PENGARUH PENERAPAN SIMULASI PHET TERHADAP
PENINGKATAN HASIL BELAJAR SISWA KELAS X1 SMA NEGERI 2 NGAGLIK PADA POKOK BAHASAN HUKUM ARCHIMEDES
BERDASARKAN TAKSONOMI BLOOM Skripsi
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan
Program Studi Pendidikan Fisika
OLEH:
STEFANIA TESALONIKA DHIU 141424007
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
iv
HALAMAN MOTTO
Sebab kami selalu mengingat pekerjaan imanmu, usaha kasihmu dan ketekunan pengharapanmu kepada Tuhan kita Yesus Kristus di hadapan Allah dan Bapa kita.
(1 Tesalonika 1: 3)
Bersikaplah kukuh seperti batu karang yang tidak putus-putusnya dipukul ombak.
Ia tidak saja tetap berdiri kukuh, bahkan ia menentramkan amarah ombak dan
gelombang itu
v
HALAMAN PERSEMBAHAN
Karya ini saya persembahkan kepada:
1. Universitas Sanata Dharma
2. Keluarga: kedua orang tua saya yakni Bapak Benyamin Sina dan Ibu
Regina Wake Moi, ketiga adik saya yakni Yulius Jefrianto Kiko Sina,
Paskalis Alisandro Lengu Sina, dan Yoseph Freynademetz Rendy Bei Sina.
viii
ABSTRAK
Dhiu, Stefania Tesalonika. 2019. Pengaruh Penerapan Simulasi PhET Terhadap Peningkatan Hasil Belajar Siswa Kelas XI SMA Negeri 2 Ngaglik Pada Pokok Bahasan Hukum Archimedes Berdasarkan Taksonomi Bloom. Skripsi. Yogyakarta : Pendidikan Fisika, Jurusan Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sanata Dharma.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui (1) hasil belajar awal siswa kelas XI SMA Negeri 2 Ngaglik tentang Hukum Archimedes sebelum penerapan simulasi PhET, (2) hasil belajar akhir siswa kelas XI SMA Negeri 2 Ngaglik tentang Hukum Archimedes sesudah penerapan simulasi PhET dan (3) peningkatan hasil belajar siswa kelas XI SMA Negeri 2 Ngaglik pada materi Hukum Archimedes setelah menggunakan simulasi PhET.
Sampel yang digunakan dalam penelitian adalah 27 siswa kelas X1 MIPA 4 dan 24 siswa kelas X1 MIPA 3. Penelitian dilaksanakan pada tanggal 12 September – 30 Oktober 2018 di SMA Negeri 2 Ngaglik. Desain penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah kuantitatif dengan menggunakan Pretest dan Posttest Countrol Group Design. Data pretest dan posttest dianalisis menggunakan uji t untuk kelompok independen dan kelompok dependen. Analisis menggunakan bantuan program SPSS.
Hasil penelian menunjukkan bahwa: 1) Tingkat hasil belajar awal siswa pada aspek kognitif dan psikomotorik masuk dalam kategori sangat rendah, dan pada aspek afektif menunjukan bahwa siswa setuju dengan adanya penerapan simulasi PhET. 2) Tingkat hasil belajar akhir siswa pada aspek kognitif dan psikomotorik masuk dalam kategori sangat tinggi, dan untuk aspek afektif menunjukkan bahwa siswa setuju dengan penerapan simulasi PhET. 3) Pembelajaran menggunakan simulasi PhET dapat meningkatkan hasil belajar siswa pada materi Hukum Archimedes pada aspek kognitif, psikomotorik dan aspek afektif.
ix
ABSTRACT
Dhiu, Stefania Tesalonika 2019. The Influence of PhET Simulation on Improving Student Result Learning in Class X1 SMA Negeri 2 Ngaglik on The Subject of The Law of Archimedes Based on Bloom’s Taxonomy. Thesis. Yogyakarta: Physics Education, Department of Mathematics and Natural Sciences Education, Faculty of Teachers Training and Education, Sanata Dharma University.
The purpose of this study is to know (1) the early result learning of students on class XI SMA Negeri 2 Ngaglik about the law of Archimedes before using PhET simulation; 2) the final result learning of students on class XI SMA Negeri 2 Ngaglik about the law of Archimedes after using PhET simulation; and 3) The improvement of student result learning in Class XI SMA Negeri 2 Ngaglik on the material the law of Archimedes after using PhET simulation.
The research used is 27 Students from Class X1 MIPA 4 and 24 students from Class X1 MIPA 3 to be samples. This research was conducted on 12 September to 30 Oktober 2018 in SMA Negeri 2 Ngaglik. Research design is quantitative by using Pretest and Posttest Countrol Group Design. Pretest and Posttest data were analyzed using T-test for independent groups and dependent groups. This analysis uses assistance of SPSS program.
The results showed that: 1) Level of student learning outcomes on cognitive and psychomotor aspects is very low, while affective aspects showed that all students agree to using PhET simulation. 2) The level of final learning outcomes on cognitive and phychomotor aspects is very high, while affective aspects showed that all students agree to using PhET simulation. 3) Learning by using PhET simulation can improve students learning outcomes on the material of the Archimedes Law refraction on the cognitivwe, phychomotor and affective aspects.
x
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat kasih
dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul
“PENGARUH PENERAPAN SIMULASI PHET TERHADAP
PENINGKATAN HASIL BELAJAR SISWA KELAS XI SMA NEGERI 2
NGAGLIK PADA POKOK BAHASAN HUKUM ARCHIMEDES
BERDASARKAN TAKSONOMI BLOOM”.
Skripsi ini disusun untuk memperoleh gelar sarjana pendidikan sesuai
kurikulum Program Studi Pendidikan Fisika. Skripsi ini dapat terselesaikan berkat
bantuan yang diberikan oleh berbagai pihak kepada penulis, maka penulis
mengucapkan terima kasih kepada:
1. Tuhan yang Maha Esa atas segala berkat dan rahmat-Nya sehingga proposal
skripsi ini dapat terselesaikan.
2. Bapak Dr.Ign. Edi Santosa, M.S., selaku Ketua Program Studi Pendidikan
Fisika Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
3. Bapak Drs.Aufridus Atmadi M.Si. Selaku Dosen Pembimbing Akademik
Pendidikan Fisika 2014 yang selalu memberikan semangat dan dukungan
serta memperlancar proses belajar di Universitas Sanata Dharma.
4. Prof. Dr. Paulus Suparno, SJ., M.S.T., selaku Dosen Pembimbing yang
telah bersedia membimbing, memotivasi dan memberikan kritik serta saran
xi
5. Drs. Domi Severinus, M.Si selaku validator untuk soal tes, yang telah
bersedia memberikan waktu, saran dan masukan yang baik bagi penelitian..
6. Seluruh karyawan JPMIPA yang telah membantu peneliti dalam
menyiapkan surat ijin penelitian.
7. Drs. Agus Santosa selaku Kepala Sekolah SMA Negeri 2 Ngaglik yang
telah memberikan izin untuk penulis melakukan penelitian di sekolah
tersebut.
8. Bapak Panca Widada S.Pd selaku Guru Mata Pelajaran Fisika SMA Negeri
2 Ngaglik yang telah membimbing dan memberikan saran untuk penelitian
ini.
9. Siswa – siswi kelas X I MIPA 3 dan MIPA 4 yang telah berkenan menjadi
sampel dalam penelitian.
10. Kedua orangtua saya, Benyamin Sina dan Regina Wake yang selalu
mendukung, memberikan semangat dan doa selama perkuliahan sampai
pada penyusunan skripsi ini.
11. Adik-adik saya Yulius Jefrianto K. Sina, Paskalis Alisandro L.Sina,
Yoseph Freinademetz R. B. Sina dan keluarga besar saya yang telah
memberikan dukungan, doa dan semangat dalam menyelesaikan skripsi ini.
