PENGEMBANGAN PEMAHAMAN SISWAPADA MATERI
HUKUM-HUKUM GAS IDEAL DENGAN MENGGUNAKAN SIMULASI PhET
(SEBUAH STUDI KASUS)
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Salah SatuSyarat
Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan
Program Studi Pendidikan Fisika
Oleh:
BRIGITA PERADA
NIM: 131424011
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
i
PENGEMBANGAN PEMAHAMAN SISWAPADA MATERI
HUKUM-HUKUM GAS IDEAL DENGAN MENGGUNAKAN SIMULASI PhET
(SEBUAH STUDI KASUS)
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Salah SatuSyarat
Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan
Program Studi Pendidikan Fisika
Oleh:
BRIGITA PERADA
NIM: 131424011
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
iv
HALAMAN PERSEMBAHAN
“Ketika ku berdoa mukjizat itu nyata”
Kupersembahkan karya kecil ini kepada
Tuhan Yesus Kristus dan Bunda Maria
Papa (Alm) dan Mama
Kakakku dan Adik kecilku (Alm)
Keluarga besarku
Seseorang yang istimewa di hatiku
Seluruh Sahabat dan Teman-temanku
Serta
vii
ABSTRAK
Perada, Brigita. 2017.
Pengembangan Pemahaman Siswa Pada Materi
Hukum-hukum Gas Ideal dengan Menggunakan Simulasi PhET
(Sebuah Studi Kasus)
. Skripsi. Yogyakarta: Pendidikan Fisika,
Jurusan Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sanata Dharma
Yogyakarta.
Penelitian ini bertujuan untuk (1) mengetahui tingkat pemahaman awal
siswa pada materi hukum-hukum gas ideal (2) mengembangkan pemahaman
siswa pada materi hukum-hukum gas ideal dengan menggunakan simulasi PhET.
Penelitian ini bersifat kualitatif. Penelitian dilakukan pada bulan April
2017. Responden penelitian berjumlah enam orang siswa SMA Negeri 10
Yogyakarta. Metode pengambilan data berupa tes esai dan video proses
pembelajaran. Tes esai yang digunakan berjumlah tiga nomor. Tes esai ini untuk
mengukur pemahaman awal dan pemahaman akhir responden. Data yang
diperoleh berupa lembar pengerjaan responden, Lembar Kerja Siswa, dan
transkrip data proses pembelajaran.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa (1) pemahaman awal masing-masing
responden berbeda (2) semua responden mengalami perkembangan pemahaman
sebagai berikut; responden A mengalami perkembangan pemahaman pada materi
hukum Boyle dan Gay Lussac, responden B dan D mengalami perkembangan
pemahaman pada materi hukum Gay Lussac dan Charles-Gay Lussac, responden
C dan E mengalami perkembangan pemahaman pada materi hukum Boyle, Gay
Lussac dan Charles-Gay Lussac, dan responden F mengalami perkembangan
pemahaman pada materi hukum Charles-Gay Lussac.
viii
ABSTRACT
Perada, Brigita. 2017.
The Development of Student’s Understanding on the
Ideal Gas Laws Material by Using PhET Simulation (A Case Study)
.
Thesis. Yogyakarta: Physics Education, Department of Mathematics
and Natural Sciences Education, Faculty of Teacher Training and
Education, Sanata Dharma University Yogyakarta.
This research was aiming to (1) find out the level
of student’s initial
understanding on the ideal gas laws (2) develop of student’s understanding on the
ideal gas laws by using PhET simulation.
The research was a qualitative research. The research was carried out on
April 2017. Respondents were six students of SMA Negeri 10 Yogyakarta. The
data collection methods used an essay test and video learning process. The
number of items used in the essay test is three item. This essay test to measure the
initial understanding and final understanding of respondens. The data were
obtained in the form of student’s answer sheets, The student’s worksheet and
transcripts data of learning process.
The results showed that (1) initial understanding of each respondents is
different (2) all respondents are experiencing the development of an
understanding of the following: responden A experience the development of
understanding in Boyle and Gay Lussac laws material, responden B and D
experience the development of understanding in Gay Lussac and Charles-Gay
Lussac laws material, responden C and E experience the development of
understanding in Boyle, Gay Lussac and Charles-Gay Lussac laws material, and
responden F experience the development of understanding in Charles-Gay Lussac
law material.
ix
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunianya
yang berlimpah, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul
“
Pengembangan Pemahaman Siswa pada Materi Hukum-hukum Gas Ideal
dengan Menggunakan Simulasi PhET (Sebuah Studi Kasus)”.
Tugas akhir dalam
bentuk skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi strata
satu dan memperoleh gelar sarjana pendidikan sesuai dengan Kurikulum Program
Studi Pendidikan Fisika, Jurusan Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam (JPMIPA), Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan (FKIP), Universitas
Sanata Dharma (USD) Yogyakarta.
Penelitian dalam skripsi ini adalah penelitian bersama yang melibatkan
penulis dan rekan, yaitu Veranda Nova. Topik utama penelitian yang diambil
sama tetapi dengan materi fisika yang berbeda.
Strategi kerja penelitian bersama ini adalah dengan mendiskusikan
rumusan masalah dan mempelajari teori pokok secara bersama-sama. Metode
penelitian dan analisis data dikembangkan bersama. Pembahasan dibahas dan
ditafsirkan dengan kalimat sendiri. Jika secara kebetulan ditemukan kalimat yang
sama, hal itu karena hasil diskusi dan sudah dengan persetujuan bersama.
Selama penulisan skripsi ini, penulis mendapat banyak bantuan, dukungan
dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima
kasih kepada:
1.
Bapak Drs. Tarsisius Sarkim, M. Ed., Ph.D. selaku dosen pembimbing
skripsi dan dosen pembimbing akademik, yang telah membimbing dengan
sabar dan selalu meluangkan waktu serta memberi masukan sebagai
perbaikan;
x
3.
Bapak Domi Severinus, M.Si. selaku ketua Laboratorium Microteaching
Pendidikan Fisika dan segenap staf Laboratorium Microteaching
Pendidikan Fisika, yang telah membantu sarana berupa handycam selama
proses pengambilan data;
4.
Segenap Karyawan sekretariat JPMIPA yang telah memberikan bantuan
dalam memperlancar surat perizinan penelitian;
5.
Bapak Agus Mardiyono, S.Pd., selaku guru mata pelajaran fisika SMA
Negeri 10 Yogyakarta yang telah membantu selama penelitian;
6.
Siswa-siswi yang telah bersedia menjadi responden penelitian;
7.
Veranda Nova selaku sahabat dan rekan kerja dalam penelitian;
8.
Teman-teman Pendidikan Fisika angkatan 2013 Universitas Sanata
Dharma yang telah belajar dan berjuang bersama menyelesaikan studi di
Universitas Sanata Dharma, terima kasih telah menjadi keluarga dan
penyemangat selama Yogyakarta.
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penulisan
skripsi ini. Oleh karena itu penulis selalu membuka diri untuk masukan, kritik dan
saran. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat.
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ... ii
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
HALAMAN PERSEMBAHAN ... iv
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK
KEPENTINGAN AKADEMIS ... vi
ABSTRAK ... vii
ABSTRACT
... viii
KATA PENGANTAR ... ix
DAFTAR ISI ... xi
DAFTAR TABEL ... xiv
DAFTAR GAMBAR ... xvi
DAFTAR LAMPIRAN ... xviii
BAB I. PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang ... 1
B.
Rumusan Masalah ... 5
C.
Tujuan Penelitian ... 5
D.
Manfaat Penelitian ... 5
BAB II. LANDASAN TEORI
A.
Filsafat Konstruktivisme ... 7
B.
Konstruktivisme Sosial ... 7
xii
D.
Tingkatan Dimensi Proses Kognitif ... 10
1.
Mengingat ... 13
2.
Memahami... 14
3.
Mengaplikasikan ... 17
4.
Menganalisis ... 18
5.
Mengevaluasi ... 20
6.
Mencipta ... 21
E.
Simulasi Komputer ... 23
Simulasi PhET
... 24
F.
Kerangka Berpikir ... 26
G.
Hukum-hukum Gas Ideal ... 27
1.
Hukum Boyle ... 28
2.
Hukum Gay-Lussac ... 29
3.
Hukum Charles Gay-Lussac ... 30
4.
Hukum Boyle Gay-Lussac ... 31
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
A.
Jenis Penelitian ... 32
B.
Responden Penelitian ... 32
C.
Desain Penelitian ... 33
D.
Waktu dan Tempat Penelitian ... 34
E.
Metode Pengumpulan Data ... 34
F.
Instrumen penelitian ... 34
G.
