Model Pembelajaran Fisika ( 32 Files )

Efektivitas Pembelajaran Demonstrasi Interaktif Berbasis Fenomena

untuk Meningkatkan Pemahaman Konsep Perambatan Gelombang

Siswa SMA

DEWISOLEHAH, SUTOPO, MUHARDJITO

Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Malang. Jl. Semarang 5 Malang E-mail: soldew@yahoo.com

TEL: 42232445545; FAX: 12345676776

ABSTRAK: Beberapa penelitian menunjukkan bahwa konsep v = f sulit dipahami siswa. Pembelajaran yang efektif diperlukan untuk membantu siswa membangun konsep v = f secara bermakna sehingga siswa mampu menggunakannya dengan benar dalam pemecahan masalah. Demonstrasi interaktif merupakan salah satu pembelajaran efektif untuk menanamkan konsepv = f , sehingga dilakukan penelitian terkait pembelajaran demonstrasi interaktif dengan materi perambatan gelombang. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui efektivitas pembelajaran demonstrasi interaktif berbasis fenomena untuk meningkatkan pemahaman siswa pada konsep-konsep perambatan gelombang. Efektivitas pembelajaran secara operasional didefinisikan sebagai peningkatan skor hasil pretest postestsiswa. Ukuran efektivitas yang digunakan adalah

d-Effect Size dan rata-rata gain ternormalisasi. Melalui penelitian one-group pretest posttest design, diperoleh kesimpulan bahwa skor posttest secara signifikan lebih tinggi daripada skor

pretest dengan nilai d-Effect Size (d) = 3,8 dan nilai rata-rata gain ternormalisasi

g

sebesar 0,751, keduanya termasuk kategori tinggi. Ini berarti bahwa pembelajaran demonstrasi interaktif berbasis fenomena efektif meningkatkan pemahaman konsep perambatan gelombang.

Kata Kunci: Demonstrasi Interaktif, Pemahaman Konsep, Perambatan Gelombang.

PENDAHULUAN

Salah satu area penelitian di bidang pendidikan Fisika adalah tentang pemahaman konsep siswa (Docktor dan Mestre, 2014). Salah satu materi yang dapat dijadikan fokus penelitian adalah materi konsep perambatan gelombang. Pemahaman konsep-konsep dasar fenomena gelombang sangatlah penting untuk pemahaman lebih mendalam tentang berbagai topik Fisika lanjutan. Penguasaan yang baik atas konsep-konsep gelombang sangat diperlukan untuk mempelajari topik-topik fisika lainnya seperti bunyi, cahaya, elektromagnetik, dan mekanika kuantum (Kryjevskaia dan Heron, 2011). Perilaku gelombang dan interaksinya juga telah digunakan untuk mendesain teknologi dan instrumen yang memperluas jangkauan fenomena yang dapat diinvestigasi secara ilmiah (misalnya teleskop, mikroskop) serta berbagai aplikasi lain yang berguna di kehidupan modern ini. Banyak teknologi yang dikembangkan berdasarkan perilaku gelombang serta interaksinya dengan bahan, telah menjadi bagian dari kehidupan sehari-hari di era modern ini (misalnya di bidang medis, komunikasi, dan scanners) serta penelitian ilmiah. Gelombang merupakan alat penting untuk memproduksi, mentransmisi, serta menangkap sinyal, menyimpan dan menginterpretasi informasi yang terkandung di dalamnya (NRC, 2012). Oleh karena itu, penguasaan siswa terhadap konsep-konsep gelombang perlu mendapatkan perhatian para pendidik dan peneliti sebagaimana terhadap konsep-konsep dalam mekanika (Sutopo, 2015).

