ANALISIS MISKONSEPSI SISWA KELAS XA PADA MATERI STRUKTUR ATOM DI SMA MUHAMMADIYAH KOTA JAYAPURA
TAHUN AJARAN 2013/2014
SKRIPSI
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Akademik Guna Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan Kimia
Oleh :
FEBRIAN ANDI HIDAYAT 0100140305
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN IPA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS CENDERAWASIH JAYAPURA
ii
PERNYATAAN
Saya menyatakan bahwa skripsi yang berjudul Analisis Miskonsepsi Siswa
Kelas XA pada Materi Struktur Atom di SMA Muhammadiyah Kota Jayapura
Tahun Ajaran 2013/2014 ini sepenuhnya karya saya sendiri. Tidak ada bagian di
dalamnya yang merupakan plagiat dari karya orang lain dan saya tidak melakukan
penjiplakan atau pengutipan dengan cara-cara yang tidak sesuai dengan etika
keilmuan yang berlaku dalam masyarakat keilmuan. Atas pernyataan ini, saya siap
menanggung resiko/sanksi akademik maupun pidana yang ditahuhkan kepada
saya apabila kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan
dalam karya saya ini, atau ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya
ini. Surat Pernyataan ini saya Buat dalam Keadaan Sadar dan Tanpa Tekanan
Apapun dan dari Siapapun.
Jayapura, Juli 2014
Yang membuat Pernyataan
iii
LEMBAR PERSETUJUAN
Judul : Analisis Miskonsepsi Siswa Kelas XA pada Materi Struktur
Atom di SMA Muhammadiyah Kota Jayapura Tahun Ajaran
2013/2014
Nama : Febrian Andi Hidayat
NIM : 0100140305
Program Studi : Pendidikan Kimia
Jenjang : Strata satu (S1)
Telah Diseminarkan dan Disidangkan Pada Ujian Sidang
Program Studi Pendidikan Kimia
Pembimbing 1,
Drs. Alex A. Lepa, M.Si
NIP. 19660825 199111 1 001
Pembimbing 2,
Lusia Narsia Amsad, S.Pd.,M.Si
iv
LEMBAR PENGESAHAN
Telah Diuji dan Diterima Panitia Ujian Sarjana, Program Studi Pendidikan
Kimia, Jurusan Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Fakultas
Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Cenderawasih, sebagai Salah Satu
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan Kimia.
Mengesahkan
2. Lusia Narsia Amsad, S.Pd, M.Si
v NIP. 19790519 200812 1 004
ABSTRAK
Analisis Miskonsepsi Siswa Kelas XA pada Materi Struktur Atom di SMA Muhammadiyah Kota Jayapura
Tahun Ajaran 2013/2014
Terlaksananya kegiatan pembelajaran ditandai dengan adanya aktifitas belajar pada siswa. Proses belajar memerlukan beberapa kemampuan antara lain kognitif, afektif, dan psikomotor. Kemampuan kognitif memegang peranan utama dalam proses belajar, dimana kemampuan ini memungkinkan siswa memahami mata pelajaran dengan lebih efektif dan efisien. Siswa mempunyai kemampuan yang berbeda dalam membangun pengetahuannya. Pengetahuan oleh siswa dibangun berdasarkan konsepsinya. Konsepsi yang tidak sesuai dengan konsepsi sebenarnya jika diyakini benar oleh siswa menyebabkan terjadinya miskonsepsi. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui tingkat pemahaman, miskonsepsi, konsepsi-konsepsi yang teridentifikasi miskonsepsi, persentase siswa yang mengalami miskonsepsi, dan faktor-faktor yang menyebabkan miskonsepsi pada siswa kelas XA SMA Muhammadiyah Kota Jayapura tahun ajaran 2013/2014 pada materi struktur atom. Metode yang digunakan dalam pengumpulan data yaitu tes dan wawancara. Tes yang digunakan untuk pengumpulan data dilengkapi dengan tingkat keyakinan jawaban (TKJ) yang terdiri dari 32 soal konsepsi dan 8 soal aplikasi. Wawancara selanjutnya dilakukan pada siswa yang teridentifikasi miskonsepsi dan juga guru mata pelajaran kimia untuk mengetahui faktor-faktor penyebab miskonsepsi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa siswa yang tidak paham konsep sebesar 55,74% dan siswa yang paham konsep sebanyak 44,26%, sedangkan siswa yang mengalami miskonsepsi yaitu 22,48% (miskonsepsi termasuk dalam tidak paham konsep). Miskonsepsi teridentifikasi pada 90,63% konsepsi yang diujikan. Faktor-faktor penyebab miskonsepsi adalah kemampuan dasar siswa, minat belajar kimia siswa, minimnya buku pegangan siswa dan kurang variatifnya metode mengajar yang digunakan guru. Miskonsepsi siswa di SMA Muhammadiyah Kota Jayapura ada yang sama dan ada pula yang tidak sama dengan siswa dari SMA Negeri 1 Nganjuk.
vi
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
Motto :
“
Bekerja sepenuh hati,
untuk dapatkan yang terbaik”
Skripsi ini kupersembahkan kepada:
❖ Kedua orang tuaku terkasih, Ruswan dan Siti Khanifah yang selalu
mendukung dan mendoakan dalam setiap langkahku menggapai cita-cita.
❖ Adik-adikku tersayang, Fajar Efendi dan Devi Zahrah Setiani sebagai
vii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadiran Tuhan Yang Maha Esa atas
segala rahmat dan kasih sayang-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
penulisan skripsi yang berjudul “Analisis Miskonsepsi Siswa Kelas XA pada
Materi Struktur Atom di SMA Muhammadiyah Kota Jayapura Tahun Ajaran
2013/2014” dengan baik.
Penulisan skripsi ini dibantu oleh beberapa pihak baik dari segi materi
maupun moril. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada:
1. Dr. Onesimus Sahuleka, S.H.,M.Hum., selaku Rektor Universitas
Cenderawasih.
2. Dr. Nommensen St. Mambraku selaku Dekan FKIP Universitas
Cenderawasih.
3. Dr. Tiurlina Siregar, M.Si., selaku Ketua Program Studi Magister Pendidikan
IPA dan sebagai Dosen pembimbing II yang telah membimbing dan
mengarahkan penulis dalam penyelesaian skripsi ini.
4. Drs. Alex A. Lepa, M.Si. selaku Dosen Pembimbing I yang telah sabar
membimbing, mengarahkan, meluangkan waktu dan memotivasi penulis
dalam penyelesaian skripsi ini.
5. Bapak dan Ibu dosen di Program Studi Pendidikan Kimia yang telah
memberikan banyak masukan selama penulisan skripsi ini serta motivasi
viii
6. Udin Ramazakir, S.Pd.,M.Si. selaku Kepala SMA Muhammadiyah Kota
Jayapura yang telah memberi izin kepada penulis melakukan penelitian di
SMA tersebut.
7. Teguh Iman Santosa, S.Pd. selaku Wakil Kepala Sekolah bagian kurikulum
dan sebagai guru mata pelajaran kimia yang banyak membantu penulis selama
proses pengambilan data.
8. Kepala SMA YPPK Teruna Bakti yang telah memberi ijin peneliti untuk
melakukan uji coba instrumen.
9. Bapak dan Mama tercinta, tersayang dan terhebat yang telah sangat banyak
memberikan dorongan, semangat dan pengorbanan kepada penulis selama
menempuh pendidikan.
10.Adik tersayang Fajar Efendi, Devi Zahrah Setiani dan Nursamsi Arifin yang
menjadi penyemangat penulis untuk dapat menyelesaikan perkuliahan.
11.Keluarga besarku yang telah memotivasi penulis selama masa kuliah.
12.Siswa-siswa kelas XA SMA Muhammadiyah Kota Jayapura tahun ajaran
2013/2014 yang telah bersedia menjadi responden dalam penelitian ini.
13.Siswa-siswa kelas XF SMA YPPK Teruna Bakti tahun ajaran 2013/2014 yang
telah bersedia menjadi responden dalam uji coba instrumen penelitian ini.
14.Kakak-kakak senior Kak Ricky, Kak John Yoro Parlindungan, Kak Joko Eko
Wahyudi, dan Kak Irja yang selalu berbagi dan memberikan motivasi pada
penulis selama perkuliahan.
15.Kakak-kakak serta teman-teman yang meneliti “miskonsepsi” Kak Shelvynia
ix
kak Elsi ’09, Ni Putu Candra ’10 dan Ernia Sabayati Messakh ‘10 yang selalu
berbagi pengetahuan bersama penulis.
16.Sahabat-sahabat tersayang dan terkasih Ku_Kis ’10 (Fenny, Anty, Eka, Credo,
Mardy, Richardus, Mambe, Nana, Nesya, Sari, Ribka, Lilis, Makrita, Yeni,
Leny, Erny, Putu dan Novela yang telah banyak membantu penulis serta
memberikan motivasi selama kuliah.
17.Teman-teman kosku: Kak Joko, Kak Hilman, Kak Nasrul, Kak Romadhon,
Aby, Rico, Mat dan Guruh yang telah memberikan semangat dan bantuan
kepada penulis.