12. Sabinus Sengi S.M yang telah memberikan motivasi untuk berjuang
bersama, doa, semangat dan dukungan serta selalu ada dalam membantu
xiii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ... ii
HALAMAN PENGESAHAN……….iii
HALAMAN MOTO………... iv
HALAMAN PERSEMBAHAN ………..v
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... vi
HALAMAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ... vii
DAFTAR GAMBAR ... xvii
DAFTAR LAMPIRAN ... xviii
BAB 1 PENDAHULUAN………...1
xiv
B. Ranah Kognitif ... 9
C. Ranah Afektif ... 15
D. Ranah Psikomotorik ... 16
E. Hasil Belajar ... 17
F. Pemahaman Konsep Fisika ... 21
G. Simulasi Komputer ... 22
H. Simulasi PhET ... 23
I. Materi Hukum Archimedes ... 26
BAB III METODE PENELITIAN... 35
A. Jenis Penelitian ... 35
B. Desain Penelitian ... 35
C. Subyek Penelitian ... 36
D. Variabel Penelitian ... 38
E. Treatment ... 38
F. Instrumen Penelitian ... 41
G. Validitas Instrumen ... 48
H. Metode Analisis Data ... 49
BAB IV DATA DAN ANALISIS DATA ... 56
A. Deskripsi Penelitian ... 56
B. Data ... 68
C. Analisis Data ... 74
D. Pembahasan ... 93
E. Keterbatasan Penelitian ... 100
BAB V PENUTUP ... 103
A. Kesimpulan ... 103
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Rangkuman Dimensi Proses Kognitif ... 10
Tabel 3.1. Kisi-kisi soal pretest dan posttest ... 43
Tabel 3.2 Teknik Penskoran untuk Aspek Kognitif dan aspek Psikomotorik 49 Tabel 3.3. Klasifikasi tingkat hasil belajar siswa pada aspek kognitif ... 51
Tabel 3.4 Klasifikasi tingkat hasil belajar siswa pada aspek psikomotorik... 51
Tabel 4.1 Kegiatan Pelaksanaan Penelitian ... 57
Tabel 4.2 Data Nilai Pretest dan Posttest Kelas Treatment dan Kelas Kontrol pada Aspek Kognitif ... 68
Tabel 4.3 Data Nilai Pretest dan Posttest Kelas Treatment dan Kelas Kontrol pada Aspek Psikomotorik ... 70
Tabel 4.4 Hasil Angket Kelas Treatment... 72
Tabel 4.5 Hasil Angket Kelas Kontrol... 72
Tabel 4.6 Klasifikasi Tingkat Hasil Belajar Siswa pada Aspek Kognitif ... 74
Tabel 4.7 Klasifikasi Tingkat Hasil Belajar Siswa pada Aspek Psikomotorik………. ... 75
Tabel 4.8 Klasifikasi Tingkat Hasil Belajar Siswa pada Aspek Kognitif ... 75
Tabel 4.9 Klasifikasi Tingkat Hasil Belajar Siswa pada Aspek Psikomotorik ... 76
Tabel 4.10 Perbandingan Pretest Kelas Treatment dan Kelas Kontrol... 76
Tabel 4.11 Perbandingan Pretest dan Posttest Kelas Treatment ... 78
Tabel 4.12 Perbandingan Pretest dan Posttest untuk Kelas Kontrol ... 79
Tabel 4.13 Perbandingan Posttest Kelas Treatment dan Kelas Kontrol ... 80
xvi
Tabel 4.15 Perbandingan pretest kelas treatment dan Kelas Kontrol ... 82
Tabel 4.16 Perbandingan Pretest dan Posttest kelas Treatment ... 83
Tabel 4.17 Perbandingan Pretest dan Posttest Kelas Kontrol ... 84
Tabel 4.18 Perbandingan Posttets Kelas Treatment dan Kelas Kontrol ... 86
Tabel 4.19 Hasil Tanggapan Siswa pada Aspek Afektif Kelas Treatment .... 87
xvii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Tampilan awal simulasi PhET... 24
Gambar 2.2 Tampilan awal simulasi PhET Hukum Archimedes ... 25
Gambar 2.3 Menghitung gaya apung……….27
Gambar 2.4 Mengapung……….30
Gambar 2.5 Melayang………30
Gambar 2.6 Tenggelam………..31
Gambar 4.1 Pembelajaran menggunakan simulasi PhET I………...63
Gambar 4.2 Pembelajaran menggunakan simulasi PhET II………..64
Gambar 4.3 Siswa-siswi mengerjakan posttest………..65
Gambar 4.4 Peneliti menjelaskan tujuan pembelajaran setelah pretest………….66
xviii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Surat permohonan izin Penelitan ... …109
Lampiran 2 Surat perizinan pelaksanaan penelitian... 110
Lampiran 3 Surat Keterangan telah melaksanakan Penelitian ... 111
Lampiran 4 Absensi kelas treatment ... 112
Lampiran 5 Absensi kelas Kontrol ... 113
Lampiran 6 RPP kelas treatment ... 114
Lampiran 7 RPP kelas Kontrol ... 127
Lampiran 8 Validasi soal pretest dan soal posttest ... 139
Lampiran 9 Hasil validasi soal pretest dan soal posttest ... 144
Lampiran 10 Contoh hasil lembar kerja ... 151
Lampiran 11 Contoh hasil pretest kelas treatment ... 170
Lampiran 12 Contoh hasil posttest kelas treatment ... 174
Lampiran 13 Contoh hasil pretest kelas kontrol ... 178
Lampiram 14 Contoh hasil posttest kelas kontrol ... 182
Lampiran 13 Contoh transkrip wawancara kelas treatment ... 186
Lampiran 14 Contoh transkrip wawancara kelas kontrol ... 189
1 BAB 1
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pendidikan pada dasarnya merupakan interaksi antara pendidik dengan
peserta didik, untuk mencapai tujuan pendidikan, yang berlangsung dalam
lingkungan tertentu (Sukmadinata, 2009). Menurut Sukmadinata, perbuatan
mendidik diarahkan pada pencapaian tujuan-tujuan tertentu yaitu tujuan
pendidikan dimana tujuan ini bisa menyangkut kepentingan peserta didik
sendiri atau kepentingan bersama.
Dalam pendidikan dibutuhan proses pembelajaran yang sesuai dan
diharapkan proses pembelajaran tersebut dapat memudahkan setiap orang
dalam belajar. Muhibbin (dalam Khairani, 2014) berpendapat bahwa belajar
merupakan tahapan perubahan seluruh tingkah laku yang relatif menetap
sebagai hasil pengalaman dan interaksi dengan lingkungan yang melibatkan
proses kognitif. Sedangkan menurut Morgan dalam Introduction to Psychology
(Khairani, 2014) belajar adalah perubahan yang relatif menetap dalam tingkah
laku yang terjadi sebagai hasil dari latihan.
Berkaitan dengan hal ini, peran guru sangatlah penting dalam membantu
proses belajar siswa. Dalam konteks pendidikan, guru mengajar agar peserta
didik dapat belajar dan menguasai isi pelajaran hingga mencapai sesuatu
objektif yang ditentukan (aspek kognitif), juga dapat mempengaruhi perubahan
2
didik, namun proses pengajaran ini memberi kesan hanya sebagai pekerjaan
satu pihak, yaitu pekerjaan pengaj ar saja sedangkan pembelajaran menyiratkan
adanya interaksi antara pengajar dengan peserta didik (Khairani, 2014: 6).
Metode yang baik dan menarik sangatlah penting diterapkan oleh seorang guru
dalam meningkatkan pemahaman siswa.
Pemahaman merupakan hasil akhir yang akan dicapai dalam setiap proses
pembelajaran sebagai bentuk perwujudan atas apa yang sudah dipelajari oleh
siswa. Akan tetapi, pada kenyataanya metode pembelajaran yang sering
digunakan oleh para guru belum menunjang aktivitas siswa dalam proses
memahami materi Fisika. Hal ini disebabkan karena metode pembelajaran yang
digunakan masih bersifat informatif sehingga siswa lebih cenderung bersifat
pasif dalam mengikuti proses belajar mengajar. Untuk itu seorang guru
diharapkan mampu menciptakan lingkungan belajar yang nyaman dan
memberikan pengajajaran semenarik mungkin untuk membantu siswa
mencapai tujuan-tujuannya dalam belajar sehingga memperoleh hasil belajar
yang juga baik. Hasil belajar merupakan tingkat penguasaan yang dicapai oleh
siswa dalam mengikuti program belajar mengajar, sesuai dengan tujuan yang
ditetapkan. Menurut Nasution (2005: 56) hasil yang dicapai dalam bidang
kognitif ialah bahwa jumlah murid yang mendapat angka tertinggi atas dasar
penungasannya yang tuntas mengenai bahan pelajarn tertentu.
Fisika merupakan mata pelajaran yang mempelajari gejala dan fenomena
alam beserta interaksi yang terjadi di dalamnya. Dalam belajar Fisika,
dalam memahami materi Fisika yang dianggap sebagai mata pelajaran yang
susah bagi sebagian siswa. Oleh karena itu untuk mengembangkan pemahaman
tentang konsep fisika, siswa memerlukan seorang guru yang berperan untuk
membantu siswa dalam membangun pengetahuannya sendiri secara aktif.
