PROFIL PENGGUNAAN REPRESENTASI EKSTERNAL DALAM PERKULIAHAN BIOLOGI SEL SERTA KEMAMPUAN METAFORA DAN ANALOGI MAHASISWA

KELAS X MIA MAN YOGYAKARTA III Sri Lestari1), Dias Idha Pramesti1)

PROFIL PENGGUNAAN REPRESENTASI EKSTERNAL DALAM PERKULIAHAN BIOLOGI SEL SERTA KEMAMPUAN METAFORA DAN ANALOGI MAHASISWA

Nengsih Juanengsih1)

1)_{Pendidikan Biologi, FITK, UIN Syarif Hidayatullah Jakarta} Email koresponden:nengsih.juanengsih@uinjkt.ac.id

Abstrak

Penelitian ini bertujuan untuk menggambarkan kondisi pelaksanaan perkuliahan biologi sel serta memperoleh informasi mengenai kemampuan metafora dan analogi mahasiswa. Penelitian ini berupa studi kasus di Prodi Pendidikan Biologi FITK UIN Syarif Hidayatullah Jakarta. Subjek penelitian adalah semua mahasiswa Pendidikan Biologi yang mengontrak mata kuliah Biologi Sel pada semester 3 tahun akademik 2013/2014 sebanyak 73 orang. Data dikumpulkan dengan teknik tes dan non tes. Tes berupa tes gambar untuk mengetahui penguasaan konsep mahasiswa tentang konsep transpor elektron pada membran dalam mitokondria (jenis gambar realistik-skematik dan skematik). Non tes berupa kuesioner berisi 19 pertanyaan tertutup dan 3 pertanyaan terbuka. Diperoleh informasi bahwa jenis representasi eksternal yang digunakan dalam perkuliahan biologi sel berupa gambar, diagram, dan animasi, belum digunakan metafora dan analogi secara terencana, dan belum dianalisis jenis analogi yang digunakan sudah tepat atau tidak. Adapun berdasarkan tes gambar hanya terdapat 7% mahasiswa yang mampu membuat analogi untuk proses transpor elektron.

Kata kunci: Representasi Eksternal, Biologi Sel, Metafora, Analogi

Abstract

This study aimed to describe the use of external representations in the course of cell biology as well as obtain information about the ability of metaphors and analogies students. This research is a case study in Biology Education Department FITK UIN Syarif Hidayatullah Jakarta. The subjects were all students of Biology Education contracting Cell Biology courses in the 3rd semester of the academic year 2013/2014 as many as 73 peoples. Data collected with test and non test. the image test to determine student's concept mastery on electron transport in the inner mitochondrial membrane (type of drawing realistic-schematic and schematic). Non tests in the form of a questionnaire containing 19 closed questions and three open-ended questions. Obtained information that type of external representation used in cell biology lectures in the form of drawings, diagrams, and animations, not yet to use metaphors and analogies in a planned and have not analyzed the type of analogy used was appropriate or not. Based on the picture test there are only 7% of students were able to make an analogy to the electron transport process.

Keywords: External Representation, Cell Biology, Metaphors, Analogies

PENDAHULUAN

Biologi sel merupakan mata kuliah yang memberikan pemahaman konsep dan prinsip tentang struktur dan ultra struktur serta proses-proses yang terjadi di dalam sel. Begitu banyak fenomena yang terjadi pada skala sub-mikroskopik sehingga hal ini menjadi abstrak. Untuk menyampaikan konsep-konsep tersebut diperlukan representasi yang dapat mendukung imajinasi siswa tentang sesuatu yang tidak nampak menjadi nampak, sehingga sesuatu yang abstrak menjadi konkret bagi setiap siswa. Salah satu cara untuk bisa menjelaskan setiap fenomena dalam biologi ini adalah melalui representasi eksternal.

