ISSN 0853-0823
Pengembangan Simulasi Komputer Dalam Model Pembelajaran Kooperatif Untuk Meminimalisir Miskonsepsi Fisika
Pada Siswa SMA Di Kota Palu
Sahrul Saehana
a, Haeruddin
Program Studi Pend. Fisika FKIP Universitas Tadulako Alamat: Kampus Bumi Tadulako Tondo Palu
email: oel_281@yahoo.com
Abstrak –
Pengembangan simulasi komputer sebagai media dalam model pembelajaran kooperatif telah dilakukan untuk meminimalisir miskonsepsi fisika konsep mekanika pada siswa kelas X SMA di Kota Palu. Penelitian ini dilakukan dengan mengikuti metodologi penelitian pengembangan yang terdiri atas fase investigasi awal, fase desain, fase realisasi, fase implementasi dan uji coba. Tingkat penurunan miskonsepsi dan peningkatan hasil belajar siswa adalah indikator utama keberhasilan penelitian, disamping validitas, kepraktisan dan efektivitas. Melalui implementasi pembelajaran dengan media simulasi komputer diperoleh rerata skor siswa sebesar 8,01, n-gain ternormalisasi 79,26% serta penurunan tingkat miskonsepsi sebesar 39,75%. Pembelajaran kooperatif dengan simulasi komputer lebih baik dari pembelajaran kooperatif tanpa menggunakan simulasi komputer yang dibuktikan melalui uji beda dengan taraf signifikansi 5% serta perbandingan rerata nilai n-gain. Disimpulkan bahwa pembelajaran kooperatif menggunakan simulasi komputer cukup efektif dalam mengatasi miskonsepsi fisika konsep mekanika yang dialami oleh siswa SMA.I. PENDAHULUAN
Salah satu penyebab rendahnya hasil belajar fisika pada siswa SMA di Kota Palu adalah tingginya tingkat miskonsepsi [1-5]. Adapun konsep yang mengalami miskonsepsi tersebut yaitu mekanika, listrik, magnet, termodinamika, gelombang, dan optik. Tingginya abstraksi konsep pada mata pelajaran fisika diduga kuat sebagai penyebabnya, dimana hal tersebut membuka peluang yang cukup besar bagi siswa untuk mengalami miskonsepsi [2].
Apalagi metode konvensional (ceramah) masih dominan yang diterapkan sebagian besar guru fisika.
Hingga saat ini, model pembelajaran kooperatif telah diterapkan dalam pembelajaran fisika di kelas oleh sebagian besar guru di Kota Palu. Namun, pemanfaatkan media pembelajaran, seperti simulasi komputer, belum pernah dilakukan. Hal ini disebabkan karena keterbatasan media pembelajaran, seperti simulasi komputer, belum tersedianya perangkat pembelajaran, serta belum adanya desain pembelajaran kooperatif dengan media tersebut [1]. Di sisi lain, studi mengenai model pembelajaran kooperatif dengan menggunakan simulasi komputer untuk mengatasi miskonsepsi fisika juga belum pernah dilakukan.
Berdasarkan uraian di atas, maka penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan simulasi komputer konsep mekanika sehingga miskonsepsi fisika yang dialami oleh siswa SMA dapat dikurangi. Dimana, upaya ini dilakukan melalui identifikasi miskonsepsi fisika, pengembangan simulasi komputer, penerapan pembelajaran kooperatif dengan menggunakan simulasi komputer serta evaluasi pembelajaran fisika.
II. METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilaksanakan dengan menggunakan metode penelitian pengembangan. Tahapan penelitian ini meliputi studi pendahuluan, pengembangan simulasi dan perangkat pembelajaran, uji coba terbatas dan uji coba lebih luas, uji model pembelajaran dan sosialisasi hasil penelitian [6,7].