Pemanfaatan ilmu teknologi dan informasi di jaman yang sudah
berkembang ini, dapat dijadikan sebagai media pembelajaran oleh guru dalam
membantu siswa dalam memahami konsep-konsep Fisika. Salah satunya adalah
dengan menggunakan simulasi komputer. Simulasi komputer merupakan salah
satu model pembelajaran dengan menggunakan program komputer dimana
didalamnya terdapat beberapa eksperimen mengenai konsep fisika yang dapat
dicoba secara tidak langsung oleh siswa dimanapun dan kapanpun. Salah satu
simulasi komputer yang digunakan adalah PhET (Physic Educational
Technology). PhET (Physic Educational Technology) merupakan sebuah
aplikasi berupa simulasi komputer untuk Fisika yang terhubung dengan jaringan
internet yang juga menyediakan simulasi pembelajaran mengenai beberapa
konsep Fisika. Siswa dapat mempelajari materi Fisika dengan menggunakan
aplikasi ini untuk meningkatkan pemahaman mereka. Dalam simulasi PhET
terdapat berbagai alat ukur yang bisa menjamin siswa belajar konsep Fisika
dengan baik tanpa harus ke laboratorium untuk melakukan eksperimen.
Berdasarkan pengalaman peneliti selama menempuh pendidikan sejak SMP
hingga SMA, guru Fisika yang mengajar di kelas belum pernah menerapkan
metode pembelajaran dengan menggunakan simulasi PhET. Selain itu selama
4
metode ceramah dan demonstrasi dalam pelajaran sehingga terlihat siswa
lambat memahami materi yang disampaikan. Tempat PPL yang digunakan oleh
peneliti di semester sebelumnya dijadikan tempat penelitian yaitu SMA Negeri
2 Ngaglik. Peneliti menerapkan simulasi PhET dalam pembelajaran Fisika
terutama pada pokok bahasan Hukum Archimedes. Permasalahan yang diteliti
yaitu bagaimana pengaruh penerapan simulasi PhET yang digunakan siswa
dalam proses pembelajaran terhadap hasil belajar pada suatu materi Fisika.
Penelitian serupa telah dilakukan oleh Veranda Nova yang merupakan
mahasiswa Pendidikan Fisika Universitas Sanata Dharma angkatan 2013.
Penelitian ini berjudul “Pengembangan Pemahaman Siswa Tentang Prinsip
Archimedes (Peristiwa Mengapung, Tenggelam, dan Melayang) melalui
Pembelajaran Menggunakan Simulasi PhET: Sebuah Studi Kasus. Responden
pada penelitian terdiri dari dua kelompok yaitu kelompok pertama berjumlah
empat orang dari kelas XI IPA1 dan kelompok kedua terdiri dari dua orang
yaitu dari kelas XI IPA 3, keduanya dari SMA Negeri 10 Yogyakarta.
Perkembangan pemahaman siswa dianalisis berdasarkan kategori kognitif
taksonomi Bloom. Salah satu hasil dari penelitian ialah pembelajaran dengan
menggunakan simulasi PhET dan belajar kelompok dapat membantu
responden dalam mengembangkan pemahamannya jika peneliti merancang
proses belajar dengan baik dan membimbing responden dalam melaksanakan
proses belajar. Sedangkan pada penelitian ini, siswa melakukan pembelajaran
bersama peneliti dengan menggunakan simulasi PhET, dan penerapan
dianalisis berdasarkan kategori kognitif, psikomotorik dan afektif taksonomi
Bloom.
Berdasarkan pemaparan latar belakang diatas, penelitian ini mengambil
judul “PENGARUH PENERAPAN SIMULASI PHET TERHADAP
PENINGKATAN HASIL BELAJAR SISWA KELAS XI SMA NEGERI 2
NGAGLIK PADA POKOK BAHASAN HUKUM ARCHIMEDES
BERDASARKAN TAKSONOMI BLOOM”.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, maka rumusan masalah penelitian ini sebagai
berikut:
1. Bagaimana hasil belajar awal siswa kelas XI SMA Negeri 02 Ngaglik
tentang Hukum Archimedes sebelum penerapan simulasi PhET berdasarkan
taksonomi Bloom?
2. Bagaimana hasil belajar akhir siswa kelas XI SMA Negeri 02 Ngaglik
tentang Hukum Archimedes sesudah penerapan simulasi PhET berdasarkan
taksonomi Bloom?
3. Apakah penerapan simulasi PhET dapat meningkatkan hasil belajar siswa
6
C. Tujuan Penelitian
Berdasarkan rumusan masalah di atas maka tujuan dari penelitian ini adalah
untuk mengetahui:
1. Hasil belajar awal siswa kelas XI SMA Negeri 02 Ngaglik tentang Hukum
Archimedes sebelum penerapan simulasi PhET berdasarkan taksonomi
Bloom.
2. Hasil belajar akhir siswa kelas XI SMA Negeri 02 Ngaglik tentang Hukum
Archimedes sesudah penerapan simulasi PhET berdasarkan taksonomi
Bloom.
3. Peningkatan hasil belajar siswa kelas X1 SMA Negeri 2 Ngaglik pada
materi hukum Archimedes setelah menggunakan simulasi PhET.
D. Manfaat
1. Bagi Guru
Guru-guru Fisika di sekolah dapat mengetahui adanya metode pembelajaran
baru dalam mengajar siswa yaitu dengan menggunakan simulasi PhET.
2. Bagi Penelitian
Penelitian ini dapat dijadikan sebagai referensi bagi mereka yang akan
3. Bagi Siswa
Penelitian ini bermanfaat karena siswa dapat mempelajari materi Fisika
dengan cara yang baru dan bisa membuat mereka mengenal teknologi yang
8 BAB II
LANDASAN TEORI
A. Filsafat Konstruktivisme
Dalam praktek pendidikan sains dan matematika konstruktivisme sangat berpengaruh. Banyak cara belajar mengajar di sekolah didasarkan
pada teori konstruktivisme, seperti cara belajar yang menekankan peranan
murid dalam membentuk pengetahuannya sedangkan guru lebih berperan
sebagai fasilitator yang membantu keaktifan murid tersebut dalam
pembentukan pengetahuannya (Suparno, 1997: 12). Filsafat pengetahuan
adalah bagian dari filsafat yang mempertanyakan pengetahuan dan juga
bagaimana kita dapat mengetahui sesuatu. Sedangkan konstruktivisme
adalah salah satu filsafat pengetahuan yang menekankan bahwa
pengetahuan kita adalah konstruksi (bentukan) kita sendiri (Von Glasersfeld
dalam Suparno, 1997:18). Pengetahuan bukanlah suatu yang lepas dari
subyek, tetapi merupakan ciptaan manusia yang dikonstruksikan dari
pengalaman ataupin dunia sejauh dialaminya. Proses pembentukan ini
berjalan terus menerus dengan setiap kali mengadakan reorganisasi karena
adanya suatu pemahaman yang baru (Piaget, 1971 dalam Suparno, 2007:
8).
Filsafat Konstruktivisme adalah filsafat yang mempelajari hakikat
pengetahuan dan bagaimana pengetahuan itu terjadi. Menurut Filsafat
pikiran yang menekuninnya (Battencourt dalam Suparno, 2007: 8). Orang
yang belajar itu tidak hanya meniru atau mencerminkan apa yang diajarkan
atau yang ia baca, melainkan menciptakan pengertian (Bettencourt dalam
Suparno, 1997: 11). Oleh karena itu siswa diharapkan mampu memahami
apa yang dipelajari sehingga siswa tidak salah pengertian.
B. Ranah Kognitif
Taksonomi Bloom merujuk pada taksonomi yang dibuat untuk
tujuan pendidikan. Taksonomi pertama kali dikembangkan oleh Benjamin
S. Bloom pada tahun 1956. Dalam hal ini tujuan pendidikan dibagi menjadi
beberapa domain (ranah, kawasan) dan setiap domain tersebut dibagi
kembali ke dalam pembagian yang lebih rinci berdasarkan hierarkinya
(Surya, 2013: 120).
Kategori-kategori pada dimensi proses kognitif merupakan
pengklasifikasian proses-proses kognitif siswa secara komprehensif yang
terdapat dalam tujuan-tujuan di bidang pendidikan (Anderson dan
Krathwohl, 2001: 43). Menurut hasil revisi taksonomi Bloom yang
dipublikasikan oleh Lorin Anderson dan David Krathwohl pada tahun 2001,
dimensi kognitif dikelompokkan menjadi enam yaitu mengingat,
memahami, mengaplikasikan, menganalisis, mengevaluasi dan mencipta
10
Tabel 2.1 Rangkuman Dimensi Proses Kognitif Kategori dan Proses
Kognitif
Nama-nama lain Definisi dan Contoh
1. MENGINGAT- Mengambil pengetahuan dari memori jangka panjang
1.1 Mengingat Mengidentifikasi Menempatkan pengetahuan dalam
memori jangka panjang yang
sesuai dengan pengetahuan
tersebut. Misalnya, mengenali
tanggal terjadinya
peristiwa-peristiwa penting dalam sejarah
Indonesia
1.2 Mengingat
kembali
Mengambil Mengambil pengetahuan yang
relevan dari memori jangka
panjang. Misalnya, mengingat
kembali tanggal
peristiwa-peristiwa penting dalam sejarah
Indonesia.
