Kecukupan Kemampuan Matematika Bagi Calon
Guru Fisika
1)Faiz Hasyim, 2)Achmad Ramadhan
1
Prodi Pendidikan Fisika, STKIP AL Hikmah Surabaya
2
Mahasiswa Prodi Pendidikan Fisika, STKIP AL Hikmah Surabaya faiz.stkiph@gmail.com
Abstrak Artikel ini membahas terkait pentingnya kecukupan kemampuan matematika calon guru fisika. Penelitian ini bertujuan membahas pentingnya memiliki bekal kemampuan matematika yang mencukupi bagi mahasiswa calon guru fisika. Memiliki kecukupan kemampuan matematika menjadi syarat bagi calon guru fisika dalam menyelesaikan persoalaan fisika. Mahasiswa calon guru fisika bukan hanya belajar konsep fisika saja, tapi bagaimana bisa mencari hubungan matematis dari permasalah fisika kemudian menyelesaikannya. Tanpa memiliki kecakapan matematika yang memadai, calon guru fisika tidak dapat mengantarkan murid-muridnya tuntas dalam mengajarkan fisika secara menyeluruh. Penelitian ini merupakan penelitian kualitatif dengan jenis penelitian studi literatur. Hasil penelitian ini didapat bahwa menjadi mahasiswa calon guru fisika minimal memiliki dua jenis kemampuan matematika yaitu kemampuan pemecahan masalah dan komunikasi matematis.
Kata Kunci: kemampuan matematika, calon guru fisika. 1. Pendahuluan
Ilmu fisika adalah salah satu cabang ilmu pengetahuan alam yang mempelajari fenomena alam, yang mencakup materi, gerak, serta energi yang menyertainya. “Physics is science of nature” maksudnya ilmu fisika termasuk dalam kategori ilmu alam (sains) [1]. Fisika sebagai salah satu cabang ilmu pengetahuan alam pada dasarnya bertujuan untuk mempelajari dan memberi pemahaman baik secara kualitatif maupun kuantitatif tentang berbagai gejala atau proses alam dan sifat zat serta penerapannya [2]. Bersifat kualitatif dan kuantitaif artinya mempelajari fisika bukan hanya dilihat secara kuantitatif saja, tapi harus diterjemhkan secara kualitatif yang dapat memperkuat dan memperjelas data kuantitatif.
Fisika mengkaji objek-objek telaahnya yang berupa benda-benda serta peristiwa-peristiwa alam menggunakan prosedur baku yang biasa disebut metode/proses ilmiah [3]. Sebagian besar hukum dasar dalam teori fisika dibahasakan dalam bahasa matematika. Hal ini berarti bahwa matematika memegang peranan yang sangat penting
36
dalam menjabarkan dan menjelaskan gejala fisika yang makroskopik maupun mikroskopik. Representasi matematis dalam pemerian konsep fisika dapat membantu pebelajar dalam memahami gejala fisika terkait [4]. Oleh karena itu, matematika merupakan bagian yang tidak dapat dipisahkan untuk dipelajari dalam mendidik calon guru fisika.
Dalam mempelajari fisika, mahasiswa tidak hanya mempelajari mengenai konsep hukum atau rumus-rumus. Akan tetapi, mahasiswa juga belajar menggunakan konsep tersebut dalam menyelesaikan soal-soal fisika. Sebelum menyelesaikan soal fisika, mahasiswa harus mampu menterjemahkan soal tersebut ke dalam bahasa matematik, baik dengan bantuan gambar maupun grafik. Kemudian menyelesaikannya soal tersebut dengan prosedur-prosedur matematika.
Fisika dan matematika memiliki hubungan yang erat, yaitu (1) metode matematika digunakan dalam fisika dan (2) konsep, pendapat dan cara berfikir fisika digunakan dalam matematika [5]. Oleh karena itu, hubungan antara fisika dan matematika tidak boleh diabaikan dalam disiplin ilmu. Secara umum, fisika itu sulit bagi mahasiswa karena dibutuhkan kemampuan menggunakan matematika misalnya aljabar maupun geometri [6]. Selain itu, mereka juga harus mampu untuk melakukan dari hal yang spesifik menuju yang umum ataupun sebaliknya. Mahasiswa merasa bahwa fisika sulit karena mereka berinteraksi dengan representasi ganda dan tugas-tugas seperti menghafal rumus, menerapkan rumus dalam perhitungan, melakukan eksperimen, membuat grafik, dan memberikan penjelasan konseptual pada saat yang bersamaan [7].
