ABSTRAK
Evi Mardiana. 2014. Pemahaman dan Miskonsepsi Konsep Gaya yang Terjadi
pada Calon Guru Fisika di Universitas Sanata Dharma. Skripsi.
Program Studi Pendidikan Fisika, Jurusan Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.
Penelitian ini adalah kuantitatif yaitu penelitian survei desain. Penelitian
yang ingin mencari data untuk menentukan sifat-sifat khas suatu kelompok yang
bertujuan untuk (1) mengetahui tingkat pemahaman para calon guru fisika tentang
konsep gaya, (2) mengetahui miskonsepsi yang dialami oleh para calon guru
fisika tentang konsep gaya, dan (3) mengetahui materi-materi apa saja dalam
konsep gaya yang sering menimbulkan miskonsepsi bagi para calon guru fisika.
Penelitian dilaksanakan pada Progam Studi Pendidikan Fisika, Jurusan
Pendidikan Matematika dan IPA, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan
Unisversitas Sanata Dharma Yogyakarta dilaksanakan pada tanggal 23 Agustus
sampai 9 September 2013. Subjek penelitian ini adalah mahasiswa-mahasiswa
Program Studi Pendidikan Fisika dari angkatan 2009 sampai 2013. Penelitian ini
menggunakan instrumen berupa soal-soal tentang konsep gaya yang diambil dari
jurnal dari The Physic Teacher yang berjudul Force Concept Inventory, kemudian
soal-soal tersebut diseleksi untuk memilih soal-soal yang baik yaitu soal-soal yang
Penelitian ini diawali dengan memberikan soal pada mahasiswa untuk
masing-masing angkatan. Untuk tingkat pemahaman, jawaban mahasiswa
dijumlahkan nilai benarnya untuk setiap soal kemudian diolah dengan
mengunakan uji Anova. Untuk melihat pemahaman setiap konsep, rata-rata nilai
benar untuk masing-masing angkatan dimasukkan dalam kualifikasi sangat baik,
baik, cukup, kurang dan sangat kurang. Sedangkan untuk miskonsepsinya dilihat
jumlah mahasiswa yang menjawab salah terbanyak atau jumlah mahasiswa yang
mengalami miskonsepsi terbanyak untuk setiap miskonsepsi masing-masing
konsep. Jenis-jenis miskonsepsinya bisa dilihat dari Tabel II.2.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa (1) tingkat pemahaman tentang
konsep gaya angkatan 2013, 2012, 2011, 2010 dan 2009 mengalami peningkatan,
yang artinya semakin baik tingkat pemahamannya, (2) untuk miskonsepsi yang
dialami para calon guru fisika yaitu untuk angakatan 2013, 2012, 2011, 2010 dan
2009 cukup merata tetapi angkatan yang mengalami miskonsepsi terbanyak
adalah angkatan 2013, (3) konsep yang sering menimbulkan miskonsepsi adalah
hukum 3 Newton dan prinsip superposisi.
ABSTRACT
Evi Mardiana. 2014. Understanding and Misconceptions the Force Concept
Happens to Physics Teacher Candidates in Sanata Dharma University.
Thesis. Physics Education Study Program, Departement of Mathematics and Science Education, Faculty of Teachers Traning and Education, Sanata Dharma University, Yogyakarta.
This research was a quantitative research, namely, survey design. This
research aimed to find out the data for determining the specific characteristic a of
a certain group which was aimed to (1) knowing the level of understanding of
physics teacher candidates about the force concept, (2) knowing the miskonsepsi
experienced by the physics teacher candidates about the force concept, and (3)
Knowing what the materials were in the force concept which often generates the
miskonsepsi for the physics teacher candidates.
This research was conducted in Physics Education Study Program,
Departement of Mathematics and Science Education, Faculty of Teachers Traning
and Education, Sanata Dharma University, Yogyakarta on Agust 23 until
September 9 , 2013. The subjects of this research were the students of Physics
Education Study Program from batch 2009 until 2013. This research used
questions of the force concept as the insterument about the force concept from a
journal on The Physics Teacher called Force Concept Inventory. Then, the
good multiple choice questions selected.
This research began with delivering questions to the students in batch 2009 until
2013. For the level of understanding, the students’ answer would be summed up the correct point for each question, then, measuring them by using Anova test. To see the understanding
of each concept, the average of the correct point for each batch were placed on the points of
agreement such as very good, good, fair, poor and very poor. Whereas for students’
miskonsepsi was seen from the most number of the students who answered the wrong answer or the most number of students who had the highest miskonsepsi for every miskonsepsi on each concept. The kinds of misconception can be seen in table II. 2.
The results of the reseach indicated that: (1) The level of understanding about force
concept from batch 2009 until 2013 has increased,which means that the better the level of
understanding is, (2) the physics teacher candidates batch 2009 until 2013 experienced the
misconception fairly enough but, the students who experienced most the miskonsepsi is in batch 2013, (3) the concept that often created the misconception are The Newton's 3 Law and
the superposition principle.
PEMAHAMAN DAN MISKONSEPSI KONSEP GAYA YANG TERJADI PADA CALON GURU FISIKA DI UNIVERSITAS SANATA DHARMA
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan
Program Studi Pendidikan Fisika
Oleh: Evi Mardiana NIM: 091424024
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN IPA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS ANATA DHARMA YOGYAKARTA
i
PEMAHAMAN DAN MISKONSEPSI KONSEP GAYA YANG TERJADI PADA CALON GURU FISIKA DI UNIVERSITAS SANATA DHARMA
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan
Program Studi Pendidikan Fisika
Oleh: Evi Mardiana NIM: 091424024
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN IPA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA
ii
SKRIPSI
iii
SKRIPSI
iv
HALAMAN PERSEMBAHAN
“Konsentrasikan seluruh pikiran selama Anda melakukan
pekerjaan. Sinar matahari tidak akan bisa membakar hingga
titik fokusnya ketemu.” -Alexander Graham Bell (1847–1922), pendidik
dan penemu telepon kelahiran Skotlandia.”
Puji dan syukur kepada Tuhan Yesus Kristus dan Bunda Maria Kekuatanku
Karya ini ku persembahkan untuk:
Orang tuaku : MG. Muguyanti dan Y. Sunarko
Kakakku : Niva Yulius Munarbowo
Sabagai rasa syukur dan ucapan banyak terimakasih atas doa, kasih sayang dan
v
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
Saya menyatakan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini tidak memuat
karya atau bagian dari orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan
dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.
Yogyakarta, 07 Januari 2014
Penulis
vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPERLUAN AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma:
Nama : Evi Mardiana
NIM : 091424024
Demi mengembangkan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan
Universitas Sanata Dharma untuk menyimpan karya ilmiah saya yang berjudul:
PEMAHAMAN DAN MISKONSEPSI KONSEP GAYA YANG TERJADI PADA CALON GURU FISIKA DI UNIVERSITAS SANATA DHARMA
Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata
Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, dan
mempublikasikan di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa
perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama
tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya,
Dibuat di Yogyakarta
Pada tanggal : 07 Januari 2014
Yang menyatakan
vii
ABSTRAK
Evi Mardiana. 2014. Pemahaman dan Miskonsepsi Konsep Gaya yang Terjadi
pada Calon Guru Fisika di Universitas Sanata Dharma. Skripsi.
Program Studi Pendidikan Fisika, Jurusan Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.
Penelitian ini adalah kuantitatif yaitu penelitian survei desain. Penelitian
yang ingin mencari data untuk menentukan sifat-sifat khas suatu kelompok yang
bertujuan untuk (1) mengetahui tingkat pemahaman para calon guru fisika tentang
konsep gaya, (2) mengetahui miskonsepsi yang dialami oleh para calon guru
fisika tentang konsep gaya, dan (3) mengetahui materi-materi apa saja dalam
konsep gaya yang sering menimbulkan miskonsepsi bagi para calon guru fisika.