Identifikasi miskonsepsi yang dialami siswa menggunakan tes diagnostik miskonsepsi dengan CRI yang dikembangkan oleh Masril dan Nurasma [8] serta tes yang
dibuat oleh tim peneliti. Penentuan kriteria siswa yang mengalami miskonsepsi dapat dilihatkan pada Tabel I [8].
TABEL I. PENENTUAN SISWA YANG MENGALAMI MISKONSEPSI
Tipe
Jawaban CRI Rendah ( < 2,5) CRI Tinggi (> 2,5) Jawaban
benar
Jumlah jawaban yang benar dan CRI rendah, menebak
Jumlah jawaban yang benar dan CRI tinggi, pengetahuan konsep benar
Jawaban salah
Jumlah jawaban yang salah dan CRI rendah, kurang pengetahuan
Jumlah jawaban yang salah dan CRI tinggi, miskonsepsi
Indikator keberhasilan penelitian adalah peningkatan hasil belajar siswa dan penurunan tingkat miskonsepsi yang dialami siswa. Peningkatan hasil belajar siswa ditentukan melalui perhitungan gain ternormalisasi seperti pada Persamaan 1 [7].
(1)
Dimana, kategori tinggi= g > 70, sedang = 30 ≤ (g) ≤ 70 dan rendah = g < 30. Penurunan tingkat miskonsepsi dihitung berdasarkan selisih miskonsepsi awal siswa (pretes) dan miskonsepsi yang dialami siswa setelah mengikuti pembelajaran.
Uji model dilakukan dengan membandingkan hasil belajar siswa yang mengikuti pembelajaran kooperatif dengan simulasi komputer dan hasil belajar siswa yang mengikuti pembelajaran kooperatif tanpa simulasi komputer. Uji ini dilakukan pada dua sekolah dengan asumsi bahwa data yang diperoleh berdistribusi normal dan homogen.
III. HASIL DAN DISKUSI A. Hasil
Identifikasi jenis miskonsepsi yang dialami siswa dilakukan dengan menggunakan tes diagnostik dengan FCI (Force Concept Inventory) sebanyak 36 soal pilihan ganda.
Penentuan siswa yang mengalami miskonsepsi mengacu
pada metode yang dikemukakan oleh Masril dan Nurasma
ISSN 0853-0823 [8]. Hasil identifikasi miskonsepsi siswa dapat dilihat pada
Tabel II.
TABEL II. HASIL TES DIAGNOSTIK MISKONSEPSI SISWA
No Sekolah Persentase Pemahaman Siswa
Mis KK TB KB
1 SMAN 7 Palu 41.58 40.10 9.20 9.11 2 SMAN Muhammadiyah 42.78 34.44 12.50 10.28 3 MAN Model 49.69 29.94 5.40 14.97 4 SMAN 2 Palu 57.75 22.57 5.21 14.47 5 SMAN 5 Palu 56.16 23.27 6.31 14.26 6 SMAN 3 Palu 48.65 32.43 6.98 11.94
Rata-rata 49.44 30.46 7.60 12.51
Dimana, Mis= miskonsepsi, KK= kurang konsep, TB = menebak, dan KB=
konsep benar.
Hasil pada Tabel II menunjukkan bahwa miskonsepsi mekanika yang dialami oleh sebagian besar siswa kelas X di Kota Palu berada dalam kategori tinggi yaitu sebesar 49,44%.
A.1.Pengembangan simulasi komputer
Dalam penelitian ini telah dikembangkan simulasi komputer konsep mekanika menggunakan program Delphi 7.0, seperti pada Gambar 1. Simulasi yang ditunjukkan Gambar 1 menjelaskan aplikasi hukum Newton II pada gerak benda yang dihubungkan katrol [9,10]. Aspek kemudahan penggunaan, kepraktisan, efektivitas dan validitas menjadi bahan pertimbangan dalam mengembangan simulasi tersebut. Selain itu, dalam penelitian ini juga telah dikembangkan perangkat pembelajaran yang didasarkan pada model kooperatif, yaitu skenario pembelajaran, rencana pelaksanaan pembelajaran (RPP), buku guru dan buku siswa, serta lembar kerja siswa.
