Contoh Soal HOTS

Sekilas Sejarah Pengolahan Air dengan Teknologi Osmosis

    Proses osmosis melalui membran semipermeabel pertama kali diamati pada tahun 1748 oleh seorang ilmuwan Perancis bernama Jean Antoine Nollet. Namun, osmosis hanya sebuah fenomena yang diamati di laboratorium selama 200 tahun berikutnya. Hingga pada akhir tahun 1940-an, para peneliti mulai memeriksa cara-cara pengolahan air murni dari air asin (desalinasi), di mana pada tahun 1949, University of California at Los Angeles (UCLA) pertama menyelidiki desalinasi air laut dengan menggunakan membran semipermeabel. Para peneliti dari UCLA dan University of Florida berhasil memproduksi air tawar dari air laut pada pertengahan tahun 1950-an, tetapi fluks terlalu rendah untuk komersial. Hingga ditemukan teknik untuk membuat membran asimetris ditandai dengan "kulit" lapisan tipis efektif di atas wilayah substrat sangat berpori dan lebih tebal dari membran, oleh Sidney Loeb di UCLA dan Srinivasa Sourirajan di National Research Council of Canada, Ottawa. 

Pertanyaan 1.

Hingga kini, banyak pengolahan air yang menggunakan teknologi Osmosis Terbalik (Reverse Osmosis), dimana teknologi osmosis terbalik ini memiliki prinsip yang berkebalikan dengan prinsip osmosis seperti biasanya.

Di bawah ini yang merupakan prinsip teknologi osmosis terbalik (reverse osmosis) untuk mengolah air yang paling tepat adalah....

a. Pengolahan air dari air yang memiliki konsentrasi rendah menjadi air yang memiliki konsentrasi tinggi dengan melalui membran semipermeabel.

b. Pengolahan air dari air yang memiliki konsentrasi tinggi menjadi air yang memiliki konsentrasi rendah dengan melalui membran semipermeabel.

c. Pengolahan air untuk menghasilkan air murni dengan menggunakan membran semipermeabel.

d. Pengolahan air untuk menghasilkan air murni dengan adanya tekanan osmosis.

Pertanyaan 2.

Manakah di bawah ini yang merupakan pengaplikasian dari teknologi osmosis terbalik (reverse osmosis)?

a. Pemurnian air minum serta pemurnian air limbah.

b. Penelitian pada konsentrasi jus jeruk atau produksi protein whey bubuk.

c. Pengolahan nira menjadi sirup (gula cair) pada pabrik sirup.

d. Benar semua.

Resume artikel "Conceptual Understanding versus Algorithmic Problem Solving: Further Evidence from a National Chemistry Examination"

       Dalam penelitian ini, peneliti menganalisis lebih lanjut mengenai hasil ujian nasional dari perspektif pembelajaran konseptual versus pemecahan masalah algoritmik. Sampel dari penelitian ini adalah 499 siswa kelas 11 (usia sekitar 17 tahun) yang mengikuti berbagai cabang atau aliran yang mengarah ke semua jenis studi pendidikan tinggi di Yunani. Dengan menggunakan criteria kualitataif, peneliti membedakan pertanyaan menjadi: (i) pengetahuan-mengingat sederhana, (ii) konseptual, dan (iii) latihan yang baik (algoritmik), stoikiometri.

    Kimia sekolah adalah mata pelajaran yang kurang lebih bersifat internasional sehubungan dengan konten dan tujuannya. Di sekolah menengah atas, kimia biasanya disajikan sebagai versi kimia umum perguruan tinggi yang disederhanakan dan direduksi. Cirri utama dari cara kimia sekolah diajarkan dan diuji di seluruh dunia adalah bahwa penekanannya sering ditempatkan pada aturan pembelajaran dan algoritma yang memungkinkan siswa untuk berhasil menjawab pertanyaan ujian termasuk, termasuk “masalah” komputasi yang relatif rumit. Namun apa yang terjadi dalam kasus pertanyaan konseptual, bahkan yang tampaknya sederhana?

       Dalam penelitian ini, peneliti menekankan 3 poin: (a) bahwa berbagai penulis telah menggunakan berbagai metode untuk mengkategorikan pertanyaan sebagai pertanyaan algoritmik atau memerlukan pemahaman konseptual; (b) pertanyaan konseptual telah dikaitkan dengan keterampilan kognitif tingkat tinggi  (HOCS), dan pertanyaan algoritmik dengan keterampilan kognitif tingkat rendah (LOCS); (c) sejauh mana item ujian dikategorikan membutuhkan pemikiran konseptual.