Penelitian dilaksanakan pada Progam Studi Pendidikan Fisika, Jurusan
Pendidikan Matematika dan IPA, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan
Unisversitas Sanata Dharma Yogyakarta dilaksanakan pada tanggal 23 Agustus
sampai 9 September 2013. Subjek penelitian ini adalah mahasiswa-mahasiswa
Program Studi Pendidikan Fisika dari angkatan 2009 sampai 2013. Penelitian ini
menggunakan instrumen berupa soal-soal tentang konsep gaya yang diambil dari
jurnal dari The Physic Teacher yang berjudul Force Concept Inventory, kemudian
soal-soal tersebut diseleksi untuk memilih soal-soal yang baik yaitu soal-soal yang
viii
Penelitian ini diawali dengan memberikan soal pada mahasiswa untuk
masing-masing angkatan. Untuk tingkat pemahaman, jawaban mahasiswa
dijumlahkan nilai benarnya untuk setiap soal kemudian diolah dengan
mengunakan uji Anova. Untuk melihat pemahaman setiap konsep, rata-rata nilai
benar untuk masing-masing angkatan dimasukkan dalam kualifikasi sangat baik,
baik, cukup, kurang dan sangat kurang. Sedangkan untuk miskonsepsinya dilihat
jumlah mahasiswa yang menjawab salah terbanyak atau jumlah mahasiswa yang
mengalami miskonsepsi terbanyak untuk setiap miskonsepsi masing-masing
konsep. Jenis-jenis miskonsepsinya bisa dilihat dari Tabel II.2.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa (1) tingkat pemahaman tentang
konsep gaya angkatan 2013, 2012, 2011, 2010 dan 2009 mengalami peningkatan,
yang artinya semakin baik tingkat pemahamannya, (2) untuk miskonsepsi yang
dialami para calon guru fisika yaitu untuk angakatan 2013, 2012, 2011, 2010 dan
2009 cukup merata tetapi angkatan yang mengalami miskonsepsi terbanyak
adalah angkatan 2013, (3) konsep yang sering menimbulkan miskonsepsi adalah
hukum 3 Newton dan prinsip superposisi.
ix
ABSTRACT
Evi Mardiana. 2014. Understanding and Misconceptions the Force Concept
Happens to Physics Teacher Candidates in Sanata Dharma University.
Thesis. Physics Education Study Program, Departement of Mathematics and Science Education, Faculty of Teachers Traning and Education, Sanata Dharma University, Yogyakarta.
This research was a quantitative research, namely, survey design. This
research aimed to find out the data for determining the specific characteristic a of
a certain group which was aimed to (1) knowing the level of understanding of
physics teacher candidates about the force concept, (2) knowing the miskonsepsi
experienced by the physics teacher candidates about the force concept, and (3)
Knowing what the materials were in the force concept which often generates the
miskonsepsi for the physics teacher candidates.
This research was conducted in Physics Education Study Program,
Departement of Mathematics and Science Education, Faculty of Teachers Traning
and Education, Sanata Dharma University, Yogyakarta on Agust 23 until
September 9 , 2013. The subjects of this research were the students of Physics
Education Study Program from batch 2009 until 2013. This research used
questions of the force concept as the insterument about the force concept from a
journal on The Physics Teacher called Force Concept Inventory. Then, the
x
questions. From the process of choosing the good questions, finally, there
were 20 good multiple choice questions selected.
This research began with delivering questions to the students in batch 2009
until 2013. For the level of understanding, the students’ answer would be summed up the correct point for each question, then, measuring them by using Anova test.
To see the understanding of each concept, the average of the correct point for
each batch were placed on the points of agreement such as very good, good, fair,
poor and very poor. Whereas for students’ miskonsepsi was seen from the most number of the students who answered the wrong answer or the most number of
students who had the highest miskonsepsi for every miskonsepsi on each concept. The kinds of misconception can be seen in table II. 2.
The results of the reseach indicated that: (1) The level of understanding
about force concept from batch 2009 until 2013 has increased,which means that
the better the level of understanding is, (2) the physics teacher candidates batch
2009 until 2013 experienced the misconception fairly enough but, the students
who experienced most the miskonsepsi is in batch 2013, (3) the concept that often created the misconception are The Newton's 3 Law and the superposition
principle.
Keywords : The level of understanding, miskonsepsi.
xi
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Bapa di Surga atas segala rahmat dan bimbinganNya
sehingga penulis dapat menyelesaikan dengan baik semua proses daria awal
sampai akhir dalam penyusunan skripsi ini, baik penelitian dan penulisan skripsi
yang berjudul Pemahaman dan Miskonsepsi Konsep Gaya yang Terjadi Pada Calon Guru Fisika di Universitas Sanata Dharma.
Skripsi ini ditulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana
Pendidikan Program Studi Pendidikan Fisika Jurusan Pendidikan Matematika dan
Ilmu Pengatahuan Alam Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas
Sanata Dharma Yogyakarta.
Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapakan terimakasih kepada semua
pihak yang telah membantu dalam penyusunan skripsi ini baik dalam hal material,
saran dan dukungan, sehingga penelitian dan penulisan skripsi ini bisa
terselesaikan dengan baik. Penulis secara khusus mengucapkan banyak
terimakasih kepada:
1. Bapak Drs. R. Rohandi, M.Ed. Ph.D selaku dosen pembimbing yang telah
dengan sabar saat memberi bimbingan, saran dan semangat sehingga
penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
2. Bapak Drs. A. Atmadi, M.Si selaku Ketua Program Studi Pendidikan
Fisika Universitas Sanata Dharma yang telah memberikan ijin dan
memperkenankan penulis untuk melakukan penelitian di prodi Pendidikan
xii
3. Segenap staf karyawan Sekretariat JPMIPA Pak Sugeng, Mbak Heni dan
Mas Arif atas segala bantuan dan informasi yang telah diberikan.
4. Koordinator Ruang Kuliah Biro Administrasi Akademik USD Kampus III
Paingan, Pak Supriyanto atas segala bantuan dan informasi dalam
peminjaman ruang kelas yang kosong untuk pelaksanaan penelitian.
5. Semua teman-teman mahasiswa Pendidikan Fisika angakatan 2013, 2012,
2011, 2010 dan 2009 atas kerjasamanya selama penelitian berlangsung
sehingga dapat berjalan dengan lancar.
6. Segenap dosen yang telah memberikan ilmu selama penulis melakukan
studi di Universitas Satana Dharma.
7. Bapak Drs. A. Atmadi, M.Si selaku Ketua Program Studi Pendidikan
Fisika Universitas Sanata Dharma dan semua dosen penguji yang telah
memberikan saran dan masukan yang berguna demi penyempurnaan
skripsi ini.
8. Ibu MG. Mugiyanti, Bapak Y. Sunarko, dan Mas Niva, atas segala
dukungan baik material, doa, semangat, saran dan kasih sayang yang tak
pernah henti kepada penulis.
9. Simbah Kakung, Simbok, dan semua kerabat dekat yang telah
memberikan dukungan, doa dan semangat kepada penulis.
10.Sahabatku Agnes Ika Kurniawati atas waktu, semangat dan
kebersamaannya selama perkulihanan sehingga masa kuliah menjadi
xiii
11.Temanku Margaretha Sri Pinilih dan Dominica Retno, yang telah
membantu saat pengeditan.
12.Pacarku Natalis Emanuel Koli Soge, yang telah memberikan semangat,
waktu dan kasih sayangnya tiada henti kepada penulis.
13.Kelompok skripsi FCI, Katarina Priyanti dan Martina Tania yang telah
memberikan saran, dukungan dan kebersamaan selama mengerjakan
skripsi ini.
14.Teman-teman Pendidikan Fisika angkatan 2009 atas kebersamaan dan
dukungannya selama masa perkuliahan, “kalian luar biasa”.
15.Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu terimakasih atas
segala bantuan, dukungan dan bimbingan yang telah diberikan.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata sempurna. Oleh
karena itu, penulis mengharap kritik dan saran yang membangun demi
kesempurnaan skripsi ini. Penulis juga berharap, skripsi ini dapat
bermanfaat bagi pembaca.