Metode Analisis Data ... 36
BAB IV. DATA, ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN
A.
Deskripsi Pelaksanaan Penelitian ... 38
B.
Data ... 39
C.
Analisis Data dan Pembahasan ... 39
1.
Tingkat Pemahaman Awal Responden ... 39
Kelompok Pertama
a.
Responden A ... 40
xiii
c.
Responden C ... 49
d.
Responden D ... 53
Kelompok Kedua
a.
Responden E ... 57
b.
Responden F ... 61
Pemahaman Awal Seluruh Responden ... 64
Rangkuman Pemahaman Awal Seluruh Responden ... 67
2.
Proses Perkembangan Pemahaman Responden ... 70
Kelompok Pertama
... 71
Kelompok Kedua ...
91
3.
Tingkat Pemahaman Akhir Responden ... 118
Kelompok Pertama
a.
Responden A ... 119
b.
Responden B ... 124
c.
Responden C ... 128
d.
Responden D ... 132
Kelompok Kedua
a.
Responden E ... 136
b.
Responden F ... 139
Pemahaman Akhir Seluruh Responden ... 143
Rangkuman Pemahaman Akhir Seluruh Responden ... 146
4.
Perkembangan Pemahaman Responden ... 149
Rangkuman Perkembangan Pemahaman Responden ... 154
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
A.
Kesimpulan ... 161
B.
Saran ... 164
DAFTAR PUSTAKA ... 165
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Rangkuman Dimensi Proses Kognitif ... 10
Tabel 3.1 Indikator soal dan Proses Kognitif (hukum Boyle) ... 36
Tabel 3.2 Indikator soal dan Proses Kognitif (hukum Gay Lussac) ... 37
Tabel 3.3 Indikator soal dan Proses Kognitif (hukum Charles-Gay Lussac) ... 37
Tabel 4.1 Tingkat pemahaman awal responden A (hukum Boyle) ... 40
Tabel 4.2 Tingkat pemahaman awal responden A (hukum Gay Lussac) ... 42
Tabel 4.3 Tingkat pemahaman awal responden A (hukum Charles-Gay Lussac) ... 43
Tabel 4.4 Tingkat pemahaman awal responden B (hukum Boyle) ... 44
Tabel 4.5 Tingkat pemahaman awal responden B (hukum Gay Lussac) ... 46
Tabel 4.6 Tingkat pemahaman awal responden B (hukum Charles-Gay Lussac) ... 47
Tabel 4.7 Tingkat pemahaman awal responden C (hukum Boyle) ... 49
Tabel 4.8 Tingkat pemahaman awal responden C (hukum Gay Lussac) ... 50
Tabel 4.9 Tingkat pemahaman awal responden C (hukum Charles-Gay Lussac) ... 52
Tabel 4.10 Tingkat pemahaman awal responden D (hukum Boyle) ... 53
Tabel 4.11 Tingkat pemahaman awal responden D (hukum Gay Lussac) ... 55
Tabel 4.12 Tingkat pemahaman awal responden D (hukum Charles-Gay Lussac) ... 56
Tabel 4.13 Tingkat pemahaman awal responden E (hukum Boyle) ... 57
Tabel 4.14 Tingkat pemahaman awal responden E (hukum Gay Lussac) ... 59
Tabel 4.15 Tingkat pemahaman awal responden E (hukum Charles-Gay Lussac) ... 60
Tabel 4.16 Tingkat pemahaman awal responden F (hukum Boyle) ... 61
Tabel 4.17 Tingkat pemahaman awal responden F (hukum Gay Lussac) ... 62
Tabel 4.18 Tingkat pemahaman awal responden F (hukum Charles-Gay Lussac)... 63
Tabel 4.19 Pemahaman awal seluruh responden (kelompok pertama dan kedua) ... 64
Tabel 4.20 Proses perkembangan pemahaman kelompok pertama (hukum Boyle) ... 71
Tabel 4.21 Proses perkembangan pemahaman kelompok pertama (hukum Gay
Lussac) ... 79
Tabel 4.22 Proses perkembangan pemahaman kelompok pertama (hukum
Charles-Gay Lussac) ... 87
xv
Tabel 4.24 Proses perkembangan pemahaman kelompok kedua (hukum Gay
Lussac) ... 104
Tabel 4.25 Proses perkembangan pemahaman kelompok kedua (hukum
xvi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Rangkuman Kerangka Berpikir ... 27
Gambar 2.2 Grafik hubungan P terhadap V pada suhu konstan (Isotermal) ... 29
Gambar 2.3 Grafik hubungan P terhadap T pada volume konstan (Isohorik) ... 30
Gambar 2.3 Grafik hubungan V terhadap T pada tekanan konstan (Isobarik) ... 31
Gambar 4.1 Gambar jawaban responden ... 45
Gambar 4.2 Tampilan simulasi setelah dijalankan ... 71
Gambar 4.3 Tampilan simulasi setelah panjang ruangan dikecilkan hingga 3 nm ... 72
Gambar 4.4 Data yang ditulis oleh responden (data 1) ... 73
Gambar 4.5 Tampilan simulasi setelah panjang ruang dibesarkan 0,5 nm dari data
sebelumnya ... 74
Gambar 4.6 Data yang ditulis oleh responden (data 2) ... 75
Gambar 4.7 Data keseluruhan percobaan hukum Boyle ... 75
Gambar 4.8 Grafik hubungan antara tekanan terhadap volume ... 77
Gambar 4.9 Jawaban pertanyaan diskusi hukum Boyle... 79
Gambar 4.10 Tampilan simulasi ketika ruang pada simulasi bocor dan gas keluar ... 81
Gambar 4.11 Data keseluruhan percobaan hukum Gay Lussac ... 83
Gambar 4.12 Grafik hubungan antara tekanan terhadap suhu yang dibuat oleh
responden ... 84
Gambar 4.13 Jawaban pertanyaan diskusi hukum GayLussac ... 86
Gambar 4.14 Data keseluruhan percobaan hukum Charles-Gay Lussac ... 88
Gambar 4.15 Grafik hubungan antara volume terhadap suhu... 89
Gambar 4.16 Jawaban pertanyaan diskusi hukum Charles-Gay Lussac ... 90
Gambar 4.17 Tampilan simulasi setelah dijalankan ... 92
Gambar 4.18 Tampilan simulasi setelah panjang ruangan dikecilkan hingga 3 nm .... 93
Gambar 4.19 Data yang ditulis oleh responden (data 1) ... 94
Gambar 4.20 Tampilan simulasi setelah panjang ruang dibesarkan 0,5 nm dari
data sebelumnya ... 95
Gambar 4.21 Data yang ditulis oleh responden (data 2) ... 96
Gambar 4.22 Data keseluruhan percobaan hukum Boyle ... 97
xvii
Gambar 4.24 Jawaban pertanyaan diskusi hukum Boyle... 103
Gambar 4.25 Tampilan simulasi ketika ruang pada simulasi bocor dan gas keluar ... 105
Gambar 4.26 Tampilan simulasi ketika ruang pada simulasi ketika suhu
diturunkan terus menerus dan molekul bergerak semakin lambat ... 106
Gambar 4.27 Data keseluruhan percobaan hukum Gay Lussac ... 107
Gambar 4.28 Grafik hubungan antara tekanan terhadap suhu ... 108
Gambar 4.29 Jawaban pertanyaan diskusi hukum GayLussac ... 110
Gambar 4.30 Data keseluruhan percobaan hukum Charles-Gay Lussac ... 113
Gambar 4.31 Grafik hubungan antara volume terhadap suhu... 114
xviii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Surat Permohonan Izin Penelitian ... 167
Lampiran 2. Surat Rekomendasi Penelitian (Badan Kesatuan Bangsa dan Politik) ... 168
Lampiran 3. Surat Rekomendasi Penelitian (Dinas Pendidikan, Pemuda dan
Olahraga) ... 169
Lampiran 4. Surat Keterangan Telah Selesai Melaksanakan Penelitian ... 170
Lampiran 5. Soal dan Jawaban Pre Tes/Pos Tes ... 171
Lampiran 6. Lembar Kerja Siswa Responden Kelompok 1 ... 174
Lampiran 7. Lembar Kerja Siswa Responden Kelompok 2 ... 195
Lampiran 8. Jawaban Pre Tes Responden Kelompok 1 ... 216
Lampiran 9. Jawaban Pre Tes Responden Kelompok 2 ... 220
Lampiran 10. Jawaban Pos Tes Responden Kelompok 1 ... 222
Lampiran 11. Jawaban Pos Tes Responden Kelompok 2 ... 227
1
BAB I
PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Dalam pembelajaran fisika penanaman dan pemahaman konsep
merupakan hal yang utama. Jika sebuah konsep tertanam dengan baik
maka akan menghasilkan sebuah pemahaman yang dapat mendalam pula.