2. MEMAHAMI-Mengkonstruksi makna dari materi pembelajaran,
termasuk apa yang diucapkan, ditulis, dan digambar oleh guru.
2.1 Menafsirkan Mengklarifikasi,
Memparafrasakan
,Merepresentasi,
Menerjemahkan
Mengubah satu bentuk
gambaran. Misalnya, angka jadi
bentuk lain (Misalnya kata-kata)
(Misalnya memparafrasakan
2.2 Mencontohkan Mengilustrasikan,
Memberi contoh
Menemukan contoh atau ilustrasi
tentang konsep atau prinsip.
Misalnya, memberi contoh
tentang aliran-aliran seni lukis.
2.3 Mengklarifikasi
-kan
Mengategorikan,
Mengelompokkan
Menentukan sesuatu dalam satu
kategori. Misalnya,
mengklarifikasikan
kelainan-kelainan mental yang telah
diteliti atau dijelaskan.
2.4 Merangkum Mengabstraksi,
Menggeneralisasi
Mengabstrasikan tema umum
atau poin-poin pokok. Misalnya,
menulis ringkasan pendek
tentang peristiwa-peristiwa yang
ditayangkan di televisi.
2.5 Menyimpulkan Menyarikan,
Mengekstrapolasi
, Menginterpolasi,
Memprediksi
Membuat kesimpulan yang logis
dari informasi yang diterima.
Misalnya, dalam belajar bahasa
asing, menyimpulkan tata bahasa
berdasarkan contoh-contohnya.
2.6 Membandingkan Mengontraskan,
12
2.7 Menjelaskan
Membuat model Membuat model sebab-akibat
dalam sebuah system. Misalnya,
menjelaskan sebab-sebab
terjadinya peristiwa-peristiwa
penting pada abad ke-18 di
Indonesia.
3. MENGAPLIKASIKAN- Menerapkan atau menggunakan suatu
prosedur dalam keadaan tertentu.
3.1 Mengeksekusi Melaksanakan Menerapkan suatu prosedur pada
tugas yang familier. Misalnya,
membagi suatu bilangan dan
bilangan lain, kedua bilangan ini
terdiri dari beberapa digit.
3.2
Mengimple-mentasikan
Menggunakan Menerapkan suatu prosedur pada
tugas yang tidak familier.
Misalnya, menggunakan hukum
Newton kedua dengan konteks
yang tepat.
4. MENGANALISIS- Memecah-mecah materi jadi bagian-bagian
penyusunnya dan menentukan hubungan-hubungan antarbagian itu
dan hubungan antara bagian-bagian tersebut dan keseluruhan struktur
4.1 Membedakan Menyendirikan,
Memilah
Memfokuskan,
Memilih
Membedakan bagian materi
pelajaran yang relevan dan yang
tidak relevan, bagian yang
penting dari yang tidak penting.
Membedakan bilangan yang
relevan dan yang tidak relevan
dalam soal cerita matematika.
4.2 Mengorganisasi Menemukan
koherensi,
elemen bekerja atau berfungsi
dalam sebuah struktur. Misalnya,
menyusun bukti-bukti dalam
cerita sejarah jadi bukti-bukti
yang mendukung dan menentang
suatu penjelasan historis.
4.3 Mengatribusikan Mendekonstruksi Menentukan sudut pandang, bias, nilai, atau maksud dibalik
materi pelajaran. Misalnya,
menunjukkan sudut pandang
penulis suatu esai suatu
14
5. MENGEVALUASI- Mengambil keputusan berdasarkan kriteria
dari/atau standar
5.1 Memeriksa Mengkoordinasi,
Mendeteksi,
memonitor,
Menguji
Menemukan inkonsistensi atau
kesalahan dalam suatu proses atau
produk; menentukan apakah suatu
produk atau proses memliki
konsistensi internal; menemukan
efektivitas suatu prosedur yang
sedang dipraktikkan. Misalnya,
memeriksa apakah
kesimpulan-kesimpulan seorang ilmuwan
sesuai dengan data data amatan
atau tidak.
5.2 Mengkritik Menilai Menentukan inkonsistensi antara
suatu produk dan kriteria
eksternal; menentukan apakah
suatu produk memiliki konsistensi
eksternal; menemukan ketepatan
suatu prosedur untuk
menyelesaikan suatu masalah.
Misalnya, menentukan suatu
metode terbaik dari dua metode
untuk menyelesaikan suatu
masalah.
6. MENCIPTA- Memadukan bagian-bagian untuk membentuk sesuatu
yang baru dan koheren atau untuk membuat suatu produk yang
6.1 Merumuskan Membuat
hipotesis
Membuat hipotesis-hipotesis
berdasarkan kriteria. Misalnya,
membuat hipotesis tentang
sebab-sebab terjadinya suatu
fenomenon.
6.2 Merencanakan Mendesain Merencanakan prosedur untuk
menyelesaikan suatu tugas.
Misalnya, merencanakan proposal
penelitian tentang topik sejarah
tertentu.
6.3 Memproduksi Mengkonstruksi Menciptakan suatu produk.
Misalnya, membuat habitat untuk
spesies tertentu demi suatu tujuan.
C. Ranah Afektif
Pembagian ranah afektif disusun Bloom bersama dengan David
Krathwol yang terdiri atas (Surya, 2013: 122):
a) Penerimaan (Receiving /Attending)
Kesediaan untuk menyadari adanya suatu fenomena di lingkungannya.
Dalam pengajaran bentuknya berupa mendapatkan perhatian,
16
b) Tanggapan (Responding)
Memberikan reaksi terhadap fenomena yang ada di lingkungannya.
Meliputi persetujuan, kesediaan, dan kepuasan dalam memberikan
tanggapan.
c) Penghargaan (Valuing)
Berkaitan dengan harga atau nilai yang diterapkan pada suatu objek,
fenomena, atau tingkah laku. Penilaian berdasar pada internalisasi dari
serangkaian nilai tertentu yang diekspresikan ke dalam tingkah laku.
d) Pengorganisasian (Organization)
Memadukan nilai-nilai yang berbeda, menyelesaikan konflik di
antaranya dan membentuk suatu sistem nilai.
D. Ranah Psikomotorik
Rincian dalam ranah psikomotorik ini tidak dibuat oleh Bloom, tapi
oleh ahli lain berdasarkan domain yang dibuat Bloom yang terdiri atas
beberapa unsur (Surya, 2013: 123):
a) Persepsi (Perception)
Penggunaan alat indera untuk menjadi pegangan dalam membantu
gerakan.
b) Kesiapan (Set )
c) Respon Terpimpin (Guided Response)
Tahap awal dalam mempelajari keterampilan yang kompleks, termasuk
didalamnya imitasi dan gerakan coba-coba.
d) Mekanisme (Mechanism)
Membiasakan gerakan-gerakan yang telah dipelajari sehingga tampil
dengan menyakinkan dan cakap.
e) Respons Tampak yang Kompleks (Complex Overt Response )
Gerakan motoris yang terampil yang di dalamnya terdiri dari pola-pola
gerakan yang kompleks.
f) Penyesuaian (Adaptation )
Keterampilan yang sudah berkembang sehingga dapat disesuaikan
dalam berbagai situasi.
g) Penciptaan (Origination)
Membuat pola gerakan baru yang disesuaikan dengan situasi atau
permasalahan tertentu.
E. Hasil Belajar
1. Pengertian Belajar
Belajar merupakan kegiatan penting yang harus dilakukan setiap
orang secara maksimal untuk dapat menguasai atau memperoleh
sesuatu. Belajar dapat didefinisikan secara sederhana sebagai “suatu
18
seseorang, mencakup perubahan tingkah laku, sikap, kebiasaan, ilmu
pengetahuan keterampilan, dan sebagainya (Khairani, 2014: 3-4). Para
pakar di bidang ilmu tentang belajar juga mengemukakan berbagai
variasi batasan tentang belajar, tentunya didasarkan pemahaman dan
aliran ilmu yang mereka anut. Berikut dijelaskan beberapa pendapat
para ahli tersebut (Khairani, 2014: 4).
