PENGEMBANGAN KEMAMPUAN ILMIAH SISWA DALAM MENGINTERPRETASI DAN MEMBUAT GRAFIK FUNGSI LINIER
DALAM PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN MENGGUNAKAN GABUNGAN METODE CERAMAH, DEMONSTRASI DAN LATIHAN
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Fisika
Disusun Oleh :
Marita Wonga Wara Wangge Tani NIM : 141424045
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKRTA
iv
Motto
Janganlah Kuatir akan Hidupmu!!!
Tuhan tidak menolakmu, Dia tahu yang terbaik buat mu.
Perhatikanlah dengan baik bahwa Tuhan memelihara semua bunga dan rumput liar dipermukaan bumi dengan penuh cinta dan cara yang paling tepat.
Tak satu pun boleh tumbuh atau patah tanpa seijin-Nya.
Jika bunga dan rumput liar mendapatkan perhatian Tuhan disetiap sudutnya, bagaimanakah dengan dirimu sendiri yang merupakan citra Allah?
Percayalah, Tuhan Allah mencintaimu.
“Serahkanlah segala kekuatiranmu kepada-Nya, sebab Ia yang memelihara kamu“
v
HALAMAN PERSEMBAHAN
Puji syukur dan terimakasih kepada Tuhan Yesus yang manis serta Bunda Maria yang penuh rahmat dalam segala karunia, cinta, kekuatan, kesehatan dan
pengharapan yang boleh ku terima dalam hidup ini.
Karya sederhana ini, Ku Persembahkan Kepada
Kedua Orangtuaku Hendrikus Tani dan Maria Magdalena Ani Wiji
Kedua Saudariku Martina Karunia Tani dan Maria Rosari Tani
Serta pater Alan Nasraya SVD dan Bapak Yanuarius Sekeluarga
viii ABSTRAK
Marita Wonga Wara Wangge Tani. 2019. Pengembangan Kemampuan Ilmiah Siswa Dalam Menginterpretasi dan Membuat Grafik Fungsi Linier Dalam Pembelajaran Fisika Dengan Menggunakan Gabungan Metode Ceramah, Demonstrasi, dan Latihan. Program Studi Pendidikan Fisika, Jurusan Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sejauh mana gabungan metode ceramah, demonstrasi dan latihan mampu mengembangkan kemampuan ilmiah siswa dalam menginterpretasi dan membuat grafik fungsi linier dalam proses pembelajaran fisika. Usaha yang dilakukan ialah dengan memberikan proses pembelajaran yang menggunakan gabungan metode ceramah, demonstrasi dan latihan untuk pokok bahasan grafik fungsi linier pada grafik (s-t), (v-t) dan (F- x) di kelas X dan XI Sekolah Menengah Atas (SMA).
Penelitian Ini tergolong dalam penelitian deskriptif kualitatif dengan jumlah peserta didik 8 orang. Data-data yang diperoleh dalam penelitian melalui beberapa kegiatan sebagai berikut: (i) Pretest dan Posttest, serta (ii) penarikan kesimpulan yaitu sejauh mana perkembangan kemampuan peserta didik dalam menginterpretasi dan membuat grafik fungsi linier dalam pembelajaran fisika mulai dari sebelum diberikan proses pembelajaran hingga sesudah diberikan proses pembelajaran, dan (iii) analisis kesulitan peserta didik setelah diberikan proses pembelajaran.
Dari hasil analisis data didapatkan bahwa: (i) Kemampuan peserta didik dalam menginterpretasi dan membuat grafik fungsi linier dalam pembelajaran fisika mengalami perkembangan dari tingkat kemampuan yang tergolong rendah menjadi cukup. Hal ini dapat diketahui dari kemampuan awal peserta didik dari hasil pretest sebesar 16,47 ( 23,86%) dan kemampuan akhir peserta didik dari hasil posttest sebesar 36,22 (52,49%), (ii) Walaupun peserta didik mengalami perkembangan kemampuan yang tinggi, namun nilai yang diperoleh belum mencapai nilai kriteria ketuntasan minimum (KKM) sebesar 75%.
ix
ABSTRACT
Marita Wonga Wara Wangge Tani. 2019. The Development of Students' Scientific Abilities in Interpreting and Making Graphs of Linear Functions in Physics Learning by Using Lecture, Demonstration, and exercises Methods. Physics Education Study Program, Department of Mathematics and Natural Sciences Education, Faculty of Teacher Training and Education, Sanata Dharma University, Yogyakarta.
This research is aimed to measure the extent to which the combination of lecture, demonstration and problem exercises methods are able to develop students' scientific abilities in interpreting and making graphs of linear functions in physics learning. The effort taken is to provide a learning process that uses a combination of lecture, demonstration and exercises methods to discuss graphs of linear functions in graphs (s-t), (v-t) and (F-∆x) in class X and XI of Senior High School (SMA) .
This research was classified as a qualitative descriptive study with a total of 8 students. The data of this study were obtained through several activities as follows: (i) Pretest and Posttest, and (ii) drawing conclusions, namely the extent of students' ability in making and interpreting graphs of linear functions in physics learning starting before being given the learning process until the learning process is given, also (iii) analysis the difficulty of students after given the learning process.