xiv
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ... ii
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
HALAMAN PERSEMBAHAN ... iv
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v
HALAMAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ... vi
ABSTRAK ... vii
ABSTRACT ... ix
KATA PENGANTAR ... xi
DAFTAR ISI ... xiv
DAFTAR LAMPIRAN ... xvi
DAFTAR TABEL ... xvii
DAFTAR GRAFIK ... xx
DAFTAR GAMBAR ... xxi
BAB I PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang ... 1
B. Rumusan Masalah ... 4
C. Tujuan ... 4
D. Definisi Istilah Persoalan yang Diteliti ... 4
E. Manfaat ... 5
BAB II DASAR TEORI ... 6
F. Pemahaman ... 6
G. Konsep ... 8
H. Miskonsepsi ... 9
I. Force Concept Inventory ... 19
J. Calon Guru ... 24
1. Kinematika ... 25
2. Hukum Newton ... 30
3. Posisi ... 34
4. Macam-macam Gaya ... 34
L. Penilaian dengan Persen ... 36
BAB III METODOLOGI PENELITIAN... 38
A. Jenis Penelitian ... 38
M. Tempat dan Waktu Penelitian ... 38
N. Subjek Penelitian ... 38
O. Variabel Penelitian ... 38
P. Disain Penelitian ... 39
1. Kegiatan Penelitian ... 39
2. Pengumpulan Data ... 40
Q. Instrumen Penelitian... 40
R. Metode Pengumpulan Data ... 40
S. Metode Analisis Data ... 41
1. Tingkat Pemahaman ... 41
2. Miskonsepsi ... 44
BAB IV DATA DAN ANALISIS ... 46
A. Pelaksanaan Penelitian ... 46
T. Analisa Data ... 48
1. Uji SPSS ... 48
2. Diskripsi dan Pembahasan ... 52
3. Keadaan miskonsepsi pada setiap konsep tentang Gaya ... 68
4. Miskonsepsi Secara Keseluruhan ... 205
A. Implikasi ... 216
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 218
A. Kesimpulan ... 218
B. Saran ... 219
DAFTAR PUSTAKA ... 221
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Soal ... 225
Lampiran 2. Lembar Jawab ... 237
Lampiran 3. Contoh hasil jawaban mahasiswa angkatan 2009... 240
Lampiran 4. Contoh hasil jawaban mahasiswa angkatan 2010... 242
Lampiran 5. Contoh hasil jawaban mahasiswa angkatan 2011... 244
Lampiran 6. Contoh hasil jawaban mahasiswa angkatan 2012... 246
Lampiran 7. Contoh hasil jawaban mahasiswa angkatan 2013... 248
Lampiran 8. Contoh analisis nilai benar melalui excel untuk angkatan 2009 – 2013 ... 250
Lampiran 9. Contoh analisis miskonsepsi melalui excel untuk angakatan 2009-2013 ... 255
Lampiran 10. Surat permohonan ijin dari peneliti ke Kaprodi Pendidikan Fisika JPMIPA Universitas Sanata Dharma. ... 260
Lampiran 11. Surat ijin melaksanakan penelitian dari Kaprodi Pendidikan Fisika JPMIPA Universitas Sanata Dharma. ... 261
Lampiran 12. Surat peminjaman ruang kelas ... 262
xvii
DAFTAR TABEL
Tabel II. 1. Konsep-konsep Gaya dalam FCI ... 21
Tabel II. 2. Mikonsepsi yang sering muncul dalam FCI ... 22
Tabel III. 1. Kualifikasi pemahaman 43
Tabel III. 2. Pemahaman untuk masing-masing angkatan tentang konsep gaya .. 43
Tabel III. 3. Keadaan miskonsepsi setiap angkatan tentang konsep gaya ... 45
Tabel IV. 1. Pelaksanaan pengambilan data 46
Tabel IV. 2. Hasil uji Anova dengan menggunakan program SPSS ... 49
Tabel IV. 3. Anova ... 51 Tabel IV. 4. Kualifikasi pemahaman ... 52
Tabel IV.5. Pemahaman masing-masing angkatan untuk konsep kinematika ... 52
Tabel IV. 6. Pemahaman masing-masing angkatan untuk konsep hukum I Newton ... 54
Tabel IV. 7. Pemahaman masing-masing angkatan untuk konsep hukum II
Newton ... 56
Tabel IV. 8. Pemahaman masing-masing angkatan untuk konsep hukum III Newton ... 58
Tabel IV. 9. Pemahaman masing-masing angkatan untuk konsep prinsip
superposisi ... 60
Tabel IV. 10. Pemahaman masing-masing angkatan untuk konsep macam-macam gaya. ... 61
Tabel IV. 11. Kualifikasi pemahaman untuk masing-masing angkatan ... 63
Tabel IV. 12. Nilai rata-rata (%) untuk masing-masing konsep untuk semua angkatan ... 64
Tabel IV. 14. Keadaan miskonsepsi pada konsep Kinematika (2009) ... 68
Tabel IV. 15. Keadaan miskonsepsi pada konsep Hukum I Newton (2009) ... 72
Tabel IV. 16. Keadaan miskonsepsi pada konsep Hukum II Newton (2009) ... 76
Tabel IV. 17. Keadaan miskonsepsi pada konsep Hukum III Newton (2009) ... 80
Tabel IV. 18. Keadaan miskonsepsi pada konsep superposisi (2009) ... 85
Tabel IV. 19. Keadaan miskonsepsi pada macam-macam gaya (2009) ... 88
Tabel IV. 20. Keadaan miskonsepsi pada konsep kinematika (2010) ... 99
Tabel IV. 21. Keadaan miskonsepsi pada konsep hukum I Newton (2010) ... 102
Tabel IV. 22. Keadaan miskonsepsi pada konsep hukum II Newton (2010) ... 107
Tabel IV. 23. Keadaan miskonsepsi pada konsep hukum III Newton (2010) .... 111
Tabel IV. 24. Keadaan miskonsepsi pada konsep prinsip superposisi (2010) .... 115
Tabel IV. 25. Keadaan miskonsepsi pada macam-macam gaya (2010) ... 118
Tabel IV. 26. Keadaan miskonsepsi pada konsep kinematika (2011) ... 128
Tabel IV. 27. Keadaan miskonsepsi pada konsep hukum I Newton (2011) ... 130
Tabel IV. 28. Keadaan miskonsepsi pada konsep hukum II Newton (2011) ... 132
Tabel IV. 29. Keadaan miskonsepsi pada konsep hukum III Newton (2011) .... 135
Tabel IV. 30. Keadaan miskonsepsi pada konsep prinsip superposisi (2011) .... 141
Tabel IV. 31. Keadaan miskonsepsi pada macam-macam gaya (2011) ... 144
Tabel IV. 32. Keadaan miskonsepsi pada konsep kinematika (2012) ... 152
Tabel IV. 33. Keadaan miskonsepsi pada konsep hukum I Newton (2012) ... 154
Tabel IV. 34. Keadaan miskonsepsi pada konsep hukum II Newton (2012) ... 156
Tabel IV. 35. Keadaan miskonsepsi pada konsep hukum III Newton (2012) .... 158
Tabel IV. 37. Keadaan miskonsepsi pada macam-macam gaya (2012). ... 166
Tabel IV. 38. Keadaan miskonsepsi pada konsep kinematika (2013) ... 176
Tabel IV. 39. Keadaan miskonsepsi pada konsep hukum I Newton (2013) ... 179
Tabel IV. 40. Keadaan miskonsepsi pada konsep hukum II Newton (2013) ... 182
Tabel IV. 41. Keadaan miskonsepsi pada konsep hukum III Newton (2013) .... 187
Tabel IV. 42. Keadaan miskonsepsi pada konsep prinsip superposisi (2013) .... 193
Tabel IV. 43. Keadaan miskonsepsi pada macam-macam gaya (2013) ... 196
Tabel IV. 44. Jumlah miskonsepsi terbesar konsep kinematika untuk semua angkatan ... 205
Tabel IV. 45. Jumlah miskonsepsi terbesar konsep hukum I Newton untuk semua angkatan ... 206
Tabel IV. 46. Jumlah miskonsepsi terbesar konsep hukum II Newton untuk semua angkatan ... 207
Tabel IV. 47. Jumlah miskonsepsi terbesar konsep hukum III Newton untuk semua angkatan... 210
Tabel IV. 48. Jumlah miskonsepsi terbesar konsep prinsip superposisi untuk semua angkatan... 211
xx
DAFTAR GRAFIK
Grafik 1. Tingkat pemahaman berdasarkan nilai means setiap mahasiswa dengan tingkat semester. ... 50
Grafik 2. Tingkat pemahaman berdasarkan rata-rata nilai setiap mahasiswa
masing-masing semester untuk konsep kinematika... 54
Grafik 3. Tingkat pemahaman berdasarkan rata-rata nilai setiap mahasiswa
masing-masing semester untuk konsep hukum I Newton. ... 56
Grafik 4. Grafik tingkat pemahaman berdasarkan rata-rata nilai pemahaman masing-masing semester tentang konsep hukum II Newton. ... 58
Grafik 5. Grafik tingkat pemahaman berdasarkan rata-rata nilai pemahaman masing-masing semester tentang konsep hukum III Newton. ... 59
Grafik 6. Tingkat pemahaman berdasarkan rata-rata nilai pemahaman masing-masing semester tentang konsep prinsip superposisi ... 61
xxi
DAFTAR GAMBAR
1
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Fisika merupakan pelajaran yang sudah kita pelajari dari jenjang
Sekolah Menengah Pertama. Dari situ kita mulai mengenal apa itu Fisika.
Ruang lingkup fisika hingga sekarang mencakup cabang-cabang ilmu.
mekanika, termodinamika, bunyi, optika, listrik, magnet dan medan
magnet listrik. Fisika adalah ilmu yang mempelajari tentang materi atau
zat yang meliputi sifat fisis, komposisi, perubahan, dan energi yang
dihasilkannya.
Salah satu pokok bahasan dalam fisika yang sudah didapat dari
awal kita belajar adalah konsep gaya. Konsep ini sudah diajarkan pada
tingkat Sekolah Menengah Pertama, sampai bangku perkuliahan pun
konsep gaya merupakan suatu bahasan yang menarik untuk dibahas.