Gambar 1. Simulasi komputer tentang aplikasi Hukum Newton II.
A.2.Pembelajaran kooperatif dengan media simulasi komputer
Pelaksanaan pembelajaran kooperatif dengan menggunakan media simulasi komputer telah dilakukan pada enam SMA di Kota Palu. Hasil evaluasi pelaksanaan pembelajaran ini dapat dilihat pada Tabel III dan IV.
TABEL III. RERATA NILAI TES DAN N-GAIN
No Sekolah Rerata
Pretes Postes N-gain 1 SMA Negeri 2 Palu 4.42 7.92 76.53 2 SMA Negeri 3 Palu 4.31 8.00 78.67 3 SMA Negeri 5 Palu 4.41 8.00 79.32 4 SMA Negeri 7 Palu 4.09 8.00 79.43
5 MAN Model 4.24 8.12 81.76
6 SMA Muhammadiyah 4.10 8.00 79.83
Rerata 4.26 8.01 79.26
TABEL IV. TINGKAT PEMAHAMAN SISWA SEBELUM DAN SESUDAH PEMBELAJARAN
No Sekolah Pretes Postes
MS KK TB KB MS KK TB KB 1 SMA Negeri 2 Palu 63.75 10.00 7.08 19.17 17.92 4.58 4.17 73.33 2 SMA Negeri 3 Palu 61.18 11.60 9.42 17.80 24.86 5.14 3.24 66.76 3 SMA Negeri 5 Palu 61.27 9.22 7.87 21.64 22.97 4.59 2.70 69.73 4 SMA Negeri 7 Palu 67.81 6.56 4.69 20.94 23.75 3.44 3.44 69.38 5 MAN Model 58.75 5.42 6.25 29.58 17.78 4.44 3.89 73.89 6 SMA Muhammadiyah 50.00 9.00 5.00 36.00 17.00 6.00 7.00 70.00 Rerata 60.46 8.63 6.72 24.19 20.71 4.70 4.07 70.51 Keterangan: MS = Miskonsepsi, KK = Kurang konsep, TBK = Menebak, KB = Konsep benar
Hasil observasi terhadap kegiatan pembelajaran menggunakan simulasi komputer menunjukkan peningkatan aktivitas siswa selama kegiatan pembelajaran berlangsung.
Hasil ini menunjukkan rerata aktivitas siswa sebesar 70%
yang berada dalam kategori tinggi.
Dari hasil wawancara diketahui bahwa aspek minat dan motivasi belajar juga menunjukkan peningkatan yang cukup signifikan. Sedangkan dari angket yang diberikan kepada guru diketahui bahwa sebagian guru besar mengungkapkan bahwa pembelajaran kooperatif dengan media simulasi komputer sangat cocok diterapkan untuk meningkatkan kualitas belajar fisika.
A.3.Uji model
Uji model dilakukan untuk mengetahui efektivitas model pembelajaran yang dikembangkan dibandingkan dengan model pembelajaran kooperatif tanpa media pembelajaran.
Dalam uji ini, data hasil belajar siswa diasumsikan berdistribusi normal dan homogen. Selanjutnya dilakukan uji perbedaan rata-rata dua sampel independen dengan taraf signifikansi 5%. Hasil pengolahan data dengan menggunakan software SPSS 11.5 dapat dilihat pada Tabel V.
Dari Tabel V, diketahui bahwa nilai t
hitungsebesar 11,568 dengan probabilitas 0,867. H
0dapat diterima karena probabilitas > 0,05. Disimpulkan bahwa rata-rata nilai hasil belajar siswa kelas kontrol dan eksperimen berbeda.
Perbedaan nilai hasil belajar antara kelas kontrol dan
eksperimen juga dapat dilihat pada Tabel VI.
ISSN 0853-0823
TABEL V. HASIL UJI BEDA ANTARA KELAS KONTROLDAN EKSPERIMEN Group Statistic
Hasil Belajar N Mean Std.