Pemahaman konsep yang dimiliki oleh siswa bergantung pada siswa itu
sendiri karena berdasarkan filsafat konstruktivisme pengetahuan itu adalah
bentukan
(konstruksi) individu yang mempelajarinya (Bettencourt dalam
Suparno 2013: 14).
Selain bergantung pada siswa itu sendiri terdapat faktor lain yang
dapat pula membantu mengembangkan pemahaman siswa dalam belajar
yaitu peran dari orang lain dalam hal ini adalah teman kelompok dalam
belajar dan guru sebagai fasilitator kelompok tersebut. Suatu kelompok
muncul ketika dua atau lebih orang berinteraksi selama lebih dari beberapa
saat, saling mempengaruhi satu sama lain melalui beberapa cara, dan
memikirkan diri mereka sebagai “kita” (Myers, 2010: 355). Dalam
belajar yang diinginkan yaitu bertambahnya pengetahuan dan pemahaman
siswa.
Dalam era globalisasi seperti sekarang ini banyak media
pembelajaran berbasis Teknologi Informasi (TI) yang dapat digunakan
guru fisika untuk membantu siswa memahami konsep dalam fisika. Media
pembelajaran berbasis TI dapat membantu untuk menggambarkan,
memvisualisasikan bahkan menjelaskan fenomena atau kejadian fisika
yang abstrak dan sulit dimengerti menjadi sesuatu yang lebih mudah untuk
dipahami.
Berdasarkan pengalaman peneliti ketika berada di SMA bahwa
salah satu materi yang abstrak untuk dibayangkan adalah tentang gas ideal.
Hal ini terjadi karena materi tersebut membahas tentang gas yang
wujudnya tidak dapat terlihat. Oleh sebab itu, ketika belajar mengenai gas
siswa hanya dapat membayangkan saja tanpa tahu bagaimana sebenarnya
proses dan faktor-faktor yang mempengaruhi keadaan gas itu sendiri. Oleh
sebab itu pada penelitian ini dipilih materi hukum-hukum gas ideal.
Agar penelitian yang dilakukan dapat mendalam maka peneliti
melakukan sebuah penelitian studi kasus. Studi kasus merupakan semacam
penelitian terhadap seseorang atau beberapa siswa yang mempunyai
masalah (Sukmadinata, 2009: 224). Permasalahan yang akan diteliti yaitu
bagaimana peran sosial dari kelompok belajar, simulasi sebagai media
belajar dan peran guru sebagai fasilitator untuk membantu siswa
mengembangkan pemahamannya tentang hukum-hukum gas ideal.
Penelitian serupa sebelumnya pernah dilakukan oleh Hana Natalia
Pamungkas yang merupakan mahasiswa pendidikan fisika Uiversitas
Sanata Dharma dengan judul penelitian “Proses Belajar Metode Problem
Solving Berbantuan Simulasi PhET: Studi Kasus Siswa Kelas XI IPA di
SMA Negeri 1 Prambanan dan SMA Negeri 2 Klaten Materi Hukum
Boyle dan Hukum Gay-Lussac”. Pada penelitan tersebut, siswa diberi
keaktifan, eksplorasi dan dinamika siswa dalam belajar. Pada penelitan ini
siswa belajar di dalam kelompok menggunakan simulasi PhET dan
bimbingan guru sebagai fasilitator dilakukan untuk mengembangkan
pemahaman siswa tentang hukum-hukum gas ideal. Pada penelitian yang
dilakukan oleh saudari Hana pembelajaran dirancang dengan metode
prolem solving
dan simulasi PhET sebagai
treatment
, sedangkan pada
penelitan ini simulasi PhET digunakan sebagai media belajar dengan
panduan peneliti yang membimbing siswa secara langsung ketika proses
pembelajaran.
Tingkat pemahaman seseorang berbeda satu dengan yang lainnya.
Ketika seseorang mengalami pengembangan pemahaman berarti juga
mengalami peningkatan dimensi kognitif. Oleh sebab itu perkembangan
pemahaman yang dialami siswa dapat diukur dengan mengukur dimensi
kognitifnya. Penelitian untuk mengukur dimensi kognitif siswa pernah
dilakukan oleh Timotius Vivid Nugroho yang merupakan mahasiswa
pendidikan fisika Universitas Sanata Dharma dengan judul penelitian
“Identifikasi Proses Kognitif Siswa dalam Menyelesaikan Soal Tentang
Perubahan Wujud (Sebuah Studi Kasus)”. Penelitian tersebut bertujuan
yang digunakan siswa dalam kelompok dengan bimbingan guru sebagai
fasilitator kelompok tersebut.
Berdasarkan berbagai latar belakang masalah di atas maka peneliti
melakukan penelitian tentang
“PENGEMBANGAN PEMAHAMAN
SISWA PADA MATERI HUKUM-HUKUM GAS IDEAL DENGAN
MENGGUNA
KAN SIMULASI PhET (SEBUAH STUDI KASUS)”.
B.
Rumusan Masalah
Berdasarkan pemaparan latar belakang di atas maka rumusan
masalah dalam penelitian ini adalah:
1.
Bagaimana tingkat pemahaman awal siswa pada materi hukum-hukum
gas ideal?
2.
Bagaimana perkembangan pemahaman siswa pada materi
hukum-hukum gas ideal setelah belajar dengan menggunakan simulasi PhET?
C.
Tujuan Penelitian
Berdasarkan rumusan masalah di atas maka tujuan dalam
penelitian ini adalah:
1.
Mengetahui tingkat pemahaman awal siswa pada materi
hukum-hukum gas ideal.
2.
Mengembangkan pemahaman siswa pada materi hukum-hukum gas
ideal dengan menggunakan simulasi PhET.
D.
Manfaat Penelitian
1.
Bagi guru
Diharapkan hasil dari penelitian ini dapat membantu guru untuk
menambah referensi media pembelajaran yang memanfaatkan
perkembangan TI dan menambah desain pembelajaran yang efektif.
2.
Bagi Peneliti
Dapat menambah pengalaman dan pengetahuan agar lebih siap dan
matang untuk menjadi seorang guru yang kreatif dan inovatif.
3.
Bagi siswa
7
BAB II
LANDASAN TEORI
A.
Filsafat Konstruktivisme
Filsafat konstruktivisme
adalah filsafat yang mempelajari hakikat
pengetahuan dan bagaimana pengetahuan itu terjadi. Menurut filsafat
konstruktivisme, pengetahuan itu adalah
bentukan
(konstruksi) individu
yang sedang mempelajarinya (Bettencourt dalam Suparno, 2013: 14).
Dalam hal ini yang dimaksud menekuni pengetahuan itu sendiri adalah
siswa, dimana dalam membentuk pengetahuannya siswa harus
mengkonstruksikan dengan benar apa yang mereka pelajari dan pahami
dalam pikiran mereka sehingga dalam penerapannya dapat terealisasikan
dengan baik.
Pengetahuan bukanlah suatu barang yang dapat dipindahkan begitu
saja dari guru ke siswa (Suparno, 2013: 15). Pengetahuan yang dimiliki
oleh seorang guru fisika tidak bisa begitu saja berpindah ke siswa, guru
hanya dapat menawarkan melalui proses pembelajaran untuk berusaha
menjelaskan dan menerangkan pengetahuan yang dimilikinya tetapi siswa
juga harus secara aktif menerima dan mengkonstruksikan hal tersebut
sehingga dapat menangkap dan mengerti apa yang dijelaskan oleh guru.
B.
Konstruktivisme Sosial
secara sosial (Berger dan Luckmann dalam Suparno, 1997: 47).
Konstruktivisme
sosial
menekankan
bahwa
pengetahuan
ilmiah
merupakan konstruksi sosial, bukan konstruksi individual. Kelompok ini
menekankan lingkungan, masyarakat dan dinamika pembentukan ilmu
pengetahuan (Matthews dalam Suparno, 1997: 48). Dalam kaitannya
dengan belajar bahwa siswa membutuhkan teman atau orang lain dalam
proses memperoleh pengetahuan dan meningkatkan pemahamannya.
Belajar dalam kelompok merupakan salah satu penerapan belajar
yang melibatkan teman atau orang lain. Dalam kelompok belajar siswa
harus mengungkapkan bagaimana ia melihat persoalan dan apa yang akan
dibuatnya dengan persoalan itu (Von Grasersfeld dalam Suparno, 1997:
63). Kelompok belajar akan memberikan kesempatan kepada siswa untuk
secara aktif membuat abstraksi. Siswa dapat berdinamika dalam kelompok
menjelaskan kepada teman-temannya untuk membantu memperoleh
pengetahuan dengan lebih dalam dan lebih luas.
