsI PENGAJHI\I:2W!@

Saya SALMHHBINTIMATEKGruRr,FBESAR)

mengaku membenar*an tesis @SIW@' ini disimpan di PerpusnkaanUniversiti :

1. Tesis adalah hakmilft Universiti Teknologi Malaysia2. Perpustakan Universiti Teknologi Malysia dibe,narlCIn membuat salinan unurk nrjuan

pengajian sahaja.3. Perpushkam dib€Nurl€n membuat salinan tesis ini sebagai bahan pertukaran antara

institusi pengajian tinggi.4. **Sila tandakan (r')

ST]LIT

(tv{engandungi maklumat yang berdarjah keselamafir ataukepentingm Malaysia seperti yangt€rmaktub di dalamAKTARAHSTARASMT 1972)

(Mengandungi maklumat TERHAD yang telah ditenfirkanoleh organisasi/badan di mana penyelidikan dijalekan)tf

tfTI

(TANDATANGAN PENT'L$) (TANDATANGAN PENYELH)

Alamat Tetap:

No. 1-2-5 Menar* Jentavu Jalrrn AU 3/56. PM llr. Mohammad Yusof Arshad542fr1Kuele Lumour.

NamaPe,nyelia

ffi*,. 06 Mei 2009

TERIIAI)

Disahkan oleh

K/

Tarikh: 06 Mei 2009

TIDAK TERHAI}

(TANDATANGAN PEN[TL$)

OCATATAN: + Potongymgtidahberlcenaan.ft Jika tesis ini SULIT afau TERIIAD, sila lanpirtan surat dsipada

pihak berkuasa/otgnnisasi berkenaan dengan menyafakan sekali sebab dan tempohtesis ini perlu dikelaskan sebagai SULIT atau TERIIAD.

a Tesis dimaksudkan sebagai tesis bagi ljazah Doktor Falsafrtr dm Sarjana secarapenyelidikaa atau disertasi bagai pmgajian secaa kerja kursus dan penyelidiku, euLaporan hojek Sarjana Muda (PSM).

"Saya akui bahawa saya telah membaca kwya ini dan pada pndangan saya

karya ini adalatr memadai dari s€gt skop dan kualiti murk tujuan

penganug€rahan Sazah Sarjana Muda"

a)r ' /tr^ t '4

Tandatangan :................Nama Penyelia ; ' P/v\ DR /woHD YusoF AesH+'D

rarikn ; :::::::::::::::::.q.{l'tr:.::::::::::::::::::

i

VISUALISASI PELAJAR MENGENAI KONSEP ASID DAN BES

SALMIAH BINTI MALEK

Tesis ini dikemukakan untuk memenuhi syarat

penganugerahan Ijazah Sarjana Muda Sains Serta Pendidikan

(Kimia)

Fakulti Pendidikan

Universiti Teknologi Malaysia

APRIL 2009

Saya akni karya yang brtajuk* Yiswlisasi Pelajar Mengenai Konsep Asid dan Bes "

ini adalatr hasil kerja saya sendiri kecuali nukilan dan ringkasan

yang tiap-tiap mtunya telah saya jelaskan sumbernya.

rarikh ' .........:..,ff5.I........::.:.?

Nanra Pemrlis : .... **.1*.r.1 l'.....3.L....4.:.:5.1:

iii

Buat Keluarga Tersayang, Mak dan Ayah;

Sabariah Mae dan Malek Jamaluddin

Along, Angah dan Alang;

Musthaqim, Maziani dan Salbiah

yang banyak mendoakan diri ini dan memberikan sokongan moral

sepanjang berada di sini

moga Allah redha kita semua...amin

Tidak lupa juga kepada sahabat-sahabat seperjuangan yang banyak membantu,

semoga segala usaha, pertolongan yang kalian berikan

menjadi saham-saham yang akan membantu kalian pada masa-masa akan datang,

amiin...

iv

PENGHARGAAN

Setinggi-tingi kesyukuran dipanjatkan kehadrat Allah s.w.t di atas

kesempatan masa dan tenaga yang dikurniakanNya untuk menyiapkan tesis ini.

Ucapan terima kasih ditujukan kepada penyelia Projek Sarjana Muda I dan II saya,

PM Dr. Mohamad Yusof Arshad yang telah banyak memberikan panduan dan tunjuk

ajar yang sangat bermanfaat sepanjang menyiapkan tesis ini. Beliau tidak lokek

dalam berkongsi idea dan pengetahuan dalam usaha memperbaiki penulisan tesis ini.

