Profil Multi Representasi Mahasiswa Calon Guru Pada Materi
Mekanika
RATNAEKAWATI1*), AGUSSETIAWAN2,*), ANARATNAWULAN2)
1)Sekolah Pascasarjana Prodi Pendidikan IPA Univeristas Pendidikan Indonesia. Jl. Dr. Setiabudhi 229 Bandung.
ABSTRAK: Fisika merupakan cabang dari ilmu pengetahuan alam yang bertujuan untuk mempelajari berbagai gejala atau proses alam dan sifat zat serta penerapannya. Gejala alam terbentuk oleh dari satu atau lebih besaran fisis yang saling berhubungan dan saling berinteraksi. Hubungan fungsional antara besaran-besaran fisis tentang suatu fenomena biasanya dinyatakan dalam formulasi matematika dan kemudian divisualisasikan dalam bentuk grafis. Para ilmuwan menggunakan berbagai representasi pada setiap aspek dalam praktek ilmiah meliputi: mengembangkan desain penelitian, mempresentasikan hasil, serta mengelaborasi dan menegosiasikan ide-ide mereka. Karakteristik fisika berkaitan erat dengan kemampuan multi representasi, sudah seharusnya mahasiswa menguasai kemampuan multi representasi untuk dapat memahami konsep fisika secara mendalam. Penelitian ini bertujuan untuk mendeskripsikan profil kemampuan multi representasi (matematis, gambar, grafik, dan verbal) mahasiswa pendidikan fisika. Penelitian ini menggunakan metode deskriptif. Subyek penelitian ini adalah 22 mahasiswa semester IV jurusan pendidikan fisika di Lembaga Pendidikan Tenaga Kependidikan (LPTK) yang sudah mengikuti perkuliahan Fisika Dasar. Pengumpulan data dilakukan dengan tes esai berformat respons berbasis multi representasi. Hasil analisis data menunjukkan kemampuan representasi matematis 53%, gambar 33%, grafik 25%, verbal 4%.
Kata Kunci: multi representasi, mekanika.
PENDAHULUAN
Sains termasuk fisika merupakan salah satu bentuk ilmu. Ruang lingkup kajiannya terbatas pada dunia empiris, yakni hal-hal yang terjangkau oleh pengamatan manusia. Alam dunia menjadi obyek telaah fisika tersusun atas kumpulan benda-benda dan peristiwa-peristiwa yang satu dari lainnya terkait dengan kompleks. Menurut Wospakrik fisika adalah cabang ilmu pengetahuan alam yang bertujuan mempelajari dan memberi pemahaman baik secara kuantitatif dan kualitatif berbagai gejala atau proses alam dan sifat zat serta penerapannya (Mundilarto, 2010). Fisikawan bergantung pada analisis dan representasi kualitatif untuk memahami dan membantu membangun representasi kuantitatif pada proses fisika (Heuvalen, 1991). Penerapan representasi kualitatif meliputi gambar, grafik, dan diagram. Representasi kualitatif membantu menyelesaikan persoalan fisis sebelum menggunakan persamaan matematis secara kuantitatif (Heuvalen & Zou, 2001).
Bagaimana para ilmuwan menghasilkan, memvalidasi, menyebarkan pengetahuan baru, dan peran multi representasi dalam membangun pengetahuan, sejalan dengan ketertarikan pendidik Sains tentang peran representasi dan langkah penerapan representasi di pembelajaran Sains (Prain & Tytler, 2013). Ada banyak penelitian menyatakan pentingnya multi representasi dalam pembelajaran sains dalam kuberhasilan meyelesaikan masalah dan pemahaman konseptual yang baik (Won, Yon, & Treagust, 2014; Waldrip, Prain, Coloran, 2006; Waldrip, Prain, & Coloran, 2010; Adadan, Irving, & Trundle, 2009; Hubber, Tytler, & Haslam, 2010). Penggunaan multi representasi memiliki peran kunci dalam proses pembelajaran (Ibrahim & Rebello, 2012). Hasil penelitian menemukan bahwa mengintegrasikan multi representasi mampu menghasilkan lingkungan belajar konseptual bagi banyak siswa (Dori & Belcher, 2005; Gilbert & Treagust, 2009; van Someren et al, 1998; Ibrahim & Rebello, 2012).