Menurut Muhibbin (2006 dalam Khairani 2014: 4) belajar
merupakan tahapan perubahan seluruh tingkah laku yang relative
menetap sebagai hasil pengalaman dan interaksi dengan lingkungan
yang melibatkan proses kognitif. Menurut Winkel (Khairani, 2014: 4)
belajar adalah proses mental yang mengarah pada penguasaan
pengetahuan, kecakapan skill, kebiasaan atau sikap yang semuanya
diperoleh, disimpan dan dilakukan sehingga menimbulkan tingkah laku
yang progresif dan adaptif. Irwanto (1997 dalam Khairani, 2014: 4)
berpendapat bahwa belajar merupakan proses perubahan sebagaimana
dikatakan oleh Witherington, bahwa,”Belajar adalah perubahan dalam
diri individu yang dapat dinyatakan sebagai suatu kecakapan, kebiasaan,
pengertian, dan apresiasi”. Sedangkan menurut Mudzakir (1997 dalam
Khairani, 2014: 4) belajar adalah suatu usaha atau kegiatan yang
bertujuan mengadakan perubahan di dalam diri seeorang, mencakup
perubahan tingkah laku, sikap, kebiasaan, ilmu pengetahuan,
Berdasarkan pendapat yang dikemukakan oleh beberapa pakar
tersebut dapat disimpulkan bahwa belajar adalah suatu proses menuju
perubahan yang bersifat mantap/permanen melalui proses latihan dalam
interaksi dengan lingkungan dan meliputi perubahan baik fisik mauapun
mental (Khairani, 2014: 5).
2. Hasil Belajar
Hasil belajar merupakan perubahan perilaku yang diperoleh peserta
didik setelah mengalami kegiatan belajar (Khairani, 2014: 12). Hasil
belajar merupakan tingkat penguasaan yang dicapai oleh siswa dalam
mengikuti program belajar mengajar, sesuai dengan tujuan yang
ditetapkan. Menurut Nasution (2005: 56) hasil yang dicapai dalam
bidang kognitif ialah bahwa jumlah murid yang mendapat angka
tertinggi atas dasar penungasannya yang tuntas mengenai bahan
pelajaran tertentu.
Guru tentu saja sudah menetapkan tujuan pembelajaran yang harus
dicapai setiap siswanya dalam proses pembelajaran. Tujuan
pembelajaran adalah perilaku hasil belajar yang diharapkan terjadi,
dimiliki, atau dikuasai oleh peserta didik setelah mengikuti kegiatan
20
3. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Proses dan Hasil Belajar Usaha dan keberhasilan belajar dipengaruhi oleh banyak faktor.
Faktor-faktor tersebut dapat bersumber pada dirinya atau di luar dirinya
atau lingkungannya (Sukmadinata, 2009: 162).
a. Faktor-faktor dalam diri individu
Banyak faktor yang ada dalam diri individu atau si pelajar
yang mempengaruhi usaha dan keberhasilan belajarnya.
Faktor-faktor tersebut menyangkut aspek jasmaniah mauapun rohaniah dari
individu. Aspek jasmaniah mencakup kondisi dan kesehatan dari
individu. Kondisi fisik menyangkut pula kelengkapan dan kesehatan
indra penglihatan, pendengaran, perabaan, penciuman, dan
pencecapan. Aspek psikis atau rohaniah tidak kalah pentingnya
dalam belajar dengan aspek jasmaniah. Aspek psikis menyangkut
kondisi kesehatan psikis, kemampuan-kemampuan intelektual,
sosial, psikomotor, serta kondisi afektif dan konaktif dari individu
(Sukmadinata, 2009: 162)
b. Faktor-faktor lingkungan
Keberhasilan belajar juga sangat dipengaruhi oleh
faktor-faktor di luar diri siswa, baik faktor-faktor fisik maupun social-psikologis
yang berada pada lingkungan keluarga, sekolah, dan masyarakat.
Keluarga merupakan lingkungan pertama dan utama dalam
pendidikan, memberikan landasan dasar bagi proses belajar pada
sekitar pasar atau terminal juga tempat-tempat hiburan berbeda
dengan di daerah khusus pemukiman. Suasana lingkungan rumah di
lingkungan pemukiman yang padat dan kurang bertata, juga berbeda
dengan pemukiman yang jarang dan tertata. Lingkungan sekolah
juga memegang peranan penting bagi perkembangan belajar para
siswanya. Sedangkan pada lingkungan masyarakat dimana sisw atau
individu berada juga berpengaruh terhadap semangat dan aktivitas
belajarnya (Sukmadinata, 2009: 163-165).
F. Pemahaman Konsep Fisika
Peserta didik terlatih untuk dapat menemukan sendiri berbagai
konsep yang dipelajari secara menyeluruh, bermakna, otentik, dan aktif.
Berdasarkan fakta di lapangan materi Fisika dianggap sulit oleh siswa.
Kecenderungan ini biasanya berawal dari pengalaman belajar siswa yang
cenderung menemukan kenyataan bahwa pelajaran Fisika adalah pelajaran
yang berhubungan dengan persoalan konsep, pemahaman konsep, dan
penyelesaian soal-soal yang rumit melalui pendekatan matematis (Mertha
Yasa, 2012 dalam Nursalam, 2016).
Pemahaman konsep dalam suatu pembelajaran sangatlah penting
ditanamkan kepada peserta didik agar materi yang diajarkan oleh guru
khususnya guru mata pelajaran Fisika dapat dicerna dengan baik oleh
22
G. Simulasi Komputer
Model pembelajaran modern yang sekarang banyak digunakan
dalam pembelajaran Fisika adalah simulasi komputer. Secara sederhana
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, 2007: 108). Penggunaan
simulasi ini sangat menguntungkan bagi guru maupun siswa. Siswa dapat
secara langsung mempelajari konsep-konsep Fisika tanpa harus ditunggui
oleh Guru dan dapat digunakan saat pelajaran berlangsung maupun di luar
jam pelajaran atau di luar kelas. Dengan adanya simulai ini siswa dapat
memahami konsep-konsep Fisika secara lebih mudah dan dapat
mengkonstruksi pengetahuannya sendiri secara baik dan lebih mudah.
Beberapa keuntungan pembelajaran dengan simulasi komputer
(Suparno, 2007: 110) yaitu:
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;
b. Dapat menyajikan simulasi dari percobaan yang sulit dan alatnya
mahal, dengan cara yang murah dan mudah bahkan dapat dilihat siswa
lebih jelas. Misalnya percobaan nuklir, dapat dilihat dalam simulasi
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 computer dapat
membantu menghilangkan miskonsepsi siswa karena siswa dapat
membandingkan pemikirannya yang tidak benar dengan simulasi yang
mereka lakukan dan lihat.
H. Simulasi PhET
Physics Education Technology (PhET) adalah simulasi yang dapat
digunakan siswa dalam proses pembelajaran untuk memahami suatu konsep
fisika berbasis komputer dengan mengakses aplikasi yang telah disediakan
di website http://phet.colorado.edu (Perkins, 2006: 18). Simulasi PhET
dapat membantu untuk memperkenalkan topik baru, membangun konsep
atau keterampilan, memperkuat ide, memberikan resensi akhir dan refleksi
(Wieman, 2010: 225). Simulasi PhET merupakan aplikasi game yang
mengandung unsur pembelajaran dan menjelaskan tentang topik tertentu.
Simulasi PhET ini dapat diunduh dalam bentuk java dan flash. Selain itu,
juga dapat diunduh secara gratis dan dipasang pada komputer (perangkat
24
Simulasi PhET disediakan untuk membantu siswa memahami
konsep fisika yang tidak dapat dibayangkan. Simulasi ini memudahkan
siswa untuk mempelajari konsep fisika lebih dalam lagi tanpa harus
melakukan percobaan di laboratorium. Melalui simulasi PhET siswa
diharapkan lebih paham mengenai materi yang diajarkan (Wieman, 2010:
225). Simulasi PhET dapat diunduh di website http://phet.colorado.edu
maka akan muncul tampilan awal seperti pada gambar 2.1 di bawah ini:
Gambar 2.1 Tampilan awal simulasi PhET
Pada tampilan awal di atas akan muncul menu unduh pada gambar
dan beberapa menu lainnya. Sebelum menggunakan PhET dapat memilih
unduh maka akan terunduh dengan menggunakan menu pilihan Java
maupun Adobe Flash dalam perangkat komputer. Kemudian akan muncul
beberapa menu, klik physics maka akan muncul beberapa pilihan
berdasarkan kategori seperti beta decay (peluruhan beta) atau buoyancy
maka tampilan tenaga apung. Maka akan muncul simulasi PhET materi
hukum Archimedes. Untuk menggunakan program, bisa diunduh terlebih
dahulu atau langsung dioperasikan dengan adanya jaringan internet.