18.Keluarga besar Program Studi Pendidikan Kimia yang telah membantu dan
memberikan semangat kepada penulis.
Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, penulis ucapkan
banyak terima kasih.
Akhir kata penulis mengucapkan banyak terima kasih atas bantuan dan
dukungan sehingga skripsi dapat terselesaikan. Semoga skripsi ini bermanfaat
bagi kita semua yang membaca.
Jayapura, Juli 2014
x
MOTTO DAN PERSEMBAHAN ... vi
KATA PENGANTAR ... vii
B. Rumusan Masalah dan Batasan Masalah ... 3
1. Rumusan Masalah ... 3
2. Batasan Masalah ... 4
C. Tujuan Penelitian ... 4
D. Manfaat Penelitian ... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN KERANGKA PENELITIAN A. Belajar dan Pembelajaran ... 6
B. Sistem Pembelajaran ... 7
C. Konsep dan Konsepsi ... 8
D. Miskonsepsi ... 9
E. Penyebab Miskonsepsi ... 10
F. Mendeteksi Miskonsepsi ... 15
G. Identifikasi Miskonsepsi dengan CRI ... 17
H. Tinjauan Materi Struktur Atom ... 19
I. Validitas dan Reliabilitas Instrumen Tes ... 37
J. Penelitian yang Relevan ... 40
K. Rumusan Anggapan Dasar ... 42
L. Kerangka Konsep Penelitian ... 42
BAB III METODE PENELITIAN A. Jenis Penelitian ... 43
B. Lokasi Penelitian ... 43
xi
D. Populasi ... 43 E. Teknik Pengumpulan Data ... 43 F. Teknik Analisis Data ... 46
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Penelitian ... 48 B. Pembahasan ... 57
BAB V SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan ... 77 B. Saran ... 78
xii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Skala pada CRI dan Kriterianya ... 17 Tabel 2.2. Kriteria Tingkat Keyakinan Jawaban (TKJ) ... 18 Tabel 2.3. Kriteria Penentuan Siswa yang Paham Konsep,
Miskonsepsi dan Tidak Paham Konsep ... 19 Tabel 2.4. Kriteria Pemberian Skor pada Jawaban ... 38 Tabel 2.5. Tabel Penolong Uji Reliabilitas Instrumen ... 39 Tabel 3.1. Kriteria Penentuan Siswa yang Paham Konsep,
Miskonsepsi dan Tidak Paham Konsep ... 45 Tabel 4.1. Persentase Siswa yang Paham Konsep dan Tidak
Paham Konsep ... 52 Tabel 4.2. Persentase Miskonsepsi Siswa pada Tiap Konsepsi ... 54 Tabel 4.3. Perbandingan Konsepsi dan Miskonsepsi Siswa pada Materi
xiii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Peta Konsep Struktur Atom ... 19
Gambar 2.2. Atom dan molekul ... 22
Gambar 2.3. Model Atom Thomson ... 27
Gambar 2.4. Model Atom Rutherford ... 30
Gambar 2.5. Model Atom Bohr ... 32
Gambar 2.6. Bagan Kerangka Konsep Penelitian ... 42
Gambar 4.1. Gedung SMA Muhammadiyah Kota Jayapura ... 49
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang
Sistem pembelajaran tersusun atas unsur-unsur baik manusiawi,
material, fasilitas, perlengkapan dan prosedur yang saling berkaitan untuk
mencapai tujuan pembelajaran yang telah ditetapkan. Unsur-unsur penyusun
sistem saling bergantung satu sama lain dalam proses pembelajaran.
Pembelajaran adalah serangkaian kegiatan yang dirancang untuk menciptakan
terjadinya aktifitas belajar baik di dalam maupun di luar sekolah (Pribadi,
2009: 9). Pelaksanaan kegiatan pembelajaran dapat ditunjukkan dengan
adanya aktifitas belajar. Belajar adalah proses pengembangan pengetahuan,
keterampilan, dan sikap seseorang ketika melakukan interaksi secara intensif
dengan sumber-sumber belajar (Heinich dkk. dikutip oleh Pribadi, 2009: 6).
Proses belajar memerlukan beberapa kemampuan antara lain kognitif, afektif,
dan psikomotor.
Kemampuan kognitif memegang peran utama dalam proses belajar,
yang memungkinkan siswa dapat menguasai materi pelajaran lebih efektif
dan efisien. Materi Pelajaran Ilmu Pengetahuan Alam di SMA terbagi menjadi
Biologi, Fisika dan Kimia. Ilmu kimia adalah ilmu yang mempelajari tentang
materi dan perubahan yang menghasilkan zat baru serta energi yang
menyertainya. Pokok bahasan yang terdapat dalam pelajaran kimia salah
2
Struktur atom sebagai salah satu pokok bahasan yang dipelajari di
SMA kelas X semester ganjil terdiri dari beberapa sub pokok bahasan yaitu:
perkembangan teori atom, teori atom Dalton, teori atom Thomson, teori atom
Rutherford, partikel penyusun inti atom, susunan atom, massa atom dan massa
atom relatif, konfigurasi elektron, dan elektron valensi (Purba, 2006: 18-39).
Pemahaman konsep-konsep dalam pokok bahasan struktur atom perlu
dipahami dengan baik karena menjadi dasar untuk penguasaan konsep pada
pokok bahasan sistem periodik unsur, ikatan kimia, stoikiometri dan pokok
bahasan lainnya. Kesalahan siswa dalam memahami konsep-konsep pada
pokok bahasan struktur atom dapat menyebabkan terjadinya kesalahan
pemahaman konsep-konsep kimia yang lebih lanjut. Pemahaman konsep yang
salah dan diyakini kebenarannya oleh siswa disebut dengan miskonsepsi.
Hasil penelitian oleh Redhana dan Kirna dikutip oleh Simamora (2007:
153) menyimpulkan bahwa siswa SMA Negeri 1 Singaraja mengalami
miskonsepsi terhadap konsep struktur atom di kelas X sebesar 68,1%.
Wahyuningrum dan Suryono (2013: 46-47) juga menyimpulkan bahwa masih
terdapat miskonsepsi pada materi struktur atom sebesar 24,24% di kelas X
SMA Negeri 1 Nganjuk setelah adanya perlakuan untuk mengurangi
miskonsepsi dengan strategi POGIL (Process Oriented Guided Inquiry
Learning).
Berdasarkan uraian dan data hasil penelitian di atas, muncul keinginan
dalam diri peneliti untuk mengetahui apakah terdapat miskonsepsi pada pokok
3
peneliti telah melakukan penelitian dengan judul: “Analisis Miskonsepsi
Siswa Kelas XA pada Materi Struktur Atom di SMA Muhammadiyah Kota
Jayapura Tahun Ajaran 2013/2014”.
B. Rumusan dan Batasan Masalah
1. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang, rumusan masalah dalam penelitian ini adalah
sebagai berikut:
a. Bagaimana tingkat pemahaman siswa kelas XA di SMA
Muhammadiyah Kota Jayapura pada materi Struktur Atom?
b. Apakah terjadi miskonsepsi pada siswa kelas XA di SMA
Muhammadiyah Kota Jayapura pada materi Struktur Atom?
c. Pada konsepsi bagian manakah siswa kelas XA di SMA
Muhammadiyah Kota Jayapura mengalami miskonsepsi dalam materi
Struktur Atom?
d. Berapa persen siswa yang mengalami miskonsepsi pada materi
Struktur Atom?
e. Faktor-faktor apa saja yang menyebabkan terjadinya miskonsepsi
siswa kelas XA di SMA Muhammadiyah Kota Jayapura pada materi
Struktur Atom?
f. Apakah miskonsepsi siswa pada materi Struktur Atom di SMA Negeri
1 Nganjuk berlaku sama dengan siswa yang ada di SMA
4
2. Batasan Masalah
a. Subjek penelitian ini adalah siswa kelas XA di SMA Muhammadiyah
Kota Jayapura pada tahun ajaran 2013/2014.
b. Konsep-konsep yang dianalisis pada materi struktur atom yaitu
gagasan atom menurut Democritus, gagasan Aristoteles dan Plato,
Hukum Kekelakan Massa oleh Antonie L. Lavoisier, Hukum
Perbandingan Tetap oleh Joseph L. Proust, teori atom Dalton dan
kekeliruannya, katode dan anode, tabung Geissler, teori atom
Thomson, teori atom Rutherford, teori atom Bohr, teori atom
Mekanika Kuantum, elektron, sinar katode, muatan atom, proton,
partikel penyusun atom, partikel penyusun inti atom, perpindahan orbit
elektron, orbital elektron, nomor atom, nomor massa, isotop, isobar,
isoton, massa atom relatif, konfigurasi elektron, jumlah maksimum
elektron pada setiap kulit, dan elektron valensi.
C. Tujuan Penelitian
Berdasarkan rumusan masalah, tujuan dalam penelitian ini untuk mengetahui:
1. Tingkat pemahaman siswa kelas XA di SMA Muhammadiyah Kota
Jayapura pada materi Struktur Atom.
