PENGEMBANGAN INSTRUMEN KETERAMPILAN PROSES SAINS PADA TOPIK GETARAN DAN GELOMBANG UNTUK SISWA SMP

PENGEMBANGAN INSTRUMEN KETERAMPILAN PROSES SAINS PADA TOPIK GETARAN DAN GELOMBANG UNTUK SISWA SMP

Wartini¹, Siswanto², Ahmad Muhlisin³, Rina Rahayu⁴, Fifit Firmadani⁵

Program Studi Pendidikan Ilmu Pengetahuan Alam, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Tidar E-mail: siswanto@untidar.ac.id

Abstrak

Keterampilan proses sains merupakan keterampilan yang penting untuk dikuasai oleh siswa. Oleh sebab itu, penting untuk mengukur penguasaan keterampilan proses sains siswa. Pada proses pengukurannya, diperlukan instrumen yang valid dan reliabel. Tujuan penelitian ini adalah menganalisis kelayakan instrumen keterampilan proses sains (KPS) topik getaran dan gelombang IPA SMP yang dilihat dari validitas isi, validitas konstruk, reabilitas, daya pembeda dan tingkat kesukaran. Metode penelitian yang digunakan adalah metode penelitian dan pengembangan atau Research and Development (R&D) dengan model pengembangan 4D (four D model). Hasil penelitian menunjukkan : 1) validitas isi sebesar 0,92 dengan kriteria valid, 2) validitas konstruk dengan kriteria valid, 3) reliabilitas sebesar 0,902 dengan kriteria reliabel, 4) daya pembeda dengan kriteria baik, 4) taraf keskuaran dengan kriteria sedang. Oleh sebab itu, instrument penelitian ini dapat digunakan untuk mengukur keterampilan proses sains siswa.

Kata Kunci: pengembangan instrumen, keterampilan proses sains, getaran dan gelombang, validitas, reliabilitas

Abstract

Science process skills are important skills to be mastered by students. Therefore, it is important to measure students' mastery of science process skills. In the measurement process, valid and reliable instruments are needed. The purpose of this study was to analyze the feasibility of the Science Process Skills (KPS) instrument on the topic of vibration and waves of junior high school science in terms of content validity, construct validity, reliability, discriminating power and level of difficulty. The research method used is the research and development (R&D) method with the 4D development model (four D model). The results showed that: 1) content validity of 0.92 with valid criteria, 2) construct validity with valid criteria, 3) reliability of 0.902 with reliable criteria, 4) distinguishing power with good criteria, 4) score level with moderate criteria. Therefore, this research instrument can be used to measure students' science process skills.

Keywords: instrument development, science process skills, vibration and waves, validity, reliability

PENDAHULUAN

Keterampilan proses sains adalah seperangkat keterampilan yang digunakan oleh para ilmuwan dalam melakukan investigasi atau penelitian ilmiah (Hasanah & Utami, 2017).

Pentingnya keterampilan proses sains bagi siswa adalah untuk memungkinkan siswa menggambarkan objek dan peristiwa, mengajukan pertanyaan, membangun pengetahuan, menguji teori dan mengkomunikasikan ide-ide (Opara, 2011). Keterampilan proses sains dapat melatih siswa untuk memverifikasi dan mengkonstruksi konsep melalui pendekatan ilmiah (Maikristina, 2013). Keterampilan proses sains memungkinkan siswa untuk memecahkan masalah (Abungu et al., 2014). Keterampilan proses sains membuat siswa berpartisipasi aktif, membentuk kebiasaan yang benar sebagai seorang saintis dalam memecahkan masalah dan merencanakan eksperimen, dan membuat siswa belajar bagaimana mengaplikasikan sains daripada hanya mempelajari konsep dan hukum (Karamustafaoglu, 2011).

Keterampilan proses sains diklasifikasikan menjadi dua yaitu keterampilan proses dasar dan keterampilan proses sains terintegrasi.

Keterampilan proses sains dasar meliputi mengamati, mengklasifikasikan, mengukur, dan menyimpulkan. Sedangkan keterampilan proses sains terintegrasi meliputi keterampilan merumuskan hipotesis, mengidentifikasi dan mengontrol variabel, keterampilan melakukan eksperimen, dan menginterpretasi data (Aydogdu, 2015).

