Panduan Pembelajaran IPA Berbasis Projek

PANDUAN PEMBELAJARAN IPA

BERBASIS PROJEK

TEKANAN UDARA DALAM SISTEM PERNAPASAN

Disusun Oleh:

MUHAMMAD TAUFIQ

137082511061

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN SAINS

PROGRAM PASCA SARJANA

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

2014

       I.            TEMA

Tekanan Udara dalam Sistem Pernapasan

    II.            KETERPADUAN

Tema ini memadukan materi Fisika, Kimia, dan Biologi. Materi pokok adalah sistem pernapasan pada manusia (Biologi) yang dihubungkan dengan tekanan udara terutama Hukun Boyle (Fisika), serta keterkaitannya dengan zat adiktif pada rokok (Kimia) dan gangguan kesehatan yang ditimbulkan akibat kebiasaan merokok (Biologi). Model keterpaduannya adalah model connected, seperti tampak pada gambar di bawah ini.

 

 

   

 III.            KEMAMPUAN YANG DIHARAPKAN

1.      Melalui kegiatan projek, siswa mampu menjelaskan organ-organ sistem pernapasan.

2.      Melalui kegiatan projek, siswa mampu menjelaskan mekanisme bernapas.

3.   Melalui kegiatan projek, siswa mampu menjelaskan penerapan tekanan udara dalam proses pernapasan.

4.    Melalui kegiatan projek, siswa mampu menjelaskan mekanisme zat adiktif rokok masuk ke paru-paru.

5.     Melalui kegiatan projek, siswa mampu membuktikan pengaruh zat adiktif pada rokok terhadap paru-paru.

           MATERI

1.      Sistem Pernapasan Manusia

Sistem pernapasan (sistem respiratori) adalah sistem dalam tubuh yang berfungsi untuk mendapatkan oksigen dari udara luar dan mengeluarkan karbondioksida dari dalam tubuh ke udara luar. Sistem pernapasan manusia tersusun atas berbagai organ-organ pernapasan yang saling bekerja sama untuk melakukan fungsi bernapas.

 

Organ-organ penyusun sistem pernapasan manusia adalah sebagai berikut:

a.      Hidung

Rongga hidung merupakan jalan masuk dan keluarnya udara pernapasan. Udara yang masuk ke rongga hidung akan mengalami tiga proses, yaitu:

1)   Penyaringan (filtrasi), apabila ada debu dan kotoran yang masuk bersama udara, maka akan disaring oleh rambut hidung (silia) dan terperangkap oleh lendir.

2)      Pengaturan suhu, udara akan diatur suhunya (dihangatkan) agar sesuai dengan suhu tubuh.

3)      Pengaturan kelembaban, udara diatur kelembabannya agar sesuai dengan kondisi tubuh.

b.      Faring

Setelah melewati hidung, udara pernapasan akan menuju ke faring (tekak). Faring terletak di belakang mulut. Faring merupakan rongga pertigaan ke arah saluran pernapasan, saluran pencernaan, dan saluran rongga hidung.

c.       Laring

Laring (pangkal tenggorok) adalah jalan udara dari faring menuju ke trakhea. Laring terdiri atas kepingan tulang rawan yang membentuk jakun. Laring disebut juga kotak suara, karena di dalam laring terdapat pita suara yang apabila bergetar dapat menghasilkan suara. Pangkal tenggorokan ditutupi oleh katup pangkal tenggorokan yang disebut epiglotis. Epiglotis akan menutup saluran pencernaan ketika kita bernapas dan akan menutup saluran pernapasan ketika kita makan, sehingga kita tidak tersedak.

d.      Trakhea

Trakhea merupakan sebuah pipa udara yang tersusun atas cincin-cincin tulang rawan berbentuk seperti huruf “C” yang menghubungkan laring dengan bronkus. Trakhea terletak pada leher di depan kerongkongan. Dinding trakhea dilapisi oleh sel-sel bersilia dan selaput lendir yang berfungsi untuk menyaring benda asing yang terbawa masuk bersama udara pernapasan.

e.       Paru-Paru

Trakhea bercabang menjadi dua bronki (tunggal, bronkus), cabang kiri dan kanan yang  menuju ke tiap belahan paru-paru. Paru-paru ada dua buah yaitu paru-paru kanan dan paru-paru kiri. Paru-paru kanan terdiri atas tiga gelambir (lobus), yaitu gelambir atas, tengah dan bawah. Sedangkan paru-paru kiri terdiri atas dua gelambir, yaitu gelambir atas dan bawah.

Paru-paru diselimuti oleh suatu selaput paru-paru (pleura).