Belajar dalam kelompok juga membutuhkan bimbingan dan arahan
dari guru. bimbingan dan arahan tersebut dapat berupa pertanyaan yang
membantu siswa untuk berpikir menyelesaikan suatu masalah atau suatu
persoalan. Hal tersebut sangat membantu dan merangsang siswa untuk
mengkonstruksi pengetahuan mereka.
C.
Pemahaman Konsep Fisika
bentuk perluasan konsep, maupun mengubah konsep yang salah menjadi
benar, sehingga dapat menerapkan konsep tersebut untuk pemecahan
masalah. Menurut Slameto (2010) pemahaman dapat didefinisikan sebagai
proses berpikir dan belajar. Oleh karena itu pemahaman tentang konsep
merupakan hal yang paling mendasar dalam proses berpikir seseorang dan
pemahaman itu sendiri berupa proses berpikir dan belajar yang seharusnya
terus menerus dilakukan, karena untuk mencapai hingga tahap pemahaman
tidak terlepas dari proses dimana siswa harus berpikir tentang suatu
konsep dan selanjutnya belajar bagaimana konsep tersebut dapat
diterapkannya dalam belajar untuk memecahkan suatu masalah.
Menurut Berg (1991: 11) kriteria seseorang yang dapat dikatakan
memahami konsep yaitu:
a.
Dapat mendefinisikan konsep yang bersangkutan dengan kata-kata
sendiri.
b.
Dapat menjelaskan perbedaan antara konsep yang bersangkutan
dengan konsep-konsep lain.
c.
Dapat menjelaskan hubungan konsep yang satu dengan konsep
yang lain.
mengungkapkan kembali apa yang telah dikatakannya maka tidak dapat
dikatakan telah memahami konsep. Karena memahami konsep berarti
dapat mendefinisikan konsep dengan bahasanya sendiri, menjelaskan
perbedaannya dengan konsep yang lainnya, mengaitkan dengan konsep
lainnya serta dapat menjelaskan artinya dalam kehidupan sehari-hari.
D.
Tingkatan Dimensi Proses Kognitif
Psikologi kognitif dapat didefinisikan sebagai suatu studi ilmiah
mengenai proses-proses mental atau aktivitas pikiran
(the scientific study
of mental process or activities)
(Suharnan, 2005: 2). Dari pernyataan
tersebut dapat disimpulkan bahwa kognitif itu sendiri merupakan
proses-proses mental atau aktivitas pikiran dari manusia. Proses-proses-proses mental
atau aktivitas pikiran tersebut dapat meliputi bagaimana pikiran manusia
memproses informasi atau pengetahuan kemudian menggunakan
pengetahuan tersebut untuk melakukan suatu pekerjaan maka tidak dapat
dilihat ataupun diamati secara langsung.
Menurut Taksonomi Bloom hasil revisi yang dipublikasikan oleh
Lorin W. Anderson dan David R. Krathwohl pada tahun 2001 dimensi
kognitif dikelompokkan menjadi enam kategori, yaitu
mengingat,
memahami, mengaplikasikan, menganalisis, mengevaluasi,
dan
mencipta
.
Tabel 2.1 Rangkuman Dimensi Proses Kognitif
No. Kategori dan Proses Kognitif
Nama-nama Lain Definisi
1. MENGINGAT-Mengambil pengetahuan dari memori jangka panjang.
Mengenali Mengidentifikasi Menempatkan
memori jangka panjang yang sesuai dengan pengetahuan.
Mengingat kembali
Mengambil Mengambil pengetahuan
yang relevan dari memori jangka panjang.
2. MEMAHAMI-Mengkonstruksi makna dari materi pembelajaran, termasuk apa yang diucapkan, ditulis, dan digambar oleh guru.
Menafsirkan Mengklarifikasi,
memparafrasakan, merepresentasikan, menerjemahkan.
Mengubah satu bentuk gambaran (misalnya, angka) jadi bentuk lain (misalnya, kata-kata).
Mencontohkan Mengilustrasikan,
memberi contoh.
Menemukan contoh atau ilustrasi tentang konsep atau prinsip. Mengklasifikasik an Mengategorikan, mengelompokkan. Menentukan sesuatu dalam satu kategori.
Merangkum Mengabstraksi,
menggeneralisasi.
Mengabstraksikan tema umum atau poin-poin pokok.
Menyimpulkan Menyarikan,
mengekstrapolasi, menginterpolasi, memprediksi
Membuat kesimpulan yang logis dari informasi yang diterima.
Membandingkan Mengontraskan,
memetakan, mencocokkan
Menentukan hubungan antara dua ide, dua objek, dan semacamnya.
Menjelaskan Membuat model Membuat model
sebab-akibat dalam sebuah sistem.
3. MENGAPLIKASIKAN-Menerapkan atau menggunakan suatu prosedur dalam keadaan tertentu.
Mengeksekusi Melaksanakan Menerapkan suatu
prosedur pada tugas yang familiar.
Mengimplementa sikan
Menggunakan Menerapkan suatu
prosedur pada tugas yang tidak familiar.
dan hubungan antara bagian-bagian tersebut dan keseluruhan struktur atau tujuan.
Membedakan Menyendirikan,
memilah, memfokuskan, memilih
Membedakan bagian dari materi pelajaran yang relevan, bagian yang penting dari bagian yang tidak penting.
Mengorganisasi Menemukan
koherensi, memadukan, membuat garis besar,
mendeskripsikan peran,
menstrukturkan
Menentukan bagaimana elemen-elemen bekerja atau berfungsi dalam sebuah struktur.
Mengatribusikan Mendekonstruksi Menentukan sudut
pandang, bias, nilai, atau maksud dibalik materi pelajaran.
5. MENGEVALUASI-mengambil keputusan berdasarkan kriteria dan/atau standar
Memeriksa Mengoordinasi,
mendeteksi, memonitor, menguji
Menemukan inkonsistensi atau kesalahan dalam suatu proses atau produk; menentukan apakah suatu proses atau produk memiliki konsistensi internal; menemukan efektivitas suatu prosedur yang sedang dipraktikkan.
Mengkritik Menilai Menemukan inkonsistensi
antara suatu produk dan kriteria eksternal;
menentukan apakah suatu produk memilik
konsistensi eksternal; menemukan ketepatan suatu produk untuk menyelesaikan masalah.
6. MENCIPTA-Memadukan bagian-bagian untuk membentuk sesuatu yang baru dan koheren atau untuk membuat suatuproduk yang orisinal.
Merumuskan Membuat hipotesis Membuat
kriteria.
Merencanakan Mendesain Merencanakan prosedur
untuk menyelesaikan suatu tugas.
Memproduksi Mengkonstruksi Menciptakan suatu
produk.
1.
Mengingat
Proses
mengingat
adalah mengambil pengetahuan yang dibutuhkan
dari memori jangka panjang. Pengetahuan mengingat penting
sebagai bekal untuk belajar yang bermakna dan menyelesaikan
masalah karena pengetahuan tersebut akan digunakan dalam
menyelesaikan tugas yang lebih kompleks. Dalam kategori
mengingat, guru memberi pertanyaan yang sama persis dengan
materi ketika siswa belajar materi yang diujikan dengan sedikit
mengubah kondisinya. Proses Mengingat terdiri dari
mengenali
dan
mengingat kembali
.
a)
Mengenali
sebelumnya atau tidak dan mencari kesesuaian di antara
keduanya.
b)
Mengingat Kembali
Proses
mengingat kembali
adalah mengambil pengetahuan
yang dibutuhkan dari memori jangka panjang ketika menjawab
pertanyaan. Siswa mencari infomasi jangka panjang dan
membawa informasi tersebut ke memori kerja untuk diproses.
Istilah lain dari
mengingat kembali
adalah
mengambil
.
2.