Berdasarkan hasil studi lapangan di salah satu SMP Negeri di Kota Magelang, ditemukan informasi yakni guru sudah menerapkan model yang berbasis pendekatan saintifik, yaitu proses pembelajaran yang meminta siswa untuk mengamati, menjelaskan, dan membuat kesimpulan. Namun, pada proses pembelajaran secara daring, penilaian guru cenderung menilai

kognitifnya saja. Padahal, proses pembelajaran dengan langkahlangkah saintifik dapat melatih keterampilan proses sains siswa. Berdasarkan uraian tersebut, diperlukan suatu instrumen untuk mengukur keterampilan proses sains siswa.

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis kelayakan instrumen keterampilan proses sains (KPS) topik getaran dan gelombang IPA SMP yang dilihat dari validitas isi, validitas konstruk, reabilitas, daya pembeda dan tingkat kesukaran.

METODE PENELITIAN

Metode penelitian yang digunakan adalah metode penelitian dan pengembangan atau Research and Development (R&D). Produk yang dikembangkan yaitu instrumen tes KPS untuk mengukur KPS siswa SMP pada topik getaran dan gelombang. Model pengembangan yang digunakan yaitu model pengembangan 4D (four D model) oleh Thigarajan, dkk. (1974). Model pengembangan 4D terdiri atas 4 tahap utama yaitu Define (Pendefinisian), Design (Perancangan), Develop (Pengembangan), dan Disseminate (Penyebaran).

Tahap define memiliki tujuan untuk mengumpulkan informasi-informasi yang berkaitan dengan penelitian yang dilakukan. Tahap design memiliki tujuan untuk mendesain instrumen-instrumen yang diperlukan selama penelitian dan mendesain rancangan produk yang hendak dikembangkan. Tahap develop memiliki tujuan untuk mengembangkan produk yang telah dirancang agar menjadi produk yang layak untuk diimplementasikan. Tahap disseminate memiliki tujuan untuk menyebarluaskan dan menyosialisasikan produk akhir yang telah dikembangkan secara global. Tahapan yang dilakukan dalam penelitian hanya sampai pada tahap develop, yaitu setelah tahap uji coba awal secara terbatas. Tahapan pada penelitian ini ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 1. Tahapan Penelitian Pengumpulan data dilakukan dengan studi

lapangan, validasi ahli, dan uji coba terbatas. Studi lapangan dilakukan dengan mewawancarai dua guru IPA di salah satu SMP Negeri Kota Magelang. Validasi ahli dilakukan oleh enam ahli yang terdiri dari lima dosen ahli dan satu guru IPA SMP. Hasil validasi ahli dianalisis menggunakan v aiken. Rumus v aiken sebagai berikut:

V = Σ s / [n(c-1)]

S = r – lo

(Aiken, 1985) Keterangan :

lo = angka penilaian validitas yang terendah (misalnya 1)

c = angka penilaian validitas tertinggi (misalnya 5) r = angka yang diberikan oleh penilai

n = jumlah validator

Jika v hitung > v tabel, maka instrumen valid.

Uji coba terbatas digunakan untuk mengetahui validitas kontruk, reabilitas, daya pembeda dan taraf kesukaran instrumen tes KPS.

Validitas konstruk dianalisis menggunakan SPSS.

Apabila koefisien korelasi lebih dari sama dengan r hitung>r tabel, maka butir instrumen dinyatakan valid (Sugiyono, 2016).

Reabilitas instrumen dianalisis

menggunakan SPSS. Instrumen dikatakan reliabel jika niali r≥0,635 (Arikunto, 2010). Daya pembeda dianalisis menggunakan SPSS. Kriteria daya pembeda ditunjukkan pada Tabel 1. Nilai D yang dianjurkan anatara 0,4 dan 0,7 (Arikunto, 2018).

Tabel 1. Kriteria Daya Pembeda Besarnya d Keterangan

D<0,2 Jelek

0,2 ≤D≤0,4 Cukup

0,4 <D≤0,7 Baik

0,7 <D≤1,0 Baik sekali

(Arikunto, 2018)

Taraf kesukaran dianalisis menggunakan SPSS. Tingkat kesukaran ditentukan pada kriteria berikut.

Tabel 2. Kriteria Tingkat Kesukaran Besarnya P Keterangan

0,0≤P≤0,3 Sukar

0,3<P≤0,7 Sedang

0,7<P≤1,0 Mudah

(Arikunto, 2018)

HASIL DAN PEMBAHASAN

Instrumen KPS yang dikembangkan berbentuk pilihan ganda berjumlah 15. Aspek keterampilan proses yang terukur dari instrumen

penilaian KPS yaitu mengontrol variabel, merumuskan hipotesis, melakukan eksperimen, dan menginterpretasi data (Tabel 3). Hasil analisis uji kelayakan (validitas isi) dari ahli ditunjukkan pada Tabel 4.