Mahasiswa lebih termotivasi dan belajar lebih banyak ketika mereka mempunyai kesempatan memperbaiki pemahaman melalui perbaikan representasi (Carolan, Prain, & Waldrip, 2008). Multi representasi memberikan mahasiswa berbagai peluang untuk membangun pengetahuan yang ditargetkan, yaitu: jika seorang siswa gagal memahami sebuah konsep dalam salah satu representasi tertentu, representasi lain mungkin lebih efektif, dan menarik (Ainsworth, 1999).
Menurut pandangan psikologi kognitif, penggunaan multi representasi dalam pembelajaran dapat meringankan kerja memori peserta didik dalam belajar. Satu konsep apabila direpresentasikan dengan multi representasi akan terjadi efek multiple exposures. Tidak mudah untuk mencapai hasil belajar yang baik jika konsep hanya diberikan satu atau dua kali dan setelah itu tidak dijumpai lagi. Pengulangan dilakukan melalui proses pembetukan konsep melalui representasi konkret, kemudian menggunakan representasi matematis untuk menghubungkan representasi konkret yang telah dikembangkan (Van Heuvalen, 2001).
Penelitian menunjukkan banyak peserta didik sering tidak menggunakan multi representasi secara efektif (van Someren et al, 1998). Terutama peserta didik yang pengetahuan awal rendah sering mengalami masalah dengan koordinasi dan integrasi multi representasi (Kozma & Russell, 1997; Yerushalmy, 1991). Peserta didik tidak menggunakan representasi berbeda tetapi hanya berkonsentrasi dengan satu representasi yang lebih familiar (Cox & Brna, 1995; Tachnek & Simon, 1998).
Berdasarkan beberapa uraian di atas, permasalahan dalam penelitian ini adalah bagaimana profil kemampuan multi representasi (matematis, gambar, grafik, dan verbal) mahasiswa pendidikan fisika. Sejalan dengan permasalahan tersebut, tujuan dari penelitian ini adalah mendeskripsikan profil kemampuan multi representasi (matematis, gambar, grafik, dan verbal) mahasiswa pendidikan fisika. Hasil penelitian ini diharapkan dapat dijadikan masukan maupun pertimbangan dalam merumuskan dan menyusun pembelajaran dan asesmen tentang mekanika pada mata kuliah Fisika Dasar.
METODE PENELITIAN
Gambar 1. Prosedur Penelitian
HASIL DAN PEMBAHASAN
Data profil multi representasi diperoleh melalui tes esai berbasis multi representasi yang berjumlah 5 item, setiap subkonsep diwakili oleh satu 1 item soal. Pengelolaan data dilakukan dengan menggunakan rubrik skala jawaban mahasiswa. Gambar 1 menunjukkan persentase kemampuan representasi pada sup konsep usaha dan energi.
Gambar 2. Persentase Multi Representasi Subkonsep Usaha dan Energi
Berdasarkan Gambar 2. kemampuan representasi verbal pada materi usaha dan energi paling rendah yaitu 11%. Kemampuan representasi yang paling tinggi adalah kemampuan representasi matematis 58%.
Gambar 3. Persentase Kemampuan Multi Representasi Subkonsep Dinamika.
IndetifikasiMasalah
PengumpulanData
Tes esai berbasis multi representasi
Analisis Data
Penyusunan Laporan
Berdasarkan Gambar 3, persentase kemampuan representasi verbal pada materi dinamika 4% lebih rendah daripada kemampuan representasi matematis, gambar, dan grafik.
Gambar 4. Persentase Kemampuan Multi Representasi Subkonsep Kesetimbangan. Kemampuan representasi verbal mahasiswa pada materi kesetimbangan terendah 0 %. Artinya tidak ada responden yang menjawab tes esai materi kesetimbangan dengan penjelasan kalimat. Kemampuan representasi tertinggi adalah kemampuan matematis 61 %.