Memahami
Siswa dikatakan
memahami
bila mereka dapat mengkonstruksi
makna-makna dari pesan-pesan pembelajaran, baik itu bersifat
lisan, tulisan maupun grafis, yang disampaikan melalui pengajaran,
buku atau layar komputer. Jika siswa
memahami
maka ia dapat
menghubungkan pengetahuan “baru” dan pengetahuan lamanya,
a)
Menafsirkan
Menafsirkan
terjadi ketika siswa dapat mengubah informasi
dari satu bentuk ke bentuk lain. Pengubahan kata-kata menjadi
kata-kata lain (misalnya; memfrasakan), gambar jadi kata-kata,
kata-kata jadi gambar, angka jadi kata-kata, kata-kata jadi
angka dan lain sebagainya. Istilah-istilah lain dari
menafsirkan
adalah
menerjemahkan, memparafrasakan, menggambarkan
dan
mengklarifikasi.
b)
Mencontohkan
Proses kognitif
mencontohkan
terjadi bila siswa memberikan
contoh tentang konsep atau prinsip umum. Hal ini melibatkan
proses identifikasi ciri-ciri pokok dari konsep atau prinsip
umum dan menggunakan ciri-ciri ini untuk memilih atau
membuat contoh. Istilah-istilah lain untuk
mencontohkan
adalah
mengilustrasikan
dan
memberi contoh
.
c)
Mengklasifikasikan
Proses kognitif
mengklasifikasikan
terjadi ketika siswa
mengetahui bahwa sesuatu (misalnya, suatu contoh) termasuk
dalam kategori tertentu (misalnya, konsep atau prinsip). Proses
ini melibatkan proses pola-pola yang “sesuai” dengan contoh
contoh tertentu yang mengharuskan siswa menemukan konsep
atau prinsip umum.
d)
Merangkum
Proses
kognitif
merangkum
terjadi
ketika
siswa
mengemukakan
satu
kalimat
yang
merepresentasikan
informasi yang diterima atau mengabstraksikan sebuah tema.
Proses ini melibatkan proses membuat ringkasan informasi.
Istilah-istilah
lain
untuk
merangkum
adalah
menggeneralisasikan
dan
mengabstraksi
.
e)
Menyimpulkan
Proses
kognitif
menyimpulkan
menyertakan
proses
menemukan pola dalam sejumlah contoh. Proses ini terjadi
ketika siswa dapat mengabstraksikan sebuah konsep atau
prinsip yang menerangkan contoh-contoh tersebut dengan
mencermati ciri-ciri setiap contohnya dan yang terpenting
dengan menarik hubungan antara ciri-ciri tersebut. Proses
kognitif ini melibatkan proses kognitif membandingkan
seluruh contohnya. Istilah-istilah lain dari
menyimpulkan
adalah
mengekstrapolasi, menginterpolasi
dan
memprediksi
.
f)
Membandingkan
pencarian korespondensi satu-satu antara elemen-elemen dan
pola-pola pada suatu objek, peristiwa, atau ide lain.
Istilah-istilah lain dari
membandingkan
adalah
mengontraskan,
memetakan
dan
mencocokkan.
g)
Menjelaskan
Proses kognitif menjelaskan
berlangsung
ketika siswa dapat
membuat dan menggunakan model sebab-akibat dalam sebuah
sistem. Model ini dapat diturunkan dari teori (sebagaimana
dalam sains) atau didasarkan pada hasil penelitian atau
pengalaman. Istilah lain dari
menjelaskan
adalah
membuat
model
.
3.
Mengaplikasikan
Proses kognitif
mengaplikasikan
melibatkan penggunaan
prosedur-prosedur
tertentu
untuk
mengerjakan
soal
latihan
atau
menyelesaikan masalah. kategori
pengaplikasikan
terdiri dari dua
proses kognitif, yakni
mengeksekusi
ketika tugas berupa soal
latihan (yang familiar) dan
mengimplementasikan
ketika tugas
merupakan masalah (yang tidak familiar).
a)
Mengeksekusi
teknik dan metode. Istilah lain untuk
mengeksekusi
adalah
melaksanakan
.
b)
Mengimplementasikan
Mengimplementasikan
berlangsung ketika siswa memilih dan
menggunakan sebuah prosedur untuk menyelesaikan tugas
yang tidak familier. Siswa dituntut untuk memilih, harus
memahami jenis masalahnya dan alternatif-alternatif prosedur
yang tersedia. Oleh sebab itu,
mengimplementasikan
terjadi
bersama kategori-kategori proses kognitif lain, seperti
memahami
dan
mencipta
.
Istilah
lain
dari
mengimplementasikan
adalah
menggunakan
.
4.
Menganalisis
Proses
menganalisis
melibatkan proses memecah-mecah materi
jadi bagian-bagian kecil dan menentukan bagaimana hubungan
antarbagian dan antara setiap bagian dan struktur keseluruhannya.
Menganalisis
meliputi proses-proses kognitif
membedakan,
mengorganisasi
dan
mengatribusikan
.
a)
Membedakan
Istilah-istilah lain
membedakan
yaitu
menyendirikan, memilah,
memfokuskan
dan
memilah
.
b)
Mengorganisasi
Mengorganisasi
melibatkan proses mengidentifikasi
elemen-elemen komunikasi atau situasi dan proses mengenali
bagaimana elemen-elemen ini membentuk sebuah struktur
yang koheren. Siswa membangun hubungan-hubungan yang
sistematis
dan
koheren
anatarpotongan
informasi.
Mengorganisasi
biasanya terjadi bersamaan dengan proses
membedakan
. Mula-mula siswa mengidentifikasi
elemen-elemen yang relevan atau penting dan kemudian menentukan
sebuah struktur yang terbentuk dari elemen-elemen itu.
Mengorganisasi
juga dapat terjadi bersamaan dengan proses
mengatribusi
, yang fokusnya adalah menentukan tujuan atau
sudut
pandang
pengarang.
Istilah-istilah
lain
untuk
mengorganisasi
adalah
menstrukturkan,
memadukan,
menemukan
koherensi,
membuat
garis
besar
dan
mendeskripsikan peran
.
c)
Mengatribusikan
yang diberikan oleh guru. Berkebalikan dengan
menafsirkan
,
yang di dalamnya siswa berusaha
Memahami
makna tulisan
tersebut,
mengatribusikan
melampaui pemahaman dasar untuk
menarik kesimpulan tentang tujuan atau sudut pandang di balik
tulisan itu.
5.
Mengevaluasi
Mengevaluasi
didefinisikan
sebagai
membuat
keputusan
berdasarkan kriteria dan standar. Kriteria-kriteria yang sering
digunakan adalah kualitas, efektivitas, efisiensi dan konsistensi
yang ditentukan oleh siswa. standar-standarnya bisa bersifat
kuantitatif atau kualitatif dan berlaku pada kriteria. Kategori
mengevaluasi
mencakup proses-proses kognitif
memeriksa
dan
mengkritik.
a)
Memeriksa
lain untuk
memeriksa
adalah menguji, mendeteksi, memonitor
dan mengkoordinasi.
b)
Mengkritik
Mengkritik
melibatkan proses penilaian suatu produk atau
proses berdasarkan kriteria dan standar eksternal. Siswa
mencatat ciri-ciri positif dan negatif dari suatu produk dan
membuat keputusan setidaknya sebagian berdasarkan ciri-ciri
tersebut.
Mengkritik
merupakan inti dari berpikir kritis,
menilai kelebihan (efektivitas dan efisiensi) solusi untuk
menyelesaikan masalah. istilah lain dari
mengkritik
adalah
menilai
.
6.
Mencipta
a)
Merumuskan
Merumuskan
melibatkan proses menggambarkan masalah dan
membuat pilihan atau hipotesis yang memenuhi
kriteria-kriteria tertentu. Cara menggambarkan masalah menunjukkan
solusi-solusinya, dan merumuskan ulang atau menggambarkan
kembali masalahnya menunjukkan solusi-solusi yang berbeda.
Ketika
merumuskan
melampaui batas-batas pengetahuan lama
dan teori-teori yang ada, proses kognitif ini melibatkan proses
berpikir divergen dan menjadi inti dari apa yang disebut
berpikir kreatif. istilah lain dari
merumuskan
adalah
membuat
hipotesis.
b)
Merencanakan
Merencanakan
melibatkan proses merencanakan metode
penyelesaian masalah yang sesuai dengan kriteria-kriteria
masalahnya, yakni membuat rencan untuk menyelesaikan
masalah. Mempraktikkan langkah-langkah untuk menciptakan
solusi yang nyata bagi suatu masalah. Istilah lain
merencanakan
adalah
mendesain
.
c)
Memproduksi
atau kekhasan. Istilah lain dari
memproduksi
adalah
mengkonstruksi
.
E.
Simulasi Komputer
Simulasi komputer adalah model pembelajaran menggunakan
program komputer untuk mensimulasikan beberapa percobaan fisika, tidak
lewat percobaan di laboratorium, tetapi lewat monitor komputer dan siswa
dapat mempelajarinya dari simulasi itu (Suparno, 2013: 117). Pada
dasarnya simulasi komputer dapat membantu guru khususnya dalam
pelajaran fisika untuk dapat menjelaskan konsep-konsep fisika kepada
siswa agar dapat lebih mudah diterima dan dimengerti terutama bagi
konsep fisika yang sulit dan abstrak untuk dibayangkan. Misalnya saja
dalam konsep gas ideal, dengan adanya simulasi komputer maka konsep
gas ideal tersebut dapat digambarkan dan dijelaskan melalui gambaran
dari simulasi komputer sehingga konsep tersebut yang semula abstrak kini
dapat dipahami dan dimengerti oleh siswa.
