PENGEMBANGAN DESAIN PEMBELAJARAN INKURI TERBIMBING BERBANTUAN VIRTUAL LAB PADA PEMBELAJARAN IPA UNTUK MENINGKATKAN PEMAHAMAN KONSEP SISWA SMP
DOI:
https://doi.org/10.51878/educator.v6i4.15232Keywords:
Desain Pembelajaran, Inkuiri Terbimbing, Pemahaman Konsep, Virtual LabAbstract
The shortage of physical science laboratory infrastructure and the prevalence of misconceptions regarding microscopic thermal phenomena frequently impede lower secondary students' conceptual acquisition. These instructional hurdles necessitate the deployment of interactive digital media capable of bridging abstract scientific concepts into concrete, student-centered learning experiences. This research and development study aims to produce a guided inquiry-based learning design supported by a virtual lab for the topic of Temperature, Heat, and Expansion that is valid, practical, and effective in enhancing junior high school students' conceptual understanding. Employing the 4-D instructional development model (Define, Design, Develop, Disseminate), this investigation involved seventh-grade students of SMP Negeri 12 Jayapura during the 2025/2026 academic year as research subjects. The instructional intervention was engineered by synthesizing Canva, Nearpod, and PhET Interactive Simulations into mobile school tablet environments. The diagnostic evaluation demonstrated that the multimedia prototype met highly valid criteria, obtaining an overall Aiken's validity coefficient of 0.93 from educational media experts and 0.84 from subject matter specialists, with a cumulative suitability score of 95%. Practicality testing administered through the User Experience Questionnaire (UEQ) confirmed an Excellent rating across all usability scales in both individual and small-group evaluations. The operational effectiveness evaluation confirmed a significant rise in students' cognitive mastery, evidenced by an increase in mean scores from pre-test (56.77) to post-test (81.61), yielding an average N-gain of 0.56 (moderate category) and an effect size of 0.75. Specifically, 77.5% of students achieved moderate N-gain marks, 22.5% attained high-level improvements, and 90% achieved minimum mastery criteria. Consequently, this guided inquiry virtual lab package is proven valid, practical, and effective as an innovative instructional solution for overcoming physical laboratory constraints and accelerating students' science concept understanding.
ABSTRAK
Keterbatasan sarana laboratorium fisik dan tingginya tingkat miskonsepsi pada konsep mikroskopis sering kali menghambat penguasaan konsep sains peserta didik di sekolah menengah pertama. Kondisi tersebut menuntut adanya inovasi media digital interaktif yang mampu menjembatani pemahaman konsep abstrak secara konkret dan mandiri. Penelitian dan pengembangan ini bertujuan untuk menghasilkan desain pembelajaran berbasis inkuiri terbimbing berbantuan virtual lab pada materi Suhu, Kalor, dan Pemuaian yang valid, praktis, dan efektif dalam meningkatkan pemahaman konsep siswa SMP. Menggunakan model pengembangan 4-D (Define, Design, Develop, Disseminate), penelitian ini melibatkan siswa kelas VII SMP Negeri 12 Jayapura pada tahun ajaran 2025/2026 sebagai subjek uji coba. Media pembelajaran dikembangkan dengan mengintegrasikan aplikasi Canva, Nearpod, dan PhET Interactive Simulations ke dalam perangkat tablet sekolah. Hasil penelitian menunjukkan bahwa media memenuhi kriteria sangat valid dengan indeks Aiken sebesar 0,93 dari ahli media dan 0,84 dari ahli materi dengan persentase kumulatif kelayakan mencapai 95%. Pada uji kepraktisan menggunakan User Experience Questionnaire (UEQ), media meraih predikat Excellent pada seluruh skala evaluasi, baik pada uji coba perorangan maupun uji coba kelompok kecil. Uji efektivitas membuktikan adanya peningkatan pemahaman konsep siswa yang signifikan berdasarkan kenaikan nilai rata-rata dari pre-test (56,77) ke post-test (81,61) dengan rata-rata skor N-gain sebesar 0,56 (kategori sedang) dan effect size sebesar 0,75. Sebanyak 77,5% siswa mencapai kriteria N-gain sedang, 22,5% mencapai kriteria tinggi, serta 90% siswa berhasil memenuhi kriteria ketuntasan minimal. Dengan demikian, desain pembelajaran inkuiri berbantuan virtual lab ini teruji layak, praktis, dan efektif sebagai alternatif solusi inovatif dalam memfasilitasi penyelidikan ilmiah serta memperkuat pemahaman konsep IPA peserta didik.
