Contoh Modul Ajar Deep Learning Kimia di Kelas 11 SMA/MA Bab V Termokimia Semester 1

Pada akhir Fase F, peserta didik mampu memahami konsep-konsep dasar termokimia, mengidentifikasi jenis-jenis reaksi berdasarkan perubahan energinya, serta menganalisis perubahan entalpi menggunakan berbagai metode. Peserta didik juga mampu menerapkan konsep-konsep ini dalam memecahkan masalah kuantitatif dan kualitatif, serta mengidentifikasi penerapannya dalam kehidupan sehari-hari dan industri. Secara spesifik untuk Bab V, peserta didik diharapkan mampu:
Membedakan sistem dan lingkungan dalam termokimia.
Mengidentifikasi reaksi eksoterm dan endoterm berdasarkan perubahan energi.
Mendefinisikan entalpi dan perubahan entalpi standar.
Menentukan perubahan entalpi reaksi menggunakan kalorimeter, hukum Hess, data entalpi pembentukan standar, dan energi ikatan.
Mengaplikasikan konsep termokimia dalam perhitungan dan memecahkan masalah terkait energi reaksi.
Mengidentifikasi peran termokimia dalam kehidupan sehari-hari dan industri.

B.     LINTAS DISIPLIN ILMU YANG RELEVAN

Fisika: Konsep dasar energi, kalor, kerja, suhu, kapasitas kalor.
Matematika: Perhitungan matematis, aljabar, dan grafik untuk menganalisis data termokimia.
Biologi: Metabolisme sel yang melibatkan reaksi eksoterm dan endoterm (misalnya, respirasi seluler).
Teknologi Informasi dan Komunikasi (TIK): Pemanfaatan simulasi daring atau alat pengolah data.
Geografi/Lingkungan Hidup: Pembakaran bahan bakar fosil dan dampaknya terhadap perubahan iklim.
Ekonomi/Industri: Analisis biaya energi dalam proses produksi kimia.

C.     TUJUAN PEMBELAJARAN

Pertemuan 1 (2 JP): Sistem, Lingkungan, Reaksi Eksoterm dan Endoterm
Melalui pengamatan fenomena sehari-hari dan diskusi, peserta didik dapat membedakan sistem dan lingkungan dalam konteks termokimia.
Dengan melakukan percobaan sederhana, peserta didik dapat mengidentifikasi dan membedakan reaksi eksoterm dan endoterm berdasarkan perubahan suhu lingkungan.
Melalui diskusi, peserta didik dapat menjelaskan karakteristik reaksi eksoterm (melepas kalor) dan endoterm (menyerap kalor) serta contohnya dalam kehidupan.
Pertemuan 2 (2 JP): Konsep Entalpi dan Perubahan Entalpi Standar
Melalui eksplorasi sumber dan diskusi, peserta didik dapat mendefinisikan entalpi dan perubahan entalpi (ΔH) sebagai fungsi keadaan.
Dengan menganalisis berbagai jenis reaksi, peserta didik dapat mengidentifikasi dan menjelaskan jenis-jenis perubahan entalpi standar (pembentukan, penguraian, pembakaran).
Melalui latihan soal, peserta didik dapat menuliskan persamaan termokimia yang benar.
Pertemuan 3 (2 JP): Penentuan Perubahan Entalpi Reaksi (Kalorimetri dan Hukum Hess)
Melalui perancangan dan pelaksanaan percobaan kalorimetri sederhana, peserta didik dapat menentukan perubahan entalpi reaksi.
Dengan menganalisis data termokimia, peserta didik dapat menerapkan hukum Hess untuk menentukan perubahan entalpi reaksi yang tidak dapat diukur secara langsung.
Melalui studi kasus, peserta didik dapat menjelaskan prinsip kerja kalorimeter dan pentingnya pengukuran entalpi.
Pertemuan 4 (2 JP): Penentuan Perubahan Entalpi Reaksi (Entalpi Pembentukan Standar dan Energi Ikatan)
Dengan menggunakan data entalpi pembentukan standar, peserta didik dapat menghitung perubahan entalpi reaksi.
Melalui analisis struktur molekul, peserta didik dapat menggunakan data energi ikatan untuk menghitung perkiraan perubahan entalpi reaksi.
Melalui latihan soal, peserta didik dapat membandingkan dan memilih metode yang tepat untuk menentukan perubahan entalpi suatu reaksi.
Pertemuan 5 (2 JP): Aplikasi Termokimia dalam Kehidupan dan Industri
Melalui studi kasus dan riset kelompok, peserta didik dapat mengidentifikasi berbagai aplikasi termokimia dalam kehidupan sehari-hari (misalnya, instant cold/hot pack, pembakaran bahan bakar) dan industri (misalnya, produksi amonia, sel bahan bakar).
Dengan menganalisis dampak lingkungan, peserta didik dapat mengevaluasi pentingnya efisiensi energi dalam proses kimia.
Melalui presentasi proyek, peserta didik dapat mengkomunikasikan hasil riset dan analisis mereka tentang peran termokimia dalam bidang tertentu.