Simulasi komputer memiliki berbagai keuntungan dalam
membantu proses pembelajaran. Beberapa keuntungan pembelajaran
dengan simulasi komputer (Suparno, 2013: 119-120) adalah:
a.
Dapat dilakukan oleh siswa kapan pun termasuk di rumah sehingga
mereka dapat belajar lebih lama dan mengulangi bahan lebih lama
tanpa terikat guru, jam atau waktu.
mahasiswa lebih jelas. Misalnya percobaan nuklir, dapat dilihat
dalam simulasi tanpa harus mencoba nuklir sendiri.
c.
Reaksi dan kejadian mikro dapat disimulasikan dengan jelas dalam
model sehingga siswa makin jelas menangkap konsepnya.
Misalnya, model gerak atom atau molekul yang sulit dilihat mata
dapat dilakukan dengan simulasi
komputer
.
d.
Di internet banyak sekali percobaan dengan simulasi yang dapat
dijadikan tugas siswa untuk mengamati dan mempelajarinya.
e.
Para ahli miskonsepsi menemukan bahwa simulasi komputer dapat
membantu menghilangkan miskonsepsi siswa karena siswa dapat
membandingkan pemikirannya yang tidak benar dengan simulasi
yang mereka lakukan dan lihat.
Simulasi PhET
Tujuan utama dari simulasi PhET ini yakni untuk meningkatkan
keterlibatan siswa dan meningkatkan hasil belajar. Simulasi PhET
membantu menjelaskan topik-topik baru, membangun konsep atau
kemampuan, memperkuat ide dan memberi tinjauan ulang serta feleksi
(Wieman, 2010: 225). Oleh sebab itu simulasi PhET di desain semenarik
mungkin sehingga dapat menarik perhatian siswa untuk terlibat aktif serta
didesain khusus untuk mendukung siswa dalam membangun pemahaman
konsep yang kuat mengenai konsep-konsep dalam fisika.
Seluruh pengaturan dalam simulasi ini sederhana dan mudah
digunakan seperti
click-drag,
menggeser dan terdapat tombol-tombol yang
dapat digunakan. Selain itu, pada simulasi PhET juga menampilkan hal
yang tidak dapat dilihat oleh mata seperti atom, elektron, foton, dan medan
listrik sehingga dapat memberikan sedikit gambaran kepada siswa. Pada
simulasi ini juga menyediakan berbagai instrumen/alat pengukuran seperti
penggaris,
stopwatch
, voltmeter, termometer, dan alat pengukur tekanan
untuk melakukan pengukuran kuantitatif.
Simulasi PhET ini dibuat dalam Java dan Flash sehingga dapat
dijalankan langsung dari
website
PhET (
http://phet.colorado.edu
)
menggunakan
web browser
standar. Selain itu, PhET juga dapat diunduh
secara gratis dan dipasang pada komputer (perangkat lokal) sehingga dapat
digunakan secara
offline
(Perkins dkk, 2006).
simulasi ini menjadi sangat berguna bagi siswa untuk meningkatkan
kemampuannya dalam membuat sebuah hubungan sebab akibat dari suatu
tindakan yang dilakukan saat pengaturan dengan hasil dari tindakan
tersebut. Respon (
feed back
) yang dimaksudkan yakni seperti adanya
pergerakan dari objek (benda), hasil grafik, serta hasil angka-angka.
F.
Kerangka Berpikir
Fisika merupakan ilmu yang menekankan pemahaman konsep
yang mendalam. Pemahaman konsep seseorang dengan orang lain tidaklah
sama, hal ini terkait dengan kemampuan kognitif yang dimiliki seseorang.
Jika pemahaman konsep fisika dikaitkan dengan kemampuan kognitif,
maka cara untuk mengetahui tingkat pemahaman seseorang dalam hal ini
adalah siswa yaitu dengan menganalisis ataupun mengelompokkan
pemahaman tersebut dalam tingkatan dimensi kognitif berdasarkan
taksonomi Bloom yang dikelompokkan menjadi enam yaitu: mengingat,
memahami, mengaplikasikan, menganalis, mengevaluasi dan mencipta.
mengakses dan mengolah informasi yang diperoleh melalui media tersebut
diperlukan peran sosial dari teman dan bantuan dari guru agar informasi
yang diperoleh dapat mendalam. Guru dapat bertindak sebagai fasilitator
membentuk kelompok belajar bagi siswa, kelompok belajar ini berfungsi
sebagai ruang komunikasi dan diskusi untuk mencurahkan pendapat dan
pikiran mereka membentuk dan memperoleh pengetahuan yang baru.
Bimbingan dari guru dalam proses belajar tersebut dapat berupa
pertanyaan-pertanyaan yang mengarahkan siswa untuk memperoleh
sebuah kesimpulan yang mengembangkan kemampuan kognitif.
Gambar 2.1 Rangkuman Kerangka Berpikir
G.
Hukum-hukum Gas Ideal
salah satu variabel akan berpengaruh terhadap variabel yang lainnya.
Untuk Gas ideal, hubungan antara p, V, T dan
m
(atau jumlah mol
n
) dapat
dinyatakan sebagai sebuah persamaan yang disebut
persamaan gas ideal
.
Beberapa asumsi tentang gas ideal yaitu: (1) gas terdiri dari
molekul-molekul yang sangat banyak dan jarak pisah antara molekul jauh
lebih besar daripada ukurannya (2) molekul-molekul memenuhi hukum
gerak Newton, tetapi secara keseluruhan mereka bergerak lurus secara
acak dengan kecepatan tetap (3) molekul-molekul mengalami tumbukan
lenting sempurna satu sama lain dan dengan dinding wadahnya (4)
gaya-gaya antarmolekul dapat diabaikan, kecuali selama satu tumbukan yang
berlangsung sangat singkat (5) gas yang dipertimbangkan adalah suatu zat
tunggal, sehingga semua molekul adalah identik.
Hukum-hukum mengenai gas ideal dalam suatu ruang tertutup
yang menyatakan hubungan antara tekanan (p),volume (V) dan suhu (T)
gas dipelajari dalam beberapa hukum yaitu hukum Boyle, hukum Gay
Lussac, hukum Charles-Gay Lussac dan hukum Boyle-Gay Lussac.
1.
Hukum Boyle
dalam bejana tertutup (tidak bocor) dijaga tetap, maka tekanan gas
berbanding terbalik dengan volume gas tersebut.
Secara matematis, pernyataan tersebut dinyatakan sebagai berikut:
p ≈
...(1)
p V = Tetap...(2)
Sehingga untuk gas pada keadaan seimbang pada suhu tetap,
persamaannya menjadi:
=
...(3)
Gambar 2.2 Grafik hubungan P terhadap V pada suhu konstan
(Isotermal)
2.
Hukum Gay-Lusscac
Secara sistematis pernyataan tersebut dinyatakan sebagai berikut:
p ≈ T...
...(4)
= Tetap...(5)
Sehingga untuk gas pada keadaan setimbang pada volume tetap,
persamaannya menjadi:
=
...(6)
Gambar 2.3 Grafik hubungan P terhadap T pada volume konstan
(Isohorik)
3.
Hukum Charles Gay-Lussac
Hukum Charles Gay-Lussac merupakan hukum yang
dikemukakan oleh Jacques Charles (1747-1823) dan Gay Lussac
(1778-1805). Hukum Charles-Gay lussac menyatakan bahwa jika
tekanan gas yang berada dalam bejana tertutup (tidak bocor) dijaga
tetap, maka volume gas sebanding dengan suhu mutlaknya.
= Tetap...(8)
Sehingga untuk gas pada keadaan seimbang pada tekanan tetap,
persamaannya menjadi:
=
...(9)
Gambar 2.3 Grafik hubungan V terhadap T pada tekanan konstan
(Isobarik)
4.
Hukum Boyle Gay-Lussac
Hukum boyle Guy-Lussac merupakan gabungan dari hukum Boyle
dan Gay Lussac.
Secara sistematis, hukum Boyle-Gay Lussac sebagai berikut:
= Tetap...(10)
Untuk gas pada dua keadaan seimbang, persamaannya menjadi:
32
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
A.