Bagi mahasiswa, yang membuat fisika merasa tidak mudah adalah selain harus faham konsep fisika, dia juga harus memiliki kemampuan matematika yang mumpuni. Kesulitan yang dihadapi mahasiswa ini disebabkan oleh (1) kurangnya motivasi dan minat mahasiswa untuk mempelajari fisika; (2) mahasiswa tidak bekerja keras; dan (3) kurangnya pengetahuan yang mencakup pengalaman awal, fisika, maupun matematika tingkat tinggi [8].
Beberapa sumber di atas menyebutkan bahwa dalam pembelajaran fisika, bahwa salah satu faktor yang mempengaruhi proses dan hasil belajar fisika adalah penguasaan matematika oleh mahasiswa. Pendapat ini muncul karena hakekat matematika sebagai “tool” ataupun “bahasa” dalam berbagai disiplin ilmu, termasuk dalam merepresentasikan gejala fisis dan pemecahan masalah di fisika. Terlebih lagi fisika sangat membutuhkan formulasi matematika dalam merepresentasikan hukum-hukum ilmiah yang digunakan dan penyelidikan konsekuensi hukum-hukum tersebut [9].
Pendapat di atas juga didukung beberapa penelitian salah satunya penelitian yang menunjukkan bahwa ada korelasi yang positif antara nilai matematika dan fisika di tahap
37
persiapan perguruan tinggi [10]. Penelitian lain menyebutkan bahwa ada korelasi antara nilai fisika yang diperoleh di dalam perkuliahan dengan nilai pre tes matematika yang mencakup materi aljabar dan trigonometri [11]. Semua korelasi dalam penelitian-penelitian tersebut tidak menunjukkan bukti langsung adanya hubungan kausal antara matematika dan fisika sehingga tidak bisa disimpulkan bahwa seorang mahasiswa perlu untuk mempraktekkan dan meningkatkan ketrampilan-ketrampilan matematikanya sebelum masuk dalam perkuliahan fisika. Dari permasalahan ini, salah satu peneliti melihat hubungan kausal antara matematika dan fisika, secara khusus dikaitan antara ketrampilan matematika mahasiswa dan pengetahuan awal konseptual fisika sebagai faktor-faktor yang bisa mempengaruhi variasi pembelajaran mahasiswa [12]. Perlakukan ini dilakukan kepada empat kelompok pada sampel penelitiannya. Hasil penelitiannya menunjukkan bahwa terdapat korelasi yang signifikan antara ketrampilan matematika mahasiswa dengan kenaikan nilai konseptual fisika pada ketiga kelompok mahasiswa dari keempat sampel tersebut. Selain itu, mahasiswa dengan tingkat yang lebih tinggi dalam ketrampilan matematika sebelum pemberian materi fisika memperoleh kenaikan yang lebih tinggi secara substansial pada konseptual fisika terlepas dari pengetahuan awal mereka tentang konsep tersebut, dibandingkan dengan mereka yang memiliki ketrampilan matematika yang rendah.
Dari beberapa sumber di atas, dapat ditarik benang merah bahwa menjadi calon guru fisika belum cukup faham konsep fisikanya saja. Akah tetapi, memiliki kecukupan kemampuan matematika sangat diperlukan dalam menyelesaikan permaslahan-permasalahan fisika.
2. Metode
Penelitian ini termasuk dalam penelitian kualitatif dengan jenis penelitian studi literatur. Mekanisme penelitian ini terdiri dari beberapa tahapan, antara lain: mengumpulkan informasi dari referensi yang membahas tentangkemampuan matematika dan mengkaji hasil penelitian sebelumnya yang relevan tentang kemampuan matematika.