2.      Tekanan udara (Hukum Boyle)

a.      Tekanan Udara: Hukum Boyle

Peristiwa menghirup dan menghembuskan napas berhubungan dengan tekanan udara. Apa itu tekanan? Tekanan adalah besarnya gaya yang bekerja pada sebuah benda setiap satuan luas permukaan yang ditekan. Modul ini akan membahas tentang tekanan udara tertutup, yaitu hukum Boyle.

Ketika kalian melakukan gerakan memompa, kalian memperkecil volume tabung pompa tersebut sehingga tekanan udara dalam tabung pompa menjadi lebih besar dari pada tekanan udara dalam ban sepeda. Akibatnya udara dari pompa mengalir ke dalam ban sepeda melewati selang pompa tersebut. 

Hal ini sesuai dengan hukum Boyle, yaitu:

“Hasil kali tekanan dan volume gas dalam ruang tertutup selalu tetap bila suhu gas tidak berubah.”

Hukum Boyle tersebut dapat dinyatakan dengan rumus:

P1V1 = P2V2

Dengan:
P1 = tekanan awal
P2 = tekanan akhir
V1 = volume awal
V2 = volume akhir

atau dikenal juga dengan rumus:

PV = konstan

Berdasarkan hukum Boyle, maka dapat diketahui bahwa:

a.       Jika volume suatu tempat gas diperkecil, maka tekanan gas tersebut membesar.

b.      Jika  volume suatu tempat gas diperbesar, maka tekanan gas tersebut mengecil.

b.      Penerapan Hukum Boyle Pada Sistem Pernapasan

Sistem pernapasan manusia juga menerapkan hukum Boyle. Ingat hukum Boyle, bahwa tekanan (P) berbanding terbalik dengan volume (V). Udara mengalir dari tempat bertekanan besar menuju ke tempat bertekanan kecil.

Ketika inspirasi, volume rongga dada membesar dan tekanan dalam paru-paru menjadi kecil (hukum Boyle). Karena tekanan dalam paru-paru (100.900 Pa) lebih kecil dari pada tekanan atmosfer (101.300 Pa) maka udara mengalir masuk ke dalam paru-paru.

Ketika ekspirasi, volume rongga dada mengecil dan tekanan dalam paru-paru menjadi besar (hukum Boyle). Karena tekanan dalam paru-paru (101.700 Pa) lebih besar dari pada tekanan atmosfer       (101.300 Pa) maka udara mengalir keluar dari dalam paru-paru.

 

3.      Penyakit Sistem Pernapasan

•  Kanker paru-paru adalah tumor yang tumbuh di paru-paru, disebabkan oleh nikotin, tar dan bahan karsinogen pada rokok.
• Emfisema adalah penyakit paru-paru kronis karena hilangnya keelastisan paru-paru.
• Pneumonia adalah  suatu penyakit infeksi pada paru-paru, dimana alveolus terisi dengan cairan kental (dahak) sehingga mengakibatkan berkurangnya kemampuan paru-paru untuk menyerap oksigen.

    II.            MEDIA PEMBELAJARAN

1.      Buku IPA SMP/MTs kelas VIII tentang sistem pernapasan dan tekanan udara.

(Tim abdi guru. (2006). IPA TERPADU untuk SMP Kelas VIII. Jakarta: Erlangga.)

2.      Modul Pembelajaran IPA Terpadu Tema Rokok Musuh Paru-Paruku.

(Muhammad Taufiq. (2012). Rokok Musuh Paru-Paruku. Tidak diterbitkan.)

3.      LKS berbasis projek tentang tekanan udara sistem pernapasan.

4.      Alat dan bahan projek

5.      Media online: Video sistem pernapasan dan bahaya rokok bagi paru-paru

http://www.youtube.com/watch?v=1Xz0VAoYQiY

http://www.youtube.com/watch?v=N_c_JmQ3hrYHYPERLINK "http://www.youtube.com/watch?v=N_c_JmQ3hrY&feature=related"&HYPERLINK "http://www.youtube.com/watch?v=N_c_JmQ3hrY&feature=related"feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=SaeJUCVEp2sHYPERLINK "http://www.youtube.com/watch?v=SaeJUCVEp2s&feature=related"&HYPERLINK "http://www.youtube.com/watch?v=SaeJUCVEp2s&feature=related"feature=related

 III.            KEGIATAN PEMBELAJARAN

1.      Pendahuluan

a.       Apersepsi:

Coba letakkan tangan kananmu di depan hidung dan tangan kirimu di dada. Hiruplah napas kemudian hembuskan.

Apa yang kamu rasakan?

Bagaimanakah udara diluar tubuh dapat masuk ke dalam paru-paru kita?

Siapakah yang berperan dalam mengatur aktifitas bernapas?

Apakah ada hubungannya pernapasan dengan tekanan udara?