Banyak penelitian dalam pendidikan sains dan pendidikan psikologi yang memusatkan pada peranan dan efektivitas representasi eksternal (ER, external representation^{) dalam pembelajaran sains. Dalam}

buku-buku biologi sel selalu disertai representasi eksternal dalam setiap penyajian suatu konsep, biasanya berupa photograph^, iconographic^jenis

realistik, realistik-skematik, dan skematik. Walaupun menggunakan eksternal representasi dalam pembelajaran namun tidak langsung menjamin bahwa pembelajaran akan berhasil, dengan kata lain siswa paham dengan konsep yang dipelajari (Schonborn et al., 2000). Pengalaman dalam menggunakan representasi eksternal juga penting bagi kemampuan siswa dalam berpartisipasi dalam praktik komunitas

Profil Penggunaan Representasi Eksternal dalam Perkuliahan Biologi Sel serta Kemampuan….

ilmiah. Pada kenyataannya para ahli bergantung pada penggunaan eksternal representasi untuk mengelaborasi ide penelitian dan mencari penjelasan bagi hasil observasi empirisnya (Kozma dalam Host, 2013).

Berdasarkan hasil penelitian Degerman (2012) teridentifikasi kesulitan mahasiswa dalam memahami proses molekuler ketika berinteraksi dengan representasi eksternal. Hal tersebut dikarenakan proses molekuler merupakan konsep imajinatif yang tidak berkaitan dengan pengalaman langsung dan tidak ada hubungannya dengan kehidupan sehari-hari. Untuk memahami konsep molekuler diperlukan representasi eksternal yang tepat. Jadi konsep dibentuk dari representasi eksternal, pengetahuan awal dan imajinasi. Dalam memahami konsep yang dilengkapi dengan sajian representasi eksternal diperlukan kemampuan mahasiswa dalam beranalogi dan membuat metafora. Metafora mengirimkan sebuah konsep dari satu sumber domain ke domain target baru. Laporan-laporan ilmiah seperti buku teks dan artikel sains populer dikemas dengan metafora, analogi dan ekspresi yang sengaja. Seperti halnya representasi eksternal, penggunaan metafora dan analogi tak dapat dihindari dan diperlukan ketika mengkomunikasikan pengetahuan mengenai fenomena molekuler (Degerman, 2012).

Konsep sel sudah diberikan baik pada tingkat SMP maupun SMA, dengan demikian sangat diperlukan kemampuan guru untuk dapat menyampaikan dan membelajarkan konsep sel yang abstrak kepada siswa. Lembaga Pendidikan Tenaga Keguruan (LPTK) mempunyai kontribusi yang cukup besar untuk mendidik calon guru. Untuk dapat membelajarkan siswa mengenai fenomena molekuler maka calon guru perlu diberi pembekalan mengenai penggunaan representasi eksternal, metafora dan analogi.

Penelitian-penelitian sebelumnya menunjukkan gambar statik dan animasi sebagai ER yang efektif dalam menjelaskan suatu konsep (Dahmani, 2009; Postigo, 2012; Kramer et al., 2012; Huk, 2010; Yarden, 2010; Lin, 2010; Host, 2012; Degerman, 2012; Host, 2013; Barak, 2013; Wu, 2013). Gambar statik dapat digunakan dalam melengkapi teks untuk meningkatkan pemahaman dan retensi (Large, 1996, dalam Yarden and Yarden, 2010) begitu pula dengan animasi, namun animasi lebih efektif dibanding gambar statik dalam menjelaskan suatu tahapan proses. Untuk urutan penyajian representasi lebih baik diawali gambar statik kemudian dinamis (Wu, Lin, and Hsu, 2013). Penggunaan ER dalam proses pembelajaran juga dapat menyiapkan siswa dalam

literasi visual, yaitu kemampuan membaca, menginterpretasi dan memahami informasi yang disajikan dalam bentuk piktorial atau gambar grafik. Kaitan dengan penggunaan ER dalam biologi sel juga dapat menyiapkan siswa dalam literasi tiga dimensi. Selain itu MERs dapat menghubungkan representasi internal (mental) melalui persepsi pebelajar (Srivastava and Ramadas, 2013). Meskipun dalam pembelajaran sudah menggunakan ER namun peserta didik masih sulit memahami konsep (Schonborn dalam Degerman, 2012). Oleh sebab itu diperlukan pendekatan tambahan untuk membangun representasi internal khususnya yang berupa visual, yaitu analogi dan metafora (Gentner dalam srivastava and Ramadas, (2013).