2. Apakah terjadi miskonsepsi pada siswa kelas XA di SMA Muhammadiyah
Kota Jayapura pada materi Struktur Atom.
3. Bagian konsepsi Struktur Atom manakah yang terdapat miskonsepsi pada
siswa kelas XA di SMA Muhammadiyah Kota Jayapura.
5
5. Faktor-faktor yang menyebabkan terjadinya miskonsepsi siswa kelas XA
di SMA Muhammadiyah Kota Jayapura pada materi Struktur Atom.
6. Apakah miskonsepsi siswa pada materi Struktur Atom di SMA Negeri 1
Nganjuk berlaku sama dengan siswa yang ada di SMA Muhammadiyah
Jayapura.
D. Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini antara lain:
1. Informasi kepada guru kimia tentang miskonsepsi siswa pada materi
Struktur Atom, sehingga guru dapat melakukan strategi-strategi untuk
mencegah dan meminimalkan terjadinya miskonsepsi siswa pada materi
tersebut.
2. Sumbangan data yang bermanfaat bagi sekolah dalam rangka perbaikan
proses belajar mengajar mata pelajaran kimia, khususnya pada materi
Struktur Atom.
3. Menambah wawasan, pengetahuan dan keterampilan bagi peneliti.
4. Bahan referensi bagi pihak lain yang berminat mengkaji dengan
6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA DAN KERANGKA PENELITIAN A. Belajar dan Pembelajaran
1. Belajar
Proses pengembangan baik pengetahuan, keterampilan dan sikap
ketika interaksi antara seseorang dengan sumber-sumber belajar dilakukan
secara intensif adalah definisi dari belajar (Robert Heinich dkk. dikutip
oleh Pribadi, 2009: 6). Sumber belajar yang dimaksud diklasifikasikan
oleh The Association of Educational and Communication Technology
(AECT) menjadi:
a. Orang (pakar, penulis, dan lain-lain),
b. Isi pesan (informasi yang tersaji dalam buku atau makalah),
c. Bahan dan perangkat lunak (software),
d. Peralatan (hardware),
e. Metode dan teknik (prosedur yang dilakukan untuk mencapai sesuatu),
dan
f. Lingkungan (tempat berlangsungnya peristiwa belajar).
Meyer dalam Smith dan Ragan dikutip oleh Pribadi, (2009: 8) juga
mendefinisikan belajar sebagai “perubahan yang relatif permanen dalam
pengetahuan dan perilaku seseorang yang diakibatkan oleh pengalaman.”
Peningkatan pengetahuan, keterampilan dan sikap seseorang dilakukan
dengan membuat pengalaman untuk tercapainya proses belajar baik dalam
7
sebagai proses pengembangan pengetahuan, keterampilan, dan sikap
seseorang ketika melakukan interaksi secara intensif dengan
sumber-sumber belajar.
2. Pembelajaran
Terjadinya proses belajar dimudahkan dengan menciptakan
serangkaian aktivitas yang disebut dengan pembelajaran (Gagne dikutip
oleh Pribadi, 2009: 9). Pembelajaran dapat berlangsung secara formal,
informal dan nonformal. Istilah pembelajaran berbeda dengan pengajaran,
dimana pengajaran bersifat sebagai teacher centered atau guru sebagai fokus dalam aktivitas belajar. Kegiatan yang di dalamnya terdapat proses
desain, pengembangan, implementasi dan evaluasi yang menunjang proses
belajar merupakan makna dari pembelajaran (Gagne dkk. dalam Richey
dikutip oleh Pribadi, 2009: 10). Berdasarkan uraian di atas pembelajaran
adalah proses yang sengaja dirancang untuk menciptakan terjadinya
aktivitas belajar dalam diri individu baik di dalam maupun di luar sekolah.
B. Sistem Pembelajaran
Tujuan pembelajaran akan tercapai dengan adanya suatu kesatuan
unsur-unsur baik fasilitas, material, perlengkapan, prosedur dan manusia yang
disebut dengan sistem pembelajaran (Hamalik dikutip oleh Sanjaya, 2009: 6).
Siswa, guru, serta orang-orang yang ikut serta dalam tercapainya proses
pembelajaran termasuk dalam unsur manusia. Unsur material berupa semua
bahan-bahan pelajaran yang dapat digunakan sebagai sumber belajar. Strategi
8
lain sebagainya dalam pembelajaran termasuk unsur prosedur. Perlengkapan
dan fasilitas terdiri dari ruang kelas, perlengkapan komputer, audio-visual dan
lainnya.
Sistem pembelajaran saling bergantung antara unsur yang satu dengan
lainnya untuk mencapai suatu tujuan. Tujuan pembelajaran akan tercapai
dengan berhasilnya suatu sistem pembelajaran, hal ini menunjukkan bahwa
siswa berhasil mencapai tujuannya adalah tujuan dari sistem pembelajaran
(Sanjaya, 2009: 6).
C. Konsep dan Konsepsi
a. Konsep
Simbol atau tanda yang dapat mewakili seluruh situasi, ciri-ciri,
benda, dan kejadian disebut konsep (Ausubel dalam Van den Berg dikutip
oleh Tayubi 2005: 5). Pemahaman konsep pada seseorang ditandai dengan
pengetahuannya terhadap semua unsur konsep tersebut. Bruner dalam
Joyce dan Weill dikutip oleh Purtadi (2009: 4) menjelaskan secara singkat
unsur-unsur pada konsep sebagai berikut:
1) Nama, yaitu istilah dalam suatu kategori.
2) Contoh-contoh, berupa contoh konsep dan contoh bukan konsep.
3) Karakteristik, yaitu ciri-ciri umum pada contoh-contoh dalam kategori
yang sama.
4) Rentangan karakteristik, berfungsi untuk membedakan konsep yang
9
5) Kaidah, yaitu pengkhususan karakteristik-karakteristik pokok suatu
konsep.
Berdasarkan uraian tersebut, konsep adalah suatu hasil rancangan
atau pemikiran manusia tentang gambaran yang abstrak berupa ciri-ciri,
fakta, peristiwa, ataupun benda yang bersifat umum.
b. Konsepsi
Abstraksi suatu rancangan, ungkapan pemikiran, dan gambaran
adalah definisi dari konsepsi (Depdiknas, 2001: 588). Tayubi (2005: 5)
juga mengartikan konsepsi sebagai tafsiran atau pemahaman konsep pada
ilmu pengetahuan. Konsepsi siswa secara umum lebih rendah dibanding
konsepsi para ahli baik dalam tingkat kesulitan, hubungan antar konsep
maupun tingkat kekompleksan suatu konsep. Konsepsi siswa dianggap
benar jika konsepsinya merupakan bentuk penyederhanaan dari konsepsi
para ahli, dan dianggap salah jika konsepsi siswa benar-benar
menyimpang dari konsepsi para ahli (Tayubi, 2005: 5). Jadi, konsepsi
adalah segala sesuatu baik benda, fakta, maupun peristiwa yang
mengandung makna.
D. Miskonsepsi
Hammer dalam Tayubi (2005: 5) mendefinisikan miskonsepsi sebagai
konsepsi yang dipahami dan diyakini kebenarannya dengan kuat oleh siswa
tetapi menyimpang dari konsepsi para ahli sehingga dapat menyesatkan siswa.
10
Siswa, guru, prasarana dan sarana, serta lingkungan dapat menjadi sumber dari
miskonsepsi
E. Penyebab Miskonsepsi
Miskonsepsi pada siswa yang ditemukan oleh para peneliti disebabkan
oleh berbagai hal. Penyebab miskonsepsi secara rinci diringkas dalam lima
kelompok, yaitu: siswa, guru, buku teks, konteks, dan metode mengajar
(Suparno, 2005: 34-42).
a. Siswa
Miskonsepsi umumnya berasal dari diri siswa sendiri. Suparno
(2005: 34-42) memaparkan pengelompokkan penyebab miskonsepsi yang
berasal dari siswa sebagai berikut:
1) Prakonsepsi atau konsep awal siswa
Konsep awal yang dikonstruksi siswa mulai dari lahir hingga
akan mengikuti pendidikan formal seringkali tidak sesuai dengan
konsepsi sebenarnya. Orang tua, teman, sekolah awal, dan pengalaman
di lingkungan siswa menjadi sumber dari adanya konsep awal siswa.
Ketidaksesuaian konsep milik siswa dengan konsep sebenarnya
menyebabkan terjadinya miskonsepsi (Suparno, 2005: 34-35).
2) Pemikiran asosiatif siswa
Miskonsepsi dapat pula ditimbulkan oleh adanya asosiasi siswa
pada istilah sehari-hari (Arons dkk. dikutip oleh Suparno, 2005: 35).
Marshall dan Gilmour (Suparno, 2005: 36) juga mengemukakan
11
guru dipahami berbeda oleh siswa. Siswa mengasosiasikan lain tentang
istilah dan kata yang diberikan guru dalam proses pembelajaran yang
disebabkan karena kata-kata yang salah diasosiasikan tersebut sering
muncul dalam kehidupan sehari-hari.