From the results of data analysis, it was found that: (i) The ability of students in creating and interpreting graphs of linear functions in physics learning has developed from a relatively low level to be sufficient. It can be seen from the initial
students’ ability from the Pretest results of 16,47 (23,86%) and the final students’ ability from the Posttest results of 36,22 (52,49%), (ii) Although students have developed, however their score have not reached the standard of minimum completeness (KKM), that is 75%.
x
KATA PENGANTAR
Puji syukur dan terimaksih kepada Tuhan yang Maha Esa atas rahmat, berkat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Pengembangan Kemampuan Ilmiah Siswa Dalam Menginterpretasi dan Membuat Grafik Fungsi Linier Dalam Pembelajaran Fisika Dengan Menggunakan Gabungan Metode Ceramah, Demonstrasi dan Latihan”. Penulis menyadari bahwa selama proses penyusunan skripsi ini tidak lepas dari bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan yang berbahagia ini Penulis ingin mengucapkan terimakasih secara khusus kepada :
1. Bapak T. Sarkim M. Ed.,Ph.D. selaku dosen pembimbing yang telah dengan sabar memberikan bimbingan, bantuan, pengarahan, serta saran sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
2. Bapak Dr. Ignatius Edi Santosa, M.S selaku Ketua Program Studi Pendidikan Fisika, dan semua dosen penguji atas saran dan masukan yang berguna demi menyempurnakan skripsi ini.
3. Bapak Drs. Aufridus Atmadi, M.Si selaku Dosen Pembimbing Akademik yang telah membantu mendampingi selama proses studi.
4. Ibu Ir. Sri Agustini Sulandari, M.Si selaku kepala laboratorium Pendidikan Fisika Sanata Dharma yang telah berkenan mengizinkan penggunaan fasilitas alat-alat percobaan.
xi
6. Segenap dosen Program Studi Pendidikan Fisika yang telah membimbing, mendidik, membagikan ilmu, pengalaman hidup kepada penulis selama belajar di Program Studi Pendidikan Fisika Sanata Dharma.
7. Seluruh staf sekretariat JPMIPA yang telah membantu memperlancar proses studi, atas keramahan dan kesabarannya selama penulis menempuh studi di Program Studi Pendidikan Fisika Sanata Dharma.
8. Wakil Rektor IV beserta staff yang telah banyak membantu dalam mengurus beberapa kepentingan selama proses studi.
9. Bapa Hendrikus Tani, Mama Maria Magdalena Ani wiji, adik Tina dan adik Rosa yang selalu setia memberikan kekuatan dalam doa dan pengaharapan. 10. Keuskupan Manokwari Sorong yang telah memberi peluang dan wadah untuk
boleh belajar di Universitas Sanata Dharma.
11. Sr. Cristin Marie, PIJ dan Sr. Yosefa, PIJ sebagai Kepala Asrama Putri Sang Timur Yogyakarta yang telah sangat membantu memberi dukungan dan penyediaan tempat selama proses pengambilan data.
12. Vivin, Angel, Ajeng, Gabby, Grace, Heny dan Natalia, yang telah bersedia meluangkan waktu sebagai subyek penelitian.
13. Pater Alan Nasraya, SVD dan Bapak Yanuarius sekeluarga yang telah memberi kekuatan dan dukungan dalam doa.
xiii DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... ….i
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ... ii
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
MOTTO ... iv
HALAMAN PERSEMBAHAN ... v
PERTANYAAN KEASLIAN KARYA………..vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIK………..vii
ABSTRAK ... viii
ABSTRACT ... ix
KATA PENGANTAR ... x
DAFTAR ISI ... xiii
DAFTARTABEL………..xvi
DAFTAR GAMBAR ... xviii
DAFTAR LAMPIRAN ... xx
BAB I PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang Masalah ... 1
B. Rumusan Masalah ... 4
C. Tujuan Penelitian ... 4
D. Batasan Masalah ... 4
E. Manfaat Penelitian ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6
A. Kemampuan Ilmiah ... 6
B. Pendekatan Ketrampilan Proses ... 9
xiv
1. Pengertian Grafik Dalam Fisika ... 11
2. Grafik Fungsi Linier ... 12
3. Gambaran Sebuah Grafik fungsi Linier Dalam Fisika ... 13
D. Menginterpretasi Grafik Fungsi Linier Dalam Fisika ... 21
E. Membuat Grafik Fungsi Linier Dalam Fisika ... 24
F. Aspek-aspek Penting Dalam Menginterpretasi Grafik di Fisika ... 29
1. Kemampuan Memahami konsep dan hubungan besaran-besaran fisika dalam suatu persamaan ... 29
2. Kemampuan Mengartikan nilai dan bentuk gradien garis ... 30
3. Kemampuan Mengartikan nilai titik potong pada grafik ... 34
4. Kemampuan megartikan luas daerah dibawah kurva ... 36