Terima kasih juga kepada sahabat-sahabat saya yang sudi meluangkan masa,

tenaga dan kerjasama dalam menyiapkan tesis ini. Kepada semua pihak yang terlibat

secara langsung ataupun tidak jutaan terima kasih diucapkan kepada semua. Semoga

ada manfaat yang diperolehi daripada penulisan ini.

v

ABSTRAK

Kajian yang bertajuk ‘Visualisasi Pelajar Mengenai Konsep Asid dan Bes’ ini

bertujuan untuk mengenalpasti visualisasi pelajar mengenai konsep asid dan bes.

Kajian ini menggunakan instrumen soal selidik yang berupa soalan struktur yang

memerlukan pelajar untuk melukis zarah (atom, ion dan molekul) dan memberi

penjelasan terhadap suatu konsep dan tindak balas kimia dalam tajuk asid dan bes.

Seramai 150 orang responden telah dipilih dari kalangan pelajar tingkatan lima di

beberapa buah sekolah menengah di sekitar Johor Bharu. Respon yang diperolehi

daripada pelajar dikategorikan sebagai jawapan saintifik, kerangka alternatif dan

juga tiada respon. Ia telah dipersembahkan dalam bentuk jadual dan peratusan

menurut kekerapan jawapan. Dapatan kajian mendapati bahawa pelajar mempunyai

beberapa kerangka alternatif dan menghadapi masalah dalam menvisualisasikan

konsep asid dan bes. Di akhir kajian ini, penyelidik mencadangkan satu modul

pengajaran kemahiran berfikir iaitu strategi metakognitif yang dapat digunapakai

oleh pihak guru untuk diaplikasikan dalam proses pengajaran dan pembelajaran mata

pelajaran kimia di sekolah.

vi

ABSTRACT

This study entitled “Visualisasi Pelajar Mengenai Konsep Asid dan Bes’ is aimed to

identify students’ visualization on the concept of acid and base. Instruments of this

study is a set of questions that require students to draw their understanding in terms

of particle (atom, ion and molecule) and explaining the concept of acid and base.

About 150 form five students from several secondary schools in Johor Bahru district

are selected at random. Responses obtained from the students are classified into

scientific answer, alternative concepts and no response. All of these data are

presented in the form of table and percentage according to the frequency of response.

The findings shows that students having alternative concept and difficulty in

visualization in acid and base concept. At the end of this study, a teaching module of

thinking skill has been suggested by the researcher using metacognitive strategy for

teachers to apply in the teaching and learning process of chemistry in school.