Deviation
Std. Error Mean Kelas kontrol 20 7.20 0.41 0.09 Kelas eksperimen 20 9.00 0.56 0.13 Independent Samples Test
Hasil Belajar
Levene’s Test for Equality
Variances
t-test for Equality of Means
F Sig. t df Sig. (2 tailed)
Mean Diff.
Std. Err.
Diff.
Equal var. ass. 0.028 0.867 -11.6 38 0 -1.8 0.156 Equal var. not
ass.
-11.6 37.8 0 -1.8 0.156
TABEL VI. PERBANDINGAN NILAI POSTTES KELAS KONTROL DAN EKSPERIMEN
Kelas Rerata Postes Standar Deviasi N-Gain (%)
Kontrol 7.20 0.41 60.83
Eksperimen 9.00 0.56 75.00
Nilai rerata postes dan n-gain pada Tabel VI menunjukkan bahwa hasil belajar siswa yang mengikuti pembelajaran kooperatif dengan simulasi komputer (kelas eksperimen) lebih baik dibandingkan hasil belajar siswa yang mengikuti pembelajaran kooperatif tanpa menggunakan simulasi komputer (kelas kontrol).
B. Pembahasan
Hasil studi awal menunjukkan bahwa tingkat miskonsepsi pada siswa kelas X SMA di Kota Palu cukup serius. Dimana dari hasil identifikasi pada enam SMA di Kota Palu dengan tes diagnostik diketahui bahwa rata-rata miskonsepsi sebesar 49,44%. Bahkan siswa memiliki pengetahuan yang kurang serta menjawab pertanyaan dengan asal-asalan (menebak) juga cukup signifikan, masing-masing sebesar 30,46% dan 7,60%. Cukup mengejutkan bahwa siswa yang memiliki pemahaman konsep benar hanya sebesar 12.51%.
Hasil studi pendahuluan juga mengungkapkan bahwa konsep mekanika yang mengalami miskonsepsi, yaitu:
gerak lurus beraturan, gerak lurus berubah beraturan, gerak melingkar, Hukum Newton dan perpaduan gerak. Beberapa jenis kesalahan konsep siswa dalam materi gerak lurus beraturan yaitu siswa belum dapat: (a) membedakan perpindahan dan jarak tempuh, dan (b) menginterpretasi grafik posisi, kecepatan dan percepatan terhadap waktu.
Jenis kesalahan konsep pada materi gerak lurus berubah beraturan yaitu siswa belum memahami karakteristik benda yang bergerak jatuh bebas. Di sisi lain, siswa juga belum dapat menerapkan konsep Hukum Newton dalam beberapa kasus, seperti gerak benda pada katrol. Sedangkan pada materi gerak melingkar, siswa juga belum memahami arah kecepatan linier dari benda yang bergerak melingkar dan kecepatan kritis yang dimilikinya. Penulis menduga bahwa penyebab terjadinya miskonsepsi tersebut adalah: (1) pengalaman sehari-hari siswa, (2) buku teks, dan (3) metode mengajar guru yang salah [11].
Penerapan pembelajaran menggunakan simulasi komputer dilakukan dalam model pembelajaran kooperatif
sesuai dengan skenario dan rencana pelaksanaan pembelajaran. Dalam proses pembelajaran, siswa menggunakan simulasi komputer serta mengikuti prosedur kerja sesuai LKS. Hasil yang diperoleh kemudian didiskusikan serta dituangkan dalam kesimpulan. Setiap kelompok melakukan presentasi hasil kerja kelompoknya di depan kelas. Dalam kegiatan ini terjadi diskusi antar siswa dan dan siswa dengan guru. Kelompok yang memiliki kinerja yang baik memperoleh penghargaan dari guru. Di akhir pembelajaran dilakukan evaluasi dengan menggunakan tes pemahaman konsep yang dikembangkan oleh tim peneliti.