G. Aspek-aspek Penting Dalam Membuat Grafik di Fisika ... 36
1. Kemampuan Mengkonstruksi Grafik Dengan Benar ... 36
2. Kemampuan Menggambar Gradien Garis ... 37
3. Kemampuan Menentukan titik potong pada grafik ... 37
H. Upaya Pengembangan Kemampuan Ilmiah ... 37
I. Gabungan Metode Ceramah, Demonstrasi dan Latihan ... 38
J. Materi Pembelajaran ... 41
K. Kerangka Berpikir ... 47
L. Penelitian Sejenis ... 47
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 49
A. Jenis Penelitian ... 49
B. Responden penelitian ... 49
C. Desain Penelitian ... 49
xv
E. Metode Pengunpulan Data ... 51
F. Instrumen Penelitian ... 51
G. Validitas Instrumen ... 54
H. Metode Analisis Data ... 55
BAB IV DATA, ANALISIS DATA, DAN PEMBAHASAN ... 77
A. Pelaksanaan Penelitian ... 77
B. Data dan Analisis ... 80
C. Pembahasan ... 107
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 155
A. Kesimpulan ... 155
B. Saran ... 158
DAFTAR PUSTAKA ... 159
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Hubungan Tegangan (V) Terhadap Arus (I) ... 15
Tabel 3.1 Kisi-kisi Butir Soal ... 52
Tabel. 3.2 Aspek-aspek penting dalam menginterpretasi grafik fungsi linier di fisika ... 53
Tabel. 3.3 Aspek-aspek penting dalam mebuat grafik fungsi linier di fisika ... 54
Tabel 3.4 Pedoman penskoran untuk pretest dan posttest ... 55
Tabel 3.5 Perolehan Skor Peserta Didik pada Pretest dan Posttest ... 60
Tabel 3.6 Klasifikasi tingkat kemampuan peserta didik pada Pretest dan Posttest62 Tabel 3.7 Tingkat kemampuan siswa berdasarkan skor pretest ... 62
Tabel 3.16 Penentuan interval klasifikasi tingkat kemampuan peserta didik pada aspek-aspek menginterpretasi grafik ... 69
Tabel 3.17 Penentuan interval klasifikasi tingkat kemampuan peserta didik pada aspek-aspek membuat grafik ... 70
Tabel 4.1 Jadwal Pengambilan Data ... 77
Tabel 4.2 Data perolehan skor Pretest ... 80
Tabel 4.3 Tingkat kemampuan siswa berdasarkan skor Pretest ... 82
Tabel 4.4 Persentase perolehan skor tiap soal pada Pretest ... 83
Tabel 4.5 Perolehan skor tiap indikator pada Pretest ... 84
Tabel 4.6 Perolehan skor untuk tiap aspek menginterpretasi grafik pada Pretest . 86 Tabel 4.7 Perolehan skor untuk tiap aspek membuat grafik pada Pretest ... 87
Tabel 4.8 Klasifikasi Tingkat kemampuan tiap aspek dalam ... 88
menginterpretasi grafik pada Pretest ... 88
Tabel 4.9 Klasifikasi Tingkat kemampuan tiap aspek dalam membuat grafik pada Pretest ... 88
Tabel 4.10 Data perolehan skor Posttest ... 89
Tabel 4.11Tingkat kemampuan siswa berdasarkan skor Posttest ... 91
Tabel 4.12 Persentase perolehan skor tiap soal pada Posttest ... 92
Tabel 4.13 Perolehan skor tiap indikator pada Posttest ... 93
xvii
Tabel 4.16 Klasifikasi Tingkat kemampuan tiap aspek menginterpretasi grafik pada
Posttest ... 97
Tabel 4.17 Klasifikasi Tingkat kemampuan tiap aspek membuat grafik pada Posttest ... 97
Tabel 4.18 perbandingan klasifikasi tingkat kemampuan peserta didik setelah pretest dan posttest ... 98
Tabel 4.20 Perbandingan Klasifikasi Tingkat kemampuan tiap aspek dalam meginterpretasi grafik ... 102
Tabel 4.21 Perbandingan Klasifikasi Tingkat kemampuan tiap aspek dalam membuat grafik ... ...105
Tabel 4.22 Analisis kesulitan peserta didik dalam ... 119
menginterpretasi Grafik ... 119
Tabel 4.23 Analisis Kesulitan peserta didik dalam membuat grafik ... 120
Tabel 4.24 Upaya perbaikan untuk mengembangkan ... 121
Tabel 4.25 Upaya perbaikan untuk mengembangkan ... 122
Tabel 4.26 Desain pembelajaran hari pertama ... 127
Tabel 4.27 Desain Pembelajaran hari kedua ... 129
Tabel 4.28 Analisis Kesulitan peserta didik dalam ... 147
Tabel 4.29 Analisis Kesulitan peserta didik dalam membuat grafik ... 148
Tabel 4.30 Perbandingan kesulitan peserta didik pada pretest dan posttest dalam menginterpretasi grafik ... 149
xviii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Grafik Hubungan Posisi (m) terhadap Waktu (t) ... 12
Gambar 2.2. Grafik Hubungan Kecepatan v (m/s) terhadap Waktu (t) ... 12
Gambar 2.3. Grafik Hubungan Gaya (N) terhadap pertambahan panjang pegas (m) ... 12
Gambar 2.4 Grafik Y = mx dan Y = -mx ... 17
Gambar 2.5 Grafik posisi terhadap waktu (x-t) ... 18
Gambar 2.6 Grafik kecepatan terhadap waktu (v-t) yang memiliki nilai gradien negatif ... 19
Gambar 2.7 Grafik persamaan y = mx +c yang memiliki perpotongan garis ... 19
Gambar 2.9 Perbandingan grafik y = n +mx dan v = + t ... 23