3. Pembahasan
Kata mampu memiliki arti kuasa (bisa, sanggup) melakukan sesuatu; dapat, sedangkan arti kata kemampuan adalah kuasa (bisa, sanggup) melakukan sesuatu; dapat [13]. Kemampuan adalah merujuk pada kinerja seseorang dalam suatu pekerjaan yang bisa dilihat dari pikiran, sikap, dan perilakunya [14]. Pada artikel ini yang dimaksud dengan kemampuan adalah kesanggupan atau kecakapan yang dimiliki seseorang dalam menyelesaikan suatu soal yang bisa dilihat dari pikiran, sikap, dan perilakunya. Dari
38
beberapa batasan di atas, maka dapat ditarik kesimpulan definisi dari kemampuan matematika adalah kemampuan yang dimiliki oleh mahasiswa dalam pelajaran matematika.
Kemampuan matematika minimal yang dibutuhkan oleh mahasiswa calon guru fisika yaitu pemecahan masalah, dan komunikasi matematis [15]. Penjelasan lebih detail terkait kemampuan matematika minimal yang perlu dimiliki oleh mahasiswa calon guru fisika sebagai berikut.
2.1. Pemecahan Masalah
Problem solving merupakan suatu proses memecahkan masalah tidak secara langsung melainkan harus melalui cara lain terlebih dahulu. Kemampuan memecahkan masalah dibagi menjadi beberapa tahapan yaitu sebagai berikut: a. Memahami masalah: mengidentifikasi konsep fisika, mengidentifikasi hubungan
antarkonsep.
b. Merencanakan atau merancang strategi pemecahan masalah c. Melaksanakan perhitungan
d. Memeriksa kembali kebenaran hasil atau solusi. 2.2. Komunikasi Matematis
Definisi komunikasi matematis dalam fisika adalah mengkomunikasikan gagasan dengan simbol, tabel, diagram atau ekspresi matematika untuk memperjelas keadaan atau masalah dan memiliki sikap menghargai kegunaan matematika dalam kehidupan, sikap rasa ingin tahu, perhatian dan minat dalam mempelajari matematika, serta sikap ulet dan percaya diri dalam menyelesaikan masalah [15].
Indikator kemampuan komunikasi matematis sebagai berikut:
a. Melukiskan atau merepresentasikan benda nyata, gambar dan diagram dalam bentuk ide dan atau simbol.
b. Menjelaskan ide, secara lisan dan tulisan dengan menggunakan benda nyata, gambar, dan grafik.
c. Menyusun konjektur, menyusun argumen, merumuskan definisi dan generalisasi d. Mengungkapkan kembali suatu uraian dalam bahasa sendiri.
Menjadi calon guru fisika, bukan hanya paham konsep fisika saja yang dikuasai, namun bekal kemampuan matematika harus dimiliki. Dalam menjawab tantangan kedepan, calon guru fisika memilki bekal penguasaan kemampuan matematika yang memadai. Fakta menunjukkan bahwa prestasi fisika yang diukur pada aspek reasoning Indonesia berada pada ranking 40 dari 42 negera [16]. Hal senada
39
berdasarkan hasil TIMSS dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut: (1) rata-rata capain fisika siswa Indonesia ditinjau dari aspek kognitif (knowing, applying, reasoning) masih rendah; (2) kecenderungan capaian fisika siswa Indonesia selalu menurun pada tiap aspek kognitif sehingga kemampuan fisika siswa Indonesia harus ditingkatkan pada semua aspek, khususnya aspek reasoning dengan cara membekalkan pada siswa kemampuan berpikir tingkat tinggi [17]. Kemampuan reasoning sangat erat kaitannya dengan kemampuan memecahkan masalah (problem solving).
Mempresentasikan hasil percobaan kedalam grafik dan diagram salah satu kemampuan yang tidak terpisahkan dari seorang guru fisika. Dalam mempresentasikan sebuah data hasil percobaan, calon guru fisika harus ahli dalam menyajikan dan mengemasnya secara ilmiah. Mengkomunikasikan hasil percobaan ke dalam grafik juga merupakan salah satu keterampilan proses sains. Keterampilan proses sains adalah keterampilan yang melibatkan keterampilan-keterampilan kognitif atau intelektual, manual dan sosial. Keterampilan ini digunakan untuk mengkaji fenomena alam dengan cara-cara tertentu yaitu menggunakan metode ilmiah untuk memperoleh ilmu dan pengembangan ilmu itu selanjutnya, sehingga dari fakta yang ada dapat menemukan suatu konsep, prinsip, hukum dan teori, atau untuk mengembangkan konsep yang telah ada sebelumnya [3]. Keterampilan proses sains dikategorikan menjadi sembilan indikator yaitu: melakukan pengamatan, menafsirkan pengamatan atau inferensi, mengelompokkan atau klasifikasi, prediksi, mengkomunikasikan hasil, berhipotesis, merencanakan percobaan, menerapkan konsep, dan mengajukan pertanyaan [3]. Dari beberapa uraian di atas, maka semakin menguatkan bahwa komunikasi matematis merupakan bagian yang tidak dapat dipisahkan dari kemampuan matematika yang dimiliki calon guru fisika.