METODE PENELITIAN

    Sampel penelitian terdiri dari 499 siswa (usia sekitar 17 tahun) yang mengikuti Ujian Nasional Yunani untuk kelas 11. Semua siswa berasal dari berbagai sekolah perkotaan dan mewakili populasi siswa di perkotaan di Yunani. Besarnya ukuran sampel membuatnya sangat mungkin menjadi sampel yang homogen, bahkan jika siswa berasal dari banyak sekolah yang berbeda. ujian berlangsung pada akhir tahun ajaran pada bulan Juni 1998-99, dan merupakan baian dari ujian penempatan universitas yang dimulai pada kelas sebelas dan diselesaikan pada akhir kelas dua belas. Kimia (kimia organik) merupakan salah satu mata pelajaran yang diujikan bagi seluruh siswa. Semua siswa mengambil kursus yang sama hingga akhir kelas sepuluh. Mulai kelas sebelas, siswa harus mengikuti salah satu dari 3 ranting yaitu positif branch (PB), theory branch (ThB), dan tecnology branch (TB).

    Pertama-tama harus dicatat bahwa siswa yang paling lemah bergabung dengan TB, sedangkan siswa yang secara akademis lebih kuat dipisahkan dalam dua cabang lain, mereka yang tertarik pada humaniora dan semacamnya masuk ke ThB, dan mereka yang tertarik pada sains, kedokteran, dan teknik masuk ke PB. Semua siswa mengikuti ujian akhir tahun yang sama dalam kimia (organik), dan hasil ujian inilah yang dianalisis dalam penelitian ini.

    Makalah kimia organik terdiri dari 4 bagian: Bagian 1 berisi sebagian besar pertanyaan recall, fixed-response,  sedangkan bagian 2 mencakup pengetahuan dan beberapa peertanyaan konseptual sederhana, bagian 3 dan 4 lebih sulit, keduanya melibatkan perhitungan stoikiometri.

HASIL DAN DISKUSI

a. Prestasi

    

    Dalam semua pertanyaan yang dipelajari di sini (tabel 1), PB memiliki pencapaian lebih tinggi daripada ThB, dan ThB lebih tinggi dari TB. Perbandingan statistik dari tiga cabang dengan menggunakan ANOVA satu arah untuk sampel independen dan penggunaan tes Tukey dan Schaffe menegaskan bahwa dalam semua pertanyaan (kecuali 2.3.b dimana perbedaan antara PB dan ThB tidak signifikan), PB memiliki kinerja unggul yang signifikan secara statistik pada p=0,01 untuk ThB dan TB. Di sisi lain, ThB memiliki kinerja yang jauh lebih unggul daripada TB pada pertanyaan 3.b, 4.a, 4.b, dan 4.c (pada p=0,05).

b. Konseptual versus algoritmik

    Pertanyaan algoritmik sederhana dapat menghasilkan skor tertinggi. Namun, di lain kasus pertanyaan algoritmik yang kompleks menyebabkan pencapaian siswa yang lebih rendah. Pada penelitian ini PB memiliki perbedaan skor rata-rata yang signifikan lebih kecil. Hal ini disebabkan pada PB memiliki siswa yang jauh lebih tinggi dengan kedua kemampuan yang tinggi pula. Pada hampir seluruh kasus PB memiliki skor yang lebih tinggi daripada ThB dan ThB lebih tinggi dibanding TB. Perbedaan ini ternyata dapat dikaitkan dengan karakteristik siswa pada setiap cabangnya. Selain itu, perbedaan ini juga dapat disebabkan karena pengalaman pendidikan siswa yang mungkin berbeda sehingga kesiapan tiap siswa dalam menghadapi ujian pun berbeda. Selanjutnya dilakukan pengujian lagi dengan membandingkan distribusi yang sesuai dengan pencapaian siswa PB dalam dua ujian yaitu ujian kimia organik untuk pendidikan umum dan ujian khusus dalam kimia umum dengan pertimbangan terdapat sampel PB yang berbeda pada dua kasus. Hasil yang diperoleh menunjukan bahwa siswa mendapat nilai yang jauh lebih tinggi dalam ujian kimia umum. Hal ini berarti bahwa meskipun tampak jarang siswa yang mampu memahami konsep juga tidak memiliki kemampuan menangani masalah, namun pada kenyataannya terdapat siswa yang seperti itu. Mereka ini merupakan siswa yang kurang tertarik dan berlatih dalam memproyeksikan atau memanipulasi matematika.

KESIMPULAN

    Dapat disimpulkan bahwa PB memiliki jumalh siswa paling banyak dengan kemampuan algoritmik terlepas dari kemampuan konseptual. pada ketiga cabang memiliki jumlah siswa dengan kemampuan konseptual yang hampir sama. Namun pada kemampuan algoritmik, hanya siswa PB dan ThB yang memiliki proporsi sama. Kemudian untuk prestasi dari 3 cabang, PB memiliki pencapaian rata-rata tertinggi, lalu disusul oleh ThB dan kemudian TB.