Gambar 2.10 Interpretasi grafik kecepatan terhadap waktu (v-t) ... 24
Gambar 2.11 Membuat garis pada grafik ... 25
Gambar 2.12 Mengabaikan sebuah data yang diragukan ... 25
Gambar 2.13 Membuat garis ektrapolasi ... 26
Gambar 2.14 Grafik hasil eksperimen hukum Hooke ... 27
Gambar 2.15 Kesalahan dalam menentukan sumbu grafik ... 27
Gambar 2.16 Kesalahan membuat garis mengikuti titik-titik data ... 27
Gambar 2.17 Kesalahan dalam menarik garis dengan data yang terlalu sedikit .. 28
Gambar 2.18 Kesalahan dalam menarik garis lurus yang sebagian cenderung mengikuti satu lengkungan ... 28
Gambar 2.19 Kesalahan menarik garis dengan data yang kurang lengkap ... 28
Gambar 2.21 Bentuk kecuraman gradien garis ... 31
Gambar 2.22 Bentuk gradien yang berbeda dari grafik (x-t) ... 32
Gambar 2.23 Bentuk gradien yang berbeda dari grafik (v-t) ... 33
Gambar 2.24 Grafik Hubungan Posisi x, (m) terhadap Waktu, t (s) ... 34
Gambar 2.25 Hubungan Grafik (x-t ) dan (v-t) ... 44
Gambar 2.26 Hubungan Grafik (v-t) dan ( -t) ... 45
xix
Gambar. 3.1 Diagram Pelaksanaan Penelitian ... 50 Gambar 4.1 Nilai (%) pretest dan posttest peserta didik berdasarkan klasifikasi tingkat kemampuan secara umum ... 99 Gambar 4.2 Perkembangan peserta didik dalam menginterpretasi
grafik dari hasil pretest dan posttest ... 104 Gambar 4.3 Perkembangan peserta didik dalam membuat grafik dari hasil pretest dan
xx
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 RPP ... 162
Lampiran 2 Soal Pretest ... 168
Lampiran 3 Soal Posttest ... 174
Lampiran 4 Kunci Jawaban Soal Pretest ... 180
Lampiran 5 Kunci Jawaban Soal Posttest ... 189
Lampiran 6 Rubrik penilaian Pretest ... 198
Lampiran 7 Rubrik Penilaian Posttest ... 216
Lampiran 8 Sampel Pretest ... 234
Lampiran 9 Sampel Posttest ... 238
1 BAB I PENDAHULUAN
A.Latar Belakang Masalah
Dalam pembelajaran sains peserta didik diajak untuk melakukan suatu proses kerja ilmiah yang menuntut peserta didik untuk memiliki beberapa ketrampilan dasar. Peserta didik perlu mengembangkan kemampuan ilmiah dengan latihan secara terus menerus agar dapat menguasai ketrampilan dasar tersebut. Menurut Cony Semiawan, dkk (1985), ketrampilan dasar yang perlu dikembangkan diantarnya ialah kemampuan untuk menginterpretasi atau menafsirkan data serta kemampuan untuk mengkomunikasikan. Dengan menguasai kemampuan tersebut, Peserta didik diharapkan mampu mengembangkan potensi dalam bidang sains dengan lebih mudah. Contohnya dalam pembelajaran Fisika, Kemampuan menginterpretasi atau menafsirkan data sangat dibutuhkan. Hal ini dikarenakan banyak konsep fisika yang dijelaskan dengan penyajian data berupa angka dalam bentuk tabel maupun grafik.
mudah memahami konsep-konsep fisika yang ada. Namun, Hingga saat ini masih banyak peserta didik yang mengalami kesulitan untuk menginterpretasi dan membuat grafik dengan baik dan benar. Hal ini dapat diketahui dari pengalaman peneliti ketika mengikuti program praktek lapangan di Sekolah Menengah Atas. Banyak peserta didik yang masih merasa kesulitan dalam menginterpretasi dan membuat sebuah grafik dari hasil praktikum.
Kesulitan-kesulitan peserta didik dalam menguasai ketrampilan tersebut ditimbulkan dari beberapa hal diantaranya, kurangnya pemahaman mengenai grafik, metode mengajar guru yang kurang maksimal, kurangnya media pembelajaran dan rendahnya motivasi belajar.
Berdasarkan pengalaman tersebut maka peneliti ingin memberikan proses pembelajaran yang bertujuan untuk membantu mengembangkan kemampuan ilmiah peserta didik khusunya pada kemampuan dalam menginterpretasi dan membuat grafik.
Penelitian mengenai kemampuan menginterpretasi dan membuat grafik telah dilakukan sebelumnya di Universitas Sanata Dharma oleh seorang mahasiswa yang bernama Anselmus Aka Prasetya. Penelitian yang telah dilakukan berjudul “ Peningkatan kemampuan siswa dalam menginterpretasi dan menggambar grafik S-T serta V-T pada GLB dan GLBB melalui pembelajaran dengan menggunakan contoh dalam kehidupan sehari-hari”.
menginterpretasi dan menggambar grafik setelah mengikuti desain pembelajaran yang dibuat. Desain pembelajaran yang telah dibuat oleh peneliti tersebut telah pada tingkatan mengetahui makna dari gradien grafik. Dari hasil penelitian tersebut menunjukkan adanya peningkatan kemampuan siswa dalam menginterpretasikan dan menggambar grafik.