Berdasarkan uraian di atas maka dalam penelitian ini dilakukan studi kasus yang bertujuan menggambarkan penggunaan representasi eksternal dalam perkuliahan biologi sel dan mencari informasi mengenai kemampuan metafora dan analogi mahasiswa.

METODE

Penelitian studi kasus ini dilakukan di Prodi Pendidikan Biologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta. Subjek penelitian adalah semua mahasiswa pendidikan biologi yang mengontrak mata kuliah biologi sel pada semester 3 tahun akademik 2013/2014 sebanyak 73 orang.

Data yang diperlukan dalam studi kasus ini, diperoleh dengan cara tes dan non tes. Tes berupa tes gambar untuk mengetahui penguasaan konsep mahasiswa tentang konsep transpor elektron pada membran dalam mitokondria (jenis gambar realistik-skematik dan realistik-skematik). Non tes berupa kuesioner berisi 19 pertanyaan tertutup dan 3 pertanyaan terbuka.

Analisis data merupakan kegiatan setelah data dari seluruh responden atau sumber lain terkumpul. Kegiatan dalam menganalisis data adalah mengelompokkan data, mentabulasi data, menyajikan data, melakukan perhitungan persentase, selanjutnya data dideskripsikan.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Matakuliah biologi sel merupakan matakuliah wajib yang diberikan pada semester 3 dengan bobot 3 sks. Mata kuliah ini memberikan pemahaman konsep dan prinsip tentang struktur dan ultra struktur serta proses-proses yang terjadi di dalam sel. Materi pokok dalam mata kuliah ini meliputi sejarah perkembangan teori sel, sel prokaroit dan eukarior, Membran plasma,

Nengsih J.

nucleus, retikulum endoplasma, badan Golgi, vakuola, peroksisom, lisosom, mikrobodi, mitokondria, kloroplas, ribosom, sitoskeleton, struktur motil sel, siklus sel, dan komunikasi sel.

Dalam pelaksanaan perkuliahan biologi sel, sudah menggunakan representasi eksternal yaitu berupa gambar, diagram dan animasi yang dituangkan dalam bentuk slide power point ataupun dalam buku teks yang dijadikan sumber referensi. Sebuah hal yang dibenarkan untuk menggunakan lebih dari satu representasi untuk lebih menarik minat siswa dan juga memainkan peranan dalam mengembangkan kondisi belajar yang efektif (Ainsworth, 1999).

Multiple external representation^(MERs)

dipercaya dapat mendukung pembelajaran dengan menyediakan informasi tambahan atau proses, dan dengan memaksa interpretasi siswa pada representasi baru menggunakan representasi yang dikenal untuk membantu siswa memahami informasi yang dibawa representasi baru (Srivastava and Ramadas, 2013). MERs juga membantu mengkonstruksi pemahaman yang mendalam melalui abstraksi, perluasan, dan hubungan antara representasi (Ainsworth, 1999).

Walaupun menggunakan representasi eksternal dalam pembelajaran namun tidak langsung menjamin bahwa pembelajaran akan berhasil, dengan kata lain siswa paham dengan konsep yang dipelajari (Schonborn et al^{., 2000). Pengalaman dalam}

menggunakan representasi ekternal juga penting bagi kemampuan siswa dalam berpartisipasi dalam praktik komunitas ilmiah. Pada kenyataannya para ahli bergantung pada penggunaan representasi eksternal untuk mengelaborasi ide penelitian dan mencari penjelasan bagi hasil observasi empirisnya (Kozma dalam Host, 2013).

Untuk memahami suatu konsep melalui representasi eksternal dibutuhkan pendekatan tambahan untuk membangun internal representasi khususnya yang berupa visual, yaitu analogi dan metafora. Gentner dalam Srivastava dan Ramadas, (2013) mengartikan analogi sebagai pemetaan dari domain dasar ke domain target. Penelitian sebelumnya yang menunjukkan bahwa analogi sangat berguna dalam visualisasi, model-based reasoning, konstruksi pengetahuan, dan pemahaman (Duit, 1991; Justi and Gilbert, 2006; Harrison and Treagust, 2006). Sedangkan untuk metafora adalah penelitian Degerman (2012).

