TES UNTUK MENGETAHUI PEMAHAMAN MAHASISWA FISIKA DAN MATEMATIKA 2014 UKSW MENGENAI GRAFIK KINEMATIKA
Ishak Malafu [1] , Debora T. Sulistyaningsih [1],[2], Eiche [1] , Ferdy S. Rundonuwu [1],[2] 1Program Pendidikan Fisika dan 2Progam Studi Fisika
Fakultas Sains dan Matematika, Universitas Kristen Satya Wacana Jl.Diponegoro 52-60, Salatiga 50711,
192011013@student.uksw.edu
ABSTRAK
Karya terbaru telah menemukan satu konsistensi kesulitan mahasiswa dengan grafik posisi, dan kecepatan, terhadap waktu. Ini termasuk grafik perbedaaan gambar, kemiringan, masalah menemukan lereng garis yang tidak melewati titik asal, dan ketidakmampuan untuk memahami makna daerah di bawah kurfa dalam berbagai grafik. Untuk studi khusus ini, data yang diambil dari 57 mahasiswa di tingkat perguruan tinggi dikumpulkan dan dianalisis. Hal ini dilakukan dalam rangka penelitian kemampuan mahasiswa untuk memahami grafik kinematika. Diharapkan tidak hanya akan sekedar dilakukan tes, tetapi penelitian ini berguna dalam rangka pengembangan yang berguna bagi orang lain yang ingin melakukan penelitian serupa, tetapi penelitian melalui tes tertentu akan membantu guru supaya lebih mudah mengetahui kesulitan mahasiswa dan sejauh mana pemahaman mahasiswa terhadap grafik kinematika
Kata Kunci: Grafik Kinematika, Posisi, Waktu, Kecepatan
I. PENDAHULUAN
Pokok bahasan tentang kinematika merupakan materi permulaan dalam kurikulumm fisika SMA yang diajarkan pada kelas X semester I. Pada perguruan tinggi pun materi tentang kinematika diajarkan dalam perkuliahan fisika dasar dan mekanika. Kinematika adalah bidang ilmu fisika yang menjelaskan gerak benda, yang deskripsinya dapat melalui representasi verbal, diagram, grafik dan persamaan matematika. pengajaran kinematika ditujukan untuk mengembangkan penguasaan konsep tentang gerak agar seseorang dapat memahami atau menjelaskan gejala gerak benda-benda nyata di alam semesta. konsep-konsep dasar kinematika meliputi konsep perpindahan, kecepatan, dan percepatan dalam kaitannya dengan fungsi waktu. bentuk gerakan benda dapat diketahui dengan menelaah persamaan, diagram dan grafik[2].
Sebagai materi permulaaan yang merupakan dasar untuk
mempelajari materi fisika berikutnya, maka penanaman konsep kinematika melalui grafik merupakan hal yang sangat
penting untuk dipahami. Melalui grafik sebagai representasi gejala fisika, mahasiswa dapat menganalisis atau mengenali secara cepat dan tepat
hubungan antar besaran fisika, yang mana hal ini akan sulit dilakukan jika direpresentasikan dalam bentuk tabel data atau teori saja. Pemahaman terhadap grafik bermanfaat untuk mengembangkan keterampilan pemecahan masalah dalam proses belajar mengajar kinematika.
Pengembangan dan analisis mengenai pemahami grafik dalam Kinematika akan dijelaskan dalam artikel ini. Hal ini dimaksudkan untuk menjawab dua tujuan. Pertama, hasil penelitian bertujuan untuk mengungkapkan masalah siswa dalam menafsirkan grafik kinematika. tingkat pengetahuan siswa bisa sangat membantu sebelum, selama, dan setelah mengerjakan tes. Dalam proses pembelajaran, ada berbagai macam variasi bentuk penyajian data yang dapat digunakan guru untuk menggali pengetahuan dan pemahaman siswa. Kedua guru fisika cenderung menggunakan grafik sebagai semacam bahasa kedua, dengan asumsi siswa mereka dapat mengekstrak sebagian besar kekayaan informasi dari grafik. Sayangnya, ada sedikit penelitian tentang masalah mahasiswa dengan penafsiran grafik kinematika, sehingga hal ini berakibat informasi yang disampaikan lewat grafik tidak sampai ke mahasiswa.