D.    TOPIK PEMBELAJARAN KONTEKSTUAL

Topik pembelajaran kontekstual akan berpusat pada fenomena dan teknologi yang melibatkan perubahan energi dalam reaksi kimia yang relevan dengan kehidupan sehari-hari peserta didik. Contoh topik yang dapat dieksplorasi:
"Mengapa Kompres Instan Bisa Dingin/Panas?" (Reaksi Endoterm/Eksoterm)
"Energi dari Pembakaran Bahan Bakar Fosil vs. Biofuel" (Perubahan Entalpi Pembakaran)
"Bagaimana Makanan Memberi Energi Tubuh Kita?" (Termokimia dalam Biologi)
"Prinsip Kerja Baterai dan Sel Bahan Bakar" (Perubahan Energi Kimia menjadi Listrik)
"Proses Pembuatan Es Krim dengan Garam Dapur" (Reaksi Endoterm)
Peserta didik akan memilih atau merancang ide proyek/diskusi yang sesuai dengan minat mereka dan ketersediaan sumber daya.

E.    KERANGKA PEMBELAJARAN

PRAKTIK PEDAGOGIK:
Metode Pembelajaran: Pembelajaran Berbasis Proyek (Project-Based Learning) dan Diskusi Kelompok.
Eksplorasi Lapangan (Mini-Observasi/Studi Kasus): Peserta didik didorong untuk mengamati fenomena perubahan suhu yang melibatkan reaksi kimia di sekitar mereka (misalnya, saat mencampur deterjen dengan air, pembakaran lilin). Mereka juga dapat mencari berita atau artikel tentang isu energi atau teknologi terkait termokimia.
Wawancara (Opsional/Sederhana): Jika memungkinkan, peserta didik dapat melakukan wawancara singkat dengan guru Kimia, ahli lingkungan, atau orang tua yang bekerja di industri terkait untuk mendapatkan perspektif praktis tentang penerapan termokimia.
Presentasi: Peserta didik akan mempresentasikan hasil proyek atau analisis studi kasus mereka di depan kelas.
MITRA PEMBELAJARAN:
Lingkungan Sekolah: Guru mata pelajaran lain (Fisika, Biologi, Matematika), teknisi laboratorium (untuk alat percobaan), komunitas siswa (misalnya, klub Sains/Kimia) untuk kolaborasi.
Lingkungan Luar Sekolah: Industri (melalui studi kasus proses produksi), pusat sains/museum, platform edukasi online (Coursera, edX, Khan Academy) sebagai sumber belajar tambahan.
Masyarakat: Ilmuwan kimia (melalui publikasi atau video), media sosial (untuk tren sains dan teknologi).
LINGKUNGAN BELAJAR:
Ruang Fisik: Laboratorium Kimia dengan peralatan dasar untuk percobaan termokimia (kalorimeter sederhana, termometer, gelas kimia, bahan kimia yang aman). Kelas yang dapat diatur untuk diskusi kelompok dan presentasi.
Ruang Virtual: Google Classroom sebagai pusat pengumuman, distribusi materi, pengumpulan tugas, dan forum diskusi. Simulasi interaktif online (misalnya PhET Interactive Simulations) untuk memvisualisasikan konsep abstrak.