Gambar 5. Persentase Kemampuan Multi Representasi Subkonsep Gerak Melingkar. Kemampuan representasi verbal mahasiswa pada materi gerak melingkar cukup rendah yaitu 4%. Kemampuan representasi tertinggi adalah kemampuan representasi matematis 49%. Kemampuan representasi gambar dan grafik masing-masing 27% dan 22%.
Gambar 6. Persentase Kemampuan Multi Representasi Subkonsep Kinematika Kemampuan representasi verbal mahasiswa pada materi kinematika cukup rendah yaitu 0%. Kemampuan representasi tertinggi adalah representasi matematis 45%.
tertinggi adalah kemampuan representasi matematis 53%. Kemampuan representasi gambar dan grafik masing-masing adalah 33% dan 25%. Kenyataan tersebut hampir sama jika dibandingkan dengan kemampuan representasi pada masing-masing subkonsep mekanika.
Salah satu penyebab kemampuan representasi matematis lebih tinggi daripada kemampuan representasi lainnya adalah dalam proses perkuliahan mahasiswa cenderung menganggap materi fisika khususnya materi mekanika sebagai konsep matematis, tanpa mengetahui arti fisis dari konsep matematis tersebut. Pemahaman mahasiswa terhadap konsep mekanika hanya sekedar pemahaman matematis tanpa mengetahui aplikasi materi mekanika dalam permasalahan sehari-hari. Kemampuan multi representasi verbal mahasiswa lebih rendah dibanding dengan kemampuan representasi yang lain. Mahasiswa kurang mampu memaknai secara verbal baik fungsi matematis, hasil perhitungan soal, dan grafik. Mahasiswa kesulitan ketika harus mengubah konsep mekanika dalam bentuk representasi verbal dan matematis menjadi representasi representasi gambar.
Sejalan hasil penelitian Ibrahim dan Rabello (2012), mahasiswa jarang menggunakan pendakatan kualitatif dalam menyelesaikan masalah, meskipun mereka memahami penyelesaian masalah dengan pendekatan kualitatif membantu memahami konsep. Ketika mahasiswa menggunakan solusi representasi visual, mereka jarang menghubungkan representasi ini dengan permasalahan matematis.
Penerapan multi representasi memberikan banyak manfaat bagi siswa, tetapi siswa tidak selalu memperoleh manfaat penuh dalam mengintegrasi multi representasi dalam pembelajaran sains. Siswa sering menunjukkan kesulitan dalam menafsirkan, menghubungkan, dan menerjemahkan berbagai representasi untuk membangun dan mengomunikasi ide-ide mereka (Ainsworth et al, 1998; Kozma, 2003; Schijf & Simon, 1998). Bahkan, siswa cenderung berfokus pada bagian terkecil (fitur terluar) dari representasi, membebani diri secara kognitif, dan gagal untuk menghubungkan konten representasi untuk membangun pemahaman koheren (Seufert, 2003).
KESIMPULAN
Rata-rata presentase kemampuan representasi verbal materi mekanika lebih rendah daripada kemampuan representasi lainnya 4%. Kemampuan representasi tertinggi adalah kemampuan representasi matematis 53%. Kemampuan representasi gambar dan grafik masing-masing adalah 33% dan 25%.
UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terima kasih yang tulus dan penghargaan setinggi-tinggi penulis sampaikan kepada: 1) Universitas Pendidikan Indonesia yang telah membantu terlaksananya penelitian, 2) Dr. Eng. Agus Setyawan, M. Si dan Dr. Ana Ratna Wulan, M. Pd selaku dosen pembimbing yang dengan teliti, kritis dan penuh kesabaran memberikan bimbingan dan arahan selama penyelesaian penelitian.
DAFTAR RUJUKAN
Adadan, E., Irving, K. E., Trundle, K. C., 2009. Impact of Multi-Representational Instruction on High School Students Conceptual Understanding of Practicle Nature of Matter. International Journal Science Education vol. 31, 1743.