3) Pemikiran humanistik
Umumnya siswa memandang dari sudut pandang manusiawi
pada benda-benda disekitarnya (Gilbert dkk. dikutip oleh Suparno,
2005:36). Pemikiran tentang benda-benda dan situasi dalam sudut
pandang manusiawi menunjukkan terjadinya pemikiran humanistik
(Suparno, 2005: 37). Pemahaman seperti aktifitas manusia hidup pada
semua benda menimbulkan terjadinya kesalahan.
4) Penalaranyang tidak lengkap/salah
Penalaran siswa yang tidak lengkap atau salah dapat
menyebabkan miskonsepsi pada siswa (Comins dikutip oleh Suparno,
2005: 38). Tidak lengkapnya informasi yang didapat menyebabkan
penalaran siswa tidak lengkap terhadap informasi tersebut, sehingga
kesimpulan yang diberikan siswa salah dan ini menyebabkan
miskonsepsi siswa.
5) Intuisi yang salah
Ungkapan seseorang mengenai gagasannya tentang sesuatu
yang belum diteliti secara obyektif dan rasional adalah definisi dari
intuisi. Pengamatan terhadap benda secara terus-menerus
12
kritis terhadap suatu kejadian atau benda dan menimbulkan terjadinya
miskonsepsi siswa (Suparno, 2005: 38-39).
6) Tahap perkembangan kognitif siswa
Siswa yang perkembangan kognitifnya tidak sesuai dengan
sesuatu yang dilakukan akan menyebabkan miskonsepsi. Siswa dengan
tahap operational concrete (pembelajaran yang nyata) ketika
mempelajari sesuatu yang abstrak akan sulit untuk menangkap dan
sering kali salah mengerti tentang konsep yang dipelajarinya. Tahap ini
memungkinkan siswa berfikir berdasarkan sesuatu yang nyata
sehingga menimbulkan miskonsepsi (Suparno, 2005: 39).
7) Kemampuan siswa
Miskonsepsi juga dipengaruhi oleh kemampuan yang dimiliki
siswa. Kemampuan yang rendah dalam mempelajari suatu pelajaran
akan menyebabkan siswa kesulitan menerima konsep yang benar.
Rendahnya kemampuan siswa dapat mempermudah siswa tersebut
mengalami miskonsepsi, karena dalam membangun pengetahuan
mengenai suatu mata pelajaran siswa tidak dapat mengonstruksi secara
lengkap dan utuh. Konsep salah yang ditangkap siswa akan diyakini
benar oleh siswa tersebut, maka menimbulkan miskonsepsi (Suparno,
2005: 41).
8) Minat belajar siswa
Minat siswa terhadap mata pelajaran tertentu mempengaruhi
13
umumnya mengalami miskonsepsi lebih sedikit dibanding siswa yang
tidak berminat pada mata pelajaran tersebut. Konsep salah yang
ditangkap secara umum tidak dirubah dengan mempelajari konsep
tersebut pada sumber-sumber lain oleh siswa yang memiliki minat
rendah terhadap mata pelajaran yang tidak disukai.
Kesalahan-kesalahan konsep yang diterima siswa akan semakin menumpuk dan
menyebabkan miskonsepsi pada siswa dengan minat belajar yang
rendah (Suparno, 2005: 42).
b. Guru
Penguasaan konsep yang kurang baik oleh guru menyebabkan
terjadinya miskonsepsi pada siswa. Konsep tidak benar yang dibawa oleh
guru dipegang kuat oleh siswa karena dianggap benar, hal ini
mengakibatkan miskonsepsi pada siswa yang sulit diperbaiki . Guru
umumnya mengalami miskonsepsi karena mengajar yang bukan pada
bidangnya atau memiliki penguasaan bahan yang kurang baik. Penguasaan
bahan yang kurang mendalam, sikap diktator, dan otoriter yang
ditunjukkan oleh guru dalam memaksakan suatu gagasan menyebabkan
terjadinya miskonsepsi pada siswa (Suparno, 2005: 43).
Suparno, (2005: 44) juga menyatakan bahwa metode-metode
mengajar seperti eksperimen, diskusi dan lainnya jarang diterapkan oleh
guru. Siswa jarang diminta untuk mengungkapkan konsep yang mereka
miliki dan jarang pula diberi contoh-contoh dalam kehidupan sehari-hari
14
latihan-latihan soal (rumusan matematika), bukan pada pemahaman
konsep, sehingga menimbulkan terjadinya miskonsepsi pada siswa.
c. Buku teks
Anderson dalam Wandersee (Suparno, 2005: 45) menemukan
bahwa kurang tepatnya diagram dan gambar yang terdapat dalam buku
teks menyebabkan miskonsepsi siswa. Sulitnya bahasan dalam buku teks
yang tidak sesuai dengan level siswa juga dapat menyebabkan
miskonsepsi, karena dalam memahami isinya siswa mengalami kesulitan.
Siswa umumnya mempunyai miskonsepsi karena tidak mengerti cara
mempelajari buku teks. Cara membaca yang cepat menyebabkan siswa
tidak memahami konsep-konsep yang terdapat pada buku teks yang
dibacanya (Suparno, 2005: 45-46).
d. Konteks
1) Pengalaman
Miskonsepsi dapat pula disebabkan oleh pengalaman yang
diperoleh siswa dalam kehidupan sehari-hari. Siswa berpikir tentang
suatu konsep dalam pengertian yang terbatas sehingga miskonsepsi
dapat terbentuk (Suparno, 2005: 47).
2) Bahasa Sehari-hari
Miskonsepsi muncul dari bahasa sehari-hari siswa yang
mempunyai arti lain dengan istilah dalam pelajaran. Bahasa sehari-hari
siswa tentang suatu istilah yang digunakan selama bertahun-tahun akan
15
3) Teman Lain
Belajar beserta teman dalam kelompok lebih diminati oleh
siswa. Pembelajaran dalam kelompok seringkali didominasi oleh
beberapa siswa yang mempunyai kemampuan belajar lebih. Siswa
yang dominan jika mempunyai miskonsepsi, maka miskonsepsi siswa
ini akan menyebar pada teman-teman dalam kelompoknya (Suparno,
2005: 49).
4) Keyakinan dan Ajaran Agama
Pemahaman terhadap agama yang dianut siswa dapat juga
menjadi penyebab miskonsepsi dalam bidang sains. Keyakinan
terhadap agama secara kurang tepat menyebabkan siswa tidak dapat
menerima penjelasan ilmu pengetahuan, sehingga menyebabkan
miskonsepsi (Suparno, 2005: 49).
e. Metode Mengajar
Tujuan penggunaan metode mengajar oleh guru adalah membantu
siswa memahami bahan ajar dengan lebih baik. Metode-metode mengajar
yang digunakan guru sering kali menimbulkan miskonsepsi, terlebih jika
guru hanya menekankan pada salah satu metode mengajar yang terkadang
tidak sesuai dengan bahan ajar yang sedang dipelajari (Suparno, 2005: 50).
F. Mendeteksi Miskonsepsi
Beberapa alat deteksi yang sering digunakan oleh para peneliti dan
guru antara lain Peta Konsep, Tes Multiple Choice dengan Reasoning
16
a. Peta Konsep
Miskonsepsi siswa dapat diidentifikasi dengan menggunakan peta
konsep. Identifikasi miskonsepsi dengan cara ini melihat hubungan antara
konsep-konsep dengan gagasan pokok dengan susunan yang hirarkis
(Novak dkk. Dikutip oleh Suparno, 2005: 121). Siswa yang mengalami
miskonsepsi akan terlihat dengan salahnya hubungan antara
konsep-konsep (Novak dan Gowin dikutip oleh Suparno, 2005: 121). Peta konsep-konsep
akan lebih baik jika digabungkan dengan wawancara untuk melihat alasan
anggapan salah oleh siswa.
b. Tes Multiple Choice dengan Reasoning Terbuka
Amir dkk. (Suparno, 2005: 123) dalam mendeteksi miskonsepsi
siswa dilakukan dengan memberikan tes pilihan ganda (multiple choice)
dengan pertanyaan terbuka dimana responden (siswa) harus menjawab
dan menulis alasan atas jawaban yang dipilih. Wawancara sering
digunakan untuk melengkapi data hasil tes multiple choice (Clement
dikutip oleh Suparno, 2005: 122).
c. Wawancara Diagnosis
Miskonsepsi pada siswa dapat diidentifikasi menggunakan
wawancara pada konsep-konsep tertentu. Konsep-konsep yang dianggap
sulit oleh siswa dikumpulkan oleh guru, kemudian siswa diajak untuk
mengungkapkan gagasannya mengenai konsep-konsep tersebut.
17
miskonsepsi siswa serta sumber yang digunakan (Suparno, 2005:
126-127).