medium yang berbeda, dan menemukan bahwa siswa mengalami kesulitan terkait konsep-konsep panjang gelombang, frekuensi, dan cepat rambat gelombang, serta hubungan antara ketiga besaran tersebut. Banyak siswa menganggap hubungan v λf

sebagai hubungan matematika saja. Siswa tidak mengetahui bagaimana variabel panjang gelombang, frekuensi dan cepat rambat gelombang dapat dimanipulasi secara eksperimen. Selanjutnya, Kryjevskaia dkk (2013) meneliti bagaimana siswa mengaplikasikan hubungan vλf pada permasalahan yang melibatkan dua sumber dan interferensi lapisan tipis. Pada kedua masalah ini, interferensi terjadi karena perbedaan panjang lintasan yang ditempuh kedua gelombang. Hasilnya menunjukkan bahwa siswa melakukan beberapa kesalahan saat menyelesaikan permasalahan tersebut. Kesalahan tersebut terjadi karena kurangnya pemahaman pada konsep dasar gelombang dan mahasiswa kesulitan menyatakan jarak dengan satuan . Sutopo (2015) menginvestigasi pemahaman mahasiswa tahun pertama terkait konsep-konsep dasar yang melandasi fenomena perambatan gelombang. Hasilnya, sebagian besar mahasiswa belum memahami dengan baik konsep-konsep dasar yang meliputi representasi matematis tentang karakteristik umum gelombang berjalan, gerakan partikel medium saat dilewati gelombang, dan hubunganvλf ; bahkan banyak di antara mahasiswa tersebut yang terindikasi mengalami miskonsepsi.

Dari penelitian-penelitian tersebut dapat dilihat bahwa konsep perambatan gelombang v λf merupakan konsep yang sulit dipahami oleh mahasiswa. Maka, diduga kuat bahwa konsep-konsep perambatan gelombang dan vλf juga sulit dipahami oleh siswa SMA/MA. Oleh karena itu, diperlukan pembelajaran yang efektif membantu siswa membangun prinsip vλf secara bermakna, lengkap dengan faktor-faktor yang menentukan masing-masing ketiga besaran itu, sehingga siswa mampu menggunakannya secara benar dalam pemecahan masalah.

Salah satu tujuan utama dalam pembelajaran Fisika adalah membantu siswa memahami konsep-konsep Fisika secara mendalam, sehingga siswa dapat menerapkannya dalam pemecahan masalah (Sutopo: 2015). Namun, selain tujuan utama tersebut, ada beberapa ketrampilan ilmiah yang perlu diperoleh siswa. Dalam Framework for K-12 Science Education, terdapat 8 jenis keterampilan penting pada pembelajaran IPA dan Teknik. Delapan keterampilan itu antara lain, asking questions (menanya), developing and using models (mengembangkan dan menggunakan model), planning and carrying out investigations (merencanakan serta menginvestigasi ), analyzing and interpreting data (menganalisis dan menginterpretasi data), using mathematics and computational thinking (menggunakan pemikiran matematis dan komputasional), constructing explanations (mengkonstruksi penjelasan), engaging in argument from evidence (mengaitkan argumen dari bukti-bukti) serta obtaining, evaluating, and communicating information (mengumpulkan, mengevaluasi, dan mengkomunikasikan informasi). Kurikulum Nasional 2013 juga menekankan pentingnya siswa mengembangkan kecakapan-kecakapan sains tersebut.

pengetahuan yang diajarkan pada siswa perlu direkonstruksi kembali dalam bentuk model matematis guna mencapai tujuan utama, yaitu membuat siswa mempelajari Fisika secara bermakna (Fazio, dkk: 2008).

Salah satu cara membantu siswa membuat model matematis adalah dengan melakukan demonstrasi. Dengan meminta siswa mendemonstrasikan pemahamannya tentang suatu fenomena secara matematis, baik berdasarkan observasi yang siswa lakukan maupun model yang dikembangkan oleh siswa lain, siswa dapat terlatih menggunakan matematis sebagai alat komunikasi, sebagai salah satu bahasa ilmu pengetahuan, maupun sebagai alat bantu berpikir secara deduksi logis (NRC: 2012).

Wenning (2011) menekankan pentingnya demonstrasi berdasarkan fakta bahwa Fisika bukanlah berasal dari pengembangan teori atau hipotesis, melainkan dari hasil observasi yang bertujuan untuk merumuskan prinsip, mengembangkan hukum empiris, serta mengkonstruksi model. Ini merupakan cara bagus untuk pemahaman konsep sains siswa. Siswa belajar bagaimana menanyakan fenomena dan menggunakan fakta untuk menjawabnya. Dalam proses belajarnya, siswa akan belajar menginvestigasi serta mengumpulkan data dari berbagai sumber, kemudian mengembangkan penjelasan dari data tersebut dan mengkomunikasikan untuk mempertahankan kesimpulan siswa (NSTA, 2004).