Tabel 3. Sebaran Soal KPS

Indikator KPS Nomor Soal

Mengontrol variabel 1,2,3

Merumuskan hipotesis 4,5,6

Melakukan eksperimen 7,8,9

Menginterpretasi data 10,11,12

Menarik kesimpulan 13,14,15

Tabel 4. menunjukkan bahwa nilai v aiken sebesar 0,92.V tabel sebesar 0,79. Nilai v hitung >

v tabel, maka instrumen valid. Penilaian dari ahli tersebut, menunjukkan bahwa instrumen tes KPS yang dibuat dianggap layak dari segi konstruk, materi, dan bahasa. Validitas isi penting untuk tes hasil belajar dikarenakan suatu skor kurang bahkan tidak mencerminkan hasil belajar apabila

instrumen tidak mampu mengukur secara komprehensif apa yang telah dipelajari oleh siswa (Santyasa, 2014). Validasi penting untuk kesesuaian instrumen dengan kompetensi capaian pembelajaran, isi materi yang akurat, dan materi yang layak dari segi kemuktahiran (Wedyawati dan Lisa, 2018).

Tabel 4. Analisis Uji Validitas Ahli No Soal V Aiken Keterangan

1 0,92 valid

2 0,92 valid

3 0,96 valid

4 0,88 valid

5 0,92 valid

6 0,88 valid

7 0,92 valid

8 0,96 valid

9 0,88 valid

10 0,83 valid

11 0,96 valid

12 0,92 valid

13 0,96 valid

14 0,92 valid

15 0,96 valid

Rata-rata 0,92 valid

Setelah dinyatakan layak oleh ahli, tes kemudian diujicobakan secara terbatas kepada siswa yang telah mempelajari materi yang diujikan yaitu siswa kelas IX SMP sejumlah 32 siswa. Hasil

ujicoba dianalisis untuk mengetahui validitas kontruk, reabilitas, daya pembeda, dan taraf kesukaran. Hasil analisis validitas konstruk ditunjukkan pada Tabel 5.

Tabel 5. Analisis Uji Validitas Konstruk No Soal r tabel r hitung Kriteria

1

0,349

0,305 Tidak valid

2 0,672 Valid

3 0,813 Valid

4 0,664 Valid

5 0,679 Valid

6 0,645 Valid

7 0,593 Valid

8 0,672 Valid

9 0,621 Valid

10 0,554 Valid

11 0,583 Valid

12 0,774 Valid

13 0,529 Valid

14 0,591 Valid

15 0,509 Valid

Tabel 5. Menunjukkan bahwa terdapat 1 soal yang tidak valid dan 14 soal valid. Soal yang tidak valid adalah soal nomor 1. Soal yang valid terdiri dari soal nomor 2,3,4,5,6,7,8,9,10, 11, 12, 13, 14, 15.

Hasil uji reabilitas menunujukkan bahwa koefisien Guttman Split-Half sebesar 0,902.

Instrumen dikatakan reliabel jika niali r≥0,635 (Arikunto, 2010). Berdasarkan hasil analisis, nilai rhitung>0,635, maka instrumen dikatakan reliabel.

Hasil analisis uji daya pembeda ditunjukkan ada Tabel 6.

Tabel 6. Analisis Uji Daya Pembeda No Soal Corrected Item-Total

Correlation Keterangan

1 ,199 Jelek

2 ,607 Baik

3 ,769 Baik sekali

4 ,596 Baik

5 ,613 Baik

6 ,573 Baik

7 ,519 Baik

8 ,607 Baik

9 ,546 Baik

10 ,473 Baik

11 ,506 Baik

12 ,723 Baik sekali

13 ,442 Baik

14 ,514 Baik

15 ,424 Baik

Berdasarkan Tabel 6., menunjukkan bahwa soal nomor 1 memiliki daya pembeda jelek, soal nomor 2,4,5,6,7,8,9,10,11,13,14,15 memiliki daya pembeda baik dan soal nomor 2 dan 12 memiliki daya pembeda baik sekali. Hasil analisis taraf kesukaran ditunjukkan pada Tabel 7.