G. Identifikasi Miskonsepsi dengan Certainly of Response Index (CRI)
Miskonsepsi dan tidak tahu konsep dapat dibedakan dengan
menggunakan metode identifikasi Certainty of Response Index (CRI). CRI
adalah ukuran tingkat keyakinan/kepastian responden (siswa) dalam
menjawab soal (Hasan dikutip oleh Tayubi, 2005: 5). Skala tingkat kepastian
jawaban yang diberikan bersamaan dengan setiap jawaban suatu soal
merupakan ciri dari CRI. Tingkat kepastian jawaban terlihat pada CRI yang
diberikan, jika CRI rendah berarti jawaban soal dikerjakan dengan menebak
sehingga menandakan ketidakyakinan. Unsur tebakan sangat kecil pada nilai
CRI yang tinggi, hal ini menandakan keyakinan dan kepastian konsep yang
tinggi pada diri responden dalam menjawab pertanyaan. Tinggi rendahnya
CRI dapat digunakan untuk membedakan responden yang mengalami
miskonsepsi dan yang tidak tahu konsep dengan membandingkan benar
tidaknya jawaban responden. Skala pada CRI didasarkan pada suatu skala
seperti pada tabel 2.1.
Tabel 2.1. Skala pada CRI dan Kriterianya
CRI Kriteria Persentasi
18
Tabel 2.1 menunjukkan bahwa terdapat 6 skala CRI, dimulai dari skala
terkecil yaitu 0 dengan penebakan 100% hingga skala terbesar 5 dengan
penebakan 0%. Skala CRI 4 dengan 2 terdapat kemiripan yaitu kurang yakin
dan hampir pasti, begitu juga pada skala 3 dan 5 dimana kemiripan yang
terlihat yaitu yakin dan pasti. Kemiripan-kemiripan dalam skala CRI pada
tabel 2.1 menimbulkan kesulitan dalam mengidentifikasi tingkat pemahaman
siswa, sehingga dalam penelitian ini menggunakan klasifikasi tingkat
keyakinan jawaban (TKJ) yang merupakan penyederhanaan dari CRI. Tiga
skala yang digunakan dalam TKJ ini yaitu skala 0 sampai 2. Kriteria TKJ
terlihat pada tabel 2.2.
Tabel 2.2. Kriteria Tingkat Keyakinan Jawaban (TKJ)
TKJ Kriteria
0 Tidak yakin
1 Kurang yakin
2 Yakin benar
(Sumber: Fanrijun, Palasa, Pangalinan, Panjaitan, Susanti, 2014)
Kriteria tingkat keyakinan jawaban (TKJ) pada tabel 2.2 tidak
menggunakan persentase, karena siswa secara langsung dikategorikan sebagai
siswa yang paham konsep, tidak paham konsep dan miskonsepsi. Responden
yang tidak yakin dan kurang yakin memilih jawaban dengan kriteria TKJ 0
dan 1, sedangkan responden yang yakin akan jawabannya ditandai dengan
pemilihan kriteria TKJ 2. Jawaban benar oleh siswa dengan nilai kriteria TKJ
2 menunjukkan siswa menguasai konsep dengan baik, sedangkan jika jawaban
salah menunjukkan terjadi miskonsepsi. Kriteria paham konsep, miskonsepsi
19
Tabel 2.3. Kriteria Penentuan Siswa yang Paham Konsep, Miskonsepsi, dan Tidak Paham Konsep
Kriteria Jawaban Tingkat Keyakinan Jawaban (TKJ)
20
2. Materi Struktur Atom
a. Perkembangan Teori Atom
Tahun 460 – 370 SM ahli fisafat Yunani Leucippus
berpendapat bahwa materi tersusun dari butiran-butiran kecil.
Democritus mengembangkan pendapat Leucippus, menurutnya
materi tersusun dari partikel-partikel terkecil yang tidak dapat dibagi
lagi dan disebut sebagai atom. Pendapat Plato dan Aristoteles pada
masa yang sama bertentangan dengan gagasan Democritus, dimana
tidak ada yang tak terbagi. Plato dan Aristoteles mengemukakan
bahwa tidak ada benda yang tak terbagi, sehingga apabila suatu benda
dibagi maka akan dapat terbagi secara terus-menerus sampai
terhingga. Konsep atom yang diberikan oleh filsuf pada masa itu
masih berupa pemikiran filosofis dan tidak didukung oleh bukti atau
belum teruji sehingga belum memberikan arti yang cukup di bidang
keilmuan.
Pemikiran tentang keberadaan atom mulai muncul kembali di
Eropa pada abad ke-17 ketika para ilmuwan mencoba menjelaskan
sifat-sifat gas. Udara meski tidak terlihat, terdiri dari sejenis partikel
yang senantiasa bergerak. Tahun 1642 – 1727 Isaac Newton
mengemukakan dukungannya tentang keberadaan atom. Antoine
Laurent Lavoisier (1743-1794), seorang kimiawan asal Perancis
menemukan bahwa di dalam reaksi kimia massa zat-zat sebelum dan
21
Massa. Tahun 1799 Joseph Louis Proust (1754-1826), juga asal
Perancis menemukan Hukum Perbandingan tetap yang menyatakan
bahwa perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa adalah
tetap.
b. Teori Atom Dalton
John Dalton (1766-1844) berpendapat bahwa konsep atom
Democritus benar karena tidak bertentangan dengan hukum
kekekalan massa dan hukum perbandingan tetap. Berdasarkan
penemuan-penemuan pada masa itu John Dalton merumuskan teori
atomnya sekitar tahun 1803 – 1807, yang dikenal sebagai teori atom
Dalton. Postulat-postulat dalam teori atom Dalton yaitu:
1) Setiap unsur terdiri atas partikel yang sudah tak terbagi yang
dinamai atom.
2) Atom-atom dari suatu unsur adalah identik. Atom-atom dari unsur
yang berbeda mempunyai sifat-sifat yang berbeda, termasuk
mempunyai massa yang berbeda.
3) Atom dari suatu unsur tidak dapat diubah menjadi atom unsur
lain, tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan. Reaksi kimia
hanya merupakan penataan ulang atom-atom.
4) Senyawa terbentuk ketika atom-atom dari dua jenis unsur atau
22
(Sumber : Purba, 2006).
Gambar 2.2. tentang atom dan molekul (a) Gas oksigen terdiri dari molekul-molekul yang setiap molekulnya terdiri dari dua atom oksigen. (b) Gas hydrogen terdiri dari molekul-molekul yang setiap molekulnya terdiri dari dua atom hydrogen. (c) Air terdiri dari molekul-molekul yang setiap molekulnya terdiri dari dua atom hydrogen dan satu atom oksigen.
Postulat-postulat dalam teori atom Dalton ternyata kurang
tepat setelah adanya perkembangan-perkembangan, postulat-postulat
tersebut adalah:
1) Atom bukanlah sesuatu yang tak terbagi, melainkan terdiri dari
berbagai partikel subatom.
2) Meski mempunyai sifat-sifat yang sama, atom-atom dari unsur
yang sama dapat mempunyai massa yang berbeda. Atom-atom
dari unsur yang sama, tetapi mempunyai massa yang berbeda
disebut isotop.
3) Melalui reaksi nuklir, atom dari suatu unsur dapat diubah menjadi
atom unsur lain.
Dua molekul oksigen Empat molekul hidrogen Empat molekul air
Atom oksigen
Atom hidrogen
23
4) Beberapa unsur tidak terdiri atas atom-atom melainkan
molekul-molekul. Molekul unsur terbentuk dari atom-atom sejenis dengan
jumlah tertentu (Purba, 2006: 19).
John Dalton telah meletakkan anak tangga pertama bagi
perkembangan teori atom selanjutnya meski terdapat beberapa
postulatnya yang salah. Hal penting dari teori atom Dalton yang
hingga kimi dapat diterima yaitu:
1) Atom adalah unit pembangun dari segala macam materi
2) Atom merupakan bagian terkecil dari suatu unsur yang masih
mempunyai sifat sama dengan unsurnya.
3) Atom tidak dimusnahkan, tidak diciptakan, dan tidak dapat
diubah menjadi atom unsur lain dalam reaksi kimia. Reaksi kimia
hanyalah penataan ulang susunan atom-atom yang terlibat dalam
reaksi.
c. Penemuan Partikel Elektron
Penemuan partikel elektron diawali dari penelitian tentang
arus listrik pada gas bertekanan rendah (vakum) yang diberi tegangan
tinggi.
1) Tahun 1855, Heinrich Geissler (1819-1879) dari Jerman berhasil
merancang pompa merkuri yang dapat digunakan untuk
menghasilkan gas bertekanan rendah (vakum) dalam tabung
24
2) Tahun 1859, Julius Pucker (1801-1868) dari Jerman
menggunakan tabung Geissler dalam percobaan elektrolisis gas.
Pada kedua ujung tabung dipasang 2 pelat logam sebagai
elektrode. Elektrode yang dihubungkan pada kutub negatif
disebut katode, sedangkan yang ke kutub positif disebut anode.
Anode dan katode diberi beda tegangan yang tinggi dan terdapat
adanya berkas arus dalam tabung yang ditunjukkan oleh sinar
yang dipancarkan dari katode.
3) Tahun 1876, Eugen Goldstein (1850-1930) menggunakan teknik
yang sama dengan Plucker, mengamati sinar yang dihasilkan dari
katode dan menamakannya sinar katode.