Ainsworth, S., 1999. The Function of Multiple Representation. Computer & Education vol. 33, 131.
Ainsworth, S., Bibby, P. A., Wood, D. J., 1998. Analysing The Costs and Benefit of Multi-Representational Learning Environment. Dalam M. W. Someren, P. Reimann, H. P. A. Boshuizen, T. de Jong (penyunting), Learning with multiple representations (hal 120-134). Pergamon.
Carolan, J., Prain, V., Waldrip, B., 2008. Using Representation for Teaching and Learning Science. Teaching Science vol. 54, 18.
Cox, R., & Brna, P., 1995. Supporting The Use of External Representations in Problem Solving: The Seed For Flexible Learning Environments. Journal of Arti cial Intelligence in Education vol. 6, 239.
Dori, Y. J., Belcher, J., 2005.Learning Electromagneticsm with Visualizations and Active Learning. Dalam J. K. Gilbert (penyunting), Visualization Science Education, Springer.
Gilbert, J. K., Treagust, D. F. (penyunting), 2009. Multiple Representation in Chemical Education. Sringer.
Heuvalen, A. V., 1991. Learning to think Iike a physicits: a review of research-based instructional strategies. American Journal of Physics vol 59, 891.
Heuvalen, A. V., Zou, X., 2001. Multiple representatif of work energy processes. American Journal Physics vol. 69, 184.
Hubber, P. Tytler, R., Haslam, F., 2010. Teaching and Learning about Force With A Representational Focus: Pedagogy and Teacher Change. Research Science Education vol. 40, 5.
Ibrahim, B., Rabello, N. S., 2012. Representational Task Format and Problem Solving Strategies in Kinematics and Work. Physical Review Special Topics-Physics Education Research vol. 8, 010126-1.
Kozma, R. (2003).The Material Features of Multiple Representations and Their Cognitive and Social Affordances For Science Understanding. Learning and Instruction vol. 13, 205.
Kozma, R. B., Russell, J., 1997. Multimedia and Understanding: Expert and Novice Responses to Different Representations of Chemical Phenomena. Journal of Research on Science Teaching vol. 43, 949.
Mundilarto, 2010. Penilaian Hasil Belajar Fisika. Pusat Pengembangan Instruksi Sains (P2IS) FMIPA UNY.
Nieminen, P., Savinainen, A., Virri, J., 2012. Relation Between Representational Conceptual Understanding of The Force Concept, and Scientific Reasoning. Physical Review ST Pysics Education Research vol. 8, 010123(1).
Prain, V. & Tytler, R., 2013. Learning Throuh the Affordances of Representation Construction. Dalam Tytler, R., Prain, V., & Waldrip, B. (penyunting), 2013. Construction Representation to Learn in Science. Sense Publisher.
Schijf, H., J., M., Simon, H., A., 1998. One Person, Multiple Representations: An Analysis of A Simple, Realistis Multi Representation Learning Task. Dalam Van Someren, M. W, dkk. (penyunting), Learning Multiple Representation. Pergamon.
Seufert, T., 2003. Supporting Coherence Formation in Learning From Multiple Representations. Learning and Instruction vol. 13, 227.
Tabachnek, H. J. M., Simon, H. A., 1998. One Person, Multiple Representations: An Analysis of A Simple, Realistic Multiple Representation Learning Task. Dalam van Someren, M. dkk (penyunting) Learning With Multiple Representations. Pergamon. Van Heuvalen, A. (2001). Millikan Lecture 1999: The Workpalce, Student Minds, and
Physics Learning System. American Journal Physics vol. 69, 1139.
van Someren, M. W. dkk. (penyunting), 1998. Learning with Multiple Representation. Pergamon.
Waldrip, B., Prain, V., Carolan, J., 2010. Using Multi-Modal Representation to Improve Learning in Yunior Secondary Science. Research in Sceince Education vol. 40, 65. Won, M., Yoon, H., Treagust, D. F., 2014. Students Learning Strategies with Multiple
Representations: Explanations of the Human Breathing Mechanism. Science Education vol. 89, 840.