Keberhasilan penerapan pembelajaran kooperatif dengan media simulasi komputer dapat dilihat dari peningkatan rerata hasil belajar siswa setelah mengikuti pembelajaran kooperatif dengan simulasi komputer yaitu sebesar 3.75.
Adanya peningkatan pemahaman siswa juga diindikasikan rerata nilai n-gain ternormalisasi sebesar 79,26% yang berada dalam kategori tinggi. Rerata nilai n-gain setiap sekolah dapat dilihat pada Tabel 3.
Penerapan pembelajaran kooperatif dengan simulasi komputer juga berhasil menurunkan tingkat miskonsepsi siswa. Hal ini disebabkan karena melalui penggunakan simulasi komputer siswa dapat memanipulasi parameter input sesuai dengan nilai yang diinginkan, mengamati gerak benda, menyimpulkan konsep dan mengkonstruksi konsepnya sendiri [11]. Perbandingan tingkat miskonsepsi siswa sebelum dan sesudah mengikuti pembelajaran dapat dilihat pada Tabel 4. Pada Tabel 4 tampak bahwa terjadi penurunan tingkat miskonsepsi siswa sebesar 39,75%, setelah dilakukan pembelajaran kooperatif dengan media simulasi komputer. Di sisi lain, dapat dilihat adanya peningkatan pemahaman konsep siswa sebesar 50,32%.
Hal ini disebabkan karena melalui penggunaan simulasi komputer siswa dapat melihat fenomena fisis secara langsung.
Model pembelajaran kooperatif dengan menggunakan media simulasi komputer ternyata memiliki perbedaan cukup signifikan dibandingkan dengan model pembelajaran kooperatif tanpa menggunakan media simulasi komputer.
Berdasarkan uji beda dua sampel independen dengan tingkat signifikansi 5% diketahui bahwa hasil belajar siswa yang mengikuti pembelajaran kooperatif dengan menggunakan media simulasi komputer berbeda dengan hasil belajar siswa yang mengikuti pembelajaran kooperatif tanpa menggunakan media simulasi komputer (Tabel 5). Hal ini juga diperkuat dengan perbedaan rerata nilai n-gain ternormalisasi yang dapat dilihat pada Tabel 6.
Hasil tanggapan siswa terhadap simulasi dalam model pembelajaran kooperatif memberikan respon rata-rata dengan persentase 78,57 % yang termasuk dalam kategori baik. Jika dilihat pada tiap aspek yang ditinjau, maka untuk aspek penampilan materi pada simulasi, rata-rata siswa memberikan respon sangat baik yakni dengan persentase terbesar 98,21 %. Sedangkan untuk aspek materi dan aspek Ilustrasi berupa gambar, grafik, mendapat respon dengan kategori baik masing-masing sebesar 80,36 % dan 81,25 %.
Pilihan jawaban siswa dalam angket untuk aspek contoh-
contoh soal yang ada dan aspek latihan soal serta tes
formatif yang ada pada setiap kegiatan belajar sudah
mengukur pemahaman siswa tentang materi dalam simulasi
dalam model pembelajaran kooperatif termasuk dalam
ISSN 0853-0823 kategori cukup yakni dengan persentase masing-masing
76,78%; 73,21% dan 70,53%. Hal ini disebabkan karena siswa lebih tertarik pada tampilan materi maupun ilustrasi yang ditampilkan, sehingga mereka cenderung termotivasi untuk mengeksplorasi sendiri menú-menu yang ada pada program pembelajaran ketimbang melatih penguasaan konsep yang sudah disediakan melalui contoh soal, latihan soal maupun tes formatif.
Penulis berkesimpulan bahwa penggunaan media simulasi komputer memberikan dampak yang cukup signifikan terhadap peningkatan hasil belajar siswa dan penurunan tingkat miskonsepsi. Adanya perbedaan ini mungkin disebabkan karena pembelajaran kooperatif dengan bantuan simulasi komputer disajikan lebih menarik melalui, visualisasi gambar, simulasi dan animasi [11]. Selain itu siswa aktif belajar secara individu mengikuti menu-menu yang ada sesuai dengan keinginannya. Materi yang dipelajari dapat diulangi tanpa perlu didampingi oleh guru.