vii

ISI KANDUNGAN

BAB TAJUK MUKASURAT

DEKLARASI ii

DEDIKASI iii

PENGHARGAAN iv

ABSTRAK v

ABSTRACT vi

ISI KANDUNGAN vii

SENARAI JADUAL x

SENARAI SINGKATAN xii

SENARAI SIMBOL xiii

SENARAI LAMPIRAN xiv

BAB 1 PENGENALAN 1

1.1 Pendahuluan 1

1.2 Latarbelakang Masalah 2

1.3 Penyataan Masalah 5

1.4 Objektif Kajian 5

1.5 Persoalan Kajian 5

1.6 Kepentingan Kajian 5

1.7 Skop Kajian 6

1.8 Batasan Kajian 6

viii

1.9 Definisi Istilah 7

BAB 2 SOROTAN KAJIAN 9

2.1 Definisi Visualisasi 9

2.2 Mental Model 10

2.3 Visualisasi dalam Sains dan Pendidikan Sains 12

2.4 Kepentingan Visualisasi dalam Pendidikan Kimia 15

2.5 Konsep Asid dan Bes 17

2.6 Kesukaran Pelajar dalam Topik Asid dan Bes 19

2.7 Metakognisi: Model Kemahiran Berfikir 21

BAB 3 METODOLOGI KAJIAN 27

3.1 Pendahuluan 27

3.2 Rekabentuk Kajian 27

3.3 Populasi dan Sampel Kajian 28

3.4 Instrumen Kajian 28

3.4.1 Item Kajian 28

3.5 Tatacara Kajian 30

3.6 Analisis Data 31

BAB 4 KEPUTUSAN DAN PERBINCANGAN 32

4.1 Pendahuluan 32

4.2 Visualisasi Pelajar Mengenai Konsep Asid

dan Bes 32

4.2.1 Visualisasi Pelajar Mengenai Larutan Asid 33

4.2.1.1 Visualisasi Pelajar Mengenai

Larutan Asid Hidroklorik 33

4.2.1.2 Visualisasi Pelajar Mengenai

Larutan Asid Hidroklorik Dalam

Metilbenzena 35

4.2.1.3 Visualisasi Pelajar Mengenai

ix

Larutan Asid Etanoik 37

4.2.2 Visualisasi Pelajar Mengenai Larutan Bes 39

4.2.2.1 Visualisasi Pelajar Mengenai

Larutan Natrium Hidroksida 39

4.2.2.2 Visualisasi Pelajar Mengenai

Larutan Natrium Hidroksida

Dalam Metilbenzena 42

4.2.2.3 Visualisasi Pelajar Mengenai

Larutan Ammonia 44

4.2.3 Visualisasi Pelajar Mengenai Tindakbalas

Asid dan Bes 46

4.2.3.1 Tindakbalas Antara Magnesium

Dengan Asid Hidroklorik 46

4.2.3.2 Tindakbalas Antara Kuprum (II)

Karbonat dengan Asid Hidroklorik 49

4.2.4 Visualisasi Pelajar Mengenai Perkaitan

Antara Kepekatan Ion Hidrogen Dengan

Nilai pH 52

4.2.5 Visualisasi Pelajar Mengenai Tindakbalas

Peneutralan 54

4.3 Masalah Pembelajaran dalam Topik Asid dan Bes 59

BAB 5 KESIMPULAN DAN IMPLIKASI KAJIAN 60

5.1 Visualisasi Pelajar Mengenai Konsep Asid

dan Bes 60

5.2 Kaedah Pengajaran bagi Mengatasi Masalah 61

5.3 Implikasi Kajian 62

5.4 Cadangan Kajian 62

5.5 Kesimpulan 62

x

SENARAI JADUAL

NO. JADUAL TAJUK MUKASURAT

2.1 Taksonomi salah faham dalam topik asid dan bes 20

2.2 Persoalan-persoalan yang terkandung dalam strategi

metakognitif 24

2.3 Strategi metakognitif dalam membina konsep sains 25

2.4 Strategi metakognitif oleh Christine dan Zhang 26

3.1 Skop soalan asid dan bes berdasarkan konsep yang

dikaji dan aras perwakilan 29

4.1 Visualisasi pelajar mengenai larutan asid hidroklorik 34

4.2 Visualisasi pelajar terhadap larutan asid hidroklorik

dalam metilbenzena 36

4.3 Visualisasi pelajar terhadap larutan asid etanoik 38

4.4 Visualisasi pelajar terhadap larutan natrium hidroksida 41

xi

4.5 Visualisasi pelajar terhadap larutan natrium hidroksida

dalam metilbenzena 43

4.6 Visualisasi pelajar mengenai larutan ammonia 45

4.7 Visualisasi pelajar sebelum, semasa dan selepas

tindakbalas antara magnesium dengan asid hidroklorik 50

4.8 Visualisasi pelajar mengenai tindakbalas kuprum (II)

karbonat dengan asid hidroklorik 51

4.9 Visualisasi pelajar mengenai perkaitan kepekatan ion

hidrogen dengan nilai pH 53

4.10 Visualisasi tindakbalas asid sulfurik dengan natrium

hidroksida menurut konsep sains 57

4.11 Visualisasi tindakbalas asid sulfurik dengan natrium

hidroksida yang mengandungi kerangka alternatif 58

xii

SENARAI SINGKATAN

BPPDP - Bahagian Perancangan dan Penyelidikan Dasar Pendidikan

C - Atom karbon

DNA - Asid Deoksiribonukleik

JPN - Jabatan Pelajaran Negeri

KBSM - Kurikulum Bersepadu Sekolah Menengah

KPM - Kementerian Pelajaran Malaysia

pH - - log [ion hidrogen]

xiii

SENARAI SIMBOL

a - Pekali persamaan kimia bagi asid

(aq) - Larutan akues

b - Pekali persamaan kimia bagi bes

(g) - Gas

H2O - Air

Ma - Kepekatan larutan asid

Mb - Kepekatan larutan alkali

Na+ - Ion natrium

NaOH - Natrium Hidroksida

OH- - Ion hidroksida

(s) - Pepejal

Va - Isipadu larutan asid

Vb - Isipadu larutan bes

→ - Menghasilkan

+ - Bertindak balas dengan

xiv

SENARAI LAMPIRAN

LAMPIRAN TAJUK MUKASURAT

A Soal selidik Visualisasi Pelajar Mengenai Konsep

Asid dan Bes 66

B Skema Jawapan 77

C Borang BPPDP 1 87

D Surat Kelulusan daripada BPPDP 93

E Surat Kelulusan JPN Johor 96

1

BAB 1

PENGENALAN

1.1 Pendahuluan

Pendidikan Kimia di Malaysia telah diperkenalkan menerusi kurikulum sains

KBSM yang ditawarkan selama dua tahun kepada pelajar peringkat menengah atas

iaitu tingkatan empat dan tingkatan lima. Ia dirancang agar para pelajar dapat

memahami dan menguasai bidang kimia dari segi konsep, teori dan aplikasinya

dalam kehidupan. Mata pelajaran kimia ini dianggap penting kerana ia adalah

sesuatu yang tidak dapat dipisahkan daripada mana-mana bidang sains sama ada

dalam bidang kejuruteraan mahupun perubatan.