Sedangkan pada penelitian ini akan diberikan proses pembelajaran dengan menggunakan gabungan metode ceramah, demonstrasi dan latihan untuk membantu mengembangkan kemampuan peserta didik dalam menginterpretasi dan membuat grafik fungsi linier dalam pembelajaran Fisika. Penggunaan metode ceramah dalam proses pembelajaran dimaksudkan untuk keefektifan proses pembelajaran dimana peserta didik dapat menerima banyak informasi terkait materi pembelajaran. Penggunaan metode demonstrasi dimaksudkan agar peserta didik lebih memahami materi pembelajaran yang diberikan pada proses pembelajaran sebelumnya yang menggunakan metode ceramah, yaitu dengan mengamati atau melakukan secara langsung peristiwa-peristiwa terterntu terkait materi pembelajaran (konsep fisika). Sedangkan penggunaan metode latihan dimaksudkan agar peserta didik lebih terampil dan paham mengenai materi pembelajaran yang telah diberikan sebelumnya, dengan melakukan proses pengerjaan latihan soal secara berulang-ulang.
Membuat Grafik Fungsi Linier Dalam Pembelajaran Fisika Dengan Menggunakan Gabungan Metode Ceramah, Demonstrasi dan Latihan”.
B.Rumusan Masalah
Berdasarkan pemaparan latar belakang diatas maka rumusan masalah dalam penelitian ini adalah:
Sejauh mana Gabungan Metode Ceramah, Demonstrasi dan Latihan mampu mengembangkan kemampuan ilmiah peserta didik dalam menginterpretasi dan membuat grafik fungsi linier dalam proses pembelajaran fisika ?
C.Tujuan Penelitian
Mengetahui Sejauh mana Gabungan Metode Ceramah, Demonstrasi dan Latihan mampu mengembangkan kemampuan ilmiah peserta didik dalam menginterpretasi dan membuat grafik fungsi linier dalam proses pembelajaran fisika.
D.Batasan Masalah
Dalam penelitian ini, materi pembelajaran yang diberikan hanya berkaitan dengan grafik fungsi linier yang digunakan dalam pembelajaran Fisika yang terdapat pada konsep gerak dan hukum Hooke.
E.Manfaat Penelitian
1. Bagi guru dan calon guru
didik dalam menginterpretasi dan membuat grafik serta sebagai bahan pertimbangan untuk digunakan dalam proses pembelajaran fisika.
2. Bagi siswa
Melalui penelitian ini siswa diharapkan mampu memahami dan menyadari kesulitan yang dialami dalam menginterpretasi dan membuat grafik sehingga memiliki kemauan untuk belajar mengembangkan kemampuannya dalam menginterpretasi dan membuat grafik.
3. Bagi Peneliti
6 BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A.Kemampuan Ilmiah
Kemampuan merupakan kesanggupan siswa dalam melakukan sesuatu yang ditandai dengan adanya perubahan pengetahuan, ketramplian dan tingkah laku yang dicapai melalui proses pembelajaran. Menurut Gagne dan Briggs (dalam Ratu Wardarita, 2010:13) mengemukakan bahwa kemampuan adalah hasil belajar yang diperoleh pembelajar setelah mengikuti suatu pembelajaran. Sedangkan kemampuan ilmiah menurut Kurt.A Heller (1993) dapat didefinisikan sebagai potensi pemikiran ilmiah atau bakat khusus untuk keunggulan dalam ilmu (alam). Kemampuan ilmiah siswa dapat dicapai dengan pembelajaran yang dilakukan dengan pendekatan ilmiah sebagaimana dimaksud meliputi mengamati, menanya, mencoba, mengolah, menyajikan, menyimpulkan, dan mencipta untuk semua pelajaran (Abdul dan Choirul Rohman, 2014). Dengan demikian kemampuan ilmiah merupakan hasil belajar siswa yang ditunjukkan dengan adanya perubahan pengetahuan dan pemikiran yang ditunjukkan dengan ketrampilan atau tingkah laku dalam proses mengamati, menanya, mencoba, mengolah, menyajikan, menyimpulkan, dan mencipta.
mengembangkan pengertian yang dapat memberi sumbangan pada perkembangan fisik dan mental, dan memiliki pengetahuan yang diperlukan untuk pendidikan selanjutnya dan untuk bekerja, Vaidya (1971) mengklasifikasikannya menjadi pemahaman, ketrampilan sains, sikap keilmuan, perhatian pada masalah-masalah sains, dan penghargaan pada hal-hal yang berhubungan dengan sains.