Banyak materi yang tercakup dalam konsep gaya. Materi-materi tersebut
merupakan materi dasar dan banyak digunakan dalam kehidupan
sehari-hari sehingga harus dikuasai secara matang oleh siswa maupun para calon
guru fisika. Hal inilah yang mendasari pentingnya pemahaman konsep
gaya dalam belajar fisika.
Konsep gaya diuraikan secara bagus dalam “Force Concept
Inventory” yang meliputi beberapa materi yang tercakup di dalamnya.
gaya. Materi-materi tersebut masuk ke dalam mekanika. Kinematika
adalah cabang dari mekanika yang membahas gerakan benda tanpa
mempersoalkan gaya penyebab gerakan. Hukum Newton terdiri dari tiga
hukum yang sudah sangat terkenal. Berbagai jenis gaya yang dimaksud
antara lain, gaya gravitasi, gaya gesek, impuls dan lain-lain. “Force Concept Inventory” adalah sebuah “wadah” yang digunakan untuk
menguji pemahaman dan miskonsepsi yang terjadi pada siswa Sekolah
Menengah Atas dan Mahasiswa tentang konsep gaya. Force Concept Inventory bukan hanya test fisika secara umum yang hanya menilai jawabannya saja melainkan menilai juga tanggapan yang dikemukakan
secara keseluruhan dari seorang untuk konsep gaya. Jurnal ini dari The Physic Teacher yang berjudul Force Concept Inventory.
Pada proses belajar mengajar mata pelajaran fisika banyak
pengalaman belajar yang diperoleh para siswa. Pengalaman-pengalaman
tersebut antara lain pengalaman berfikir, memecahkan persoalan fisika,
dan lain-lain. Pengalaman ini bisa digunakan sebagai bekal dalam
kehidupan sehari-hari. Tetapi pada kenyataaannya, pengalaman belajar
fisika hanya menyelesaikan soal-soal fisika dengan menggunakan rumus.
Fisika adalah pelajaran yang penuh dengan rumus. Satu hal yang selalu
terbayang saat mendengar kata fisika adalah kumpulan rumus yang banyak
dan harus dihafal untuk bisa mengerjakan soal fisika. Seharusnya fisika
adalah pelajaran yang mengasyikan, karena banyak fenomena-fenomena
Belajar konsep gaya membutuhkan tingkat pemahaman yang
mendalam. Untuk memahaminya siswa dan calon guru dituntut untuk
menggunakan pola pikir secara sistematis dalam menganalisisnya serta
diperlukan imajenasi yang baik untuk memecahkan persoalan. Setelah
memahami konsep yang digunakan, maka akan mengetahui rumus mana
yang akan digunakan. Namun yang terjadi adalah siswa memikirkan
terlebih dahulu rumus apa yang akan digunakan tanpa memahami dengan
baik konsep yang digunakan. Hal ini sudah tertanam dari dulu untuk mata
pelajaran fisika, bahwa siswa sibuk memikirkan rumus apa yang
digunakan, bukan memahami konsepnya. Sampai ke jenjang perkuliahan,
para mahasiswa pendidikan fisika atau yang disebut para calon guru fisika,
juga masih sering melakukan demikian yaitu memikirkan rumus apa yang
digunakan, bukan memahami konsep secara baik dan benar. Apabila
dibiarkan terus menerus akan banyak kekeliruan yang terjadi sehingga
menyebabkan miskonsepsi yang semakin parah.
Pemahaman yang baik tentang konsep gaya tidak hanya harus
dikuasai oleh para siswa saja, tetapi para calon guru fisika harus
mempunyai pemahaman yang baik juga serta tidak ada miskonsepsi dalam
pola pikirnya. Apabila para calon guru fisika kurang memahami dan ada
miskonsepsi maka akan disalurkan kepada siswa yang diajar, sehingga
akan berantai terus. Hal inilah yang menyebabkan diadakan penelitian
untuk menguji tingkat pemahaman dan miskonsepsi para calon guru fisika
ganda tentang konsep gaya tanpa ada soal hitungan yang terdapat dalam
Force Concept Inventory.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang, maka rumusan masalah yang akan diteliti
adalah
1. Bagaimanakah tingkat pemahaman para calon guru fisika tentang
konsep gaya?
2. Bagaimanakah miskonsepsi yang dialami oleh para calon guru tentang
konsep gaya?
C. Tujuan
Tujuan penelitian ini adalah
1. Untuk mengetahui tingkat pemahaman para calon guru fisika tentang
konsep gaya.
2. Untuk mengetahui miskonsepsi yang dialami oleh para calon guru
fisika tentang konsep gaya.
3. Untuk mengetahui materi-materi apa saja dalam konsep gaya yang
sering menimbulkan miskonsepsi bagi para calon guru fisika.
D. Definisi Istilah Persoalan yang Diteliti
1. Force Concept Inventory adalah sebuah alat yang digunakan untuk
menguji pemahaman dan miskonsepsi yang terjadi pada siswa Sekolah
2. Miskonsepsi adalah suatu penjelasan dari suatu konsep yang tidak
sesuai atau tidak benar.
E. Manfaat
1. Bagi para calon guru fisika (mahasiswa pendidikan fisika)
Memberikan informasi tentang pemahaman yang telah dikuasai
dengan baik, maupun yang belum dikuasai, serta memberi informasi
tentang miskonsepsi yang dialami, sehingga mereka bisa
memperdalam materi-materi yang belum dikuasai dengan baik.
2. Bagi para pengajar
Memberikan gambaran tentang tingkat pemahaman yang dimiliki oleh
para peserta didiknya dan mengetahui letak miskonsepsi yang dialami
para peserta didik tentang konsep gaya sehingga bisa dilakukan
penanganan untuk miskonsepsinya.
3. Bagi peneliti
Memberikan gambaran bahwa dalam pembelajaran fisika pemahaman
tentang konsep harus dikuasai dengan matang oleh para calon guru
fisika sehingga tidak menyebabkan miskonsepsi serta dapat digunakan
oleh peneliti untuk mendesain pengajaran yang menarik untuk materi
6
BAB II DASAR TEORI
F. Pemahaman
Pemahaman berasal dari kata “paham” yang artinya mengerti benar
tentang sesuatu hal (KBBI, 2008). Melalui belajar, dari hal yang tidak tahu
menjadi tahu, dari hal yang tidak paham menjadi pahamatau dengan kata
lain menguasai. Kata menguasai di sini mengisyaratkan bahwa
pembelajaran fisika harus menjadikan mahasiswa tidak sekadar tahu
(knowing) dan hafal (memorizing) tentang konsep-konsep, melainkan harus menjadikan mahasiswa mengerti dan memahami (to understand) konsep-konsep tersebut dan menghubungkan keterkaitan suatu konsep
dengan konsep lain (Indra Sakti, 2009). Untuk mengetahui hal tersebut,
diadakan evaluasi yang digunakan untuk mengukur tingkat keberhasilanya.
Evalusi adalah suatu tindakan atau suatu proses untuk menentukan nilai
dari sesuatu (Anas Sudijono, 2011). Nilai tersebut digunakan untuk
memutuskan apakah seseorang (mahasiswa) sudah memahami konsep atau
belum. Oleh karena itu diperlukan beberapa kriteria atau indikator yang
dapat menunjukan pemahaman tersebut.
Beberapa indikator yang menunjukan tingkat pemahaman
seseorang akan suatu konsep antara lain: (1) dapat menyatakan pengertian
konsep dalam bentuk definisi menggunakan kalimat sendiri, (2) dapat
menganalisis hubungan antara konsep dalam suatu hukum, (4) dapat
menerapkan konsep untuk (a) menganalisis dan menjelaskan gejala-gejala
alam khusus, (b) untuk memecahkan masalah fisika baik secara teoritis
maupun secara praktis, (c) memprediksi kemungkinan-kemungkinan yang
akan terjadi pada suatu sistem bila kondisi tertentu terpenuhi; (5) dapat
mempelajari konsep lain yang berkaitan dengan lebih cepat, (6) dapat
membedakan konsep yang satu dengan konsep yang lain yang saling
berkaitan, (7) dapat membedakan konsepsi yang benar dengan konsepsi
yang salah, dan dapat membuat peta konsep dari konsep-konsep yang ada
dalam suatu pokok bahasan (Berg, 1991; Kartika Budi, 1992).