Tes of Understanding Graphs-Kinematics (TUG-K) [1] adalah salah satu dari sekian banyak tes yang
Beichner pada tahun 1994 untuk menilai tingkat yang mencakup plilihan yang mempertimbangkan jebakan kuat agar kesulitan kesulitan siswa dalam memahami grafik terungkap. Beichner melakukan tes analisi statistik untuk memastikan bahwa instrumen ini dapat diandalkan dalam menilai pemahaman grafik kinematika. [1]
II. METODOLOGIPENELITIAN
Jenis penelitian ini adalah penelitian eksploratif kualitatif dengan pendekatan kuantitatif yaitu mengolah data hasil belajar mahasiswa secara statistik beradasarkan pada keadaan subyek penelitian. Kualitatif ditujukan untuk memahami keadaan responden. Dalam penelitian ini instrumen yang digunakan berupa tes soal penguasaan grafik kinematika yang telah dikembangkan oleh Beichner pada tahun 1994 sebanyak 21 soal. akan tetapi dalam penelitian ini hanya mengambil cuplikan 12 soal dari 21 soal tentang grafik posisi terhadap waktu dan kecepatan terhadap waktu sedangkan percepatan terhadap waktu tidak digunakan. Hal ini dimaksudkan untuk menyesuaikan dengan materi yang baru didapat oleh mahaisswa fisika dan matematika tingkat awal di Fakultas Sains dan Matematika, Universitas Kristen Satya Cacana . Bentuk soal objektif dengan satu pilihan yang benar dari lima pilihan yang disediakan.
Soal tes diberikan kepada 57 mahasiswa yang mahasiswa adalah 12 pertanyaan pilihan ganda. Ini adalah sebuah upaya yang dilakukan untuk memastikan bahwa soal tes hanya mengukur ketrampilan pemahaman grafik kinematika. Misalnya,
soal meminta siswa untuk "Pilih grafik yang benar menggambarkan jarak dari kecepatan bola dilemparkan dari pesawat”, akan tidak pantas karena tes pengetahuan itu mengenai gerak peluru. Cara lain untuk memastikan bahwa kesalahan umum yang termasuk sebagai miskonsepsi adalah mengajukan pertanyaan terbuka dari sekelompok mahasiswa dan kemudian gunakan kesalahan yang paling sering muncul sebagai pengganggu untuk versi tes pilihan ganda.
Rata-rata hasil tes dari setiap responden cukup rendah, dikarena mahasiswa yang dimintai untuk menjawab secara sukarela sehingga tidak benar-benar serius dalam mengerjakan setiap soal yang ada. akan tetapi hasil tes termasuk jelas bahwa mahasiswa sendiri tidak mampu menafsirkan kinematika grafik.
Dari penelitian sebelumnya didapatkan beberapa kesalahan yang sering terjadi pada siswa yaitu kesalahan grafik sebagai gambar, kerancuan ketinggian/kemiringan, bingung akan variabel , kesalahan kemiringan dan kesulitan menemukan area.