Jenis Penelitian
Penelitian yang dilakukan termasuk dalam jenis penelitian kualitatif. Data
dalam riset kualitatif adalah semua hal, barang, tulisan, benda yang
dikumpulkan peneliti untuk dapat menjelaskan persoalan yang sedang dialami
(Suparno, 2007: 117). Dalam penelitian ini, metode yang digunakan adalah
metode penelitian deskriptif kualitatif. Penelitian deskriptif merupakan metode
penelitian yang berusaha menggambarkan dan menginterpretasi objek sesuai
dengan apa adanya (Best, 1982 dalam Sukardi 2008). Penelitian deskriptif
bertujuan untuk memberikan penjelasan/uraian tertentu (Suparno, 2007: 3).
Metode penelitian ini dipilih karena penelitian ini bertujuan untuk
mengembangkan pemahaman siswa.
B.
Responden Penelitian
untuk siswa dari kelas XI IPA 3. Sebelum proses pengambilan data responden
tidak diberitahu materi apa yang akan dipelajari dalam penelitian.
C.
Desain Penelitian
Desain yang digunakan dalam penelitian ini adalah studi kasus. Studi
kasus merupakan semacam penelitian terhadap seseorang atau beberapa siswa
yang mempunyai masalah (Sukmadinata, 2009: 224). Dapat pula dimengerti
bahwa studi kasus merupakan salah satu desain yang mendetail dari suatu
subjek pada keadaan khusus. Bahan yang diteliti hanya satu atau kecil ruang
lingkupnya, sehingga tidak perlu menggeneralisasi apapun.
yang telah dilakukan maka disimpulkan bagaimana pemahaman akhir siswa
dengan belajar dalam kelompok menggunakan simulasi PhET.
D.
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan pada bulan April 2017 di SMAN 10 Yogyakarta.
E.
Metode Pengumpulan Data
Pengambilan data yang digunakan peneliti adalah dengan metode tes esai
dan video proses pembelajaran. Responden diminta untuk mengerjakan soal
esay tentang hukum-hukum gas ideal yang telah disiapkan oleh peneliti.
Waktu pengerjaan soal tes adalah 45 menit dengan asumsi bahwa satu soal
dikerjakan dalam waktu 15 menit. Tes ini digunakan untuk mengelompokkan
tingkat pemahaman responden berdasarkan dimensi proses kognitif taksonomi
Bloom. Tes ini diberikan pada awal penelitian dan pada akhir penelitian untuk
mengkonfirmasi pemahaman siswa.
Proses pembelajaran dilakukan berdasarkan pedoman Lembar kerja Siswa
yang telah disiapkan oleh peneliti. Selama proses pembelajaran berlangsung
dilakukan pula rekaman video menggunakan
handycam
. Rekaman video
digunakan untuk mendeskripsikan pengembangan pemahaman responden
selama proses pembelajaran, yang selanjutnya diubah dalam bentuk narasi
F.
Instrumen Penelitian
1.
Instrumen Pembelajaran
proses pengambilan data serta soal diskusi. Selain itu responden juga
membuat grafik dari hasil eksperimen yang telah dilakukan.
2.
Instrumen Pengumpulan Data
Instrumen pengumpulan data yang digunakan dalam penelitian ini
adalah soal tes esay dan video proses pembelajaran.
a.
Soal tes esai
Soal tes esai yang digunakan adalah soal tentang konsep yang
bertujuan untuk mengukur tingkat pemahaman responden. Soal esai
disusun dengan memperhatikan proses kognitif berdasarkam
Taksonomi Bloom yaitu pada kategori mengingat, memahami,
mengaplikasikan, menganalisis dan mengevaluasi. Soal tidak
dibuat hingga kategori mencipta. Soal test esai yang digunakan
berjumlah tiga soal, masing-masing satu soal mengenai hukum
Boyle, Hukum Gay Lussac dan hukum Charles-Gay Lussac yang
masing-masing memiliki beberapa proses kognitif tertentu.
Jawaban ketiga soal tes esai menggambarkan proses kognitif yang
telah dicapai atau sampai sejauh mana pemahaman responden akan
materi tentang hukum-hukum tersebut.
b.
Video proses pembelajaran
G.
Metode Analisis Data
1.
Mengidentifikasi Proses Kognitif Responden
Identifikasi proses kognitif responden mengacu pada tingkatan
dimensi proses kognitif Taksonomi Bloom hasil revisi. Indikator dan soal
untuk mengidentifikasi proses kognitif yang dimiliki responden ketika
menyelesaikan soal disajikan dalam tabel (3.1, 3.2 dan 3.3). Soal yang
diberikan sesuai dengan tingkat kognitif tertentu, oleh sebab itu jika
responden menjawab soal dengan benar maka responden dikatakan telah
mencapai tingkat kognitif sesuai dengan soal tersebut. Soal ini diberikan
sebelum dan sesudah proses belajar untuk melihat perkembangan
pemahaman siswa.
(Soal dan jawaban tes terlampir)
Tabel 3.1 Indikator soal dan Proses Kognitif (hukum Boyle)
Kategori Kognitif(Proses Kognitif)
Indikator No
Soal
Memahami (Menjelaskan) Menjelaskan arti gerakan piston terhadap volume gas
Responden menjelaskan jika piston bergerak ke bawah maka volume gas di dalam bejana akan semakin kecil.
1. a
Responden menjelaskan jika piston bergerak ke atas maka volume gas di dalam bejana akan semakin besar.
1. b
Mengaplikasikan
(Mengimplementasikan) Menjelaskan arti
gerakan piston terhadap volume gas dan
akibatnya terhadap tekanan gas
Responden menjelaskan jika piston bergerak ke bawah berarti mengurangi volume mengakibatkan tekanan menjadi semakin besar
1. a
Responden menjelaskan jika piston bergerak ke atas berarti memperbesar volume mengakibatkan tekanan menjadi semakin kecil
1. b
Menganalisis (Mengorganisasi) Menyimpulkan
hubungan antara volume dan tekanan berdasarkan peristiwa yang terjadi
Responden menyimpulkan jika gerakan piston mempengaruhi volume gas dan tekanan. Dimana ketika piston bergerak kebawah volume gas akan mengecil mengakibatkan tekanan gas membesar dan ketika piston bergerak ke atas volume gas akan membesar mengakibatkan tekanannya akan mengecil.
Tabel 3.2 Indikator soal dan Proses Kognitif (hukum Gay Lussac)
Kategori Kognitif (ProsesKognitif)
Indikator No
Soal
Memahami (Menjelaskan) Menjelaskan arti kenaikan suhu terhadap tekanan gas
Responden menjelaskan jika tangki dipanaskan maka tekanan akan bertambah
2. a
Menganalisis (Mengorganisasi)
Menjelaskan arti kenaikan dan penurunan suhu yang terus menerus terhadap tekanan gas
Responden menjelaskan jika dipanaskan terus menerus maka tekanan akan semakin besar.
2. b
Responden menjelaskan jika suhu tangki diturunkan terus menerus maka tekanan akan semakin kecil.
2. c
Mengevaluasi (Mengkritik) Menyimpulkan akibat yang ditimbulkan berdasarkan peristiwa yang terjadi.
Responden menyimpulkan tangki dapat meledak jika dipanaskan terus menerus.
2. b
Responden menyimpulkan tangki dapat mengerucut/mengempis jika suhu tangki diturunkan terus menerus.
2. c
Tabel 3.3 Indikator soal dan Proses Kognitif (hukum Charles-Gay Lussac)
Kategori Kognitif (ProsesKognitif)
Indikator No
soal
Mengingat (Mengenali) Berpendapat bahwa terdapat hubungan antara suhu dan volume berdasarkan peristiwa yang terjadi
Responden berpendapat bahwa terdapat hubungan antara suhu dan volume.
3
Menganalisis (Mengorganisasi) Memberikan penjelasan penyebab peristiwa ban pecah dan ban kempis terkait suhu dan volume ban
Responden menjelaskan jika terkena sinar matahari berarti terjadi kenaikan suhu sehingga volume akan semakin membesar dan jika udara dingin terjadi penurunan suhu maka volume akan semakin mengecil.
3
Mengevaluasi (Mengkritik) Menyimpulkan hubungan antara suhu dan volume ban serta kaitannya dengan akibat yang ditimbulkan berdasarkan peristiwa yang terjadi.
Responden menyimpulkan ban pecah disebabkan oleh kenaikan suhu pada siang hari sehingga volume ban semakin
membesar, sedangkan ban kempes
disebabkan oleh penurunan suhu pada malam hari sehingga volume ban mengecil.
3
2.
Transkrip Data
38
BAB IV
DATA, ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN
A.
Deskripsi Pelaksanaan Penelitian
Penelitian ini dilakukan sebanyak dua kali kepada dua kelompok
siswa yang berbeda di SMA Negeri 10 Yogyakarta. Kelompok pertama
merupakan siswa dari kelas XI IPA 1 yang berjumlah empat orang.