Kimia adalah satu disiplin dalam sains yang mengkaji tentang jirim secara

makroskopik dan mikroskopik, interaksi antara bahan dan penghasilan serta

penggunaan bahan. Menurut Johari dan Mohammad Yusof (2002), konsep-konsep

sains yang bersifat kompleks dan abstrak memerlukan pelajar untuk membayangkan

sesuatu yang tidak dapat dilihat, dihidu, didengar atau dirasa menggunakan

pancaindera yang lima. Sebaliknya pelajar perlu menaakul, memikir, membayang

dan mengimaginasikan menggunakan minda dan pemikiran mereka bagi memahami

konsep yang cuba dipelajari.

Memandangkan konsep sains kebanyakannya bersifat kompleks dan abstrak,

begitu juga dengan konsep kimia. Sebagai contoh, konsep atom, molekul dan ion

yang memerlukan pelajar membayangkan sesuatu yang tidak dapat dilihat dengan

2

mata kasar. Oleh itu, pelajar bukan sahaja perlu memahami simbol, terminologi dan

teori yang digunakan dalam mempelajari konsep kimia. Malahan perlu berkeupayaan

untuk mengubah bahasa dan bahan-bahan pengajaran dalam bentuk perwakilan yang

lebih bermakna.

Salah satu bidang pembelajaran kimia adalah asid dan bes yang di pelajari di

peringkat sekolah menengah di kalangan pelajar tingkatan empat. Topik asid dan bes

ini memerlukan pelajar memahami dan menguasai konsep asas kimia seperti atom,

ion, molekul, formula dan persamaan kimia di samping konsep asid dan bes. Maka

penyelidik berminat untuk mengetahui konsep asid dan bes yang dipunyai pelajar

menerusi visualisasi.

Ini kerana penyelidik dapat mengetahui sejauhmana gambaran mental

pelajar-pelajar sains tentang pemahaman mereka mengenai teori yang telah mereka

pelajari. Kaedah visualisasi ini dipilih kerana dewasa ini banyak kajian yang

mendapati gambaran mental di peringkat mikroskopik adalah penting dan banyak

membantu pelajar untuk menguasai konsep sains. Ini adalah kerana untuk

menvisualkan konsep sains, pelajar perlu benar-benar memahami konsep tersebut

yang bebas daripada kerangka alternatif, bukan semata-mata menghafal dan

mengingat.

1.2 Latarbelakang Masalah

Terdapat banyak kajian yang menunjukkan pelajar mempunyai kesukaran

dalam mempelajari konsep kimia. Hillar dan Kikas (2003) menyatakan bahawa

kesukaran yang dihadapi pelajar adalah dalam menyepadukan antara konsep sedia

ada pelajar dengan penjelasan saintifik konsep kimia yang dipelajari di sekolah.

Kajian oleh Kavramsal turut menunjukkan dapatan yang sama.

3

Menurut Kavramsal (2005) asid dan bes adalah satu daripada konsep asas

dalam kimia kerana kebanyakan tindak balas adalah tindak balas asid dan bes.

Namun kebanyakan pelajar mempunyai salah faham mengenai asid dan bes.

Antaranya adalah tindak balas yang berlaku apabila asid ditambahkan ke dalam bes,

pada kepekatan yang sama antara asid lemah dan asid kuat, pH asid lemah adalah

kurang atau sama dengan pH larutan asid kuat, semua asid beracun, buah-buahan

bersifat bes, penunjuk digunakan untuk menguji sama ada suatu asid kuat ataupun

lemah. Terdapat juga dapatan yang menunjukkan pelajar mengalami kesukaran

berkenaan ion-ion dan persamaan ion yang menghalang pelajar menghubungkaitkan

antara konsep ion, pH dan lain-lain konsep yang berkaitan.