Melalui penelitian ini telah dirancang pembelajaran perambatan gelombang. Secara garis besar, pembelajaran ini memberi kesempatan kepada siswa untuk membangun prinsip v λf melalui pengamatan demonstrasi fenomena gelombang. Pada saat demonstrasi berlangsung, siswa memerlukan guru untuk menemukan prinsip

f

vλ melalui tanya jawab, sehingga pembelajaran harus dilakukan secara interaktif. Model pembelajaran yang tepat untuk pembelajaran ini adalah Interactive Demonstration. Berdasarkan hal tersebut, maka diadakan penelitian dengan judul Pengaruh Pembelajaran Interactive Demonstration Berbasis Fenomena terhadap Pemahaman Konsep Perambatan Gelombang Siswa SMA .

METODE PENELITIAN

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui apakah pembelajaran yang dilakukan efektif meningkatkan pemahaman siswa terhadap konsep perambatan gelombang dengan mencapai tujuan pembelajaran yaitu membantu siswa membangun prinsip vλf secara bermakna, lengkap dengan faktor-faktor yang menentukan masing-masing ketiga besaran itu, sehingga siswa mampu menggunakannya secara benar dalam pemecahan masalah dan siswa mampu menguasai practice yang mendukung tercapainya pembelajaran bermakna. Efektif tidaknya pembelajaran yang dilakukan dilihat dari beberapa hal, antara lain hasil belajar siswa serta proses pembelajaran.

Hasil belajar salah satunya dapat dilihat dari nilai pretes dan posttes siswa dalam bentuk data kuantitatif. Namun keefektifan pembelajaran tidak dapat hanya dilihat melalui hasil tes (kuantitatif). Keefektifan pembelajaran juga dilihat dari mampu atau tidaknya siswa melakukan practice seperti melakukan modelling, menganalisis, menemukan serta mengidentifikasi besaran perambatan gelombang. Oleh karena itu, diperlukan data kualitatif yang digunakan untuk mendeskripsikan proses pembelajaran serta mendukung dan memperjelas tercapai atau tidaknya pembelajaran efektif yang meningkatkan pemahaman siswa pada konsep perambatan gelombang. Oleh karena itu, metode yang digunakan merupakan gabungan metode kuantitatif dan kualitatif (mixed methods) jenisembedded design(Creswell: 2012).

oleh karena itu data dianggap normal (Morgan, dkk, 2004). Selanjutnya dapat dilakukan uji t dengan model paired sample t-test, untuk membandingkan mean dari suatu sampel yang berpasangan.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pemahaman konsep siswa tentang materi konsep perambatan gelombang dianalisis dengan menggunakan analisis kuantitatif dan analisis kualitatif. Analisis kuantitatif digunakan untuk melihat efektivitas pembelajaran yang dilakukan dengan menganalisis data pretest dan posttest. Penelitian ini menggunakan skor pretest dan posttest untuk mengetahui perubahan pemahaman siswa pada materi perambatan gelombang.

Skor hasil pretest dan posttest disajikan dalam bentuk scatter plot seperti ditunjukkan pada Gambar 1 dan statistik deskriptif ditunjukkan pada Tabel 1.

Gambar 1 menunjukkan 16 siswa (59,26%) memperoleh skor pretest lebih dari rata-rata skor pretest kelas yaitu 1,78 (SD = 0,801). Garis putus-putus pada scatter plot menunjukkan skor rata-rata pretest dan posttest. Sebanyak 15 siswa (55,56%) memperoleh skorposttetsdiatas rata-rata skorposttestkelas yaitu 5,70 (SD = 1,235).

Gambar 1. Grafik Sebaran (Scatter Plot) SkorPretestdanPostestSiswa

Tabel 1 Statistik Deskriptif

Statistik Pretest Posttest

Mean 1,78 5,70

Median 2,00 6,00

Std. Deviation 0,801 1,235

Skewness 0,923 -0,443

Std. Error of Skewness 0,448 0,448

Minimum 1 3

Maximum 4 7

Percentiles 25 1,00 5,00

50 2,00 6,00

75 2,00 7,00

Nilai Skewness pada pretest adalah 0,923 dan pada postest -0,443. Nilai tersebut berada dalam interval

1

.