Dalam proses mengajar, kita selalu sudah mengetahui tujuan yang
harus kita capai dalam mengajarkan suatu pokok bahasan (Ratna Wilis,
2006). Hakikat tujuan pembelajaran khususnya pembelajaran fisika adalah
untuk mengantarkan pemahaman mahasiswa menguasai konsep-konsep
dan keterkaitannya untuk dapat memecahkan masalah terkait dalam
kehidupan sehari-hari (Indra Sakti, 2009). Dalam proses mengajar, hal
terpenting adalah pencapaian pada tujuan yaitu agar siswa mampu
memahami sesuatu berdasarkan pengalaman belajarnya (Amaliayanti,
2013). Selain itu, para pengajar harus memperhatikan indikator-indikator
tersebut demi tercapainya tujuan pembelajaran. Memahami konsep
sungguh sangat penting dalam dunia pendidikan, hal tersebut dikarenakan
dengan memahami konsep mahasiswa akan mudah menerima pelajaran
G. Konsep
Dalam bukunya yang berjudul Miskonsepi Fisika dan Remediasi
(1991), Berg menjelaskan bahwa banyak obyek yang ada di sekitar kita.
Setiap obyek yang ada dalam sekitar kita memiliki banyak bentuk, ukuran,
dan ciri-ciri lain. Misalnya “meja” terdapat dalam bentuk persegi panjang, segitiga dan bundar serta memiliki ukuran, bahan, warna dan fungsi yang
berbeda-beda. Dengan ciri-ciri yang khas tersebut tetap disebut “meja”.
Kata “meja” adalah suatu abstraksi yang menunjukkan kesamaan semua
meja. meja adalah suatu kata yang digunakan untuk mengkomunikasikan
suatu benda dengan ciri-ciri tertentu. Contoh lain adalah “kursi”, memiliki bentuk dan model yang berbeda-beda tetapi ada ciri-ciri yang sama
sehingga disebut sebuah “kursi”. Antara obyek-obyek yang satu dengan yang lain memiliki ciri yang berbeda, tetapi setiap obyek memilki
ciri-ciri yang khas yang membedakan satu dengan yang lain. Dari ilustrasi di
atas, konsep adalah abstraksi dari ciri-ciri sesuatu yang mempermudah
komunikasi antara manusia dan yang memungkinkan manusia berfikir.
Berg juga mengatakan bahwa tafsiran konsep oleh seseorang disebut
konsepsi. Sedangkan dalam KBBI (2008), konsep berarti rancangan kasar
dari sebuah tulisan.
Pada bidang sains terdapat banyak konsep yang terdapat di
dalamnya. Setiap konsep tidak berdiri sendiri, melainkan setiap konsep
berhubungan dengan konsep yang lain (Berg, 1991). Apabila kita
pelajari tetapi juga ada konsep lain yang berkaitan dengan materi tersebut.
Untuk memecahkan masalah, seorang mahasiswa harus mengetahui
aturan-aturan yang relevan dan aturan-aturan ini didasarkan pada
konsep-konsep yang diperoleh (Ratna Wilis, 2006). Mahasiswa baik secara sadar
atau tidak sadar membangun konsep mereka sebagai penjelasan untuk
perilaku, sifat atau teori-teori yang mereka alami (Christopher Horton,
2004).
H. Miskonsepsi
Miskonsepsi adalah suatu konsep yang tidak sesuai dengan konsep
yang diakui oleh para ahli (Suparno, 2005). Paul Suparno (2005), dalam
bukunya yang berjudul miskonsepsi & Perubahan Konsep Pendidikan
Fisika mengatakan bahwa miskonsepsi terdapat dalam semua bidang sains
seperti biologi, kimia, fisika, dan astronomi. Misalnya dalam bidang fisika,
terdapat miskonsepsi yaitu ketika ada dua buah kapur yang memiliki
ukuran yang berbeda, kapur satu memiliki ukuran yang lebih besar
daripada kapur kedua. Apabila kedua batang kapur tersebut dijatuhkan
pada saat yang bersamaan, yang mana akan sampai ke lantai lebih dahulu?
Ternyata hampir semua mahasiswa tingkat I program Diploma dan S1
menjawab kapur yang besar, dikarenakan kapur yang besar memiliki
massa yang lebih berat. Meskipun jawaban mahasiswa tersebut salah,
tetapi semua mahasiswa dapat menyebutkan rumus gerak jatuh bebas
= �
Sehingga untuk menghitung t adalah
= √�
Apabila jarak s sama untuk dua benda, t juga sama, walaupun berat dua
benda berbeda. Meskipun rumusnya sudah diketahui dan sudah sering
dipakai, tetapi intuisi mengalahkan pengetahuan. Intuisi menyatakan
bahwa benda yang berat akan jatuh lebih cepat (Berg,1991). Yang perlu
dicatat adalah rumus tersebut digunakan hanya kalau gesekan udara
diabaikan. Apabila gesekan udara tidak diabaikan, misalnya pada peristiwa
selembar kertas dan sebatang kapur yang dijatuhkan bersamaan, maka
kapurlah yang akan jatuh terlebih dahulu.
Semua konsep yang diajarkan akan ditangkap oleh indera kita yaitu
mata, kemudian akan disalurkan ke otak kemudian akan dilakukan proses
penangkapan makna konsep tersebut beberapa proses yang bertahap.
Apabila komponen dari proses tersebut ada yang terganggu maka proses
penangkapan makna dari konsep akan mengalami penurunan kualitasnya.
Misalnya, apabila pemusatan perhatian saat belajar terganggu maka daya
tangkapnya akan berkurang. Kualitas pemahaman yang dihasilkan sangat
ditentukan oleh kualitas proses pembetukan dan kemampuan
pembentukannya. Miskonsepsi terhadap konsep-konsep fisika terjadi bila
konsepsi seseorang berbeda dengan konsepsi para fisikawan yang secara
konsepsi tersebut memang salah (Kartika Budi, 1992). Miskonsepsi
berbahaya karena memberikan mahasiswa pemikiran/rasa (sense) yang salah dalam mengetahui sehingga membatasi usaha mental yang mereka
investasikan dalam belajar, dan terjadi interferensi antara konsep yang
telah dipelajari (salah) dengan yang sedang dipelajari (benar) (Muhamad
Taufiq, 2012).
Miskonsepsi juga terjadi apabila konsepsi siswa bertentangan
dengan konsepsi para fisikawan (Berg, 1991). Biasanya miskonsepsi
bersangkutan dengan kesalahan mahasiswa dalam pemahaman hubungan
antar konsep. Misalnya hubungan antara gaya dengan momentum, atau
antara arus dan tegangan, atau massa jenis dengan massa. Hal ini juga
dialami oleh para calon guru yang masih duduk di bangku perkuliahan,
dimana jenjang mereka lebih tinggi. Padahal, sejak kecil anak
berpengalaman dengan alam di sekitarnya, anak yang menggerakkan
mainan telah memperoleh pengalaman yang berhubungan dengan konsep
gaya, momentum, kecepatan, dan percepatan, walaupun istilah itu memang
belum digunakan (Yuyu Rachmat, 2005).
Empat sumber yang mungkin menyebabkan terjadinya miskonsepsi
adalah (a) guru(dosen), (b) proses belajar mengajar, (c) siswa(mahasiswa),
dan (d) buku pegangan (Kartika Budi, 1992). Berikut penjelasan dari
keempat point tersebut yang dirangkum dari jurnal yang ditulis oleh
Kartika Budi (1992) yang berjudul Pemahaman Konsep Gaya dan
berjudul Miskonsepsi & Perubahan Konsep Pendidikan Fusika serta
beberapa dari sumber lain.
a. Guru (Dosen)
Miskonsepsi siswa dapat terjadi pula karena miskonsepsi yang
dibawa oleh guru. Guru yang tidak menguasai bahan atau mengerti
bahan fisika yang tidak benar akan menyebabkan siswa mendapatkan
miskonsepsi (Suparno, 2005). Apabila guru mengajarkan konsep fisika
secara keliru secara salah, maka siswa akan memegangnya kuat-kuat
dan menganggap konsep itu benar sampai ada pembetulan.
Bila miskonsepsi terjadi pada siswa maka miskonsepsi yang
sama terjadi pada guru atau pengajar pada umumnya (Kartika Budi,
1992). Hal ini dapat dijelaskan bahwa pengetahuan yang dimiliki guru
dapat berupa pengetahuan yang diperoleh saat mereka belajar di
sekolah atau perguruan tinggi. Miskonsepsi diperoleh pada proses
belajar mengajar yang tidak pernah diremidiasi karena tidak disadari
sebagai sebuah miskonsepsi atau sebuah kesalahan pengertian konsep.
Bila terjadi miskonsepsi pada guru, sulit diharapkan tidak terjadi
miskonsepsi pada siswa. Sebaliknya bila tidak terjadi miskonsepsi pada
guru, tidak berarti bahwa tidak akan terjadi miskonsepsi pada siswa.
