Catatan Penting: Prespektif tentang Pluralitas Pemodelan Kimia

Sumber ini membahas sifat pluralistik dari pemodelan kimia dan implikasinya untuk pengajaran kimia. Untuk penjelasan mode audio berbahasa Indonesia (format mp3 ukuran 2,85 MB) dapat diunduh dari sini. Penjelasan ini dibuat menggunakan NotebookLM Google sehingga mudah untuk dipahami konteks isi dari jurnal. Tulisan nomor dalam tanda kurung siku ini merupakan rujukan sumber sesuai yang ditulis dalam jurnal.

• Pemodelan adalah Praktik Inti: **Pemodelan adalah praktik disipliner inti dalam kimia** [1]. Namun, kompleksitasnya sering kali disederhanakan dan kurang dibahas dalam konteks pendidikan [1].
  
  
• Pluralitas Pemodelan Kimia: Kimia bersifat **pluralistik** [2]. Para kimiawan menggunakan **beragam model untuk merepresentasikan sistem yang sama**, seringkali bervariasi dalam tingkat granularitas dan dimensi fisik [2]. Penalaran kimia kurang bergantung pada penerapan teori umum dan lebih pada pembangunan dan penggunaan model spesifik yang disesuaikan dengan zat atau proses yang diminati [2].
  
  
• Tujuan Model: Model adalah **alat penting dalam penalaran ilmiah**, yang memungkinkan kita membuat prediksi, membangun penjelasan, dan terlibat dalam argumentasi berbasis bukti tentang sifat dan perilaku sistem [3]. Model juga berfungsi sebagai **alat bantu penjelasan dan pembelajaran**, membantu siswa memvisualisasikan, mensimulasikan, dan bernalar tentang fenomena abstrak [3].
  
  
• Tantangan Pendidikan: Siswa sering **mencampuradukkan model dengan fenomena yang direpresentasikannya** atau **gagal mengenali keterbatasan suatu model** dalam konteks baru [4]. Mereka mungkin juga menganggap model sebagai statis atau final daripada alat yang berkembang yang dapat direvisi berdasarkan bukti baru [4]. **Penting untuk adanya instruksi eksplisit** yang membantu siswa membandingkan dan mengevaluasi model, memahami tujuannya, dan merefleksikan keterbatasannya (kompetensi metamodel) [4].
  
  
• Triplet Kimia Johnstone: Pemahaman kimia melibatkan tiga domain: **makroskopik, submikroskopik, dan simbolik** [5, 6]. Triplet Johnstone mengklasifikasikan pemahaman kimia ke dalam domain makroskopik, submikroskopik, dan simbolik [6]. Penulis berpendapat bahwa sudut "makroskopik" dalam triplet Johnstone sebenarnya memiliki sifat ganda, mewakili **sistem nyata dan fenomena yang menarik** serta **idealisasi makroskopik yang sesuai** (yaitu, model makroskopik) [7].
  
  
• Tingkat Granularitas Model Kimia: Model kimia dapat dibangun pada berbagai tingkat granularitas, di mana setiap tingkat memiliki entitas dengan sifat-sifat baru (*emergent properties*) yang berbeda dari komponen-komponennya pada tingkat yang lebih rendah tetapi muncul dari interaksi dinamis mereka [8, 9]:
  
  
  • Makroskopik: Komponen utama adalah zat kimia [9]. Ini melibatkan penyederhanaan kompleksitas dan idealisasi proses yang sebenarnya, seperti reaksi pembakaran metana [7, 10].
    
    
  • Partikulat: Komponen utama adalah partikel dengan massa bervariasi dalam interaksi dinamis [9].
    
    
  • Molekuler: Komponen utama adalah entitas submikroskopik dengan komposisi dan struktur kimia tertentu [9].
    
    
  • Atomik: Komponen utama adalah atom dari unsur yang sama atau berbeda [9].
    
    
  • Elektronik: Komponen utama adalah partikel subatomik (misalnya, elektron, proton) [9].
    
    
• Dimensi Analisis Model Kimia: Model juga berbeda dalam dimensi analisis yang ditekankan [11]:
  
  
  • Komposisional: Fokus pada komposisi kimia entitas sistem [11].
    
    
  • Struktural: Fokus pada organisasi spasial komponen yang relevan [11].
    
    
  • Interaksional: Fokus pada interaksi antar komponen sistem [11].
    
    
  • Energetik: Fokus pada jumlah dan distribusi energi dalam sistem [11].
    
    
  • Kinetik: Fokus pada evolusi waktu komponen yang ditargetkan dan sifat-sifatnya [12].
    
    
• Contoh Pluralitas Model (Reaksi Amonia dan Asam Klorida): Sumber ini menggunakan contoh reaksi NH3(g) + HCl(g) → NH4Cl(s) untuk menunjukkan bagaimana fenomena yang sama dapat dimodelkan secara berbeda pada berbagai tingkatan dan dimensi [12]:
  
  
  • Model Makroskopik: Dapat bersifat komposisional (zat kimia, difusi) [13], energetik (proses eksotermik, perubahan entalpi/entropi) [14], atau kinetik (konsentrasi, difusi-reaksi, pola cincin Liesegang) [15].
    
    
  • Model Tingkat Partikulat: Memvisualisasikan reaktan sebagai partikel bergerak, bertabrakan, membentuk produk padat yang beraglomerasi, menjelaskan pola cincin [16].
    
    
  • Model Tingkat Molekuler: Memodelkan reaktan sebagai zat molekuler polar, pembentukan ion NH4+ dan Cl−, pembentukan kisi ionik, dan pelepasan energi [17].
    
    
  • Model Tingkat Atomik: Menggunakan teori asam-basa Brønsted-Lowry, di mana HCl mendonorkan proton ke NH3, menjelaskan sifat ionik produk [18].
    
    
  • Model Tingkat Elektron: Menggunakan teori asam-basa Lewis, di mana NH3 mendonorkan pasangan elektron ke H+, menunjukkan peran pergerakan elektron dalam pembentukan dan pemutusan ikatan [19].
    
    
• Implikasi untuk Pengajaran: Penting bagi guru kimia untuk [20]:
  
  
  • Membantu siswa **membandingkan model-model yang berbeda** untuk fenomena yang sama untuk memperkuat pemahaman mereka [21, 22].
    
    
  • Mendukung siswa dalam **mengembangkan keterampilan metamodel** (mengetahui model mana yang akan digunakan, kapan, dan mengapa) [3, 23-25].
    
    
  • Mendorong siswa untuk **mempertanyakan dan merefleksikan tujuan, batasan, dan asumsi model** [26].
    
    
  • Merancang penilaian yang meminta siswa untuk **membenarkan pilihan model** dan **mereflelesikan ruang lingkup serta keterbatasan model** [27, 28].
    
    
  • Mengintegrasikan berbagai jenis pengetahuan dan perspektif pemodelan saat menganalisis masalah [27].
    
    
• Jenis Model Lainnya: Model kimia juga dapat berbeda dalam pendekatan metodologisnya, seperti model deterministik atau probabilistik, model teoritis atau empiris, serta model analitis atau komputasi [29].

Pemahaman tentang pluralitas model kimia ini seperti memiliki berbagai lensa kacamata, di mana setiap lensa (model) memungkinkan kita melihat aspek yang berbeda dari realitas kimia yang sama, memberikan wawasan yang lebih dalam dan komprehensif.