Berdasarkan penelitian diperoleh informasi bahwa dosen belum menggunakan metafora dan analogi secara terencana jadi masih muncul secara

spontan sehingga belum dianalisis jenis analogi yang digunakan sudah tepat atau tidak.

Hasil kuesioner yang merangkum data mengenai pendapat mahasiswa tentang mata kuliah biologi sel terdapat pada Tabel 1. Informasi penting yang dapat diperoleh dari Tabel 1 yaitu hampir seluruh mahasiswa menyatakan bahwa konsep biologi sel merupakan konsep yang abstrak, kompleks dan sukar serta mereka mengalami kesulitan dalam mempelajari konsep sel. Lebih dari setengahnya (58%) mahasiswa berpendapat bahwa metode dan strategi pembelajaran yang digunakan dalam perkuliahan biologi sel belum tepat. Oleh karenanya mahasiswa mengalami kesulitan untuk memahami proses-proses dalam biologi sel. Hampir seluruh mahasiswa berpendapat bahwa penggunaan gambar, diagram, dan animasi dapat membantu dalam memahami konsep biologi sel namun lebih dari setengahnya masih mengalami kesulitan dalam memahami konsep yang disajikan dalam bentuk gambar, diagram dan animasi.

Lebih dari setengahnya (53%) mahasiswa sudah mengenal penggunaan analogi dalam menjelaskan suatu konsep, namun 59% mahasiswa menyatakan tidak tahu manfaat atau peranan penggunaan analogi tersebut. Informasi penting lainnya yang diperoleh adalah 65% mahasiswa menyatakan tidak bisa membuat analogi.

Sebelum diminta untuk membuat metafora dan analogi mahasiswa diminta untuk menyatakan pilihannya tentang gambar yang paling dapat menjelaskan proses transpor elektron dari dua gambar yang disajikan. 88% mahasiswa memilih gambar A, dikarenakan lebih detil keterangannya, sedangkan sisanya 12% memilih gambar B dengan alasan lebih sederhana. Adapun mahasiswa yang mampu membuat analogi untuk proses transpor elektron hanya 7%.

Berdasarkan informasi yang terdapat pada Tabel 2 diketahui bahwa jenis metafora/analogi yang dibuat oleh mahasiswa berkaitan dengan hal yang dekat dengan kehidupan mereka. Mahasiswa mengumpamakan komplek protein sebagai suatu desa/daerah, pulau, halte atau terminal yang berperan sebagai tempat singgah, dan mengumpamakan ubiquinon dan cytokrom sebagai bis, perahu, ojeg yang berfungsi sebagai kendaraan yang mengantarkan penumpang dalam hal ini elektron.

Profil Penggunaan Representasi Eksternal dalam Perkuliahan Biologi Sel serta Kemampuan….

Tabel 1. Respon Mahasiswa Mengenai Matakuliah Biologi Sel

No Pertanyaan Jawaban (%)

Ya Tidak

1 Apakah anda menyukai mata kuliah biologi sel 92 8

2 Apakah perkuliahan biologi sel yang telah anda ikuti cukup menyenangkan? 61 39

3 Menurut anda apakah konsep biologi sel tergolong abstrak? 82 18

4 Menurut anda apakah konsep biologi sel tergolong kompleks? 95 5

5 Menurut anda apakah konsep biologi sel tergolong sukar? 80 20

6 Aapakah metode dan strategi pembelajaran yang digunakan dalam perkuliahan biologi sel sudah tepat?

58 42

7 Apakah anda mengalami kesulitan dalam mempelajari konsep biologi sel? 91 9 8 Apakah gambar dan diagram dalam buku sumber biologi sel menunjang anda

untuk memahami konsep-konsep biologi sel?

91 9

9 Apakah anda mengalami kesulitan untuk memahami proses-proses (transpor elektron, siklus sel, dll) dalam biologi sel?

86 14

10 Apakah gambar dapat membantu anda memahami proses-proses tersebut? 97 3 11 Apakah anda mengalami kesulitan ketika memahami konsep yang dijelaskan

oleh gambar?