Mengapa udara dapat mengalir dari suatu tempat ke tempat lain, dari luar tubuh ke dalam paru-paru?

b.      Menyampaikan tujuan pembelajaran:

1.      Melalui kegiatan projek, siswa mampu menjelaskan organ-organ sistem pernapasan.

2.      Melalui kegiatan projek, siswa mampu menjelaskan mekanisme bernapas.

3.   Melalui kegiatan projek, siswa mampu menjelaskan penerapan tekanan udara dalam proses pernapasan.

4.      Melalui kegiatan projek, siswa mampu menjelaskan mekanisme zat adiktif rokok masuk ke paru-paru.

5.    Melalui kegiatan projek, siswa mampu membuktikan pengaruh zat adiktif pada rokok terhadap paru-paru.

2.      Inti

a.       Membagi siswa dalam beberapa kelompok 4-5 orang.

b.      Membagikan LKS IPA berbasis projek.

c.       Mendampingi siswa dalam membuat perencanaan projek.

d.      Mendampingi siswa dalam membuat jadwal melaksanakan projek.

e.       Mendampingi siswa mengerjakan projek.

f.       Mengintruksikan siwa mempresentasikan hasil kerja projek.

g.      Mendiskusikan hasil projek bersama dengan siswa

3.      Penutup

a.       Guru membimbing siswa menyimpulkan hasil pelajaran.

b.      Memperbaiki kesalahan konsepsi yang kemungkinan muncul.

c.       Menyampaikan tugas berikutnya.

d.      Menginformasikan adanya tes/ulangan pemahaman materi pada pertemuan selanjutnya.

PROJEK IPA 1

BAGAIMANA MEKANISME BERNAPAS?

     I.     Perhatikan gambar-gambar di bawah ini!

Sebagai makhluk hidup, manusia butuh bernapas.  Bernapas adalah salah satu ciri makhluk hidup. Sekarang, letakkan tangan kananmu di depan hidung dan tangan kirimu di dada. Hiruplah napas kemudian hembuskan. 

Apa yang kamu rasakan pada tangan kananmu dan dadamu?

Bagaimanakah udara diluar tubuh dapat masuk ke dalam paru-paru kita?

Siapakah yang berperan dalam mengatur aktifitas bernapas?

Apakah ada hubungannya pernapasan dengan tekanan udara?

Mengapa udara dapat mengalir dari suatu tempat ke tempat lain, dari luar tubuh ke dalam paru-paru?

  II.     Pertanyaan-pertanyaan di atas dapat kalian ketahui jawabannya dengan mengerjakan projek berikut ini!

1. Buatlah media alat peraga yang dapat menjelaskan tentang prinsip tekanan udara dalam mekanisme pernapasan manusia!
2. Carilah sumber informasi dari buku dan internet terkait projek di atas sebagai referensi membuat media alat peraga kalian!

 "Selamat Mengerjakan"

PROJEK IPA 2

BAGAIMANA PENGARUH ZAT ADIKTIF ROKOK

TERHADAP PARU-PARU?

     I.     Perhatikan gambar di bawah ini!

 

Sekarang banyak sekali pelajar yang sudah merokok. Rokok adalah salah satu bahan yang mengandung zat addiktif yang dapat menyebabkan berbagai penyakit pada paru-paru manusia.

Bagaimanakah mekanisme asap rokok dapat masuk ke dalam paru-paru kita?

Kandungan tar dan nikotin pada asap rokok dapat menyebabkan gangguan pada paru-paru, seperti pada Gambar 2 di atas.  

Bagaimanakah dampak asap rokok terhadap paru-paru kita?

  II.     Pertanyaan-pertanyaan di atas dapat kalian ketahui jawabannya dengan mengerjakan projek berikut ini!

1.  Buktikanlah dengan membuat alat peraga bahwa asap rokok dapat mempengaruhi kondisi paru-paru!
2. Carilah sumber informasi dari buku dan internet terkait projek di atas sebagai referensi membuat media alat peraga kalian!

"Selamat Mengerjakan"

LANGKAH-LANGKAH KEGIATAN PROJEK

1.  Diskusikan dalam kelompok, jenis cara aktivitas apa saja yang akan kalian lakukan dalam menyelesaikan projek!

Ø  .................................................................................................................

Ø  …………………………………………………………………………

Ø  …………………………………………………………………………

Ø  …………………………………………………………………………

Ø  …………………………………………………………………………

2.     Dalam mengerjakan projek, kalian harus menggunakan waktu secara efektif dan efisien. Untuk itu, susunlah jadwal/schedul kerja kalian dalam tabel di bawah ini!