4) Tahun 1880, William Crookes memastikan keberadaan sinar
katode dengan memodifikasi tabung Geissler. Tabung Geissler
yang dimodifikasi dibuat dengan membuat vakum lebih baik
sehingga arus listrik dapat diamati dengan lebih mudah. Tabung
ini dikenal sebagai tabung Crookes.
Pengamatan Crookes dan ilmuwan lainnya terhadap
karakteristik sinar katode selanjutnya dapat dirangkum sebagai
berikut.
a) Sinar katode merambat lurus
b) Sinar katode membawa muatan karena dibelokkan dalam
25
c) Sinar katode mempunyai massa karena dapat memutar kincir
kecil dalam tabung, sama seperti halnya air.
d) Sinar katode menyebabkan materi seperti gas dan zat lain
berpijar.
Crookes menyimpulkan bahwa sinar katode adalah berkas partikel
bermuatan.
5) Tahun 1891, George Johnston Stoney (1826-1911) berpendapat
bahwa sinar katode adalah partikel dan dinamakan sebagai
elektron.
6) Tahun 1897, Joseph John Thomson (1856-1940) dari Inggris
berhasil menunjukkan bahwa sinar katode sebenarnya merupakan
berkas partikel. Thomson menggunakan tabung sinar katode
khusus dan meletakkan medan listrik dan medan magnet untuk
melakukan pengukuran kuantitatif dari sinar katode. Thomson
dapat menentukan perbandingan muatan terhadap massa (nilai
e/m) dari partikel sinar katode sebesar 1,76 x 108 C g-1.
d. Percobaan Tetes Minyak Millikan
Percobaan oleh Thomson yang mendapatkan nilai e/m untuk
elekton, selanjutnya pada tahun 1909 Robert Andrews Millikan
menemukan nilai e dan m. Percobaan yang dilakukannya dikenal
dengan nama percobaan tetes Millikan. Millikan menemukan bahwa
muatan tetes-tetes minyak selalu merupakan kelipatan bulat dari
26
menyimpulkan bahwa muatan tersebut adalah muatan dari satu
elektron. Perbedaan muatan antartetesan terjadi karena satu tetesan
dapat mengikat 1, 2, 3, atau lebih elektron.
e = 1,602 x 10-19 coulomb
Muatan elektron telah ditemukan maka massa elektron dapat
dihitung sebagai berikut:
Thomson : e/m = 1,76 x 108 C gram-1 Millikan : e = 1,602 x 10-19 C
Maka massa elektron, m = 9,11 x 10-28 gram
= 0,0005858 sma
Jadi, Elektron adalah partikel bermuatan negatif dengan
muatan sebesar 1,602 x 10-19 C dan memiliki massa 9,11 x 10-28
elektron-elektron yang bermuatan negatif harus dinetralkan oleh
suatu muatan positif dalam atom. Model atom Thomson secara umum
dinyatakan sebagai berikut.
27
(Sumber: Purba, 2006)
Gambar 2.3. Model atom Thomson yang terdiri dari materi
bermuatan positif dan elektron-elektron yang tersebar di dalamnya bagaikan roti kismis.
f. Penemuan Partikel Proton
Tahun 1886 Eugene Goldstein mengisyaratkan adanya muatan
positif dalam atom. Goldstein menggunakan tabung sinar katode
dimana plat katode telah dilubangi, ketika sinar katode merambat
menuju anode terlihat adanya sinar lain yag bergerak dengan arah
berlawanan melewati lubang pada plat katode, oleh karena arahnya
berlawanan maka sinar tersebut tersusun atas partikel-partikel
bermuatan positif.
Tahun 1906, Ernest Rutherford dari Inggris menggunakan
spektrometer massa (modifikasi tabung sinar katode) untuk
membuktikan keberadaan partikel bermuatan positif tersebut.
Elektron jika dipindahkan dari atom, maka akan diperoleh partikel
yang bermuatan positif. Rutherford mendapati bahwa atom hidrogen
menghasilkan partikel bermuatan positif yang paling ringan. Massa
partikel positif dari atom-atom lainnya merupakan kelipatan dari
massa partikel positif atom H. Tahun 1919 partikel bermuatan positif
dari atom H diberi nama proton.
Materi bermuatan positif
28
Massa 1 proton = 1,6726486 x 10-24 gram = 1 sma
Muatan 1 proton = +1 = +1,6 x 10-19 C
Jadi, proton adalah partikel bermuatan positif dengan massa 1 sma.
g. Model Atom Rutherford
Ernest Rutherford pada tahun 1910 bersama asistennya yaitu
Hans Geiger dan Ernest Marsden, melakukan percobaan untuk
mengetahui lebih banyak tentang susunan atom. Percobaan dilakukan
dengan menembaki lempeng emas yang sangat tipis dengan partikel
sinar alfa berenergi tinggi. Sinar alfa adalah salah satu jenis radiasi
yang dihasilkan oleh zat radioaktif.
Rutherford dan kedua asistennya menemukan bahwa sebagian
besar partikel alfa dapat menembus lempeng emas tanpa pembelokan
yang berarti seolah-olah lempeng emas itu tidak ada, sebagian kecil
partikel alfa lainnya ditemukan mengalami pembelokan yang cukup
besar bahkan beberapa di antaranya dipantulkan.
Partikel alfa yang terpantul pada penembakan lempeng emas
tipis dengan sinar alfa menunjukkan bahwa fakta tersebut tidak sesuai
dengan model yang dikemukakan oleh J.J. Thomson dimana atom
digambarkan bersifat homogen pada seluruh bagiannya. Tahun 1911,
Rutherford dapat menjelaskan penghamburan sinar alfa dengan
meNganjukan gagasan tentang inti atom. Rutherford beranggapan
bahwa sebagian besar dari massa dan muatan positif atom
29
atom. Elektron beredar mengitari inti pada jarak yang relatif sangat
jauh, lintasan elektron itu disebut kulit atom. Jarak dari inti hingga
kulit atom adalah sekitar 10-13 cm, maka penampang atom ibarat
lapangan bulat dengan diameter 1 km.
Model atom dengan penghamburan sinar alfa oleh lempeng
emas tipis dapat dijelaskan sebagai berikut.
1. Sebagian besar partikel sinar alfa dapat tembus karena melalui
daerah hampa.
2. Partikel alfa yang mendekati inti atom dibelokkan karena
mengalami gaya tolak inti.
3. Partikel alfa yang menju inti atom dipantulkan karena inti
bermuatan positif dan sangat pejal.
Model atom Rutherford menjelaskan bahwa atom tersusun
dari inti yang bermuatan positif dikelilingi oleh elektron-elektron
yang bermuatan negatif, seperti halnya planet-planet yang
mengelilingi matahari. Massa atom terpusat pada inti dan sebagian
volum atom merupakan ruang hampa karena atom bersifat netral,
maka jumlah muatan positif dalam inti (jumlah proton) harus sama
dengan jumlah elektron. Model atom Rutherford seperti pada gambar
30
Elektron
Inti Atom
Gambar 2.4. Model Atom Rutherford
h. Penemuan Partikel Neutron
Tahun 1920, ahli fisika Amerika William Draper Harkins
menduka adanya partikel lain dalam inti atom selain proton. Partikel
tersebut mempunyai massa yang hampir sama dengan proton, tetapi
tidak bermuatan dan dinamakan neutron. Partikel neutron tidak
bermuatan sehingga sulit untuk dibuktikan. James Chadwick pada
tahun 1932 dari inggris berhasil membuktikan keberadaan partikel
neutron.
Penemuan neutron ini membuat struktur atom menjadi
semakin jelas. Atom tersusun dari inti atom yang dikelilingi oleh
elektron yang bermuatan negatif. Inti atom terdiri dari proton yang
bermuatan positif dan neutron yang tidak bermuatan. Kedua partikel
penyusun inti atom ini disebut dengan nukleon. Oleh karena atom
bersifat netral, maka jumlah proton yang bermuatan positif harus
sama dengan jumlah elektron yang bermuatan negatif.
Massa 1 neutron = 1,6749544 x 10-24 gram = 1 sma
31
Dapat disimpulkan bahwa neutron adalah partikel tidak
bermuatan dengan massa sebesar 1 sma.
i. Teori Niels Bohr dan Teori Atom Modern
Teori atom Rutherford memiliki kelemahan yaitu tidak dapat
menjelaskan mengapa elektron yang mengitari inti tidak tersedot dan
jatuh ke intinya. Hukum fisika klasik menyatakan bahwa gerakan
elektron mengitari inti akan disertai pemancaran energi berupa radiasi
electromagnet, sehingga energi elektron akan semakin berkurang
sehingga gerakannya akan melambat dan lintasannya akan berbentuk
spiral yang akhirnya elektron akan jatuh ke inti atom.