58 42

12 Apakah diagram dapat membantu anda memahami proses-proses tersebut? 89 11 13 Apakah anda mengalami kesulitan ketika memahami konsep yang dijelaskan

oleh animasi?

50 50

14 Apakah animasi dapat membantu anda memahami proses-proses tersebut? 98 2 15 Apakah anda mengalami kesulitan ketika memahami konsep yang dijelaskan

oleh animasi?

20 80

16 Apakah anda mengenal analogi dalam menjelaskan suatu konsep? 53 47

17 Apakah anda tahu fungsi metafora dan analogi? 41 59

18 Apakah anda bisa membuat analogi 35 65

Analogi dalam berpikir sains adalah merupakan bagian yang penting, karena prinsip berpikir analogi adalah melalui hal-hal yang telah dimengerti banyak orang seperti halnya tentang pengalaman sehari-hari, fenomena nyata atau situasi yang mereka telah ketahui dan pahami untuk mengungkapkan sesuatu yang belum dipahami (Nersessian dalam Nyoto, 2011). Namun demikian, sebaiknya harus dihindarkan merepresentasikan obyek pada level submikroskopik dengan menggunakan analogi, karena berbagai temuan penelitian mendapatkan terjadinya miskonsepsi (Mammino, 2008 dalam Farida, 2012).

Tabel 2. Jenis Metaphor/Analogi yang digunakan Mahasiswa

Target Domain Metafora/Analogi Komplek protein I, II,

dan III

Daerah/desa, pulau, halte, terminal

Ubiquinon Bis, perahu, ojeg

Cytokrom Bis, perahu, ojeg

Elektron Penumpang, orang

Karena itu perlu dirancang suatu pemetaan metafora dan analogi yang tepat berdasarkan analisis dan kajian yang mendalam, sehingga siap digunakan oleh guru atau dosen dalam pelaksanaan proses pembelajaran konsep abstrak dalam hal ini konsep-konsep biologi sel. Dengan demikian penggunaan analogi dalam pembelajaran tidak muncul secara spontan, tetapi melalui perencanaan yang baik, sehingga tidak akan menimbulkan terjadinya kesalahan konsep bagi mahasiswa calon guru. Mengingat pentingnya representasi eksternal, kemampuan metafora dan analogi dalam menjelaskan konsep sel, maka perlu dibekalkan kepada calon guru biologi.

PENUTUP Simpulan

Perkuliahan biologi sel sudah menggunakan eksternal representasi berupa gambar, diagram dan animasi. Masih sangat sedikit mahasiswa (7%) yang mampu membuat analogi.

Nengsih J.

Gambar 1. Proses transpor elektron pada membran dalam mitokondria

Saran

Perlu dikembangkan program perkuliahan biologi sel untuk membekali kemampuan metafora dan analogi mahasiswa calon guru biologi sebagai pengetahuan pedagogi (reduksi didaktik).

DAFTAR PUSTAKA

Ainsworth, S. 1999. The Functions of Multiple Representations. Computer and Education^,

(33): 131-152.

Albert, B., D. Bray, K. Hopkin, A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Robert and D. Watson. 2002.

Molecular Biology of The Cell.³^rd^edition.

Garland Publishing Inc.

Aubusson, PJ., Harrison, AG., Ritchie, SM. 2006. Metaphor and Analogy in Science Education. Science and Technology Education Library Volume 30. Dordrecht, The Netherlands: Springer.

Barak, M. and Farraj, RH. 2013. Integrating Model-Based Learning and Animations for Enhancing Students’ Understanding of Proteins Structure and Function. Research Science Education. 43: 619-636.

Campbell, Reece, Urry, Cain, Wasserman, Minorsky, and Jackson. 2010. Biologi Edisi 8 Jilid 1. Jakarta: Erlangga.

Dahmani, HR., Schneeberger, P., Kramer, IM. 2009. Analysis of Students’ Aptitude to Provide Meaning to Images that Represents Cellular

Components at the Molecular Level. CBE-Life Sciences Education. Vol. 8. 226-238.