No	JENIS KEGIATAN	WAKTU YANG DIBUTUHKAN	TARGET
1
2
3
4
5
dst

3.      Datalah alat dan bahan yang akan kalian gunakan dalam membuat projek!

 

Alat: 1.                               …………………………………………. 2.                              …………………………………………. 3.                                …………………………………………. 4.                               ………………………………………….. 5.                             …………………………………………dst

	Bahan: 1.                                                 …………………………………………. 2.                                                  …………………………………………. 3.                                                   …………………………………………. 4.                                                    ………………………………………….. 5.                                                   …………………………………………dst

 

4.      Buatlah rancangan/design gambar alat peraga dari projek yang akan kalian lakukan!

5.      Kerjakanlah rancangan projek yang sudah kalian buat sesuai dengan jadwal kerja kalian!

6.      Buatlah laporan hasil kerja projek kalian!

Laporan memuat:

a.       Judul Projek

b.      Latar Belakang Projek

c.       Rumusan masalah

d.      Tujuan

e.       Dasar Teori

f.       Metodologi

g.      Hasil dan Pembahasan

h.      Kesimpulan

i.        Daftar Pustaka

7.      Kirimkan laporan kalian melalui email di alamat taufiqvaganza@gmail.com!

8.      Presentasikan hasil projek kalian di depan kelas!

 PENILAIAN

TUGAS PROJEK

NO	ASPEK PENILAIAN	NILAI
		4	3	2	1
1	Kerja sama dalam kelompok
2	Tanggung jawab mengerjakan projek
3	Tingkat kreativitas dalam membuat projek
4	Kemampuan merancang/design projek
5	Kemampuan membuat jadwal/schedule projek
6	Keterampilan membuat dan menyelesaikan projek
7	Kesesuian hasil projek dengan materi
8	Kemampuan menulis laporan projek
9	Kemampuan mengkomunikasikan hasil projek
10	Inisiatif menanggapi pertanyaan

Keterangan::

4          : Sangat Baik

3          : Baik

2          : Cukup baik

1          : Kurang baik

KONTRAK KERJA

No.	Aspek	Persentase
1	Partisipasi/Keaktifan dalam pembelajaran	10%
2	Keterampilan melaksanakan projek	25%
3	Kevalidan hasil projek	25%
4	Pengkomunikasian hasil projek	10%
5	Ulangan Harian	30%
Total		100%

 

KESALAHAN KONSEP YANG MUNGKIN MUNCUL

Ketika menghirup napas, siswa beranggapan udara yang masuk ke dalam tubuh adalah oksigen saja, sedangkan ketika menghembuskan napas mengeluarkan gas karbondioksida. (Kesalahan konsep) 

Konsep yang benar: Ketika menghirup napas, yang masuk adalah udara yang susunannya kompleks, ada oksigen, nitrogen, karbondioksida, dll. Oksigen adalah gas yang diikat oleh hemoglobin untuk diedarkan ke seluruh tubuh melalui darah. Sedangkan ketika menghembuskan napas, yang keluar adalah gas karbondioksida dan uap air.

Siswa mungkin berpikiran bahwa aktivitas bernapas adalah aktivitas/gerak sadar, sehingga kalau otak tidak memerintahkan tubuh untuk bernapas maka tidak ada aktifitas bernapas.(Kesalahan konsep) 

Konsep yang benar: Aktifitas bernapas termasuk gerak reflek/gerak tak sadar.

Siswa beranggapan udara pernapasan dapat masuk ke dalam paru-paru karena adanya aktifitas menghirup dan menghembuskan napas. (Kesalahan konsep)                                                    

Konsep yang benar: udara pernapasan dapat masuk ke dalam paru-paru karena adanya perbedaan tekanan udara di dalam paru-paru dengan udara lingkungan.

Siswa berpikiran udara akan mengalir dari tempat tinggi ke tempat rendah. (kesalahan konsep) 

Konsep yang benar: udara mengalir dari tempat bertekanan tinggi ke tempat bertekanan rendah.

Kemungkinan jawaban siswa ketika diberi pertanyaan sebagai berikut: “Kolom udara dalam sebuah pompa volumenya diperkecil dengan jalan menekan ke bawah piston yang menutupinya, Bagaimanakah tekanan udara dalam tabung sekarang, semakin besar ataukah semakin kecil?”         

Kolom udara sekarang menjadi lebih kecil dari semula, tentu tekanan di dalamnya menjadi kecil juga. (Kesalahan konsep).                                                                                                                  

Tekanannya sama, karena tidak terjadi pengeluaran dan pemasukan udara dari dan menuju tabung. Jumlah partikel-partikel dalam balon tetap, sehingga tekanannya pun menjadi tetap. (Kesalahan konsep).                                                                                                                                

Konsep yang benar: Tekanannya menjadi semakin besar, karena perbandingan jumlah partikel dengan luas permukaan tabung bagian dalam menjadi lebih besar saat volumenya diperkecil, sesuai dengan hukum Boyle.