SMA Negeri 2 Semarang – Pembelajaran Biologi Kelas XII – Oleh: Dhinar Dewi Istini

Bagaimana sesuatu yang begitu kecil dan tidak dapat dilihat dengan mata telanjang dapat menyimpan informasi tentang kehidupan? Pertanyaan sederhana tersebut menjadi awal pengalaman belajar peserta didik kelas XII SMA Negeri 2 Semarang dalam mempelajari materi genetik melalui praktikum ekstraksi DNA sederhana dari jaringan buah.

Pembelajaran tidak berhenti pada memahami DNA melalui gambar, buku, atau penjelasan guru. Peserta didik diajak mengalami secara langsung proses bagaimana materi genetik yang berada di dalam sel dapat dikeluarkan dan diamati menggunakan bahan-bahan sederhana.

Kegiatan ini dirancang sebagai bagian dari pembelajaran Biologi materi genetik dengan pendekatan Pembelajaran Mendalam dan model Inquiry Terbimbing. Peserta didik tidak hanya diarahkan untuk memperoleh jawaban, tetapi juga mengalami proses mengamati, mempertanyakan, membuat dugaan, mengumpulkan data, menganalisis bukti, mengomunikasikan hasil, dan melakukan refleksi.

Dari Pertanyaan Sederhana Menuju Penyelidikan

Pembelajaran diawali dengan mengaitkan pengetahuan peserta didik tentang sel dan materi genetik dengan fenomena pewarisan sifat. Guru mengajukan pertanyaan:

“Mengapa dalam satu keluarga terdapat anak yang memiliki sifat yang berbeda meskipun berasal dari orang tua yang sama?”

Pertanyaan tersebut kemudian diarahkan pada permasalahan yang lebih dekat dengan kegiatan praktikum:

“Jika DNA berada di dalam sel dan ukurannya sangat kecil, bagaimana DNA dapat dikeluarkan dari sel sehingga dapat diamati?”

Untuk membangun rasa ingin tahu, peserta didik terlebih dahulu mengamati stimulus berupa video “Rahasia Ekstraksi DNA” yang berkaitan dengan teknologi CRISPR dan tanaman transgenik. Peserta didik kemudian mengidentifikasi informasi penting, menghubungkannya dengan pengetahuan awal, serta merumuskan permasalahan yang dapat diselidiki melalui praktikum.

Tahap ini menjadi bagian penting dari pembelajaran karena peserta didik tidak langsung menerima prosedur sebagai sesuatu yang harus diikuti, tetapi terlebih dahulu memahami mengapa penyelidikan tersebut dilakukan.

DNA yang Biasanya Hanya Dilihat di Buku, Kini Dapat Diamati

Dalam praktikum, setiap kelompok menggunakan jenis buah yang berbeda, seperti semangka, stroberi, melon, tomat, pisang, pepaya, buah naga, atau apel.

Tahapan ekstraksi dimulai dengan menghancurkan jaringan buah dan menambahkan akuades. Ekstrak kemudian disaring untuk memperoleh filtrat yang digunakan dalam proses berikutnya. Larutan pelisis yang terdiri atas akuades, garam, dan detergen cair digunakan untuk membantu proses pelepasan materi genetik dari sel.

Pada tahap berikutnya, peserta didik mencampurkan filtrat dengan larutan pelisis secara perlahan. Mereka juga belajar bahwa kegiatan praktikum tidak sekadar mengikuti langkah kerja. Cara melakukan prosedur dapat memengaruhi hasil. Campuran tidak boleh dikocok terlalu kuat karena dapat menghasilkan banyak busa yang mengganggu pengamatan.

Tahap yang paling menarik bagi peserta didik adalah ketika etanol dingin ditambahkan secara perlahan melalui dinding tabung reaksi. Setelah beberapa saat, mulai tampak lapisan atau material putih pada batas antara larutan dan etanol. Material tersebut dapat terlihat dalam bentuk benang, serabut, atau gumpalan.

Pada momen tersebut, konsep yang sebelumnya bersifat abstrak menjadi lebih konkret. Peserta didik dapat melihat bahwa materi genetik yang selama ini mereka kenal melalui ilustrasi buku ternyata dapat diisolasi dan diamati melalui prosedur sederhana.