Budaya Belajar:
Kolaboratif: Mendorong kerja sama dalam kelompok untuk merancang dan melakukan percobaan, menganalisis data, dan memecahkan masalah.
Berpartisipasi Aktif: Memotivasi semua peserta didik untuk aktif dalam percobaan, diskusi, dan presentasi.
Rasa Ingin Tahu: Memicu minat peserta didik untuk menjelajahi fenomena energi secara mendalam, mencoba hal baru, dan mencari solusi inovatif.
PEMANFAATAN DIGITAL:
Perpustakaan Digital: Menggunakan akses ke e-books, jurnal ilmiah, artikel teknis, dan situs web kimia terpercaya secara online.
Forum Diskusi Daring: Google Classroom atau platform lain untuk diskusi asinkron, berbagi tautan video/simulasi, troubleshooting masalah kimia, dan mengunggah progres proyek.
Penilaian Daring: Menggunakan Google Forms atau platform kuesioner online untuk asesmen awal atau umpan balik.
Kahoot!/Mentimeter: Digunakan untuk kuis interaktif atau polling opini di awal atau akhir sesi pembelajaran untuk meningkatkan keterlibatan dan menguji pemahaman singkat.
Google Classroom: Sebagai platform utama untuk manajemen pembelajaran, distribusi materi, pengumpulan tugas, dan komunikasi.
Simulasi Kimia Interaktif: PhET Interactive Simulations (University of Colorado Boulder), virtual labs.
Video Pembelajaran: Saluran YouTube edukasi (misalnya Crash Course Chemistry, Khan Academy).

F.    LANGKAH-LANGKAH PEMBELAJARAN BERDIFERENSIASI

PERTEMUAN 1: SISTEM, LINGKUNGAN, REAKSI EKSOTERM DAN ENDOTERM
KEGIATAN PENDAHULUAN (MINDFUL LEARNING, JOYFUL LEARNING):
Pembukaan (5 menit): Guru menyapa peserta didik, memimpin doa, dan memeriksa kehadiran.
Ice Breaker (10 menit - Joyful): Guru menunjukkan video singkat tentang pembuatan es krim putar (menggunakan es batu dan garam) atau instant cold pack. Guru bertanya, "Apa yang kalian rasakan saat melihat/mendengar proses ini? Mengapa bisa dingin/panas?". Ini memicu rasa ingin tahu dan menghubungkan materi dengan pengalaman pribadi siswa.
Apersepsi (10 menit - Mindful): Guru mengaitkan fenomena yang diamati dengan konsep perubahan energi dalam reaksi kimia. Guru menjelaskan bahwa hari ini mereka akan belajar tentang bagaimana energi berpindah selama reaksi kimia, memperkenalkan istilah "sistem" dan "lingkungan". Guru menyampaikan relevansi pembelajaran ini dalam memahami sumber energi atau proses biologis.
Penyampaian Tujuan (5 menit): Guru menyampaikan tujuan pembelajaran yang akan dicapai pada pertemuan ini.