Neils Bohr meNganjukan model atom pada tahun 1913
berdasarkan analisis spektrum atom sebagai berikut:
a) Dalam atom terdapat lintasan-lintasan tertentu tempat elektron
dapat mengorbit inti tanpa disertai pemancaran atau penyerapan
energi. Lintasan itu, yang juga disebut kulit atom, yaitu orbit
berbentuk lingkaran dengan jari-jari tertentu. Setiap lintasan
ditandai dengan satu bilangan bulat yang disebut bilangan
kuantum utama (n), mulai dari 1, 2, 3, 4, dan seterusnya yang
dinyatakan dengan lambang K, L, M, N, dan seterusnya. Lintasan
pertama, dengan n = 1, dinamai kulit K. lintasan kedua, dengan n
= 2, dinamai kulit L, dan seterusnya. Semakin besar harga n
(makin jauh dari inti), makin besar energi elektron yang
32
b) Elektron hanya boleh berada pada lintasan-lintasan yang
diperbolehkan (lintasan yang ada), dan tidak boleh berada di
antara dua lintasan. Lintasan yang akan ditempati oleh elektron
bergantung pada energinya. Keadaan normal (tanpa pengaruh
luar), elektron menempati tingkat energi terendah. Keadaan
seperti itu disebut tingkat dasar (ground state).
c) Elektron dapat berpindah dari satu kulit ke kulit lain disertai
pemancaran atau penyerapan sejumlah tertentu energi.
Perpindahan elektron ke kulit lebih luar akan disertai penyerapan
energi, sebaliknya jika perpindahan elektron ke kulit lebih dalam
akan disertai pelepasan energi.
Gambar 2.5. Model Atom Bohr untuk atom hidrogen. Apabila atom menyerap energi, maka elektron akan berpindah ke orbit dengan tingkat energi yang lebih tinggi. Sebaliknya, apabila atom H melepas energi maka elektron akan berpindah ke orbit dengan tingkat energi yang lebih rendah.
Niels Bohr melalui model atomnya dapat menjelaskan
kelemahan dari teori atom Rutherford, tetapi pada
perkembangan selanjutnya diketahui bahwa gerakan elektron
33
ditentukan secara pasti. Perkembangan ini membuat orbital
molekul yang berbentuk lingkaran dengan jari-jari tertentu
tidak dapat diterima.
Tahun 1927, Erwin Schrodinger, seorang ilmuwan dari
Austria, mengemukakan teori atom mekanika kuantum atau
mekanika gelombang yang dapat diterima para ahli hingga
sekarang. Teori atom mekanika kuantum mempunyai
persamaan dengan teori atom Niels Bohr dalam hal
tingkat-tingkat energi atau kulit-kulit atom, tetapi berbeda dalam hal
bentuk lintasan atau orbit tersebut. Posisi elektron dalam teori
atom Mekanika Kuantum adalah tidak pasti tetapi ditentukan
keberadaan elektron di dalam atom adalah daerah dengan
peluang terbesar untuk menemukan elektron tersebut, dan
disebut dengan orbital.
j. Susunan Atom (Purba, 2006: 31-35)
1) Nomor Atom
Jumlah proton dalam suatu atom disebut nomor atom atau
nomor proton. Unsur-unsur memiliki jumlah atom yang khas,
sehingga atom-atom dari unsur yang sama mempunyai jumlah
proton yang sama tetapi berbeda dari atom unsur lain. Atom
bersifat netral, maka jumlah elektron sama dengan jumlah proton.
Nomor atom juga menyatakan jumlah elektron dalam suatu atom.
34
2) Nomor Massa
Proton dan neutron mempunyai massa yang sama, yaitu
masing-masing sekitar 1 sma (massa proton = 1,0073 sma; massa
neutron = 1,0087 sma), sedangkan massa sebuah elektron sangat
kecil, yaitu 5,486 x 10-4 sma sehingga massa sebuah atom praktis
hanya ditentukan oleh massa proton dan neutronnya sedangkan
massa elektron dapat diabaikan. Jumlah proton dengan neutron
dalam suatu atom disebut nomor massa.
Nomor massa = jumlah proton + jumlah neutron
3) Notasi Susunan Atom
Jumlah proton, elektron, dan neutron dalam suatu atom
dinyatakan dengan lambang (notasi) sebagai berikut.
𝑋
𝑍 𝐴
X = lambang atom (= lambang unsur)
Z = nomor atom = jumlah proton (p) = jumlah elektron (e)
A = nomor massa = jumlah proton + jumlah neutron = p+n
Oleh karena A = p + n, sedangkan p = Z, maka A = Z + n
atau n = A – Z, sehingga jumlah neutron dalam suatu atom sama
dengan selisih nomor massa dengan nomor atomnya.
35
4) Isotop
Isotop adalah atom-atom dari unsur yang sama tetapi
memiliki massa yang berbeda. Perbedaan jumlah neutron dalam
inti atom menjadi penyebab terjadinya isotop.
5) Isobar dan Isoton
a) Isobar
Atom dari unsur yang berbeda (mempunyai nomor
atom berbeda), tetapi mempunyai nomor massa sama disebut
isobar.
b) Isoton
Atom dari unsur yang berbeda (mempunyai nomor
atom berbeda), tetapi mempunyai jumlah neutron sama
disebut isoton.
6) Susunan Ion
Suatu atom dapat kehilangan elektron atau mendapat
elektron tambahan. Atom yang kehilangan elektron akan menjadi
ion positif, sedangkan atom yang mendapat tambahan elektron
akan menjadi ion negatif.
k. Massa Atom dan Massa Atom Relatif
Massa atom absolut tidak digunakan dalam perhitungan
kimia, tetapi massa atom relatif lah yang digunakan. Massa atom
relatif adalah perbandingan massa antara atom yang satu terhadap
36
1
12 dari massa 1 atom C-12. Penetapan massa atom relatif digunakan
massa rata-rata dari isotop-isotopnya, dengan demikian massa atom
relatif adalah perbandingan antara massa rata-rata dari 1 atom suatu
unsur terhadap 1
12 massa 1 atom C-12.
𝐴𝑟 𝑢𝑛𝑠𝑢𝑟 𝑋 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑟𝑎𝑡𝑎 − 𝑟𝑎𝑡𝑎 1 𝑎𝑡𝑜𝑚 𝑢𝑛𝑠𝑢𝑟 𝑋1 12 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 1 𝑎𝑡𝑜𝑚 𝐶 − 12
Satu perduabelas massa 1 atom C-12 ditetapkan sama dengan
1 sma, maka definisi di atas dapat ditulis sebagai berikut.
𝐴𝑟 𝑢𝑛𝑠𝑢𝑟 𝑋 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑟𝑎𝑡𝑎 − 𝑟𝑎𝑡𝑎 1 𝑎𝑡𝑜𝑚 𝑢𝑛𝑠𝑢𝑟 𝑋1 𝑠𝑚𝑎
Dengan menata ulang persamaan di atas, diperoleh:
Massa rata-rata 1 atom X = Ar unsur X x 1 sma
Massa atom relatif suatu unsur merupakan massa rata-rata dari
1 atom unsur itu dalam satuan sma.
l. Konfigurasi Elektron
1) Menulis Konfigurasi Elektron
Teori atom Neils Bohr menyatakan bahwa elektron berada
pada kulit-kulit atom. Kulit yang paling dekat dengan inti yaitu
kulit K, dapat ditempati 2 elektron; kulit kedua (kulit L) dapat
ditempati 8 elektron, dan seterusnya. Semakin besar nomor kulit,
makin banyak jumlah elektron yang dapat berada di situ. Jumlah
37
Kulit K (n = 1) maksimum 2 x 12 = 2 elektron Kulit L (n = 2) maksimum 2 x 22 = 8 elektron Kulit M (n = 3) maksimum 2 x 32 = 18 elektron
Kulit N (n = 4) maksimum 2 x 42 = 32 elektron Kulit O (n = 5) maksimum 2 x 52 = 50 elektron
Meskipun kulit O, P, dan Q dapat menampung lebih dari
32 elektron, kulit-kulit tersebut belum pernah terisi penuh.
Persebaran elektron dalam kulit-kulit atom disebut dengan
konfigurasi elektron.
2) Elektron Valensi
Elektron valensi adalah elektron yang dapat digunakan
untuk membentuk ikatan kimia. Untuk unsur-unsur golongan
utama, elektron valensinya adalah elektron yang terdapat pada
kulit terluar.
I. Validitas dan Realibilitas Instrumen Tes
1. Validitas
Instrumen yang valid adalah instrumen yang dapat mengukur apa
yang seharusnya diukur. Tingginya validitas menunjukkan bahwa suatu
instrumen tersebut valid, sedangkan rendahnya validitas menunjukkan
instrumen kurang valid (Arikunto, 2010: 211). Validitas instrumen
dilakukan melalui validitas isi dan validasi ahli. Validitas isi dilakukan
38
ahli dilakukan dengan mengkonsultasikan instrumen pada para dosen
pendidikan kimia.
2. Reliabilitas
Instrumen yang reliabel adalah instrumen yang dapat dipercaya
untuk digunakan sebagai alat pengumpul data. Instrumen yang baik tidak
bersifat mengarahkan jawaban responden ke arah jawaban tertentu.
Instrumen yang reliabel atau dapat dipercaya akan menghasilkan data yang
dapat dipercaya juga (Arikunto, 2010: 221).
Tahapan-tahapan yang digunakan untuk menguji reliabilitas
instrumen yaitu sebagai berikut:
a. Menilai dan memberi skor pada setiap jawaban responden. Jawaban
yang benar diberi skor 1 dan jawaban yang salah diberi skor 0 seperti
pada tabel 2.4.