LKPD mengarahkan peserta didik untuk mencatat warna ekstrak, pembentukan busa setelah lisis, kejelasan lapisan setelah penambahan etanol, waktu munculnya DNA, bentuk DNA, serta jumlah relatif DNA yang terlihat.

Tidak Sekadar Melihat, tetapi Membaca Data

Setiap kelompok memperoleh pengalaman dan hasil pengamatan yang mungkin tidak sama. Karena itu, pembelajaran dilanjutkan dengan pertukaran data antarkelompok.

Peserta didik membandingkan hasil kelompoknya dengan kelompok lain untuk menemukan persamaan dan perbedaan. Dengan cara tersebut, mereka tidak perlu mengulang seluruh eksperimen kelompok lain, tetapi tetap memperoleh kesempatan untuk mempelajari variasi hasil dari berbagai sampel buah.

Data kemudian dianalisis untuk menjawab pertanyaan seperti:

• Apakah setiap sampel menghasilkan DNA yang dapat diamati?
• Apakah terdapat perbedaan hasil pada jenis buah yang berbeda?
• Sampel mana yang menunjukkan DNA paling jelas?
• Sampel mana yang menunjukkan DNA paling cepat muncul?
• Mengapa detergen dan garam diperlukan?
• Mengapa campuran tidak boleh menghasilkan banyak busa?
• Mengapa DNA yang semula tidak terlihat dapat tampak setelah penambahan etanol dingin?

Melalui proses tersebut, peserta didik belajar membedakan data hasil pengamatan, interpretasi, dan kesimpulan. Mereka juga belajar bahwa dalam kegiatan ilmiah, hasil yang tidak sesuai dengan prediksi tetap merupakan data yang harus dicatat secara jujur.

Perencanaan pembelajaran secara khusus menekankan agar peserta didik mencatat hasil eksperimen secara mandiri dan jujur, termasuk ketika hasil yang diperoleh tidak sesuai dengan prediksi awal.

Dari DNA Menuju Gen dan Kromosom

Praktikum ekstraksi DNA bukan tujuan akhir pembelajaran.

Setelah memperoleh pengalaman melihat materi genetik secara langsung, peserta didik diajak kembali pada konsep yang lebih abstrak. Mereka menganalisis hubungan antara DNA, gen, dan kromosom, serta memahami bagaimana informasi genetik disimpan di dalam sel.

Peserta didik juga diajak mempertanyakan:

“Apakah benang putih yang terlihat merupakan satu molekul DNA?”

Pertanyaan tersebut membuka ruang diskusi bahwa material putih yang terlihat merupakan kumpulan materi DNA yang terpresipitasi, bukan sekadar satu molekul DNA yang dapat dilihat secara langsung.

Dari hasil praktikum, peserta didik kemudian menghubungkan konsep struktur DNA dengan perannya sebagai materi genetik, memahami nukleotida dan pasangan basa, serta mengkaji hubungan antara gen, DNA, dan kromosom dalam penyimpanan informasi genetik.

Pembelajaran kemudian dilanjutkan pada mekanisme replikasi DNA dan kaitannya dengan pewarisan informasi genetik kepada sel anak. Dengan demikian, satu kegiatan praktikum menjadi jembatan dari pengalaman konkret menuju pemahaman konsep genetika yang lebih kompleks.

Belajar Sains Sekaligus Belajar Berintegritas

Salah satu kekuatan kegiatan ini adalah integrasi antara pengetahuan dan karakter.

Peserta didik tidak hanya dinilai dari apakah mereka berhasil memperoleh DNA yang terlihat jelas. Mereka juga belajar menunjukkan kejujuran, tanggung jawab, kemandirian, dan kemampuan bekerja sama.

Kejujuran menjadi penting karena hasil praktikum tidak selalu sama dengan prediksi. Peserta didik dilatih untuk mencatat apa yang benar-benar mereka amati, bukan mengubah data agar sesuai dengan jawaban yang diharapkan.

Tanggung jawab diwujudkan melalui pembagian tugas, penggunaan alat dan bahan secara tepat, pelaksanaan prosedur keselamatan kerja, serta penyelesaian tugas kelompok.

Sementara itu, kolaborasi terlihat ketika peserta didik berbagi tugas selama eksperimen, saling membantu, bertukar data, mendiskusikan hasil, dan menghargai pendapat anggota kelompok.