Banyak hal yang menyebabkan guru menjadi sumber
miskonsepsi. Dari lapangan, terlebih diluar Jawa dan pelosok, yang
masih kekurangan guru fisika, sehingga menyebabkan guru-guru yang
ini menyebabkan penguasaan materi guru yang mengajar fisika kurang
mantap. Selain itu, cukup banyak guru yang mengajar hanya dengan
berbicara dan menulis di papan tulis. Peljaran yang monoton setiap
harinya. Guru juga mempunyai waktu yang kurang atau bahkan tidak
pernah membahas miskonsepsi yang dialami oleh siswa.
kadang-kadang beberapa guru mencoba untuk menyederhanakan konsep
dengan memberikan penjelasan secara sederhana untuk membantu
siswa lebih mudah menangkap konsep, tetapi hal ini akan menyebabkan
penjelasan menjadi tidak lengkap atau menghilangkan sebagian unsur
yang penting. Akibatnya siswa salah menangkap inti bahan itu.
b. Proses Belajar Mengajar
Konsepsi dapat terbentuk dalam proses belajar mengajar.
Apabila terjadi kesalahan, dapat disebabkan oleh proses belajar
mengajarnya sendiri. Proses belajar mengajarnya sendiri kurang
memberi peluang terbentuknya konsepsi secara benar, karena
pemahaman konsep dilakukan secara cepat, pemahaman hakikat suatu
konsep kurang mendapatkan tekanan, latihan dan soal-soal ulangan atau
soal ujian kurang memaksa siswa, khususnya calon guru yang masih
menjadi mahasiswa untuk belajar memahami konsep karena pada
umumnya latihan dan soal-soal lebih ditekankan pada soal-soal dengan
pemecahan matematis (Kartika Budi, 1992).
Selain itu dalam proses belajar mengajar sering kali di dalam
beberapa metode belajar ini, mahasiswa dituntut untuk mengeksplorasi
pengetahuan dan daya tangkapnya mengenai suatu konsep dalam mata
kuliah tersebut. Disinilah sering timbul miskonsepsi pada mahasiswa.
Hal tersebut dikarenakan oleh banyak hal, seperti penjelasan dosen
yang terlalu cepat, ataupun dikarenakan suasana kelas yang terlalu
banyak mahasiswanya. Hal ini akan meneruskan dan menumpuk
miskonsepsi.
c. Siswa (Mahasiswa)
Siswa atau mahasiswa merupakan obyek yang sering dikaitkan
apabila terjadi miskonsepsi. Dalam bidang fisika, miskonsepsi memang
paling banyak berasal dari diri mahasiswa sendiri. Berikut beberapa
penyebab miskonsepsi dari siswa (mahasiswa) yang dirangkum dari
buku Paul Suparno (2005) yang berjudul Miskonsepsi dan Perubahan
Konsep Pendidikan Fisika, antara lain:
1. Prakonsepsi atau Konsep Awal
Sebelum mahasiswa mengikuti pelajaran di kelas, ternyata
mahasiswa sudah memilki konsep sendiri akan suatu bahan yang
tertanam dalam otaknya. Konsep tersebut disebut konsep awal atau
prakonsepsi. Konsepsi awal yang dimiliki mahasiswa secara
substansial mengakui berbeda dengan gagasan yang diajarkan dan
konsepsi ini akan mempengaruhi belajar dan bisa menghambat
perubahan untuk selanjutnya (Muhamad Taufiq, 2012). Konsep awal
akan menyebabkan miskonsepsi pada saat mengikuti pelajaran
fisika, sampai kesalahan tersebut diperbaiki. Prakonsepsi ini
biasanya diperoleh dari orangtua, teman, sekolah awal, dan
pengalaman di lingkungan mahasiswa.
Sebagai contoh, misalnya, sebelum mahasiswa mengikuti
pelajaran mekanika, mereka sudah banyak berpengalaman dengan
peristiwa-peristiwa mekanika (benda yang jatuh, benda yang
bergerak, gaya, dan lain-lain), oleh karena itu mereka sudah
mengembangkan banyak konsepsi yang belum tentu sama dengan
konsepsi fisikawan (Berg, 1991).
2. Reasoning yang Tidak Lengkap atau Salah
Semua orang punya nalar masing-masing untuk setiap konsep.
Tingkat penalarannya pun berbeda. Oleh karena itu miskonsepsi juga
dapat disebabkan oleh reasoning atau penalaran. Tingkat penalaran
mahasiswa berbeda-beda, tetapi yang disayangkan adalah sering
penalaran mahasiswa tidak lengkap atau salah. Hal tersebut
disebabkan oleh informasi atau data yang diperoleh tidak lengkap.
Akibatnya, mahasiswa menarik kesimpulan akan suatu konsep
secara salah sehingga menyebabkan miskonsepsi.
Penyebab lain penalaran yang salah adalah logika yang salah
dalam pengambilan kesimpulan atau dalam menggeneralisasi
tidak lengkap dan teliti juga dapat menyebabkan pengambilan
kesimpulan yang salah dan miskonsepsi.
3. Intuisi yang Salah
Intuisi adalah suatu perasaan dalam diri seseorang yang secara
spontan mengungkapkan sikap atau gagasannya tentang sesuatu
sebelum secara obyektif dan rasional diteliti. Apabila intuisi salah
dan perasaan siswa(mahasiswa) juga dapat menyebabkan
miskonsepsi. Paul Suparno memberikan contoh, siswa memiliki
intuisi bahwa jika dua benda mempunyai percepatan yang sama,
maka kecepatan dan jaraknya juga sama. Jika kecepatanya nol,
percepatan juga nol, sehingga keduanya akan berhenti seketika.
Pengamatan akan benda atau kejadian yang terus-menerus dapat
menyebabkan pemikiran atau pengertian intuitif secara spontan,
apabila menghadapi persoalan fisika tertentu maka yang muncul
dalam benak siswa adalah pengertian yang spontan itu. Misalnya,
siswa sering melihat benda padat selalu tenggelam, maka siswa juga
akan berpendapat bahwa gabus juga akan tenggelam bila berada di
air.
4. Kemampuan
Kemampuan mahasiswa juga mempunyai pengaruh pada
miskonsepsi. Ada beberapa kasus, setelah beberapa bulan
perkuliahan, mahasiswa merasa tidak cocok dengan jurusan
fisika atau karena alasan yang lain, sehingga kurang mampu dalam
mempelajari fisika dan sering mengalami kesulitan menangkap
konsep yang benar dalam proses belajar. Meskipun sarana dan
prasarana untuk belajar fisika sudah lengkap, antara lain dosen telah
mengajarkan bahan ajar dengan benar, buku teks ditulis dengan
benar sesuai dengan pengertian para ahli, pengertian yang mereka
tangkap dapat tidak lengkap dan bahkan salah. Secara umum,
mahassiwa yang memiliki tingkat kepintaran matematis-logisnya
kurang tinggi, akan alami kesulitan dalam menangkap konsep fisika,
terlebih konsep yang abstrak. Mahasiswa yang IQ-nya rendah juga
dengan mudah melakukan mikonsepsi karena mereka tidak dapat
memahami pengetahuan fisika secara lengkap dan utuh. Hal ini akan
menyebabkan mahasiswa tidak menangkap konsep yang benar dan
merasa bahwa itulah konsep yang benar, maka akibatnya terjadi
miskonsepsi.
5. Minat Belajar
Siswa yang berminat pada fisika cenderung mempunyai
miskonsepsi lebih rendah daripada siswa yang tidak berminat pada
fisika. Hal ini juga berlaku untuk mahasiswa yang sudah masuk ke
jurusan pendidikan Fisika karena tidak 100% mahasiswa yang
masuk ke fisika benar-benar berminat ke fisika. Akibatnya, kurang
berminat untuk belajar fisika dan kurang memperhatikan penjelasan
mau mendengarkan penjelasan guru dan mempelajari sendiri
bahan-bahan fisika dari buku dengan sungguh-sungguh. Akibatnya adalah
terjadinya miskonsepsi, apabila itu sudah terjadi, sering kali
membiarkan saja hal itu terjadi pada dirinya tanpa mau mencari
kebenarannya.
d. Buku Pegangan
Buku sumber (buku ajar) dapat merupakan sumber
miskonsepsi yang potensial (Kartika Budi, 1992). Penyebabnya
dapat berupa miskonsepsi yang dimiliki penulis, terjadi salah tulis
yaitu adalah perbedaan ide penulis dengan apa yang tertulis, atau
uraian yang tidak jelas yang dapat menimbulkan penafsiran dan
penyimpulan yang salah, sehingga miskonsepsi tidak dapat
terhindarkan.