Satu kajian yang dijalankan oleh Hillar dan Kikas (2003), dalam

mengenalpasti kesukaran dalam mempelajari konsep yang bersifat teori di kalangan

pelajar sekolah tinggi dalam kimia mendapati pelajar lemah dalam memahami

maksud sebenar di sebalik persimbolan. Walaupun pelajar kerap menggunakan

persimbolan dalam mewakili proses kimia, mereka tidak dapat menghubungkaitkan

persimbolan tersebut dengan atom-atom dan molekul-molekul. Seperti yang

dijangkakan, pengetahuan fakta pelajar adalah lebih baik daripada pengetahuan

konsep mereka.

Pengetahuan konsep ini memerlukan pelajar memahami keseluruhan konsep

dan kebolehan untuk mengaplikasikan konsep tersebut dalam situasi baru. Ini

membolehkan pelajar memberikan penerangan yang rasional tentang objek, peristiwa

atau data yang dikumpulkan. Kebolehan memberikan rasional inilah banyak

mempengaruhi kebolehan pelajar dalam menguasai mata pelajaran kimia. Ini kerana

apabila pelajar perlu menghubungkaitkan persimbolan dengan konfigurasi atom dan

molekul, mereka menggunakan kaedah visualisasi.

Menurut Johari dan Mohammad Yusof (2007), satu daripada matlamat

penting pembelajaran sains ialah penguasaan pelajar terhadap konsep dan prinsip

4

utama dalam sains seperti ikatan, struktur, kereaktifan, keseimbangan, keasidan dan

sebagainya. Walaubagaimanapun, ianya sukar di kuasai pelajar kerana konsep

tersebut bersifat abstrak. Ia memerlukan pelajar untuk membayangkan sesuatu yang

tidak dapat dilihat, dihidu, didengar atau dirasa. Ini bermakna pelajar perlu

mempunyai kemahiran menvisualisasikan konsep yang bersifat abstrak.

Visualisasi adalah aspek penting dalam mempelajari konsep kimia, kerana

untuk menvisualkan konsep sains, pelajar perlu benar-benar memahami konsep

tersebut yang bebas daripada kerangka alternatif, bukan semata-mata menghafal dan

mengingat. Maka kajian ini bertujuan untuk mengkaji visualisasi pelajar mengenai

konsep asid dan bes. Responden kajian terdiri daripada pelajar tingkatan lima

daripada beberapa buah sekolah di sekitar Johor Baharu.

Menurut Johari, Hasniza dan Mohammad Yusof (2007), Visualisasi telah

lama mendapat tempat dalam teori pembelajaran sejak tahun 70-an lagi. Pada masa

tersebut banyak kajian yang menumpukan kepada proses dan struktur kognitif dalam

minda manusia termasuklah visualisasi. Proses pembelajaran amat memerlukan

kemampuan visualisasi bagi memahami, mentafsir, menghubung dan membina

orientasi antara pelbagai fenomena dan perwakilan seperti gambar, rajah, lakaran,

perwakilan, simbol yang diperolehi menerusi pemerhatian persekitaran. Kemampuan

ini juga amat diperlukan bagi mempelajari sesuatu melalui pembacaan buku teks

serta perisian yang berasaskan gambaran maya yang lazimnya dalam paparan dua

dimensi.

Oleh yang demikian, adalah perlu untuk mengenalpasti visualisasi pelajar

dalam konsep asid dan bes bagi mengkaji tahap kefahaman pelajar dalam konsep ini.

5

1.3 Penyataan Masalah

Kajian-kajian lepas mendapati bahawa pelajar mempunyai kesukaran dalam

mempelajari konsep kimia terutamanya konsep asid dan bes. Terdapat juga salah

faham pelajar dalam memahami konsep ini yang berpunca daripada kegagalan

pelajar menghubungkaitkan pengetahuan fakta mereka, persimbolan dan visualisasi

dalam bentuk molekul serta atom.

Maka, kajian berkenaan visualisasi pelajar mengenai topik asid dan bes ini

perlu dijalankan untuk mengenalpasti dengan lebih lanjut masalah yang dihadapi

oleh pelajar dan supaya satu modul pengajaran dapat dicadangkan bagi mengatasi

masalah yang timbul.

1.4 Objektif Kajian

Kajian ini adalah bertujuan untuk:

• Mengkaji visualisasi pelajar mengenai konsep asid dan bes.

1.5 Persoalan Kajian

• Apakah visualisasi pelajar mengenai konsep asid dan bes?

1.6 Kepentingan Kajian

Hasil dapatan daripada kajian ini diharapkan dapat memberi manfaat dan

sebagai garis panduan kepada semua pihak yang terlibat secara langsung atau tidak