Degerman, MS., Larsson, C., Anward, J. 2012. When Metaphors Come to Life- at the Interface of External Representations, Molecular Phenomena, and Student Learning.

International Journal of Environmental and Science Education. Vol.7.No.4, 563-580. Farida, Ida. 2012. Interkoneksi Multipel level

Representasi Mahasiswa calon Guru pada Kesetimbangan dalam Larutan Melalui Pembelajaran Berbasis Web. Disertasi. SPS UPI Bandung: Tidak diterbitkan.

Gilbert, JK. 2010. The role of visual representations in the learning and teaching of science: An introduction. Asia-Pacific Forum on Science Learning and Teaching^{, Volume 11, Issue 1,}

Foreword, p.10

Host, GE, Larsson, C., Olson, A., Tibell, LAE. 2013. Student Learning about Biomolecular Self-Assembly Using Two Different External Representations. CBE-Life Sciences Education.

Vol.12, 471-482.

Host, GE, Schonborn, KJ., Palmerius, KEL. 2012. Students’ Use of Three Different Visual Representations to Interpret whether Molecules are Polar or Non-polar. Journal of Chemical Education,^{89 (12), 1499-1505.}

Huk, T., Steinke, M., Floto, C. 2010. The Educational Value of Visual Cues and 3D-representational Format in a Computer Animation Under

Profil Penggunaan Representasi Eksternal dalam Perkuliahan Biologi Sel serta Kemampuan….

Restricted and Realistic Condition.

Instructional Sciences. 38: 455-469.

Kramer, IM., Dahmani HS., Delouche, P., Bidabe, M., Schneeberger, P. 2012. Education Catching Up with Science: Preparing Students for Three-Dimensional Literacy in Cell Biology. CBE-Life Sciences Education. Vol.11, 437-447^.

Lin, H., and Dwyer, FM. 2010. The Effect of Static and Animated Visualization: A Perspective of Instructional effectiveness and Efficiency.

Education Technology Research Development^.

58: 155-174

Postigo, Y. and Manjon, AL. 2012. Students’ Conceptions of Biological Images as Representational Devices. Revista Colombiana De Psicologia.^{Vol.21 No.2, 265-284.}

Rybarczyk, B. 2011. Visual Literacy in Biology: A Comparison of Visual Representations in Textbooks and Journal Articles. Journal of College Science Teaching^{. Vol 41, No.1.}

Schonborn, KJ., and Bogeholz, S. 2009. Knowledge Transfer in Biology and Translation Across External Representations: Experts’ Views and Challenges for Learning. International Journal

of Science and Mathematics Education^.

7:931-955.

Schonborn, KJ., Bivall, P., Tibell, LAE. 2011. Exploring Relationships Between Students’ Interaction and Learning With A Haptic Virtual Biomolecular Model. Computers and Education. (57), 3, 2095-2105.

Yarden, H. and Yarden, A. 2010. Learning Using Dynamic and Static Visualizations: Students’ Comprehension, Prior Knowledge and Conceptual Status of a Biotechnological Method. Research Science Education. 40: 375-402.

Wu, HK., Lin, YF., Hsu, YS. 2013. Effect of Representation Sequences and Spatial Ability on Students’ Scientific Understandings about The Mechanism of Breathing. Instructional Sciences. 41: 555-573.

Srivastava, A. and Ramadas, J. 2013. Analogy and Gesture for Mental Visualization of DNA Structure. In Treagust, D.F. and Tsui, C.Y. (Eds.), Multiple Representations in Biological Education (pp.311-329). Dordrecht, The Netherlands: Springer.v

Seminar Nasional Biologi, Lingkungan, dan Pembelajaran Pendidikan Biologi FITK UIN Syarif Hidayatullah Jakarta, 24 Oktober 2015

PENGARUH PEMBELAJARAN BIOLOGI SEL BERMUATAN NILAI SOSIAL

Dalam dokumen PROSIDING Seminar Nasional Biologi, Lingkungan, dan Pembelajaran (Halaman 84-90)