Siswa juga dapat menguji sendiri penguasaan konsepnya dengan cara mengerjakan soal-soal yag tersedia dalam simulasi.
Model pembelajaran yang dikembangkan dalam penelitian ini sangat mungkin untuk diterapkan pada pembelajaran di SMA karena saat ini ketersediaan laboratorium komputer serta kemampuan guru dan siswa dalam menggunakan media berbasis multimedia sudah cukup memadai.
IV. KESIMPULAN
Studi pengembangan simulasi komputer dan perangkat pembelajarannya telah dilakukan pada siswa kelas X SMA di Kota Palu. Penerapan pembelajaran kooperatif dengan menggunakan simulasi komputer dapat dikatakan berhasil karena rerata skor hasil belajar siswa, n-gain ternormalisasi dan penurunan miskonsepsi, sebesar 8,01, 79,26% dan 39,75%, secara berurut. Bahkan, hasil uji beda yang dilakukan dengan taraf signifikansi 5% dan perbandingan rerata nilai n-gain menunjukkan pembelajaran kooperatif dengan simulasi komputer lebih baik dari pembelajaran kooperatif tanpa menggunakan simulasi komputer. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa model pembelajaran kooperatif dengan menggunakan simulasi komputer cukup efektif dalam mengatasi miskonsepsi mekanika yang dialami oleh siswa SMA.
UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terima kasih disampaikan kepada Direktorat Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat DIKTI yang telah membiayai penelitian ini melalui dana DIPA Universitas Tadulako dalam Penelitian Hibah Bersaing tahun anggaran 2009.
PUSTAKA
[1] S. Saehana, Nurjannah, U. Nasir, A. Razak, A. Rahman, Pemanfaatan simulasi komputer sebagai media pembelajaran untuk mengatasi miskonsepsi mekanika pada siswa kelas XI SMAN 5 Palu, Palu: Lembaga Penelitian Univ. Tadulako, 2006.
[2] Kamaluddin dan W. Nur, Faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya kesalahan konsep fisika pada siswa SMUN di Kotamadya Palu, Lembaga Penelitian UNTAD, Palu, 1998.
[3] I.W. Darmadi, Meminimalisir miskonsepsi mahasiswa dalam mata kuliah fisika dasar I melalui penggunaan peta konsep dan peta vee, Lembaga Penelitian UNTAD, Palu, 2005.
[4] J. Mansyur, Meminimalisir miskosepsi siswa dalam mata pelajaran
IPA-Fisika melalui penerapan pembelajaran model elaborasi (penelitian tindakan kelas di SMP Negeri 1 Sindue Kab. Donggala), Lembaga Penelitian UNTAD, Palu, 2002.
[5] L. Saehana, Pengungkapan miskonsepsi mahasiswa fisika FKIP UNTAD menggunakan force concept inventory and certainity responses indenx, Skripsi, tidak dipublikasikan, Universitas Tadulako, Palu, 2006.
[6] P. Tjeerd, Education and training system design, Instruction, University of Twente, Enschede, Netherland, 1997.
[7] Nieven dan Nienke, Prototyping to reach product quality, Netherlands, 1999.
[8] Masril dan N. Asma, Pengungkapan miskonsepsi siswa menggunakan force concept inventory and certainty of response index, Jurnal HFI B5, Bandung, 2002, pp. 559-1–559-9.
[9] S. Saehana, Simulasi gerak parabola sebagai media pengajaran fisika. Skripsi, tidak dipublikasikan, Universitas Tadulako, Palu, 2004.
[10] H. Oemar, Komputerisasi pendidikan nasional, Mandar Maju, Bandung, 1989.
[11] P. Suparno, Miskonsepsi dan perubahan konsep dalam pendidikan fisika, Gramedia, Jakarta, 2005.
