Perpustakaan Digital ITB

Penelitian ini mengangkat konteks kimia modern azobenzena sebagai sakelar molekuler (photoswitch) untuk memperkuat pembelajaran abad ke-21 melalui Project-Based Learning (PjBL) terintegrasi STEAM (Science, Technology, Engineering, Arts, and Mathematics) pada jenjang SMA. Secara kimia, kajian berfokus pada fotoisomerisasi trans ? cis turunan azobenzena dengan metil kuning (4-dimetilaminoazobenzena) sebagai model, serta pewarna makanan berbasis azo sebagai pembanding. Secara pendidikan, penelitian mengembangkan dan menguji modul STEAM–PjBL yang mengintegrasikan perancangan alat (fotoreaktor sederhana), eksperimen, analisis data, dan komunikasi ilmiah melalui poster. Metode penelitian meliputi pemurnian metil kuning, karakterisasi (FT-IR, ¹H NMR, ¹³C NMR), serta uji fotoisomerisasi melalui iradiasi UV–Vis (? = 400 nm) yang dipantau menggunakan spektrofotometri UV–Vis. Modul STEAM–PjBL diimplementasikan pada 28 siswa kelas XII selama empat pertemuan. Evaluasi pembelajaran dilakukan melalui desain pretest–posttest, kuesioner motivasi Intrinsic Motivation Inventory (IMI), rubrik penilaian proyek fotoreaktor, eksperimen, dan poster, serta kuesioner uji modul pembelajaran dengan analisis Rasch. Hasil kajian kimia menunjukkan bahwa metil kuning berhasil dimurnikan dan terkonfirmasi sebagai senyawa target melalui triangulasi data karakterisasi. Uji fotoisomerisasi memperlihatkan perubahan spektrum UV–Vis yang mengindikasikan proses trans ? cis, ditandai pergeseran hipsokromik (blue shift), disertai perubahan warna yang dipantau menggunakan aplikasi color meter dan munculnya noda baru yang lebih polar pada KLT. Laju trans ? cis bergantung pada pelarut: etanol (1 s) > isopropanol (5 s) > asetonitril (30 s). Relaksasi termal cis ? trans juga bervariasi, yaitu etanol (6 menit), isopropanol (30 menit), dan asetonitril (1 menit), yang menegaskan peran medium pelarut (kepolaran, ikatan hidrogen, dan dinamika medium) terhadap efisiensi fotosakelar. Sebaliknya, pewarna makanan berbasis azo yang diuji pada iradiasi ? = 400–500 nm tidak menunjukkan fotoisomerisasi teramati pada kondisi pengujian, baik melalui spektrum maupun indikator pendukung. Pada aspek pendidikan, seluruh kelompok berhasil merancang fotoreaktor sederhana yang berfungsi untuk uji fotoisomerisasi metil kuning. Reliabilitas penilaian proyek fotoreaktor tergolong tinggi (? ? 0,84), penilaian eksperimen rendah–sedang (? ? 0,52), dan penilaian poster sedang (? ? 0,64). Analisis Rasch pada pretest (25 butir; n = 28) menunjukkan kualitas instrumen yang baik (pemisahan item 2,48, reliabilitas item 0,86, KR-20 0,88) dengan rerata kemampuan siswa 0,27 logit. Setelah implementasi modul, posttest menunjukkan peningkatan kemampuan (rerata 2,18 logit), meskipun kualitas instrumen berada pada kategori sedang (pemisahan item 1,33, reliabilitas item 0,64, KR-20 0,71). Hasil IMI juga menunjukkan respons positif terhadap pengalaman pembelajaran, dengan skor Interest/Enjoyment ? 4,42 (tinggi), Perceived Competence ? 3,50 (cukup tinggi), dan Pressure/Tension-Reverse ? 3,30 (sedang). Secara keseluruhan, data mendukung adanya peningkatan kemampuan siswa setelah pembelajaran menggunakan modul STEAM–PjBL bertema sakelar molekuler azobenzena. Penelitian ini menyimpulkan bahwa (1) metil kuning layak digunakan sebagai model sakelar molekuler azobenzena pada konteks sekolah berdasarkan indikator spektrum dan uji pendukung, sedangkan pewarna makanan azo yang diuji tidak menunjukkan fotoisomerisasi teramati pada kondisi pengujian, dan (2) modul STEAM–PjBL yang dikembangkan layak diterapkan serta berpotensi meningkatkan capaian kognitif dan motivasi belajar, sekaligus memfasilitasi keterampilan abad ke-21.