Tabel 7. Analisis Taraf Kesukaran No Soal P Keterangan

1 0,53 Sedang

2 0,66 Sedang

3 0,56 Sedang

4 0,63 Sedang

5 0,63 Sedang

6 0,59 Sedang

7 0,69 Sedang

8 0,66 Sedang

9 0,63 Sedang

10 0,66 Sedang

11 0,66 Sedang

12 0,59 Sedang

13 0,56 Sedang

14 0,63 Sedang

15 0,66 Sedang

Berdasarkan Tabel 7, dapat diketahui bahwa tingkat kesukaran soal nomor 1-15 tergolong sedang. Soal yang baik memiliki indeks kesukaran 0,30 sampai dengan 0,7 atau dikategorikan memiliki tingkat kesukaran sedang.

Namun, soal yang terlalu mudah atau sulit, bukan berarti tidak boleh digunakan (Arikunto, 2018).

Berdasarkan hasil analisis tersebut, peneliti membuat keputusan. Soal diterima adalah soal nomor 2,3,4,5,6,7,8,9,10, 11, 12, 13, 14, 15.

Soal yang dibuang adalah soal nomor 1.

Berdasarkan analisis dan pembahasan, 14 soal tes keterampilan proses sains pada topik getaran dan gelombang layak digunakan.

Dengan demikian, diperoleh sebuah instrumen tes keterampilan proses sains topik getaran dan gelombang untuk siswa kelas VIII SMP yang layak digunakan dengan konstruksi ditunjukkan pada Tabel 8.

Tabel 8. Konstruksi Tes Keterampilan Proses Sains Aspek KPS Jumlah soal

Mengontrol variabel 2

Merumuskan hipotesis 3

Melakukan eksperimen 3

Menginterpretasi data 3

Menarik kesimpulan 3

Total soal 14

Berikut ini adalah beberapa contoh item soal tes keterampilan proses sains yang dikembangkan dalam penelitian ini.

Keterampilan mengontrol variabel

Tata adalah seorang siswa SMP yang akan melakukan eksperimen untuk menganalisis pengaruh panjang tali terhadap cepat rambat gelombang tali. Berdasarkan studi literasi, diketahui bahwa cepat rambat gelombang tali juga

dipengaruhi oleh massa tali dan tegangan tali.

Agar tujuan eksperimen tercapai yang harus dipersiapkan Tata adalah...

a. Menggunakan 3 tali dengan massa yang berbeda, namun panjang dan tegangan tali sama.

b. Menggunakan 3 tali dengan dengan panjang yang berbeda, namun massa dan tegangan tali sama

c. Menggunakan 3 tali dengan tegangan yang berbeda, namun massa dan panjang tali sama

d. Menggunakan 3 tali dengan massa, panjang dan tegangan tali yang berbeda

Keterampilan merumuskan hipotesis

Nia sedang bermain menggunakan bandul sederhana seperti gambar berikut.

Nia mengayunkan bandul dan hanya dapat mengubah panjang tali bandul.

Nia akan menganalisis waktu yang diperlukan bandul untuk bergerak bolak-balik dari titik B sampai ke titik B lagi. Berdasarkan data tersebut, hipotesis berikut yang benar adalah...

a. Massa bandul yang besar membutuhkan waktu yang lama dibandingkan massa yang kecil b. Tali bandul yang lebih panjang membutuhkan

waktu yang lama dibandingkan tali bandul yang lebih pendek

c. Massa tali yang besar membutuhkan waktu yang lama dibandingkan massa tali yang kecil d. Bahan bandul yang keras membutuhkan waktu

yang lama dibandingkan bahan bandul yang lunak

Keterampilan melakukan eksperimen

Nia akan melakukan percobaan untuk menganalisis pengaruh massa beban terhadap pertambahan panjang pada pegas. Percobaan tersebut diilustrasikan pada gambar berikut.

Alat dan bahan yang digunakan dalam percobaan tersebut adalah...

a. 1 pegas, 3 massa beban, penggaris b. 3 pegas, 1 beban, penggaris c. 1 pegas, 1 beban, penggaris 3 pegas, 3 massa beban, penggaris

Keterampilan menginterpretasi data Perhatikan data percobaan berikut!

Frekuensi (f) Cepat rambat gelombang (v)

0,2 Hz 1 m/s

0,25 Hz 1,25 m/s

0,3 Hz 1,5 m/s

0,35 Hz 1,75 m/s

0,4 Hz 2,0 m/s

Grafik yang tepat berdasarkan data tersebut adalah...

a.

b.

c.

d.