0

sehingga data pretest dan posttest terdistribusi normal, sehingga statistik uji beda ataupaired sample t-testdapat diterapkan (Morgan, 2004).

Tabel 2. Hasil Uji t (Pired Sample t-Test)

-3,926 1,730 ,333 -4,610 -3,241 -11,789 26 ,000

Diperoleh nilai signifikansi sebesar 0,000. Nilai tersebut kurang dari 0,05, sehingga dapat disimpulkan bahwa perbedaan skor pretes dan posttest siswa kelas X-MIA7 signifikan. Ini berarti bahwa pembelajaranInteractive Demonstrationberbasis fenomena berpengaruh dan dapat meningkatkan pemahaman konsep siswa pada materi perambatan gelombang.

Kekuatan peningkatan skor diukur menggunakan nilai d-effect size dan rata-rata gain ternormalisasi. Perhitungan nilai d-effect sizediuraikan sebagai berikut.

2

Hasil perhitungan menunjukkan bahwa nilai d = 3,8. Nilai ini termasuk kategori tinggi . Peningkatan skor pretest ke postest juga diukur melalui perhitungan rata-rata gain ternormalisasi (N-gain). Perhitungan nilaiN-gaindiuraikan sebagai berikut.

751

Hasil perhitungan diperoleh nilai rata-rata gain ternormalisasi

g

sebesar 0,751. Nilai

g

ini termasuk kategori tinggi, yang berarti pembelajaran Interactive Demonstration yang dilakukan berpengaruh terhadap pemahaman siswa terhadap konsep perambatan gelombang. Sebelum menghitung nilai rata-rata gain ternormalisasi, peneliti menghitung nilai gain setiap siswa. Hasil perhitungan memperlihatkan bahwa 19 siswa (70,37%) memperoleh nilai gain dengan kategori tinggi, 3 siswa (11,11%) memperoleh nilai gain dengan kategori medium atas, 4 siswa (14,82%) memperoleh nilai gain dengan kategori medium bawah dan 1 siswa (3,70%) memperoleh nilai gain kategori rendah. Distribusi frekuensi N-gain siswa secara lengkap ditunjukkan pada Tabel 3.

Tabel 3. Distribusi Frekuensi N-Gain Siswa

Kategori Frekuensi Persentase (%)

Tinggi 19 70,37%

Medium Atas 3 11,11%

Medium Bawah 4 14,82%

Rendah 4 3,70%

siswa memahami materi perambatan gelombang dengan baik., namun masih ada beberapa konsep perambatan gelombang yang perlu ditingkatkan lagi. Untuk mengetahui konsep mana yang masih perlu ditingkatkan, dapat dilihat dari soal tes yang mendapatkan repon rendah dari siswa. Dari 7 soal yang diberikan pada siswa, soal nomer 4 memiliki nilaiposttest terendah jika dibandingkan dengan soal lain. Selain itu, soal nomer 2 hanya meningkat 3 siswa yang menjawab benar. Soal yang peningkatan skor pretest ke postest tinggi adalah soal nomer 5 dan 8. Oleh karena itu, diperlukan analisis lebih lanjut secara kualitatif untuk mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang pengaruh pembelajaran yang diterapkan terhadap pemahaman konsep siswa.

Gambar 2. Diagram Jumlah Siswa yang Menjawab Benar pada Setiap Butir Soal

KESIMPULAN

Berdasarkan analisis dan pembahasan yang telah diuraikan sebelumnya, diperoleh kesimpulan sebagai berikut.

1. Pembelajaran demonstrasi interaktif efektif meningkatkan pemahaman siswa kelas X-MIA7 SMAN 1 Malang terhadap konsep perambatan gelombang. Hal ini terlihat dari hasil analisis pretest-posttest yang menunjukkan bahwa 70,37% siswa memiliki nilai N-gain dengan kategori tinggi, 3 siswa medium atas, 4 siswa medium bawah dan 1 siswa berkategori rendah. Dari 27 siswa yang mengerjakan soalpretest-postest, hanya 1 siswa yang mengalami penurunan skor, sedangkan 24 siswa lain skornya meningkat. Kekuatan peningkatan skorpretest keposttestjuga diukur menggunakan nilai d-Effect Size. Hasil perhitungan d-Effect Size menunjukkan hasil 3,8 yang termasuk dalam kategori tinggi. Rata-rata gain ternormalisasi juga menunjukkan peningkatan dengan kategori tinggi yaitu sebesar 0,751.