Downloads
References
Adrianova, Y., Tuah, E., Ege, B., Bustami, Y., & Huda, A. (2023). Digitalisasi pembelajaran Kurikulum Merdeka melalui pelatihan pemanfaatan media pembelajaran interaktif pada pembelajaran IPA di SMP. JPPM: Jurnal Pelayanan dan Pemberdayaan Masyarakat, 2(2), 120–129. https://doi.org/10.31932/jppm.v2i2.2959
Agustini, K., Sugihartini, N., & Mertayasa, I. N. E. (2021). Pelatihan penyusunan instrumen evaluasi yang variatif dengan pendekatan student centered learning di SMP Negeri 4 Singaraja. Prosiding Senadimas Undiksha, 6, 68–75. https://doi.org/10.23887/senadimas.v6i1.1245
Andilah, S., Andriani, N., Inayah, S., Partini, D., Hartiwi, J., Pradana, S., & Jubaeli, A. (2025). Strategi pembelajaran. UME Publishing.
Arwani, I., Afrianto, T., Akbar, M. A., & Putra, S. (2024). Penerapan teknologi virtual reality dalam pengembangan laboratorium virtual kimia terapan. Jurnal Sistem Informasi, Teknologi Informasi, dan Edukasi Sistem Informasi, 4(2), 85–94. https://doi.org/10.25126/justsi.v4i2.194
Asmin, L. O., & Rosdianti, R. (2021). Analisis miskonsepsi siswa SMA Negeri 09 Bombana dengan menggunakan CRI pada konsep suhu dan kalor. Konstan: Jurnal Fisika dan Pendidikan Fisika, 6(2), 80–87. https://doi.org/10.20414/konstan.v6i2.1006
Assazili, M., Sufyadi, S., & Utama, A. H. (2024). Pemanfaatan video pembelajaran untuk meningkatkan hasil belajar siswa SDN 2 Pemangkih kelas IV pada mata pelajaran Ilmu Pengetahuan Alam dan Sosial. Journal of Instructional Technology (J-INSTECH), 5(1), 45–54. https://doi.org/10.20527/j-instech.v5i2.10995
Ayunda, U. (2022). Desain pembelajaran IPA. Ananta Vidya.
Budiarti, E. (2025). Teknologi digital dan pembelajaran: Desain, implementasi, dan evaluasi. Damera Press.
Chen, C., Rabu, S. N. A., & Jamiat, N. (2025). Enhancing physics learning achievement, motivation and inquiry skills in a flipped classroom: A structured inquiry-based virtual lab approach. Journal of Baltic Science Education, 24(1), 37–51. https://doi.org/10.33225/jbse/25.24.37
Dari, R. T. U., & Sudatha, I. G. W. (2022). Upaya meningkatkan semangat belajar siswa melalui e-modul berorientasi discovery learning. Jurnal Edutech Undiksha, 10(2), 205–214. https://doi.org/10.23887/jeu.v10i1.43966
Darlin, Mustaji, & Diningrat, S. W. M. (2025). Model mobile problem-based learning: Strategi meningkatkan pemahaman konsep, keterampilan berpikir kritis dan pemecahan masalah. EduSupport.
Fitria, Y., Fitri, U., & Zuryanty. (2025). Pembelajaran IPA SD di era digital: Integrasi teknologi, literasi sains dan penguatan HOTS. Deepublish Digital.
Hadi, Y. N., & Nisa, N. A. K. (2023). Polemik pendidikan Indonesia masa kini: Menelusuri & menganalisis permasalahan pendidikan di Indonesia masa kini, sebagai bahan evaluasi pendidikan. Fatiha Media.