Kesalahan grafik sebagai gambar
Grafik dianggap seperti sebuah gambaran situasi, bukan terlihat seperti rumus matematika yang abstrak tetapi sebagai sebuah gambaran konkret dari suatu kecepatan dan percepatan. mereka sering beranggapan bahwa variabel2 dari grafik tersebut kelihatan sama. Kebiasaan ini menjadikan gubungan antar grafik seperti kesalahan gambar. jika sebuah grafik seperti sebuah gambaran tidak harus materi grafik itu dijadikan sebagai sebuah replika dari objek gerak fisika.
siswa dengan benar dapat menentukan kemiringan dari sebuah garis jika garis tepat berasal dari titik orgini/titik nol. akan tetapi siswa sedikit mengalami kesulitan jika kemiringan garis tidak berasal dari titik nol
kesulitan menentukan area
siswa mengalami kesulitan dalam menemukan dan mengerti luasan daerah dibawah kurva. siswa juga salah menginterpretasikan kata perubahan dengan secara otomatis mengarah ke kemiringan dari pada
grafik persentase jawaban benar mahasiswa terhadap soal tes
Matem sebelumnya, ditemukan bahwa siswa memiliki cukup kesulitan dalam menentukan lereng. namun dari penelitian ini ditemukan bahwa hal ini hanya berlaku untuk garis pada kurva yang "tidak biasa". jika garis dalam kurva dimulai dari titik asal atau titik nol, 77% mahasiswa fisika mampu menjawab benar dalam menentukan lereng sedangkan mahasiswa matematika 70% menjawab benar pada soal no 5. Soal no 5 ini termasuk soal yang paling mudah dalam tes. namun jika garis singgung tidak melewati titik asal seperti soal no 10, jawaban yang benar dari mahasiswa fisika turun menjadi 11% yang menjawab benar. mahasiswa sangat sering menghitung kemiringan pada titik hanya dengan membagi nilai pada sumbu x dan sumbu y dan pada dasarnya dipaksa untuk garis melalui titik asal.
Pada soal nomor 7 mahasiswa matematika kesulitan untuk membedakan posisi dan kecepatan. Dari hasil penelitian dapat dilihat bahwa kebanyakan mahasiswa ini hanya memperhatikan bentuk grafik yang sama saja tanpa melihat perbedaan antara posisi dan kecepatan.
dibagian ini. Sementara mahasiwa matematika 100% sudah menjawab dengan benar. Dan itu artinya mahasiswa matematika benar-benar mengerti cara menghitung jarak yang telah ditempuh dengan menemukan luasan dibawah kurva.
Sebanyak 60% mahasiswa matematika dan 58% mahasiswa fisika menjawab benar untuk soal no 12. Soal ini termasuk mudah karena sebagian besar menjawab dengan benar. Jika dibandingkan dengan jawaban yang salah, mahasiswa menjawab pertanyaan ini dengan membaca kecepatan pada sumbu vertikal dan mengalikannya dengan interval waktu. Hanya 24 % mahasiswa fisika dan 30% mahasiswa matematika menjawab benar pada soal no 4. Hal ini menunjukan bahwa siswa tidak dapat menafsirkan wilayah dibawah kurva, meskipun terkadang muncul niat untuk melakukannya, seperti ditunjukan pada hasil soal no 12.
Ditemukan bahwa mahasiswa mengalami kesulitan yang luar biasa menafsirkan arti luas daerah dibawah kurva. Pada soal no 12 mereka mampu menghitung jarak yang ditempuh dari grafik kecepatan-waktu. Dari jawaban untuk soal ini kita dapat dipercaya bahwa siswa dapat menemukan luas daerah namun jika dibandingkan dengan soal no 4, menunjukan bahwa hal ini tidak terjadi demikian. Ternyata pada soal no 12 mahasiswa menentukan jarak hanya dengan membaca kecepatan dari sumbu vertikal dan mengalikannya dengan iinterval waktu, mereka bahkan tidak menemukan sebuah daerah! Dengan kata lain, mahasiswa mampu mengingat dan menggunakan rumus (
s
=
vt
) untuk menentukan jarak tang ditempuh, tetapi tidak bisa menentukan informasi yang sama dengan melihat pada grafik dan menghitung daerah.Kesulitan yang sama menafsirkan daerah ditemukan juga pada soal no 1. Dari soal no 1 ini, terlihat jelas bahwa banyak yang masih bingung dengan kemiringan dan daerah/luasan dibawah kurva. Harusnya pada soal ini menentukan besarnya dengan melihat luasan yang dibentuk dibawah kurva sedangkan kebanyakan mahasiswa fokus melihat pada kemiringan garis pada kurva.. Soal no 1 ini tergolong soal dengan tingkat kesulitan yang tinggi sehingga tidak dianjurkan untuk mendahului tes dengan soal yang diskriminasinya tinggi. Hanya 21 % mahasiswa fisika yang menjawab benar sedangkan mahasiswa matematika tidak ada satupun yang benar. Salah satu kemungkinan kesalahan adalah jebakan soal dengan adanya kata “perubahan” sehingga mahasiswa
cenderung untuk melihat kemiringan daripada luasan dibawah kurva.