2. Soal yang masih menunjukkan peningkatan yang kurang signifikan adalah soal nomor 2 dan 4. Hal ini berarti pembelajaran pada konsep kelajuan partikel pada gelombang transversal dan panjang gelombang longitudinal belum efektif.

3. Soal yang menunjukkan peningkatan signifikan adalah soal nomor 5 dan 8. Hal ini berarti pembelajaran pada konsepvλf , cara merubah frekuensi, dan besaran yang mempengaruhivsudah efektif.

DAFTAR RUJUKAN

Arikunto, S. 2012.Dasar-dasar Evaluasi Pendidikanedisi 2. Jakarta: Bumi Aksara. Creswell, J.W. 2012. Educational Research. United States of America: Pearson

Education, (online), (http://basu.nahad.ir/uploads/creswell.pdf), diakses 5 September 2015.

Fazio, C. Guastella, I. Mineo, R.M.S. Trantino, G. 2008. Teaching Learning Sequence about Mechanical Wave Propagation. International Journal of Science Education, 30 (11): 1491-1503.

Hake, R. 1998. Interactive-Engagemant versus Traditional Methods: A Six-Thousand-Student Survey of Mechanics Test Data for Introductory Physics Courses. American Journal of Physics, 66(1):65.

Hammer, D. 2000. Student resources for learning physics. American Journal of Physics, 68(S1), S52 S59.

Kryjevskaia, M. Stetzer, M.R. & Heron, P.R.L. 2011. Student understanding of wave behavior at a boundary: The limiting case of reflection at fixed and free ends. American Journal of Physics. 79 (5): 508-516.

Kryjevskaia, M. Stetzer, M.R. & Heron, P.R.L. 2012. Student understanding of wave behavior at a boundary: The relationships among wavelength, propagation speed, and frequency.American Journal of Physics, 80 (4): 339-347.

Kryjevskaia, M. Stetzer, M.R. & Heron, P.R.L. 2013. Student difficulties measuring distances in terms of wavelength: Lack of basic skills or failure to transfer?. American Physical Society, 9 (1): 1554-9178

Morgan, A.G. Leech, L.N. Gloeckner, W.G. & Barret, C.K. 2004. SPSS for Introductory Statistic Use and Interpretation (Second edition). London: Lawrence Erlbaum Associates Inc.

National Academy of Sciences. 2012. National Research Council, A Framework for K-12 Science Education. (Online), (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=13165) National Science Teachers Association. 2004. Position Statement: Scientific Inquiry.

Washington DC: National Academy Press.

Nieminen, P. Savinainen, A. & Viiri, J. 2010. Force Concept Inventory-based Multiple-choice Test for Investigating Student s Representational Consistency. American Journal of Physics, 6 (2) : 3.

Serway, R.A. Jewett, J.W. 2014. Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics Ninth Edition. Boston: Brooks/Cole Cengage Learning.

Sugiyono. 2009.Metode Penelitian Pendidikan. Bandung: Alfabeta.

Sutopo. 2015. Pemahaman Mahasiswa Tahun Pertama Tentang Konsep-Konsep Dasar Gelombang Mekanik.Seminar Nasional Fisika UM 2015.

Tim Penyusun KBBI. 1990. Kamus Besar Bahasa Indonesia. Jakarta: Balai Pustaka Pusat Pembinaan dan Pengembangan Bahasa Departemen Pendidikan dan Kebudayaan

Wenning, C. J. (2009). Scientific epistemology: How Scientists Know What They Know. Journal of Physics Teacher Education Online,5 (2), 3-16.

Wenning, C. J. (2010). Levels of inquiry: Using Inquiry Spectrum Learning Sequences to Teach Science.Journal of Physics Teacher Education Online, 5 (4), 11-19.

Wenning, C. J. (2011). The Levels of Inquiry Model of Science Teaching. Journal of Physics Teacher Education Online,6 (2), 2-9.

Young, H.D. & Freeman, R.A. 2008. University Physics 12th Edition with Modern Physics. San Francisco: Pearson Education