Menurut kurikulum 1994, secara umum pembelajaran fisika bertujuan untuk menguasai konsep-konsep fisika dan keterkaitannya, serta mampu menggunakan metode (proses) sains yang dilandasi sikap keilmuan untuk memecahkan masalah-masalah yang dihadapinya sehingga lebih menyadari keagungan Tuhan Yang Maha Esa; dan secara khusus pada setiap pokok bahasan tujuan tersebut dijabarkan dengan pola: mampu melakukan pengukuran, mampu melakukan percobaan dan bernalar melalui diskusi untuk memahami konsep-konsep, hukum-hukum, serta menerapkannya untuk memecahhkan masalah-masalah yang berkaitan (GBPP bidang studi fisika kurikulum 1994 SMU).
demikian, tujuan-tujuan tersebut telah merupakan jabaran dari pandangan fisika sebagai kesatuan proses, sikap dan hasil (F.Y Kartika Budi , 1997).
Karena itu kurikulum 2013 mengamanatkan esensi pendekatan ilmiah dalam pembelajaran. Pendekatan ilmiah diyakini sebagai titian emas perkembangan dan pengembangan sikap, ketrampilan, dan pengetahuan peserta didik. Dalam proses pembelajaran berbasis pendekatan ilmiah, ranah sikap menggamit transformasi subtansi atau materi ajar agar peserta didik “ tahu mengapa.” Ranah ketrampilan menggamit transformasi substansi atau materi ajar agar peserta didik “tahu bagaimana”. Ranah pengetahuan menggamit transformasi subtansi atau materi ajar agar peserta didik “tahu apa”. Analisis atas rumusan hakikat sains yang diberikan oleh Connant (1971:25), Kuslan & Stones (1968:2) dan Campbell (1953:1) dalam T.Sarkim, (1997) sains mencakup dua aspek, yaitu body knowledge yang sering pula disebut aspek produk dan aspek metode yang dikenal juga dengan istilah proses. Aspek kedua dari sains adalah aspek proses, yaitu metode memperoleh pengetahuan. Pembelajaran sains menjadi berarti bila sains diajarkan sedemikian sehingga anak mengalami suatu proses perubahan konsepsi (Rohandi, 1997). Pendekatan yang dgunakan dalam proses belajar-mengajar IPA (Sains) antara lain ialah : 1. Pendekatan Lingkungan
2. Pendekatan ketrampilan proses 3. Pendekatan Inquiry, dan
B.Pendekatan Ketrampilan Proses
Ketrampilan berarti kemampuan menggunakan pikiran, nalar dan perbuatan secara efisien dan efektif untuk mencapai suatu hasil tertentu, termasuk kreativitas. Proses merupakan konsep besar yang dapat diuraikan menjadi komponen-komponen yang harus dikuasai seseorang bila akan melakukan penelitian (Devi, dalam Budi Lindrawati, 2014). Sehingga pendekatan ketrampilan proses merupakan kegiatan belajar-mengajar yang melatih kemampuan siswa dalam menggunakan pikiran, nalar dan perbuatan secara efisien dan efektif yang dilalui dalam suatu proses pembelajaran yang memuat komponen-komponen penting untuk mencapai penguasaan ilmu pengetahuan.
Kemampuan-kemampuan atau ketrampilan-ketrampilan mendasar yang berproses dalam kerja ilmiah yang sering digunakan oleh para ahli menurut Cony Semiawan, dkk (1985) ialah : Mengobservasi/mengamati, Menghitung, Mengukur, Mengklasifikasi, Mencari hubungan ruang/waktu, Membuat hipotesis, Merencanakan penelitian/eksperimen, Mengendalikan Variabel, Menginterpretasi atau menafsirkan data, Menyusun kesimpulan sementara (inferensi), Meramalkan (memprediksi), Menerapkan (mengaplikasi), dan Mengkomunikasikan.
bila taka da peluang untuk berkembangnya ketrampilan – ketrampilan tersebut. Peluang saja tidak cukup, tanpa direalisasikan. Mereka harus menggunakan peluang untuk melakukan sendiri proses tersebut terus-menerus. Metode eksperimen sangat ideal untuk berlangsungnya proses sains, namun tidak dapat terlalu sering dilakukan karena adanya keterbatasan alat, materi yang dipelajari dan waktu. Metode yang lebih sederhana dan lebih banyak dilakukan adalah metode demonstrasi, yaitu kegiatan menunjukkan sesuatu (Sund, dalam F.Y. Kartika Budi, 1997) dalam proses pembelajaran. Sesuatu itu dapat berupa proses, gejala, dan percobaan.
Berdasarkan keempat alasan ini perlulah dicari cara mengajar-belajar sebaik-baiknya (Conny Semiawan dkk, 1985).
C.Grafik
1. Pengertian Grafik Dalam Fisika
Grafik merupakan ilustrasi yang menyajikan data dari hasil eksperimen yang telah dilakukan. Tujuan dari grafik ialah menunjukkan hasil-hasil untuk memaparkan karaketeristik hubungan antara variabel yang satu dengan variabel yang lain. Menurut Omang Wirasasmita (1989) dalam praktik fisika, grafik memiliki tiga kegunaan utama, yaitu (1) untuk menentukan harga suatu besaran dari sudut kemiringan suatu garis lurus yang menyatakan hubungan dua variabel, (2) merupakan alat bantu visual, dan (3) sebagai pembanding atas hasil percobaan dengan kurva teoritis.