Dalam penelitian ini simulasi PhET akan digunakan untuk materi
hukum Archimedes. Untuk tampilan PhET pada materi hukum Archimedes
dapat dilihat pada gambar 2.2.
Gambar 2.2 Tampilan awal simulasi PhET hukum Archimedes
Pada tampilan awal simulasi PhET di atas terdapat terdapat beberapa
pilihan ikon yang telah disediakan. Untuk masing-masing ikon akan
memiliki fungsi yang berbeda-beda. Untuk fungsi-fungsi dan cara kerja
simulasi PhET pada materi hukum Archimedes ini akan dijelaskan secara
26
I. Materi Hukum Archimedes
Materi Hukum Archimedes ini diambil dari beberapa referensi buku
fisika diantaranya:
Fisika Edisi kelima Jilid 1 yang ditulis oleh Giancoli dan
diterbitkan oleh penerbit Erlangga pada tahun 2001.
Fisika untuk SMA/MA Kelas X kurikulum 2013 yang
ditulis oleh Kanginan dan diterbitkan oleh penerbit Erlangga pada
tahun 2013.
Ketika benda dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam fluida, gaya
apung akan bekerja pada benda itu. Gaya apung tersebut berbanding lurus
dengan volume benda yang tercelup dan massa jenis fluida. Gaya ke atas atau
gaya apung bernilai maksimum jika seluruh bagian benda tercelup di dalam
fluida. Semakin besar massa jenis fluida, semakin besar gaya apungnya, dan
sebaliknya. Fakta ini pertama kali ditemukan oleh Archimedes. Berdasarkan
beberapa percobaan, Archimedes menyatakan suatu prinsip yang selanjutnya
dikenal sebagai prinsip Archimedes.
Benda-benda yang dimasukkan ke dalam fluida mempunyai berat yang
lebih kecil dari pada saat berada di luar fluida tersebut. Sebagai contoh sebuah
batu yang besar mungkin akan terasa sulit saat diangkat dari tanah dan terasa
mudah dari dasar sungai. Banyak benda, seperti kayu, mengapung di
permukaan air. Itu menunjukkan bahwa terdapat gaya lain yang bekerja
terhadap benda yang melawan gaya berat benda. Gaya ini adalah gaya apung
1. Gaya apung atau gaya ke atas
Ketika sebuah benda dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam
sebuah fluida (zat cair atau gas), maka fluida akan mengerjakan gaya ke atas
pada benda itu yang besarnya sama dengan berat fluida yang di pindahkan.
Gaya ke atas yang dialami oleh sebuah benda ketika tercelup sebagian atau
seluruhnya di dalam sebuah fluida disebut gaya apung.
Besar gaya apung bergantung pada volume benda yang tercelup dan fluida
yang dipindahkan (didesak). Suatu benda yang dicelupkan seluruhnya dalam
zat cair selalu menggantikan volume zat cair yang sama dengan volume benda
itu sendiri. Archimedes mengaitkan antara gaya apung dengan volume zat cair
yang dipindahkan benda (Kanginan, 2013: 270). Besarnya gaya apung juga di
pengaruhi oleh massa jenis fluida. Semakin besar massa jenis fluida, semakin
besar gaya apungnya, dan sebaliknya. Oleh karena itu, berat benda yang
tercelup dalam fluida selalu lebih kecil daripada berat benda sesungguhnya
akibat adanya gaya apung.
28
Perhatikan sebuah silinder dengan tinggi h dan luas A yang tercelup
seluruhnya di dalam zat cair dengan massa jenis
ρ
f (lihat gambar 2.3).
Fluidamelakukan tekanan hidrostatik P1 = ρf.g.h1 pada bagian atas silinder. Gaya yang
berhubungan dengan tekanan adalah F1 = P1.A sehingga F1 = ρf.g.h1.A dengan
arah ke bawah. Dengan cara yang sama fluida juga melakukan tekanan
hidrostatis F2 = P2A = ρf.g.h2.A dengan arah ke atas. Resultan kedua gaya ini
adalah gaya apung Fa.
Hukum Archimedes berlaku untuk semua fluida (zat cair atau gas). Vbf =
volume silinder yang tercelup dalam fluida. Jika benda tercelup semuanya, Vbf
= volume benda. Tetapi jika benda hanya tercelup sebagiannya, Vbf = volume
benda yang tercelup dalam fluida saja. Tentu saja kasus ini, Vbf < volume
benda. Karena massa jenis (ρ) adalah massa (m) dibagi volume (V), maka m =
ρ.V dengan m adalah massa zat cair yang dipindahkan. Dengan demikian gaya
apung pada silinder sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh silinder
tersebut. Hal ini merupakan penemuan Archimedes (218 – 212 SM) dan
“jika sebuah benda dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam suatu
fluida, maka benda tersebut mengalami gaya apung atau gaya ke atas yang
besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkan.”
2. Mengapung, Melayang dan Tenggelam
Ada tiga peristiwa yang dapat terjadi apabila suatu benda dicelupkan ke
dalam zat cair atau fluida, yaitu:
a. Mengapung
Benda mengapung jika sebagian benda tercelup di dalam zat cair dan
sebagian lainnya masih berada di udara (lihat gambar 2.4). Jika volume
benda tercelup sebesar Vbf maka dalam keadaan setimbang berat benda
sama dengan gaya ke atas. Dalam keadaan ini, volume benda Vb lebih besar
dibandingkan volume fluida yang dipindahkan Vbf. Benda mengapung
terjadi apabila benda memiliki massa jenis lebih kecil daripada massa jenis
zat cair.
Jika ditulis dengan persamaan adalah:
FA = W
30
persamaan tersebut diketahui bahwa syarat benda mengapung adalah
massa jenis benda lebih kecil dari massa jenis fluida, dikarenakan hanya
sebagian volume benda yang tercelup dalam fluida.
Gambar 2.4 Mengapung
b. Melayang
Peristiwa melayang adalah keadaan dimana benda tercelup
seluruhnya namun tidak menyentuh dasar permukaan fluida (lihat gambar
2.5). Dalam keadaan melayang Fa = W, dimana volume benda Vb sama
dengan volume fluida yang dipindahkan (Vbf ). Sehingga benda akan
melayang apabila massa jenis benda bernilai sama dengan massa jenis zat
cair. Karena Vb = Vbf apabila dimasukkan ke persamaan (2.4) maka ρf = ρb
Oleh karena itu, dapat diketahui bahwa syarat benda melayang adalah
perbandingan antara volume benda tercelup yang tidak mengenai dasar
permukaan fluida sama dengan volume benda seluruhnya dan massa jenis
benda sama dengan massa jenis fluida
c. Tenggelam
Peristiwa tenggelam adalah keadaan dimana suatu benda tercelup
sepenuhnya dan menyentuh dasar permukaan fluida (lihat gambar 2.6).
Pada benda tenggelam, besar gaya ke atas kurang dari berat bendanya. Saat
menyentuh dasar permukaan fluida, selain gaya apung terdapat gaya lain
yang searah dengan gaya apung yaitu gaya normal. Gaya normal adalah
gaya yang tegak lurus bidang yang ada ketika benda menyentuh zat padat.
Pada keadaan setimbang berlaku:
FA + N = W
mf. g + N = mb. g
ρf . g . Vbf + N = ρb . g . Vb
ρf = 𝜌𝑏𝑉𝑏
𝑉𝑏𝑓 – N (2.5)
karena Vb = Vbf maka ρb > ρf
Dari persamaan tersebut diketahui bahwa syarat benda tenggelam
adalah perbandingan volume benda tercelup yang menyentuh dasar
permukaan fluida sama dengan volume benda seluruhnya dan massa jenis
benda lebih besar dari massa jenis fluida.
32
3. Penerapan Hukum Archimedes dalam Kehidupan Sehari-hari a. Kapal Laut
Massa jenis besi lebih besar daripada massa jenis air laut, tetapi
mengapa kapal laut yang terbuat dari besi dapat mengapung di atas laut?
Badan kapal yang terbuat dari besi dibuat berongga. Ini menyebabkan
volume air laut yang dipindahkan oleh badan kapal menjadi sangat besar.