Handika, R. (2025). Pengembangan lembar kerja peserta didik berbasis pendekatan konstruktivisme materi aljabar untuk memfasilitasi kemampuan literasi matematis peserta didik kelas VII. Etheses: Jurnal Penelitian Pendidikan, 14(2), 110–122. https://doi.org/10.31764/etheses.v14i2.4891
Hanikah, H., Mutiara, H., Utami, G. N., Hanifah, H., Rohmawati, I., & Siregar, I. J. S. (2025). PhET virtual simulation training to improve teacher competence at SMPN 1 Plered. SOSCIED: Jurnal Ilmiah Pendidikan, 8(1), 107–115. https://doi.org/10.32531/jsoscied.v8i1.931
Hulu, P., Harefa, A. O., & Mendrofa, R. N. (2023). Studi model pembelajaran inkuiri terhadap pemahaman konsep matematika siswa. Educativo: Jurnal Pendidikan, 2(1), 152–159. https://doi.org/10.56248/educativo.v2i1.97
Ikhsan, J., Marpaung, A. R., Sa’adah, S. I., & Mamluaturrahmatika, A. (2025). Model dan visualisasi dalam pembelajaran kimia. Eureka Media Aksara.
Irmayanti, M., & Muktadir, A. (2025). Kegrafikan dalam pembelajaran SD: Panduan praktis era 4.0 dan 5.0 berbasis OBE. Yayasan Ghalih Pelopor Pendidikan.
Iswanto, I. H., Wulandari, A. Y. R., Putera, D. B. R. A., Sutarja, M. C., & Huzaira. (2022). Identifikasi pemahaman konsep siswa pada materi suhu dan kalor di MTS Agung Mulia. Natural Science Educational Research, 5(2), 145–154. https://doi.org/10.21107/nser.v5i2.145
Jewarut, S., & Durasa, H. (2024). Transformasi mengajar guru berbasis TPACK (Technological Pedagogical Content Knowledge) dalam bingkai Kurikulum Merdeka. Uwais Inspirasi Indonesia.
Khaerunnisa, N., Aliyah, S., Wardiana, S., Gunawan, G., & Nisrina, N. (2025). Effectiveness of using virtual laboratories in improving the quality of science learning in schools with limited facilities. Indonesian Journal of Applied Science and Technology, 6(2), 139–146. https://doi.org/10.33395/ijast.v6i2.2104
Magfirah, L. (2024). Kesulitan umum dan strategi pembelajaran fisika pada siswa sekolah menengah pertama. JIIM: Jurnal Ilmiah IPA dan Matematika, 2(4), 95–100. https://doi.org/10.61116/jiim.v2i4.483
Mahdiannur, M. A., Erman, E., Martini, M., Nurita, T., & Rosdiana, L. (2022). Eksplorasi pengetahuan guru IPA SMP tentang pembelajaran berdiferensiasi dalam Kurikulum Merdeka: Pengukuran berdasarkan complex multiple-choice survey. Jurnal Tarbiyah, 29(2), 295–307. https://doi.org/10.30829/tar.v29i2.1812
Makransky, G., Terkildsen, T. S., & Mayer, R. E. (2019). Adding immersive virtual reality to a science lab simulation causes more presence but less learning. Learning and Instruction, 60, 225–236. https://doi.org/10.1016/j.learninstruc.2017.12.007
Negari, A. S., Sari, Y., & Ulia, N. (2025). Implementasi pembelajaran berdiferensiasi di sekolah dasar abad ke-21: Studi literatur. Pendas: Jurnal Ilmiah Pendidikan Dasar, 10(2), 145–156. https://doi.org/10.23969/jp.v10i02.24499
Nurjihan, D. S., & Bunawan, W. (2025). Peningkatan hasil belajar peserta didik melalui penerapan LKPD berbasis discovery learning. Jurnal Pendidikan MIPA, 15(3), 210–218. https://doi.org/10.37630/jpm.v15i3.3133
Pane, E. P., Purba, N. A., Sianipar, V. M., Sauduran, G. N., Hutagalung, S. R., Hutagalung, S., & Pasaribu, S. (2025). Pelatihan penerapan modul ajar interaktif berbasis teknologi untuk mendukung pembelajaran berdiferensiasi pada Kurikulum Merdeka. Bernas: Jurnal Pengabdian kepada Masyarakat, 6(1), 628–637. https://doi.org/10.31949/jb.v6i1.12252
Pantiwati, Y., Waluyo, L., Permana, F. H., Sari, T. N. I., & Nurrohman, E. (2025). Bioteknologi berbasis model pembelajaran LI-PRO-GP. UMM Press.