Dalam jurnalnya, Kartika Budi (1992) memberikan contoh
yaitu, penulis kutipkan salah satu pernyataan dari buku ajar, yaitu
buku Eneri, Gelombang dan Medan: Jilid I, halaman 51 mengenai
gaya aksi reaksi pada suatu sistem yang terdiri dari buku yang
terletak diam di atas meja:
“Jika W ditafsirkan sebagai gaya yang bekerja pada meja yang
ditimbulkan oleh buku (aksi), maka N adalah gaya yang bekerja
pada buku yang ditimbulkan oleh meja (reaksi) (Sumadji, dkk,
Dari pernyataan itu, dapat dihasilkan pengertian yang salah,
yaitu bahwa W dan N merupakan pasangan gaya aksi dan reaksi. W
adalah gaya berat benda dan N adalah gaya normal, berarti
keduanya bekerja pada benda. Jadi N dan W jelas bukan pasangan
gaya aksi reaksi. Kunci penyebab kesalahan adalah “jika W ditafsirkan gaya yang bekerja pada meja”. W adalah gaya tarik
bumi pada buku (benda), tidak dapat ditafsirkan sebagai gaya yang
bekerja pada meja. Seharusnya dikatakan “ akibat W (berat buku), buku melakukan gaya pada meja”. Gaya tersebut dibuktikan bahwa
besarnya W sama dengan besar Fb-m, tetapi W dan Fb-m adalah dua
gaya. Jadi yang merupakan pasangan interaksi adalah N (Fm-b)
dengan Fb-m, bukan N dengan W.
I. Force Concept Inventory
Force Concept Invetory adalah sebuah alat yang digunakan untuk
menguji pemahaman dan miskonsepsi yang terjadi pada siswa Sekolah
Menengah Atas dan Mahasiswa tentang konsep gaya. Force Concept
Inventory bukan hanya test fisika secara umum yang hanya menilai
jawabannya saja melainkan menilai juga tanggapan secara keseluruhan
dari seorang untuk konsep gaya.
Force Concept Inventory dapat digunakan untuk dua tujuan instruksional dan penelitian. Aplikasi-aplikasinya terbagi dalam tiga
a. Sebagai sebuah alat untuk mendeteksi miskonsepisi. FCI dapat
digunakan untuk mengidentifikasi dan mengklasifikasi
miskonsepsi-miskonsepsi. Hal itu secara khusus dapat bernilai untuk para guru
untuk meningkatkan kesadarannya tentang miskonsepsi di kalangan
para siswanya. Untuk melihat pengertian atau pemahaman yang lebih
signifikan dapat dilihat dari wawancara-wawancara berdasarkan pada
FCI, dimana para siswa diminta untuk memberikan alasan-alasan
untuk pilihan-pilihannya. Tetapi wawancara memerlukan waktu yang
relatif lebih lama sehingga untuk mengatasinya tidak perlu
wawancaranya diulang dengan setiap kelas, karena miskonsepsi itu
bersifat universal. Teknik wawancara untuk para siswa secara
individual haruslah ditransformasikan ke dalam sebuah teknik diskusi
kelas untuk menyelidiki miskonsepsi-miskonsepsi dan merangsang
interaksi di kalangan siswa untuk menyebabkan perubahan
konseptual.
b. Untuk evaluasi pengajaran, FCI bisa digunakan untuk melakukan uji
pemahaman dan miskonsepsi setelah siswa mendapatkan pelajaran
konsep gaya di kelas. Hal tersebut dikarenakan soal-soal tentang
konsep gaya yang terdapat dalam FCI berisi soal-soal pemahaman
tanpa ada hitung-hitungan. Bersifat soal Multiple choice dengan
konsep yang ditanyakan pada soal-soal tersebut. Saat siswa
mengerjakan soal ini, siswa tidak akan menghafalkan rumus fisika
c. Sebagai sebuah ujian penempatan, Hal itu dapatlah digunakan di perguruan-perguruan tinggi dan universitas-universitas untuk
membantu menentukan apakah pemahaman siswa untuk pengantar
fisika itu cukup mengikuti jenjang yang lebih tinggi.
Dalam FCI juga disajikan klasifikasi konsep Newton tentang gaya
yang akan digali lebih dalam. Dalam tabel II.1, diklasifikasikan konsep
Newton dan ditampilkan juga jawaban-jawaban dari soal-soal yang
diberikan, yaitu:
Tabel II. 1. Konsep-konsep Gaya dalam FCI
No Konsep Item
1. Kinematika (Kinematics)
Kecepatan-posisi terbedakan 12E Percepatan yang dibeda-bedakan
dari kecepatannya
13D
Percepatan konstan pada:
Lintasan parabola 15E Kelajuan yang berubah 16B Penjumlahan vektor kecepatan 4E 2. Hk. 1 Newton
(First Law)
Tanpa adanya gaya 2B Arah kecepatan yang tetap 17B Kelajuan konstan 18A Dengan menghilangkan gaya Gaya yang konstan secara tidak
langsung menyatakan percepatannya konstan
15E, 16B
4. Hk. 3 Newton (Third Law)
Gaya untuk impuls gaya 5E Untuk gaya yang diberikan terus
menerus
Penjumlahan vektor 11B Menghilangkan gaya yang
bekerja
No Konsep Item
6. Macam macam gaya (Kinds of Force)
Sentuhan pada benda padat: Pasif
Impuls
Gesekan yang berlawanan dengan gerakannya
esensial/penting dan di bagi dalam enam dimensi konseptual. Keenamnya
dibutuhkan untuk konsep yang utuh. Selain disajikan konsep-konsep yang
esensial dan jawaban dari soal-soalnya, juga disajikan miskonsepsi yang
sering terjadi pada siswa saat menjawab soal-soal tentang konsep gaya.
Hal tersebut disajikan dalam tabel II.2.
Tabel II. 2. Mikonsepsi yang sering muncul dalam FCI
No Konsep Kode Miskonsepsi Item 1. Kinematika
(Kinematics)
K1 Tidak dapat mebedakan posisi- kecepatan
12B, 12C, 12D
K2 Tidak dapat mebedakan kecepatan-percepatan
12A, 13B, 13C
K3 Komponen kecepatan tidak diuraikan secara
I2 Kehilangan/ menerima dorongan aslinya
No Konsep Kode Miskonsepsi Item
I4 Terjadinya dorongan yang berubah perlahan-lahan
3D, 15D, 20E
I5 Dorongan dengan arah melingkar yang aktif menyebabkan gaya
5B, 6B, 7D,
8A, 14A
AF2 Gerakan yang menyatakan bahwa terdapat gaya aktif pada benda
AF4 Kecepatan sebanding dengan gaya yang digunakan
16A, 19A
AF5 Percepatan menyatakan bertambahnya gaya
10B
AF6 Gaya menyebabkan percepatan menuju ke
AR1 Massa yang lebih besar menyatakan gaya yang lebih besar
5D
AR2 Perantara/peralatan yang aktif menghasilkan gaya yang lebih besar
5D, 7C
menentukan arah gerak
9A, 11A
CI2 Gabungan gaya
menentukan arah gerak
2C, 4B, 11C,
No Konsep Kode Miskonsepsi Item
R2 Gaya yang mengatasi hambatan sehingga
G2 Gravitasi untuk massa 10D
G3 Benda yang lebih berat jatuh lebih cepat
1E
G4 Pertambahan gravitasi sebanding dengan kecepatan jatuhnya benda
10B
G5 Gravitasi bekerja setelah benda dikenai dorongan
9D
J. Calon Guru
Orang-orang yang masuk atau memlilih jurusan pendidikan saat
memasuki jenjang perkuliahan bisa disebut seorang calon guru karena
mereka disiapkan untuk mengajar di dunia pendidikan di beberapa jenjang
sekolah di Indonesia. Dibangku perkuliahan, para calon guru belajar
dengan jurusan yang diambil, misalnya pendidikan Fisika, mahasiswa
akan belajar tentang materi Fisika yang akan di ajarkan di sekolah dan
mendalaminya.
Seorang calon guru hanya dapat melaksanakan tugasnya dengan
baik jika memperoleh jawaban yang jelas dan benar tentang apa yang
dimaksud pendidikan. Jawaban yang benar tentang pendidikan diperoleh
melalui pemahaman terhadap unsur-unsurnya, konsep dasar yang
melandasinya, dan wujud pendidikan sebagi sistem.
Untuk pelajaran Fisika, kritik terhadap para guru fisika baru atau
calon guru adalah mereka kurang kompoten sebagai guru, yaitu (1) kurang
menguasai bahan fisika, dan (2) kurang mampu mengajarkan bahan itu
kepada siswa dengan tepat, menarik dan efektif (Suparno Paul, 2007).
K. Konsep Gaya
1. Kinematika
Kinematika adalah suatu konsep tentang gerakan. Berisi
pembahasan tentang gerakan benda tanpa mempertimbangkan
penyebab gerakan tersebut. Dalam kinematika ada beberapa konsep
yang mendukung, tetapi yang akan dibahas sesuai dengan yang
disajikan pada Tabel II.1.
a. Kelajuan dan Kecepatan Sesaat
Kelajuan didefinisikan sebagai cepat rambatnya perubahan
kecepatan didefinisikan sebagai cepat lambatnya perubahan
kedudukan benda terhadap waktu (Bob Foster, 2004). Kelajuan
merupakan besaran skalar, sehingga tidak perlu tahu arah gerak
benda tersebut. Kecepatan merupakan besaran vektor, sehingga
harus tahu arah gerak benda tersebut.