Gaya apung sebanding dengan volume air yang dipindahkan, sehingga
gaya apung terjadi sangat besar. Gaya apung ini mampu mengatasi berat
total kapal, sehingga kapal laut mengapung di permukaan laut. Jika
dijelaskan berdasarkan konsep massa jenis, massa jenis rata-rata besi
berongga dan udara yang menempati rongga masih lebih kecil daripada
massa jenis air laut. Itulah sebabnya kapal mengapung.
b. Kapal Selam
Sebuah kapal selam memiliki tangki pemberat yang terletak di
antara lambung sebelah dalam dan lambung sebelah luar. Tangki ini dapat
diisi udara atau air. Tentu saja udara lebih ringan daripada air. Mengatur
isi tangki pemberat berarti mengatur berat total kapal. Sesuai dengan
konsep gaya apung, berat total kapal selam akan menentukan apakah
kapal akan mengapung atau menyelam. Semakin dalam kapal selam
menyelam, maka akan makin besar tekanan hidrostatis yang dialaminya.
Manusia tidak dapat menyelam lebih dari kedalaman 120 m karena
menyelam jauh ke dalam laut karena memiliki lambung yang tebal untuk
menahan tekanan hidrostatis air yang besar.
c. Balon Udara
Seperti halnya zat cair, udara (termasuk fluida) juga melakukan gaya
apung seperti pada benda. Gaya apung yang dilakukan di udara pada
benda sama dengan berat udara yang dipindahkan oleh benda. Sebuah
balon udara yang diisi dengan gas panas memiliki prinsip kerja sebagai
berikut: Mula-mula balon diisi dengan gas panas hingga menggelembung
dan volumenya bertambah. Bertambahnya volume balon berarti
bertambah pula volume udara yang dipindahkan oleh balon. Hal ini berarti
gaya apung bertambah besar. Suatu saat gaya apung sudah lebih berat
daripada berat total balon (berat balon dan muatan), sehingga balon mulai
bergerak naik.
Awak balon udara terus menambah gas panas sampai balon itu
mencapai ketinggian tertentu. Setelah ketinggian yang diinginkan
tercapai, awak balon mengurangi gas panas sampai tercapai gaya apung
35 BAB III
METODE PENELITIAN
A. Jenis Penelitian
Penelitian ini merupakan penelitian yang bersifat kuantitatif. Penelitian
kuantitatif adalah desain riset yang menggunakan data berupa skor atau angka,
lalu menggunakan analisis dengan statistika (Suparno, 2010: 135).
Pada penelitian ini, peneliti mengukur peningkatan hasil belajar siswa yang
dapat diukur dengan memberikan pretest dan posttest untuk masing-masing
sampel. Soal-soal pretest dan posttest dibuat berdasarkan tingkatan menurut
Taksonomi Bloom.
B. Desain Penelitian
Desain penelitian ini menggunakan pretest-posttest group control (kelas
kontrol dan kelas eksperimen). Penelitian ini menggunakan sampel dua kelas,
satu kelas sebagai kelas kontrol dan satu kelas sebagai kelas treatment. Kelas
treatment adalah kelas yang diberikan perlakuan khusus yaitu simulasi PhET
dimana sebelum menggunakan simulasi PhET akan diberikan pretest untuk
mengukur pemahaman awal siswa terkait materi hukum Archimedes.
Sedangkan kelas kontrol merupakan kelas yang diberi perlakuan dengan metode
pembelajaran ceramah interaktif dan tetap diberikan soal pretest terlebih
diberikan sebelum kelas mendapat treatment dan posttest diberikan setelah
kelas mendapat treatment. Desain penelitian yang akan digunakan sebagai
berikut:
Kelas Treatment O1 X1 O1’
Kelas Kontrol O2 X2 O2’
Keterangan:
O1= Pretest kelas Treatment
O2= Pretest kelas Kontrol
O1= Posttest kelas Treatment
O2’= Posttest kelas Kontrol
X1= Pembelajaran dengan simulasi PhET
X2= Pembelajaran dengan ceramah interaktif
C. Subyek Penelitian
1. Populasi Penelitian
Populasi dari penelitian ini adalah seluruh siswa kelas X1 SMA Negeri
2 Ngaglik tahun ajaran 2018/2019. Kelas yang digunakan untuk penelitian
37
2. Sampel Penelitian
Sampel dalam penelitian ini adalah siswa kelas X1 MIPA 3 dan XI
MPA 4 SMA Negeri 2 Ngaglik. Kelas XI MIPA 4 sebagai kelas treatment
sejumlah 32 siswa dan kelas XI MIPA 3 sebagai kelas kontrol sejumlah 31
siswa.
3. Lokasi dan Waktu Penelitian - Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di SMA Negeri 2 Ngaglik kelas X1 MIPA
semester ganjil. Lokasi ini dipilih karena beberapa pertimbangan,
diantaranya:
a) SMA Negeri 2 Ngaglik belum menerapkan metode PhET pada
pembelajaran fisika khusunya materi Hukum Archimedes.
b) Tersedianya fasilitas yang dibutuhkan oleh peneliti dalam
melaksanakan penelitian ini.
c) Kepala sekolah SMA Negeri 2 Ngaglik mendukung dilakukannya
penelitian ini karena peneliti pernah melaksanakan PPL di SMA
Negeri 2 Ngaglik dan jarang adanya penelitian yang dilakukan di
SMA Negeri 2 Ngaglik.
d) Guru mata pelajaran Fisika mendukung dilakukan penelitian ini
karena menggunakan metode pembelajaran yang baru dan dirasa
- Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan September-Oktober 2018.
Kurikulum yang digunakan adalah kurikulum 2013, dimana lebih
menekankan pada metode saintifik.
D. Variabel Penelitian
Variabel bebas adalah variabel yang mempengaruhi variabel lain. Variabel bebas merupakan variabel yang diukur, dimanipulasi, atau
dipilih oleh peneliti untuk menentukan hubungannya dengan suatu
gejala yang diobservasi (Sarwono, 2006: 54). Variabel bebas dalam
penelitian ini berupa model pembelajaran yang digunakan yaitu simulasi
Phet. Variabel terikat adalah variabel yang variabelnya diamati dan diukur untuk menentukan pengaruh yang disebabkan oleh variabel
bebas (Sarwono, 2006: 54). Variabel terikat dalam penelitian ini adalah
hasil belajar siswa.
E. Treatment
Treatment adalah perlakuan kepada subyek yang akan diteliti agar
nantinya didapatkan data yang diinginkan (Suparno, 2010: 51).
Treatment yang diberikan dalam penelitian ini adalah simulasi PhET.
Model pembelajaran ini mengajak siswa untuk memahami konsep
tentang gaya apung dan hukum archimedes. Siswa dapat memvariasikan
39
mengkontruksi sendiri pengetahuannya. Untuk proses pembelajaran
dengan simulasi PhET dapat dilihat dalam rencana proses pembelajaran.
Gambaran rencana pembelajaran yang akan dilakukan untuk kelas
treatment sebagai berikut:
1. Peneliti meng-instal aplikasi PhET disetiap komputer yang akan
digunakan untuk proses pembelajaran. Selain itu hal lain yang
dilakukan adalah memastikan komputer yang akan digunakan
apakah bisa terhubung dengan jaringan yang baik atau tidak.
2. Siswa-siswi kelas treatment diberikan soal pretest.
3. Sebelum menggunakan simulasi PhET, materi gaya apung dan
hukum Archimedes dijelaskan terlebih dahulu kepada siswa serta
mengenai simulasi PhET dan cara penggunaannya juga
dijelaskan.
4. Siswa dipersilahkan untuk mencoba simulasi PhET secara
individu dengan bantuan Lembar Kerja Siswa. Siswa harus
menjawab beberapa pertanyaan yang ada pada lembar kerja
siswa. Lembar kerja siswa yang digunakan berisi tentang materi
gaya apung dan hukum Archimedes.
5. Siswa diminta untuk menyimpulkan hasil dari pembelajaran yang
dilakukan dengan menggunakan simulasi PhET.
6. Siswa mengerjakan soal posttest.
Rencana Proses Pembelajaran yang lengkap untuk setiap pertemuan
Untuk kelas kontrol digunakan metode pembelajaran ceramah
interaktif. Kelas kotrol digunakan sebagai pembanding untuk kelas
treatment. Hal ini bertujuan untuk melihat apakah ada perbedaan antara
kelas treatment dan kelas kontrol. Gambaran rencana pembelajaran
yang akan dilakukan untuk kelas kontrol sebagai berikut:
1. Siswa mengerjakan soal pretest yang telah diberikan oleh
peneliti.
2. Materi gaya apung dan hukum Archimedes dijelaskan dengan
metode ceramah, yaitu dengan menampilkan video
pembelajaran yang berisi fenomena-fenomena fisika berkaitan
dengan materi gaya apung dan Hukum Archimedes.
3. Siswa diberikan beberapa soal latihan mengenai materi
pembelajaran yaitu gaya apung dan hukum archimedes agar
siswa dapat menerapkan konsep gaya apung dan hukum
archimedes dalam menyelesaikan suatu persoalan.