Keterampilan menarik kesimpulan

Ani melakukan percobaan untuk menganalisis pengaruh amplitudo terhadap periode gelombang.

Ani mengubah besarnya amplitudo pada gelombang. Hasil percobaan menunjukkan bahwa besarnya periode gelombang tetap, jika amplitudo diubah. Berdasarkan hasil percobaan tersebut, kesimpulan yang tepat adalah...

a. Amplitudo berbanding lurus dengan periode gelombang

b. Amplitudo berbanding terbalik dengan gelombang

c. Amplitudo tidak mempengaruhi periode gelombang

d. Periode gelombang bergantung pada besarnya amplitudo

A _B C

SIMPULAN

Berdasarkan anaalisis dan pembehasan dapat disimpulkan bahwa 14 soal tes keterampilan proses sains pada topik getaran dan gelombang layak digunakan. hasil penelitian ini perlu dilakukan penelitian lanjutan untuk mengembangkan instrumen tes KPS topik getaran dan gelomang yang berupa soal uraian dan perlu dikembangkan instrumen tes KPS untuk topikn lain.

UCAPAN TERIMA KASIH

Terimakasih kepada semua pihak yang telah bersedia membantu penelitian. Dosen dan guru yang sudah berkenan menjadi validator dalam penelitian ini, serta siswa-siswi yang bersedia menjadi sampel uji coba dalam penelitian.

DAFTAR PUSTAKA

Abungu, H.E. , Okere, M.I.O. & Wachanga, S.W.

(2014). The Effect of Science Process Skills Teaching Approach on Secondary School Students’ Achievement in Chemistry in Nyando District, Kenya. Journal of Educational and Social Research MCSER Publishing, Rome-Italy, 4 (6).

Arikunto, S. (2018). Dasar-Dasar Evaluasi Pendidikan. PT Bumi Aksara. Jakarta.

Aydogdu, B. (2015). The investigation of science process skills of science teachers in terms of some variables. Educational Research and Reviews, 10(5), 582-594.

Hake, R. (1999). Analyzing Change/Gain Score.

American Educational Association’s Division D, Measurement and Research Methodology.

Hasanah, A., & Utami, L. (2017). Pengaruh Penerapan Model Problem Based Learning

terhadap Keterampilan Proses Sains Siswa.

Jurnal Pendidikan Sains (JPS), 5(2), 56–64.

Karamustafaoglu. (2011). Improving the Science Process Skills Ability of Science Student Teachers Using I Diagrams: Eurasian J.

Phys. Chem. Educ, 3(1):26-38.

Maikristina, N. (2013). Pengaruh Penggunaan Model Pembelajaran Inkuiri Terbimbing Terhadap Hasil Belajar dan Keterampilan Proses Sains Siswa Kelas XI IPA SMAN 3 Malang Pada Materi Hidrolisis Garam. Skripsi Jurusan Kimia-Fakultas MIPA UM.

Nurhayati, N., Saputri, D. F., & Assegaf, S. L. H.

(2019). Pengembangan Instrumen Tes Keterampilan Proses Sains Pada Materi Fisika untuk Siswa Sekolah Menengah

Pertama. Edukasi: Jurnal

Pendidikan, 17(2), 145-158.

Opara, J.A. (2011). Some considerations in achieving effective teaching and learning in science education. Journal of Educational and Social Research, 1 (4).

Santyasa, I. W. (2014). Asesmen dan Evaluasi Pembelajaran Fisika. Yogyakarta: Graha Ilmu

Sugiono. (2016). Metode Penelitian Kuantitatif, Kualitatif, dan R&D. Bandung : Alfabeta.

Thiagarajan, S., Doroty, S. S., & Melvyn, I. S.

(1974). Instructional Development for Training Teachers of Exceptional Children.

Source Book. Bloominton: Center for Innovation on Theaching the Handicapped Wedyawati, N. & Lisa, Y. (2018). Kelayakan Buku

Ajar Mata Kuliah Pembelajaran IPA SD bagi Mahasisa PGSD. Edukasi: Jurnal Pendidikan, 16(2): 155-168.

Zulirfan, Z., Iksan, Z. H., & Meerah, T. S. M.

(2019). Pengembangan Instrumen Tes Keterampilan Proses Sains Bagi Siswa SMP sederajat. Jurnal Pendidikan, 8(1), 18-24.