Setelah mengetahui definisi kelajuan dan kecepatan secara
umum, maka akan dipersempit lagi menjadi kelajuan sesaat dan
kecepatan sesaat. Kecepatan sesaat adalah sebuah benda yang
sedang bergerak didefinisikan sebagai kecepatan rata-rata untuk
selang waktu Δt yang mendekati nol (Marthen Kanginan, 2006).
Sedangkan kelajuan sesaat adalah besarnya kecepatan sesaat (Bob
Fster, 2004).
b. Percepatan
Sebuah benda yang sedang bergerak terkadang mengubah
kecepatannya sehingga dikatakan benda tersebut dipercepat atau
diperlambat. Percepatan bertanda positif jika kecepatan
bertambah, dan negatif jika kecepatan benda berkurang (disebut
juga perlambatan). Percepatan didefinisikan sebagai perubahan
kecepatan dibagi dengan perubahan waktu (Foster Bob, 2004).
�̅ = � − �− = ∆�∆
Besaran ā adalah vektor, karena diperoleh dari pembagian sebuah vektor Δv dengan skalar Δt. Jadi percepatan juga
besarnya adalah |∆�
∆ |. Besar percepatan ini dinyatakan dalam
satuan kecepatan dibagi oleh satuan waktu, misalnya m/s2.
Besaran ā pada persamaan di atas disebut percepatan
rata-rata karena tidak dijelaskan apa-apa tentang perubahan kecepatan
terhadap waktu dalam selang Δt, yang diketahui hanyalah
perubahan kecepatan netto dan selang waktu totalnya. Jika
perubahan kecepatan (vektor) dibagi selang waktunya, ∆�
∆ , ternyata
konstan, tidak bergantung kepada selang waktu pengukuran
percepatan, maka kita peroleh percepatan konstan. Percepatan
konstan berarti perubahan kecepatan terhadap waktu seragam,
baik besar maupun arahnya. Jika tidak ada perubahan kecepatan,
artinya jika kecepatan konstan, baik besar maupun arahnya, maka
Δv sama dengan nol untuk setiap selang waktu dan percepatannya
juga sama dengan nol.
Jika percepatan rata-rata yang diukur dalam berbagai selang
waktu ternyata tidak konstan, maka dikatakan bahwa benda
mengalami percepatan yang berubah. Percepatan dapat berubah
besarnya, arahnya atau kedua-duanya. Dalam hal ini kita perlu
mengetahui percepatan pertikel dalam suatu saat sembarang, yang
disebut sebagai percepatan sesaat (Haliday, 1985).
Salah satu contoh gerak lengkung dengan percepatan
konstan adalah gerak peluru (proyektil). Gerak ini adalah gerak
misalnya gerak bola pada permainan kasti. Kita anggap bahwa
pengaruh gesekan udara terhadap gerak ini dapat diabaikan.
Gerak peluru yang sering disebut juga gerak parabola
adalah gerak dengan percepatan konstan g yang berarah ke bawah,
dan tidak ada komponen percepatan dalam arah horizontal.
c. Penjumlahan Vektor Kecepatan
Kecepatan tidak hanya mengacu pada seberapa cepat
sesuatu bergerak tetapi juga arahnya. Besaran seperti kecepatan
yang memiliki arah dan besar merupakan suatu besaran vektor.
Ada dua kecepatan, yaitu kecepatan rata-rata dan kecepatan
sesaat.
1. Kecepatan rata-rata
Kecepatan rata-rata didefinisikan sebagai hasil bagi
perpindahan dengan selang waktu tempuhnya (Marthen
Kanginan, 2006). Untuk gerak lurus satu dimensi, maka
persamaan kecepatan rata-rata yaitu:
�̅ = ∆∆ = −−
Dalam gerak dalam bidang (dua dimensi) definisinya
tetap, hanya ∆ diganti dengan vektor posisi ∆ .
dengan adalah posisi pada = dan adalah posisi pada
= .
Bentuk konponen dari kecepatan rata-rata �̅ kita peroleh
dengan mensubstitusi ∆ dengan ∆ + ∆ ke dalam
persamaan di atas.
�̅ = ∆ + ∆∆ = ∆∆ + ∆∆
�̅ = �̅ + �̅
dengan
�̅ = ∆∆ = − − �� �̅ = ∆∆ = − −
2. Kecepatan sesaat
Kecepatan sesaat didefinisikan sebagai kecepatan
rata-rata untuk selang waktu ∆ yang mendekati nol (Marthen
Kanginan, 2006).
Untuk kecepatan sesaat gerak pada bidang (dua dimensi),
dinyatakan:
� = ��
Bentuk komponen dari kecepatan sesaat � kita peroleh
dengan mensubstitusi = + dalam Persamaan di atas,
� = �� + =�� +��
� = � + �
dengan � =�
� �� � =
2. Hukum Newton
a. Hukum I Newton
Hukum I Newton menyatakan:
“Setiap benda tetap berada dalam keadaan diam atau bergerak
dengan laju tetap sepanjang garis lurus, kecuali jika diberi gaya
total yang tidak nol” (Giancoli, 2001).
Hukum ini melibatkan sifat benda, yaitu inersia. Inersia
(kelembaman) sebuah benda merupakan kecenderungan benda
untuk tetap mempertahankan keadaannya terhadap perubahan
gerak padanya. Dengan kata lain, sebuah benda yang diam
cenderung tetap diam, atau sebuah benda yang sedang bergerak
cendenrung akan bergerak lurus dengan kelajuan konstan.
Seberapa besar inersia sebuah benda dinyatakan oleh besaran
massa. Semakin besar massa sebuah benda, semakin besar
inersianya, sehingga diperlukan gaya yang lebih besar untuk
mengubah keadaan gerak benda. Karena Hukum I Newton
berkaitan dengan inersia benda, maka seringkali Hukum I Newton
disebut hukum inersia (Bob Foster, 2004).
Dalam buku yang berjudul Terpadu Fisika SMA untuk
Kelas X, Bob Foster menjelaskan gaya-gaya yang bekerja pada
Gambar II.1. (a) Orang berada dalam keadaan diam. (b) Diagram gaya
yang bekerja.
Gaya total (gaya resultan) pada yang sedang mendorong meja
tetapi orang dan meja tersebut tetap diam, maka dapat kita tuliskan
sebagai F:
F = F1 + F2 + F3 + F4 + F5 + F6
Karena orang tersebut diam, berarti kelajuannya konstan = 0,
maka menurut Hukum I Newton, gaya F harus sama dengan nol,
sebagaimana yang ditujukan pada gambar penjumlahan vektor-vektor
gaya secara grafik. Secara matematik, kita tuliskan Hukum I Newton
sebagai
Jika ΣFi = 0, maka v = konstan.
b. Hukum II Newton
Dalam buku yang berjudul Fisika (2001), Giancoli menjelaskan
bahwa hukum I Newton menyatakan bahwa jika tidak ada gaya total
jika sedang bergerak, akan tetap bergerak dengan laju konstan dalam
garis lurus. Apabila ada gaya total yang diberikan pada benda tersebut,
Newton berpendapat bahwa kecepatan akan berubah. Suatu gaya total
yang diberikan pada sebuah benda mungkin menyebabkan lajunya
bertambah. Atau, jika gaya total itu mempunyai arah yang berlawanan
dengan gerak, gaya tersebut akan memperkecil laju benda itu. Jika arah
gaya total yang bekerja berbeda dengan arah sebuah benda yang
bergerak, maka arah kecepatannya akan berubah (dan mungkin besarnya
juga). Karena perubahan laju atau kecepatan merupakan percepatan,
dapat kita katakan bahwa gaya total menyebabkan percepatan.
Giancoli (2001), menjelaskan percepatan dan gaya. Bayangkan
gaya yang diperlukan untuk mendorong sebuah gerobak yang
gesekannya minimal. Apabila mendorong dengan pelan tetapi dengan
gaya byang konstan dalam selang waktu tertentu, Anda akan
mempercepat gerobak tersebut dari keadaan diam sampai laju tertentu,
misalnya 3 km/jam. Jika Anda mendorong dengan gaya dua kali lipat,
maka gerobak tersebut mencapai 3 km/jam dalam waktu setengah kali
sebelumnya. Berarti percepatan akan dua kali lipat lebih besar. Jika Anda
menggandakan gaya, percepatan akan menjadi dua kali lipat pula dan
seterusnya. Dengan demikian, percepatan sebuah benda berbanding lurus
dengan gaya total yang diberikan. Tetapi percepatan juga bergantung