4. Siswa mengerjakan soal postest.
Rencana Proses Pembelajaran yang lengkap untuk setiap pertemuan
41
F. Instrumen Penelitian
Instrumen adalah alat yang digunakan untuk mengumpulkan data dalam penelitian. Bentuknya dapat berupa: tes tertulis, angket,
wawancara, dokumentasi dan observasi (Suparno, 2007: 56). Dalam
penelitian ini instrumen yang digunakan dibagi menjadi 2 yaitu
instrument proses belajar dan instrument pengumupulan data.
1. Instrumen Proses Belajar
Instrumen pada proses belajar yang digunakan oleh peneliti adalah Lembar Kerja Siswa (LKS), LKS berisi tentang petunjuk
penggunaan simulasi PhET tentang gaya apung dan hukum
Archimedes. LKS yang digunakan memuat tujuan, dasar teori,
langkah percobaan penggunaan PhET, tabel data percobaan,
pertanyaan untuk bahan diskusi dan kesimpulan.
Selain LKS, juga digunakan Rencana Pelaksanaan
Pembelajaran (RPP). RPP dibuat untuk membantu peneliti selama
proses mengajar di kelas agar sesuai dengan Standar Kompetensi dan
Kompetensi Dasar.
Lembar kerja siswa dapat dilihat pada lampiran 10 dan Rencana
2. Instrumen Pengumpulan Data
Instrumen pengumpulan data pada penelitian ini berupa tes, angket dan wawancara.
a. Tes
Tes dapat berupa lembar kerja atau sejenisnya yang dapat
digunakan untuk mengukur pengetahuan, keterampilan dan
kemampuan dari subjek penelitian. Lembar instrumen berupa tes
ini berisi soal-soal tes yang terdiri atas butir-butir soal. Setiap
butir soal mewakili satu jenis variabel yang diukur (Trianto,
2011: 264).
Intrumen yang berbentuk tes, dapat terdiri dari dua kelompok
yaitu test standard dan test buatan sendiri (Suparno, 2007: 57).
Pada penelitian ini digunakan test buatan sendiri yaitu test
berbentuk essay. Test essay berbentuk pertanyaan dengan
jawaban bebas. Keuntungan model tes ini adalah siswa dapat
bebas mengeluarkan gagasannya, sehingga dapat dimengerti
sejauh mana siswa memahami persoalan (Suparno, 2007: 59)
Dalam penelitian ini soal tes yang digunakan berupa pretest
dan posttest. Soal dibuat berdasarkan kisi-kisi yang berpedoman
43
Tabel 3.1. Kisi-Kisi Soal Pretest dan Posttest
No. Aspek Indikator Soal Jawaban balok kayu melalui darat atau air, manakah kira-kira yang lebih berat baloknya?
Lebih berat saat di darat, hal ini terjadi karena saat balok ditimbang di dalam air, benda akan mengalami gaya apung sehingga menjadi lebih ringan saat ditimbang di dalam air.
Jika ¼ bagian benda tidak tercelup dalam
b). Dik: Berat benda di udara = berat benda (W): 5 Newton Berat benda di dalam
air : 3,2 Newton Berat benda di dalam
45
tiga wadah berisikan air
Angket adalah sejumlah pertanyaan tertulis untuk
memperoleh informasi dari responden yang ingin diketahui
(Suparno, 2007: 61). Dalam penelitian bentuk angket yang
digunakan adalah angket terbuka, yaitu responden dapat
menjawab dengan kalimatnya sendiri. Angket ini berupa
pendapat responden terhadap pembelajaran yang telah dilakukan
oleh peneliti. Dalam penelitian angket diselipkan dalam soal
pretest maupun soal postest. Soal angket terdapat pada soal
nomor terakhir untuk pretest maupun postest. Angket ini berisi
pendapat siswa mengenai setuju atau tidaknya penerapan metode
47
c. Wawancara
Wawancara adalah semacam kuesioner lisan, suatu dialog
yang dilakukan oleh peneliti untuk memperoleh informasi yang
diperlukan. Wawancara dibedakan dalam pelaksanaan yaitu
wawancara bebas, wawancara terpimpin dan wawancara bebas
terpimpin (Suparno, 2007: 62).
Penelitian ini menggunakan wawancara yang dilakukan
secara terpimpin/ terstruktur dimana pewawancara membawa
sederetan pertanyaan lengkap dan terpimpin. Adapun contoh
daftar pertanyaan yang akan diajukan kepada siswa kelas
treatment adalah sebagai berikut:
1. Apakah kamu bisa mengerjakan soal pretest dengan baik? 2. Apa yang kamu ketahui tentang Hukum Archimedes? 3. Apakah kamu pernah mendengar tentang simulasi PhET? 4. Apa kesan pertamamu setelah mendengar bahwa pembelajaran
akan berlangsung dengan menggunakan simulasi PhET?
Berikan alasanmu!
5. Bagaimana tanggapanmu mengenai pembelajaran dengan menggunakan simulasi PhET?
6. Apakah kamu memahami materi hukum Archimedes setelah mengikuti pembelajaran menggunakan simulasi PhET?
7. Apakah kamu bisa mengerjakan soal posttest dengan baik setelah mengikuti pembelajaran menggunakan simulasi PhET?
Berikan alasanmu!
G. Validitas Instrumen
Validitas mengukur atau menentukan apakah suatu test sungguh
mengukur apa yang mau diukur, yaitu apakah sesuai dengan tujuan (valid
untuk). Validitas menunjuk pada kesesuaian, kepenuh-artian, bergunanya
kesimpulan yang dibuat peneliti berdasarkan data yang dikumpulkan. Suatu
tes disebut valid bila memang mengukur yang mau diukur (Suparno, 2007:
67-68).
Validitas yang digunakan dalam penelitian ini adalah validitas isi
(Content Validity). Artinya mengukur apakah isi dari instrumen yang akan
digunakan sungguh mengukur isi dari domain yang mau diukur (Suparno,
2007: 68).
Instrumen yang akan divaliditas adalah soal pretest dan posttest.
Soal pretest dan posttest sudah dibuat berdasarkan kisi-kisi yang divalidasi
oleh Drs. Domi Severinus, M.Si selaku dosen yang ahli dalam bidang
49
H. Metode Analisis Data 1. Teknik Penskoran
Dalam penelitian ini penskoran untuk masing-masing kriteria dapat
dilihat pada tabel 3.2.
Tabel 3.2 Teknik Penskoran untuk Aspek Kognitif dan aspek Psikomotorik
1. Aspek Kognitif “Menjelaskan” soal nomor 1 :
No. Indikator yang dinilai Skor
1. Siswa dapat menjelaskan konsep pengaruh gaya apung terhadap berat benda.
15
2. Siswa menjawab 75% konsep pengaruh gaya apung terhadap berat benda. dengan benar
11
3. Siswa menjawab 50% konsep pengaruh gaya apung terhadap berat benda.dengan benar
7
4. Siswa menjawab 25 % konsep pengaruh gaya apung terhadap berat benda dengan benar
3
5. Menuliskan jawaban namun salah 1
Skor Maksimal 15
2. Aspek kognitif “Aplikasi Hitungan” nomor 2 :
(1) Menuliskan
No. Indikator yang dinilai Skor
(2) Penyelesaian
3. Aspek kognitif “Menjelaskan” soal nomor 3 :
No. Indikator yang dinilai Skor
A B
1. Siswa dapat menjelaskan hubungan massa jenis terhadap peristiwa Terapung, Melayang, dan Tenggelam.
15 15
2. Siswa menjawab 75% hubungan massa jenis terhadap peristiwa Terapung, Melayang, dan Tenggelam.. dengan benar
11 11
3. Siswa menjawab 50% hubungan massa jenis terhadap peristiwa Terapung, Melayang, dan Tenggelam dengan benar
7 7
4. Siswa menjawab 25 % hubungan massa jenis terhadap peristiwa Terapung, Melayang, dan Tenggelam dengan benar
1. Siswa dapat menyelesaikan perhitungan dengan rumus benar
15 20
2. Siswa dapat menyelesaika perhitungan dengan rumus benar namun ada kesalahan perhitungan
8 13
51
4. Aspek Psikomotorik soal nomor 4 :
No Indikator yang dinilai Skor
1. Siswa dapat merancang contoh nyata dengan benar 100
2. Siswa dapat merancang 75 % contoh nyata dengan
5 Siswa dapat merancang contoh nyata tetapi salah 2
6 Siswa tidak mengerjakan soal 0
2. Klasifikasi
Skor diklasifikasi dengan cara seperti pada tabel 3.3 dan tabel 3.4.
Tabel 3.3. Klasifikasi tingkat hasil belajar siswa pada aspek kognitif