Tabel 2.4. Kriteria Pemberian Skor pada Jawaban
Bentuk soal Skor Keterangan
Pilihan ganda
1 Jika jawaban benar
0 Jika jawaban salah
Nilai siswa dihitung menggunakan rumus sebagai berikut:
𝑛𝑖𝑙𝑎𝑖 = 𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑗𝑎𝑤𝑎𝑏𝑎𝑛 𝑏𝑒𝑛𝑎𝑟𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑏𝑢𝑡𝑖𝑟 𝑠𝑜𝑎𝑙 × 100
b. Membuat tabel penolong untuk tiap butir soal untuk menentukan
39
Tabel 2.5. Tabel Penolong Uji Reliabilitas
No No
dimana soal-soal dikelompokkan menjadi dua bagian yang sama
banyak.
c. Mengkorelasikan antara belahan awal (X) dengan belahan akhir (Y)
menggunakan rumus korelasi product moment yaitu:
𝑟𝑥𝑦 = 𝑛(∑ 𝑋𝑌) − (∑ 𝑋)(∑ 𝑌)
√{𝑁 ∑ 𝑋2− (∑ 𝑋2)}{𝑁 ∑ 𝑌2− (∑ 𝑌2)}
Sumber : Arikunto (2010: 213)
Keterangan :
rxy = indeks korelasi antara dua variabel yang dikorelasikan.
n = jumlah responden
X = jumlah skor item
40
d. Memasukkan nilai korelasi (rxy) yang diperoleh ke dalam rumus
Spearman-Brown (Arikunto, 2010: 223).
𝑟11= (1 + 𝑟2 𝑟𝑥𝑦 𝑥𝑦)
Keterangan:
r11 = koefisien reliabilitas internal seluruh instrumen
rxy = korelasi product momen antara belahan awal-akhir atau belahan
ganjil-genap.
e. Membandingkan harga r11 dengan harga rtabel product momen dengan
tingkat kepercayaan 95%. Kaidah keputusan: jika r11 > rtabel berarti
instrumen reliabel, sebaliknya jika r11 < rtabel berarti instrumen tidak
reliabel. Harga rtabel disesuaikan dengan jumlah responden yang
digunakan (N).
J. Penelitian yang Relevan
Miskonsepsi siswa pada pembelajaran struktur atom telah dilakukan
sebelumnya oleh peneliti, yaitu Wahyuningrum, Septi dan Suyono, (2013)
dengan judul penelitian “Pola Pergeseran Konsepsi Siswa pada Struktur Atom
Setelah Pembelajaran dengan Strategi POGIL”. Tujuan dari penelitian ini
adalah untuk mengetahui pola pergeseran konsepsi siswa. Penelitian ini
menggunakan strategi POGIL yang diterapkan dalam pembelajaran pada
materi pokok struktur atom. Subyek dalam penelitian ini adalah siswa kelas X
di SMA Negeri 1 Nganjuk sebanyak 33 siswa. Metode CRI digunakan untuk
41
menggunakan strategi POGIL. Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsepsi
siswa bergeser ke arah positif menuju pemahaman tahu konsep (persentase
terbesar 90,91%). Pergeseran ini masih menyisakan sejumlah kecil siswa
mengalami pergeseran menuju ke arah miskonsepsi yaitu sebanyak 24,24%.
Konsep pada materi struktur atom yang diujikan dengan menggunakan tes ini
adalah, penentuan materi penyusun atom, isotop, isobar dan isoton. Empat
konsep yang diujikan hanya penentuan materi penyusun atom saja yang
terdapat miskonsepsi sebesar 24,24%. Miskonsepsi yang terjadi pada siswa
berdasarkan hasil analisis peneliti disebabkan oleh cara belajar siswa yang
menghafal.
Penelitian yang berjudul “Analisis Miskonsepsi Siswa Kelas XA pada
Materi Struktur Atom di SMA Muhammadiyah Kota Jayapura Tahun Ajaran
2013/2014” memiliki beberapa kaitan dengan penelitian sebelumnya.
Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi miskonsepsi pada siswa.
Teknik pengumpulan data yang digunakan dalam penelitian ini adalah tes dan
wawancara. Instrument tes yang digunakan berupa pilihan ganda yang
dilengkapi dengan kriteria Tingkat Keyakinan Jawaban (TKJ) yang
merupakan bentuk penyederhanaan dari skala CRI. Persamaan dengan
penelitian sebelumnya adalah sama-sama mengidentifikasi miskonsepsi siswa
pada materi struktur atom. Perbedaan dengan penelitian sebelumnya yaitu
pada instrumen tes yang digunakan dan konsepsi-konsepsi yang dianalisis.
Perbedaan lainnya yaitu siswa yang menjadi responden yaitu siswa kelas XA
42
K. Rumusan Anggapan Dasar
Rumusan anggapan dasar dalam penelitian ini meliputi:
1. Kemampuan siswa dalam memahami materi Struktur Atom berbeda-beda.
2. Konsepsi yang menyimpang dari konsepsi yang benar dan diyakini
kebenarannya oleh siswa disebut miskonsepsi.
3. Faktor-faktor penyebab miskonsepsi pada pembelajaran Struktur Atom
untuk setiap siswa berbeda-beda.
4. Miskonsepsi siswa pada materi Struktur Atom berbeda-beda.
L. Kerangka Konsep Penelitian
Keterangan: TPK = tidak paham konsep
Gambar 2.6. Bagan Kerangka Konsep Penelitian
43
BAB III
METODE PENELITIAN A. Jenis Penelitian
Penelitian ini bersifat noneksperimen dengan mendeskripsikan
data-data yang diperoleh dari hasil tes siswa pada materi struktur atom dan studi
kepustakaan.
B. Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di SMA Muhammadiyah Kota Jayapura.
C. Variabel Penelitian
Variabel dalam penelitian ini yaitu miskonsepsi siswa kelas XA SMA
Muhammadiyah Kota Jayapura pada materi Struktur Atom.
D. Populasi
Populasi dalam penelitian ini adalah siswa kelas XA SMA
Muhammadiyah Kota Jayapura tahun ajaran 2013/2014 dengan jumlah siswa
28 orang yang telah mempelajari struktur atom.
E. Teknik Pengumpulan Data
Pengumpulan data dilakukan dengan beberapa teknik yaitu:
1. Tes
Identifikasi miskonsepsi siswa dalam pembelajaran kimia pada
materi struktur atom dilakukan dengan teknik tes. Teknik tes yang
digunakan berupa tes diagnosis. Tes diagnosis bertujuan untuk
mengidentifikasi miskonsepsi siswa pada pembelajaran struktur atom.
44
ganda beralasan dan dilengkapi dengan tingkat keyakinan siswa dalam
menjawab soal menurut kriteria tingkat keyakinan jawaban (TKJ).
Langkah-langkah yang dilakukan untuk memperoleh data dengan
instrumen tes yaitu sebagai berikut:
a. Penyusunan instrumen penelitian (soal tes diagnosis miskonsepsi)
Tahapan yang dilakukan dalam penyusunan tes soal meliputi:
1) Menyusun kisi-kisi tes
2) Menyusun tujuan pembelajaran
3) Menyusun soal berdasarkan kisi-kisi tes dan tujuan pembelajaran
b. Validitas Isi
Soal tes yang dibuat disesuaikan dengan banyaknya konsepsi yang
terdapat pada materi struktur atom hingga memenuhi validitas isi.
c. Validasi Ahli
1) Validasi ahli instrumen dilakukan oleh dosen yang ahli pada
bidangnya.
2) Instrument direvisi berdasarkan hasil validasi ahli.
d. Uji coba instrumen tes
1) Memilih kelas yang digunakan sebagai kelas uji coba tes.
2) Uji coba dilakukan pada kelas yang berbeda dari kelas yang
dijadikan subjek penelitian.
3) Memberi informasi kepada siswa sebelum melakukan tes agar
siswa belajar terlebih dahulu.
45
e. Analisis pengujian instrumen soal tes yang berupa reliabilitas.
f. Pelaksanaan tes pada subyek penelitian.
Pelaksanaan tes kepada responden dengan tahapan yaitu
sebagai berikut:
1) Melakukan tes diagnosis kepada siswa kelas XA SMA
Muhammadiyah Kota Jayapura yang telah mempelajari materi
struktur atom.
2) Memberi skor pada lembar jawaban siswa sesuai dengan kriteria 0
jika jawaban salah, dan 1 jika jawaban benar.
3) Melakukan identifikasi siswa yang tidak paham konsep (TPK),
paham konsep (PK), dan miskonsepsi (M) berdasarkan hasil tes
diagnosis. Tes diagnosis yang dilengkapi dengan CRI digunakan
untuk mengidentifikasi miskonsepsi yang terjadi pada siswa.
Penentuan melalui CRI didasarkan pada kriteria pada tabel 3.1.
Tabel 3.1. Kriteria Penentuan Siswa yang Paham Konsep, Miskonsepsi, dan Tidak Paham Konsep
menentukan siswa yang paham konsep, miskonsepsi, dan tidak