4. Kesimpulan
Calon guru fisika dituntut memiliki kemampuan matematika yang memadai. Matematika sebagai bahasa pengantar fisika sangat dibutuhkan untuk merepresentasikan hukum-hukum ilmiah dan konsep fisika. Hampir semua persamaan fisika menggunakan bahasa matematika, terlebih untuk menyelesaikan soal atau kasus fisika. Olehkarena itu, memiliki kecukupan kemampuan matematika menjadi syarat utama sebagai calon guru fisika. Hasil penelitian ini didapat bahwa menjadi mahasiswa calon guru fisika minimal memiliki dua jenis kemampuan matematika yaitu pemecahan masalah dan komunikasi matematis.
40
Daftar Pustaka
[1] Poltoratsky, B., Physics history. Moscow: Lomonosov Moscow State University, 2010.
[2] Mundilarto, Penilaian hasil belajar fisika. Yogyakarta: UNY Press, 2012.
[3] Hasyim, Faiz, Pengembangan Instrumen Integrasted Assessment Fisika untuk Mengukur Keterampilan Proses Sains dan Kemampuan Berpikir Analitis Peserta Didik SMA pada Pokok Bahasan Elastisitas, Thesis, tidak dipublikasikan, Universitas Negeri Yogyakarta, 2015.
[4] Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J., Fundamentals of Physics 8th Ed, Canada: John Wiley & Sons Canada, 2007.
[5] C. Tzanakis, The Relationship Between Mathematics and Physics in Undergraduate Teaching-Online Journal, Website: http://www.math.uoc.gr/~ictm2/Procee dings/pap319.pdf, 2002. (Di akses tanggal 7 Desember 2017).
[6] Redish, E. F., The Implications of Cognitive Studies for Teaching Physics. American Journal of Physics, 62, 796-803, 1994.
[7] Angell, C., Guttersrud, Ø., Henriksen, E. K., & Isnes, A., Physics: Frightful, but Fun, Pupils and Teachers Views of Physics and Physics Teaching [Electronic version], Science Education, 88, 683-706, 2004.
[8] Funda Ornek dkk., What Makes Physics Difficult, International Journal of Environtment & Science Education. Vol 1 (3), 2008.
[9] Quale, A., On the Role of Mathematics in Physics: A Constructivist Epistemic Perspective. Science and Education, 20, 609-624, 2011.
[10] Thorndike, A., Correlation Between Physics And Mathematics Grades. School Science and Mathematics, 46(7), 593-690, 1946.
[11] Hudson, H. T., & Rottmann, R. M., Correlation between Performance in Physics and Prior Mathematics Knowledge, Journal Of Research In Science Teaching, 18(4), 291-294, 1981.
[12] Meltzer, D. E., The Relationship between Mathematics Preparation and Conceptual Learning Gains in Physics: A Possible „„Hidden Variable‟‟ In Diagnostic Pretest Scores. American Journal of Physics, 70 ~12. Retrieved from http://ojps.aip.org/ajp/, 2002. (Diakses tanggal 7 Desember 2017).
[13] KBBI, Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI) [Online]. Available at:
http://kbbi.web.id/pusat, 2016.
41
Aksara, 2008.
[15] Soemarmo, U & Hendriana, H., Penilaian Pembelajaran Matematika. Bandung: Refika Aditama, 2014.
[16] TIMSS & PIRLS International Study Center, TIMSS 2011 international results in science. Boston: The TIMSS & PIRLS International Study Center, Boston College. Diambil dari http: timss.bc.edu/timss2011/release.html. 2012. (Diakses tanggal 7 Desember 2017)
[17] Ridwan Efendi, Kemampuan Fisika Siswa Indonesia dalam TIMSS, Prosiding Seminar Nasional Fisika 2010 ISBN : 978-979-98010-6-7. 2010.