Parwati, N. N., Suharta, I. G. P., & Tisna, G. D. (2022). Pelaksanaan pembelajaran daring interaktif berbantuan aplikasi Edpuzzle di SDN 1 Baktiseraga. Prosiding Senadimas Undiksha, 7, 245–252. https://doi.org/10.23887/senadimas.v7i1.2452
Prihadi, A., Suherdiyanto, S., & Arifqah, N. (2025). Efektivitas media pembelajaran interaktif 3D Smart Box kelas VIII di SMP Negeri 1 Sungai Kakap. Jurnal Inovasi Pendidikan dan Pengajaran (JIPP), 4(2), 25–32. https://doi.org/10.31571/jipp.v4i2.9481
Putri, D. T., Aulia, M. U., & Adilla, N. A. (2024). Kajian penerapan Kurikulum Merdeka dalam pembelajaran IPA di salah satu SMP di Kabupaten Ponorogo. Jurnal Konatif: Jurnal Ilmiah Pendidikan, 2(1), 45–54. https://doi.org/10.62203/jkjip.v2i1.21
Riska, F. M., Fitriana, S., Herdianti, T., Rizaldi, R., Syahwin, & Mardiana, N. (2023). Pengaruh bahan ajar berbasis inkuiri terbimbing berbantuan v-lab (virtual laboratory) pada materi momentum dan impuls untuk meningkatkan literasi sains siswa. SJPIF: Silampari Jurnal Pendidikan Ilmu Fisika, 5(2), 112–122. https://doi.org/10.31540/sjpif.v5i2.235
Ristiani, R., Ali, A., & Apriyanto, H. (2025). Buku referensi konsep dasar pembelajaran IPA. Sonapedia Publishing Indonesia.
Santyasa, I. W., Agustini, K., & Pratiwi, N. W. E. (2021). Project-based e-learning and academic procrastination of students in learning chemistry. International Journal of Instruction, 14(3), 909–928. https://doi.org/10.29333/iji.2021.14353a
Sari, F., Iswantir, M., & Febriani, S. (2024). Penerapan manajemen Kurikulum Merdeka Belajar untuk meningkatkan kualitas pendidikan. Journal of Management and Creative Business, 2(3), 172–186. https://doi.org/10.30640/jmcbus.v2i3.2767
Satuti, R., & Atmojo, I. R. W. (2024). Mengatasi miskonsepsi dalam pembelajaran IPA: Tantangan dan strategi untuk peningkatan pemahaman sains di sekolah dasar pada materi iklim dan perubahan. Elementary School: Jurnal Pendidikan dan Pembelajaran ke-SD-an, 12(1), 150–161. https://doi.org/10.31316/esjurnal.v12i1.4378
Suartama, I. K., Sudarma, I. K., Sudatha, I. G. W., Sukmana, A. I. W. I. Y., & Susiani, K. (2024). Student engagement and academic achievement: The effect of gamification on case and project-based online learning. Journal of Education and Learning (EduLearn), 18(3), 976–990. https://doi.org/10.11591/edulearn.v18i3.21349
Supartama, I. N. W., Pujani, N. M., & Priyanka, L. M. (2023). Analisis motivasi belajar IPA pada Kurikulum Merdeka di kelas VII SMP Negeri 2 Singaraja. Jurnal Pendidikan dan Pembelajaran Sains Indonesia (JPPSI), 6(2), 85–94. https://doi.org/10.23887/jppsi.v6i2.61204
Supuwiningsih, N. N. (2025). Transformasi dunia pembelajaran dalam metaverse. Idebuku.
Susanti, W., Nasution, T., Tendra, G., Simeru, A., & Yuliendi, R. R. (2024). Assessing students’ critical thinking skills in terms of cognitive style: A study of the application of the inquiry collaborative based v-lab model in programming courses. Journal of Applied Business and Technology, 5(2), 67–71. https://doi.org/10.35145/jabt.v5i2.165
Triantoro, R. P., Mawardi, M. F., Arnafama, P. M. H., Suriansyah, A., & Purwanti, R. (2025). Kebijakan pendidikan di era revolusi industri 4.0: Analisis literatur terhadap integrasi teknologi dalam kurikulum. Jurnal Ilmiah Pendidik Indonesia, 4(1), 81–95. https://doi.org/10.56916/jipi.v4i1.1891
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 EDUCATOR : Jurnal Inovasi Tenaga Pendidik dan Kependidikan
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