F (N) v (m/s)
x (m)
t (s) t (s) 𝑥(m)
Gambar 2.1. Grafik Hubungan Posisi (m) terhadap waktu (t)
2. Grafik Fungsi Linier
Fungsi linier menurut Negoro dan Harahap (1981), merupakan fungsi yang variabel bebasnya pangkat satu dan dituliskan sebagai berikut :
y = ax + b atau y = f(x) = ax + b
Pada pembelajaran fisika, persamaan matematis fungsi linier dapat ditemukan pada konsep kecepatan pada gerak lurus berubah beraturan dengan persamaan Vt = V0 + t.
Fungsi linier biasa disebut juga dengan fungsi konstan, yang memiliki ciri-ciri sebagai berikut:
a). Grafiknya berupa garis lurus yang mempunyai kemiringan garis (gradien)
b). Selalu memotong sumbu y di titik (0,b) dan memotong sumbu x dititik (-b/a, 0)
Berikut merupakan beberapa contoh grafik fungsi linier yang digunakan di fisika :
Gambar 2.2. Grafik Hubungan Kecepatan v (m/s) terhadap waktu (t)
Gambar 2.3. Grafik Hubungan Gaya (N) terhadap
pertambahan panjang pegas
3. Gambaran Sebuah Grafik fungsi Linier Dalam Fisika a.Komponen Grafik
Sebuah gambar grafik memiliki dua komponen penting, yaitu sumbu tegak dan sumbu mendatar yang saling berpotongan. Komponen tersebut berasal dari sistem koordinat cartesius dalam bidang dua dimensi, yaitu garis mendatar disebut absis (sumbu x) dan garis tegak disebut ordinat (sumbu y) yang berpotongan secara tegak lurus di suatu titik yang disebut titik asal 0 (Prayudi, 2006)
Kedua sumbu x dan y dinamakan dengan sumbu-sumbu koordinat. Setiap titik pada bidang dua dimensi ini dinyatakan sebagai pasangan bilangan berurut (x,y). Nilai suatu besaran pada sumbu x dan y pada grafik menyatakan hubungan sebab akibat.
1) Sumbu X
Sumbu X merupakan tempat bilangan-bilangan dari suatu besaran yang menyatakan sebab. Sehingga nilai besaran di sumbu X tidak dipengaruhi oleh nilai besaran disumbu Y.
2) Sumbu Y
Sumbu Y merupakan tempat bilangan-bilangan daris suatu besaran yang menyatakan akibat. Hal ini berarti bahwa nilai besaran yang berada pada sumbu Y dipengaruhi oleh nilai besaran lain yang berada pada sumbu X.
karena ada nilai di sumbu X. Beberapa hubungan sebab akibat yang terkait ialah, (1) X terjadi maka Y mengikuti, (2) X menghasilkan Y, (3) X mempengaruhi Y, (4) X berhubungan dengan Y, dan (5) semakin besar X maka semakin besar Y
b.Variabel Bebas dan Variabel Terikat
Pada fisika eksperimen, kita sering menemukan fenomena atau situasi yang terkait dengan beberapa variabel. Variabel merupakan besaran-besaran fisis yang ada dalam sebuah eksperimen, dan merupakan langkah umum yang dilakukan dalam eksperimen fisika. Ketika hendak melakukan suatu eksperimen, kita perlu memikirkan bagaimana perubahan salah satu variabel atau kuantitas ketika dilakukan pengubahan kuantitas lain. Ridwan Abdullah Sani (2016) memisalkan mengalirkan arus melewati sebuah resistor yang dijaga pada suhu konstan dan mengukur perbedaan tegangan setelah melewatinya. Akan ditemukan bahwa pertambahan arus menyebabkan pertambahan beda tegangan secara linier. Jika arus ditambah dua kali lipat, beda tegangan juga bertabah dua kali lipat. Demikian pula jika arus ditambah tiga kali lipat maka beda tegangan juga bertambah tiga kali lipat dan seterusnya. Berdasarkan eksperimen tersebut, dapat dikatakan bahwa perbedaan tegangan (V) berbanding lurus dengan arus (I), atau V I.
antara V dan I, disebut hambatan R dari resistor. Oleh karena itu dapat ditulis persamaan V = RI. Dengan demikian, telah ditemukan secara eksperimental bahwa R dipengaruhi oleh suhu, namun dengan menjaga suhu tetap konstan, kita dapat membuat R konstan dan memenuhi persamaan V = IR.
Dari persamaan V = IR, dapat diketahui bahwa arus (I) merupakan variabel bebas, dan tegangan (V) merupakan variabel terikat, dimana nilai besarannya bergantung pada nilai arus (I) yang diberikan dalam percobaan. Data-data dari percobaan fisika seperti percobaan ingin mengetahui hubungan tegangan (V) terhadap arus (I) diberikan dapat disajikan dalam tabel. Penyajian data ini berkaitan dengan varabel bebas dan varabel terikat, pada kolom kiri tabel berisikan nilai-nilai variabel bebas, dan pada kolom kanan tabel berisikan variabel-variabel terikat, seperti berikut :
Tabel 2.1 Hubungan Tegangan (V) Terhadap Arus (I)
No Arus (I) Tegangan (V)
1 2 4
2 3 6
3 4 8
besaran yang harganya titentukan kemudian, digambarkan sepanjang sumbu sumbu tegak/vertikal (Y). Atau singkatnya, penyebab digambarkan sepanjang sumbu horizontal dan akibat pada sumbu vertikal.