Kesulitan mahasiswa tingkat awal terkait menafsirkan grafik garis lurus terlihat pada soal no 3, mahasiwa sering mengabaikan variabel kinematik pada sumbu vertikal. Sebanyak 36 % mahasiswa fisika dan 10% mahasiswa matematika menjawab salah dengan memilih option C. Dari hasil ini didapat bahwa mahasiswa mengklaim grafik merupakan objek yang bergerak dengan kecepatan yang meningkat secara bersamaan, dengan anggapan sumbu vertikal mewakili kecepatan bukan posisi.
Kesulitan umum mahasiswa adalah mengabaikan sumbu vertikal grafik. Pada soal no 6 masih sama atau identik dengan soal no 3, dimana 50% matematika dan 55% fisika memilih deskripsi pada option C yang akan benar jika grafiknya adalah grafik kecepatan vs waktu daripada perpindahan terhadap waktu.
Dari keseluruhan jawaban yang diberikan, 51% dari mahasiswa matematika memberikan jawaban yang benar. Itu berarti pemahaman mahasiswa matematika terhadap grafik kinematika sudah cukup baik. Sedangkan pada mahasiswa fisika, hanya sekitar 44% jawaban yang benar. Dan itu artinya masih banyak mahasiswa fisika masih mengalami miskonsepsi dalam kinematika.
IV. KESIMPULAN
yang menemui kesulitan dalam menentukan jarak yang ditempuh hanya dengan menyajikan grafik kecepatan terhadap waktu.
Dari keseluruhan jawaban yang diberikan, 51% dari mahasiswa matematika memberikan jawaban yang benar. Itu berarti pemahaman mahasiswa terhadap grafik kinematika sudah cukup baik. Sedangkan pada mahasiswa fisika, hanya sekitar 44% jawaban yang benar. Dan itu artinya masih banyak masiswa fisika masih mengalami miskonsepsi dalam kinematika.
V. REFRENSI
[1] Robert J. Beichner,
Testing student
interpretation of kinematics graphs
,Physics Department, North Carolina State University, Raleigh, North Carolina 29695 (1994)
[2] Anwar, Khairul. M.Pd.Si, februari 2013,
“
Profil Kemampuan Mahasiswa Fisika se
kota mataram dalam memahami grafik
kinematika
”, Universitas MuhamadiahMataram.
[3] Beichner, R.J., “An Introduction to Physics Education Research” in
Getting
Started in PER
, Henderson, C. andHarper, K. eds., American Association of Physics Teachers, College Park, MD, 2009
[4] Hestenes, D. and Wells, M., “A
Mechanics Baseline Test”,
Phys. Teach.
30
, 159-65 (1992).[5] Beichner, R.J., “Testing student interpretation of kinematics graphs,”
Am. J. Phys.
62
(8), 750-762 (1994).[6] Hestenes, D., Wells, M. and Swackhamer, G., “Force Concept Inventory
,
”Phys. Teach.
30
(3), 141-158 (1992).[7] Mazur, E.,