Kelompok kedua merupakan siswa dari kelas XI IPA 3 yang berjumlah
dua orang. Penelitian pada kelompok pertama dilaksanakan pada tanggal 5
dan 6 April 2017 sedangkan pada kelompok kedua dilaksanakan pada
tanggal 25 dan 28 April 2017. Pada saat mencari responden yang bersedia
untuk menjadi subyek penelitian, peneliti tidak memberitahukan materi
fisika yang akan menjadi bahan penelitian, peneliti hanya memberitahukan
bahwa materi yang digunakan adalah materi kelas XI.
yang berupa soal yang sama dengan tes awal. Tes akhir ini dilakukan
untuk melihat sejauh mana perkembangan pemahaman akhir responden
setelah dilakukan pembelajaran.
B.
Data
Data berupa lembar jawaban soal tes awal dan tes akhir responden,
jawaban Lembar Kerja Siswa, serta transkrip rekaman video selama proses
pembelajaran. Lembar jawaban soal tes awal dan tes akhir masing-masing
responden dianalisis berdasarkan kategori kognitif taksonomi Bloom yang
dicapai. Sedangkan proses perkembangan pemahaman responden
dianalisis melalui transkrip rekaman video selama proses pembelajaran.
C.
Analisis Data dan Pembahasan
1.
Tingkat Pemahaman Awal Responden
40
Kelompok Pertama
a.
Responden A
Tabel 4.1 Tingkat pemahaman awal responden A (hukum Boyle)
Kategori Kognitif(proses Kognitif)
No Soal
Indikator Jawaban
Responden
Keterangan
Memahami
(menjelaskan)
Menjelaskan arti gerakan piston terhadap volume gas
1. a Responden menjelaskan jika piston bergerak ke bawah maka volume gas di dalam bejana akan semakin kecil.
a. Ketika piston bergerak ke bawah volume gas di dalam bejana tetap, namun tekanan di dalam bejana menjadi semakin kecil.
b. Ketika piston bergerak ke atas volume gas di dalam bejana tetap serta tekanan di dalam bejana menjadi semakin besar. c. Semakin besar
tekanan di bejana maka volumenya semakin kecil semakin kecil
Responden A keliru menjelaskan arti gerakan piston terhadap volume gas (1. a dan 1. b). Responden menjelaskan gerakan piston tidak menyebabkan volume berubah. Seharusnya gerakan piston menyebabkan volume berubah. Responden A keliru menjelaskan arti gerakan
piston terhadap volume gas dan akibatnya terhadap tekanan gas (1. a dan 1. b). Responden menjelaskan ketika piston bergerak ke bawah volume gas di dalam bejana tetap, namun tekanan di dalam bejana menjadi semakin kecil. Ketika piston bergerak ke atas volume gas di dalam bejana tetap serta tekanan di dalam bejana menjadi semakin besar. Seharusnya ketika piston bergerak ke bawah menyebabkan volume gas mengecil sehingga mengakibatkan tekanan gas membesar sebaliknya ketika piston bergerak ke atas menyebabkan volume gas membesar sehingga mengakibatkan tekanan gas mengecil.
Responden A keliru menyimpulkan hubungan antara volume dan tekanan berdasarkan 1. b Responden menjelaskan
jika piston bergerak ke atas maka volume gas di dalam bejana akan semakin besar. Mengaplikasikan
(mengimplementasikan) Menjelaskan arti
gerakan piston terhadap volume gas dan
akibatnya terhadap tekanan gas
1. a Responden menjelaskan jika piston bergerak ke bawah berarti mengurangi volume mengakibatkan tekanan menjadi semakin besar
1. b Responden menjelaskan jika piston bergerak ke atas berarti memperbesar volume mengakibatkan tekanan menjadi semakin kecil
41 (mengorganisasi)
Menyimpulkan
hubungan antara volume dan tekanan berdasarkan peristiwa yang terjadi
jika gerakan piston
mempengaruhi volume gas dan tekanan. Dimana ketika piston bergerak kebawah volume gas akan mengecil mengakibatkan tekanan gas membesar dan ketika piston bergerak ke atas volume gas akan membesar
mengakibatkan tekanannya akan mengecil.
tekanan di dalam bejana maka volume di dalam bejana makin besar.
peristiwa yang terjadi (1. c ).
Responden menyimpulkan perubahan volume sebagai akibat dari perubahan tekanan bukan perubahan tekanan yang diakibatkan perubahan volume.
42
Tabel 4.2 Tingkat pemahaman awal responden A (hukum Gay Lussac)
Kategori Kognitif (proses Kognitif)
No Soal
Indikator Jawaban Responden Keterangan
Memahami (menjelaskan) Menjelaskan arti kenaikan suhu terhadap tekanan gas
2. a Responden menjelaskan jika tangki dipanaskan maka tekanan akan bertambah
a.Ketika tangki dipanaskan maka tekanannya akan bertambah
b.Jika dipanaskan terus menerus tangki bisa meledak karena saat suhu dinaikkan maka tekanan gas bertambah dan mendesak dinding tangki c.Jika suhu diturunkan terus
menerus maka tangki akan mengkerut karena volume gasnya berkurang serta tekanan di dalamnya semakin besar.
Responden A dapat menjelaskan arti kenaikan suhu terhadap tekanan gas (2. a).
Responden A dapat
menjelaskan arti kenaikan dan penurunan suhu yang terus menerus terhadap tekanan gas (2. b dan 2. c).
Responden A dapat menyimpulkan akibat yang ditimbulkan berdasarkan peristiwa yang terjadi (2 b dan 2. c).
Menganalisis (mengorganisasi) Menjelaskan arti
kenaikan dan penurunan suhu yang terus menerus terhadap tekanan gas
2. b Responden menjelaskan jika dipanaskan terus menerus maka tekanan akan semakin besar. 2. c Responden menjelaskan jika suhu
tangki diturunkan terus menerus maka tekanan akan semakin kecil.
Mengevaluasi (mengkritik)
Menyimpulkan akibat yang ditimbulkan berdasarkan peristiwa yang terjadi.
2. b Responden menyimpulkan tangki dapat meledak jika dipanaskan terus menerus.
2. c Responden menyimpulkan tangki dapat mengerucut/mengempis jika suhu tangki diturunkan terus menerus.
43
Tabel 4.3 Tingkat pemahaman awal responden A (hukum Charles-Gay Lussac)
Kategori Kognitif (proses Kognitif)
No soal
Indikator Jawaban
Responden
Keterangan
Mengingat (mengenali) Berpendapat bahwa terdapat hubungan antara suhu dan volume berdasarkan peristiwa yang terjadi
3 Responden berpendapat
bahwa terdapat hubungan antara suhu dan volume.
Suhu dengan volume ban sepeda ada hubungannya. Saat terik matahari berarti suhunya tinggi, ban yang pecah
dikarenakan volume di dalamnya
semakin bertambah sehingga dinding bannya tidak bisa memuat gas tersebut maka ban
meledak/pecah. Saat malam hari, suhunya rendah maka
tekanan dalam ban semakin besar, volumenya berkurang. Maka dari itu bannya bisa kempes dikarenakan volumenya lebih kecil dari volume semula.
Responden A benar berpendapat bahwa terdapat hubungan antara suhu dan volume berdasarkan peristiwa yang terjadi
Responden A keliru dalam memberikan penjelasan penyebab peristiwa ban pecah dan ban kempis terkait suhu dan volume ban. responden A hanya dapat menjelaskan dengan benar pengaruh kenaikan suhu terhadap volume tetapi keliru dalam menjelaskan pengaruh penurunan suhu terhadap volume, responden A mengatakan jika suhu rendah maka tekanan dalam ban semakin besar, maka volume berkurang. Seharusnya jika suhu rendah maka gas akan menyusut sehingga volume gas berkurang. Responden A keliru menyimpulkan
hubungan antara suhu dan volume ban serta kaitannya dengan akibat yang ditimbulkan berdasarkan peristiwa yang terjadi, karena terdapat kesalahan dalam menjelaskan keliru dalam menjelaskan pengaruh penurunan suhu terhadap volume, responden A mengatakan jika suhu rendah maka tekanan dalam ban semakin besar, maka volume berkurang.
Menganalisis (mengorganisasi) Memberikan penjelasan penyebab peristiwa ban pecah dan ban kempis terkait suhu dan volume ban
3 Responden menjelaskan jika terkena sinar matahari berarti terjadi kenaikan suhu sehingga volume akan semakin membesar dan jika udara dingin terjadi
penurunan suhu maka volume akan semakin mengecil.
Mengevaluasi