Perencanaan pembelajaran menetapkan nilai jujur, tanggung jawab, mandiri, kolaboratif, berpikir kritis, dan komunikatif sebagai bagian dari budaya belajar.

Praktikum yang Terhubung dengan Adiwiyata

Menariknya, kegiatan ini juga tidak berhenti ketika eksperimen selesai.

Sisa bahan praktikum berupa kulit, biji, atau bagian buah yang tidak digunakan tidak langsung dianggap sebagai sampah yang harus dibuang. Peserta didik diarahkan untuk memilah dan mengumpulkannya sebagai sampah organik untuk dikelola sesuai program lingkungan sekolah.

Dalam perencanaan pembelajaran, kegiatan ini terintegrasi dengan aspek Adiwiyata, khususnya pengelolaan sampah. Bahkan tujuan pembelajaran mencakup kemampuan peserta didik untuk mengelola sisa bahan praktikum sebagai bahan pupuk.

Dengan demikian, peserta didik memperoleh pesan bahwa kegiatan ilmiah juga memiliki tanggung jawab terhadap lingkungan. Bahan yang tersisa dari proses pembelajaran dapat dipandang sebagai sumber daya yang masih memiliki manfaat.

Hal tersebut diwujudkan melalui pengumpulan sisa kulit buah untuk dimanfaatkan sebagai bahan pupuk organik dan memasukkannya ke dalam biopori sehingga dapat menjadi bagian dari proses pengelolaan lingkungan sekolah.

Pembelajaran Mendalam: Berkesadaran, Bermakna, dan Menggembirakan

Rangkaian kegiatan ini dirancang dengan tiga pengalaman utama dalam Pembelajaran Mendalam.

Berkesadaran, ketika peserta didik memahami tujuan kegiatan, menyadari pentingnya kejujuran dalam mencatat data, bertanggung jawab terhadap tugas, serta memahami bahwa hipotesis masih perlu dibuktikan melalui data.

Bermakna, ketika konsep DNA tidak hanya dipelajari sebagai teori, tetapi dihubungkan dengan pengalaman mengamati hasil ekstraksi, menganalisis data, serta memahami hubungan DNA, gen, kromosom, dan pewarisan informasi genetik.

Menggembirakan, ketika peserta didik bekerja dalam kelompok, melakukan eksperimen secara langsung, membandingkan hasil dengan kelompok lain, mendiskusikan temuan, dan melihat sendiri material DNA yang sebelumnya hanya mereka kenal melalui gambar.

Perencanaan pembelajaran secara eksplisit menempatkan pengalaman berkesadaran, bermakna, dan menggembirakan dalam setiap tahapan kegiatan.

Ketika Praktikum Menjadi Pengalaman Belajar

Kegiatan ekstraksi DNA sederhana ini menunjukkan bahwa pembelajaran Biologi dapat dirancang bukan hanya untuk membuat peserta didik mengetahui konsep, tetapi juga untuk mengalami proses bagaimana pengetahuan ilmiah dibangun.

Peserta didik mengawali kegiatan dengan pertanyaan, menyusun dugaan, melakukan eksperimen, mengumpulkan data, membandingkan hasil, menganalisis bukti, mengomunikasikan kesimpulan, dan akhirnya melakukan refleksi terhadap pengalaman belajar mereka.

Pada bagian refleksi, peserta didik diajak melihat kembali hal baru yang dipahami, hubungan DNA dengan pewarisan sifat, kesulitan yang dialami, strategi mengatasinya, kontribusi dalam kelompok, serta hal yang akan diperbaiki pada pembelajaran berikutnya.

Dengan demikian, tabung reaksi yang berisi serabut DNA bukan sekadar hasil sebuah praktikum. Ia menjadi jembatan antara konsep dan pengalaman, antara pengetahuan dan karakter, serta antara pembelajaran di kelas dan kepedulian terhadap lingkungan.

Melalui pembelajaran seperti ini, Biologi tidak hanya mengajak peserta didik bertanya “Apa itu DNA?”, tetapi juga mendorong mereka menemukan sendiri “Bagaimana kita mengetahui bahwa DNA ada, bagaimana DNA menyimpan informasi kehidupan, dan bagaimana kita bersikap ketika melakukan proses ilmiah untuk mengetahuinya?”