KEGIATAN INTI (MEANINGFUL LEARNING, JOYFUL LEARNING, MINDFUL LEARNING):
MEMAHAMI (20 MENIT - MEANINGFUL, MINDFUL):
Guru menjelaskan konsep sistem (reaksi kimia itu sendiri) dan lingkungan (segala sesuatu di luar sistem).
Guru memperkenalkan definisi reaksi eksoterm (melepas kalor ke lingkungan, Tlingkungan​ naik) dan reaksi endoterm (menyerap kalor dari lingkungan, Tlingkungan​ turun).
Diferensiasi Konten: Guru dapat menyediakan diagram alir atau infografis visual tentang perpindahan kalor antara sistem dan lingkungan untuk membantu pemahaman visual. Guru merujuk pada Buku Siswa Kelas 11 Kimia.pdf halaman 168-170.
Mengaplikasi (30 menit - Joyful, Meaningful):
Eksperimen Sederhana dan Diskusi Kelompok (Kolaboratif): Peserta didik dibagi ke dalam kelompok kecil (3-4 orang). Setiap kelompok diberikan alat dan bahan untuk percobaan sederhana (misalnya, melarutkan NaOH dalam air vs. melarutkan urea dalam air, atau reaksi asam cuka dengan soda kue).
Setiap kelompok diminta untuk:
Melakukan percobaan dan mengamati perubahan suhu lingkungan.
Mengidentifikasi apakah reaksi yang terjadi eksoterm atau endoterm.
Mendiskusikan dan mencatat hasil pengamatan.
Diferensiasi Proses: Guru berkeliling membimbing setiap kelompok, memberikan pertanyaan pemandu atau bantuan dalam pencatatan suhu. Bagi kelompok yang cepat, guru bisa menantang mereka untuk mencari contoh reaksi eksoterm/endoterm lain yang mereka temui.
Merefleksi (10 menit - Mindful, Meaningful):
Setiap kelompok mempresentasikan hasil eksperimen dan diskusinya secara singkat.
Guru memimpin diskusi kelas untuk menyimpulkan pemahaman tentang sistem, lingkungan, serta perbedaan reaksi eksoterm dan endoterm.
Refleksi Diri (Mindful): Guru meminta peserta didik untuk menuliskan satu contoh reaksi eksoterm dan satu contoh reaksi endoterm yang mereka temui dalam kehidupan sehari-hari, serta menjelaskan mengapa reaksi tersebut digolongkan demikian.

KEGIATAN PENUTUP (10 MENIT - CONSTRUCTIVE FEEDBACK, SUMMARIZE, PLANNING):
Umpan Balik Konstruktif: Guru memberikan pujian atas partisipasi aktif dan pemahaman awal peserta didik. Guru mengapresiasi upaya siswa dalam berdiskusi dan berkolaborasi.
Menyimpulkan Pembelajaran: Guru bersama peserta didik merangkum poin-poin penting tentang sistem, lingkungan, dan identifikasi reaksi eksoterm/endoterm.
Perencanaan Pembelajaran Selanjutnya: Guru memberikan gambaran singkat tentang kegiatan di pertemuan berikutnya (konsep entalpi dan perubahan entalpi standar). Guru dapat memberikan tugas ringan untuk mencari tahu tentang "energi ikatan" sebagai persiapan.
Doa dan salam penutup.

PERTEMUAN 2: KONSEP ENTALPI DAN PERUBAHAN ENTALPI STANDAR

KEGIATAN PENDAHULUAN (MINDFUL LEARNING, JOYFUL LEARNING):
Pembukaan (5 menit): Guru menyapa peserta didik, memimpin doa, dan memeriksa kehadiran.
Review dan Kuis Singkat (10 menit - Joyful): Guru menggunakan Kahoot! atau Mentimeter untuk kuis singkat tentang reaksi eksoterm/endoterm dari pertemuan sebelumnya. Ini juga berfungsi sebagai asesmen diagnostik awal.
Membangkitkan Rasa Ingin Tahu (10 menit - Mindful): Guru bertanya, "Jika kita membakar satu sendok gula, energi yang dihasilkan sama dengan membakar satu sendok gula lainnya di tempat yang berbeda? Mengapa?". Guru mengarahkan jawaban ke konsep entalpi sebagai fungsi keadaan dan memperkenalkan pentingnya "keadaan standar".
Penyampaian Tujuan (5 menit): Guru menyampaikan tujuan pembelajaran hari ini.