Dari persamaan V = IR , kita akan memperoleh grafik garis lurus dengan persamaan matematika y = mx + c, dimana :
V = IR V = R I Y = m x
Keterangan : Y = V (Tegangan) m = R (Resistor) x = I (Arus)
Persamaan garis lurus y = mx + c menunujukkan, y merupakan fungsi dari x, sehingga y adalah variabel terikat dan x adalah variabel bebas, m adalah nilai gradien atau sudut kemiringan garis dan c adalah nilai konstanta. Oleh karena itu, nilai-nilai tegangan (V) diletakkan pada sumbu Y, dan nilai-nilai arus (I) diletakkan pada sumbu X.
c.Gradien Garis
kesebandingan yang merupakan kemiringan grafik ketika y ditetapkan sebgai ordinat (sumbu y) dan x adalah absis (sumbu X). Kemiringan grafik dapat diukur sebagai berikut :
atau m =
kemiringan garis dapat bernilai negative, sehingga memiliki persamaan Y = -mx. Grafik untuk persamaan Y = mx dan Y = -mx di tunjukkan pada gambar berikut :
Gambar 2.4 Grafik Y = mx dan Y = -mx
𝑝1 𝑥1,𝑥2 𝑃′
2
𝑝2
𝑡′2
𝑡= 𝑡2−𝑡1
𝑥1,𝑥2
x
Untuk mengetahui nilai besaran V maka dapat digambarkan grafik x terhadap t sebagai berikut (Tipler, 1998):
Gambar 2.5 Grafik posisi terhadap waktu (x-t)
Pada grafik di atas, kita gambar garis lurus antara posisi yang dinamai 1 dan posisi yang dinamai 2. Perpindahan = 2− 1 dan selang waktu = 2 − 1. Garis antara 1 dan 2 adalah sisi miring segitiga yang mempunyai sisi dan . Rasio / dinamakan kemiringan garis lurus ini. Dalam istilah geometri, kemiringan ini merupakan ukuran kecuraman garis lurus pada grafik untuk selang tertentu makin curam garisnya, makin besar nilai / Oleh karena itu, kecepatan rata-rata (V) adalah kemiringan garis lurus yang menghubungkan titik-titik ( 1, 1) dan ( 2, 2).
Pada grafik yang memilki kemiringan negatif dapat kita temui dari persamaan vt = + t pada GLBB dengan grafik Kecepatan (V)
terhadap waktu (t), diketahui bahwa kemiringan garis ialah nilai percepatannya ( ). Oleh karena nilai kemiringan garis negatif, maka nilai
𝑥1
𝑥2
𝑡1 𝑡2
𝑥= 𝑥2−𝑥1
V (m/s)
t (s)
percepatannya negatif. Hal ini dapat diartikan bahwa semakin lama benda bergerak mengalami perlambatan. Berikut merupakan bentuk grafik v terhadap t yang memilki gradient negatif.
Gambar 2.6 Grafik kecepatan terhadap waktu (v-t) yang memiliki nilai gradien negatif
d.Perpotongan Garis
Pada kasus yang lain, garis lurus pada grafik tidak melewati titik asal (0) namun memotong sumbu Y pada ketinggian tertentu. Garis seperti ini diwakili dengan persamaan Y = mx + c. Nilai C adalah nilai Y pada perpotongan dengan sumbu Y, yakni persamaan y dengan nilai X = 0, akan diperoleh persamaan y = 0 + c. Nilai c tersebut akan diilustrasikan pada gambar berikut (Ridwan Abdullah Sami 2016 : 51)
Gambar 2.7 Grafik persamaan y = mx +c yang memiliki perpotongan garis
Garis PS juga memotong sumbu X di titik S, yang merupakan persamaan sumbu X dengan nilai Y = 0, Perpotongan pada sumbu X dapat diperoleh dengan cara yang sama dengan sebelumnya, yakni dengan menggantikan nilai Y = 0 pada persamaan garis gambar grafik
Y
R
O
C S
P
tersebut. Diperoleh persamaan 0 = mx + c. Jadi nilai x = -c/m pada daerah perpotongan dengan sumbu x. Cara lain untuk memperoleh nilai perpotongan pada sumbu x adalah dengan menganalisis persamaan kemiringan garis sebagai berikut :
Kemiringan m =
Perhatikan bahwa perpotongan pada sumbu x bernilai negatif, sehingga sesuai dengan nilai yang diperoleh, yakni –c/m. Persamaan umum garis lurus diawakili dengan persamaan y = mx + c, dapat ditulis sebagai persamaan (y– c) = mx. Oleh karena itu dapat dinyatakan bahwa (y– c) mx. Perhatikan bahwa, jika c = 0, akan diperoleh persamaan untuk garis lurus yang mewakaili titik asal (0,0).
Sebagai contoh persamaan umum garis lurus, akan dibahas persamaan untuk variasi hambatan terhadap suhu, yakni = (1 + .t). Pada persamaan tersebut, adalah hambatan pada suhu t yang diukur dlm celcius. R0 adalah hambatn pada suhu 0 dan adalah koefisien suhu untuk hambatan. Variabel persamaan ini adalah dan t, sedangkan nilai dan tetap.
maka nilai akan dapat dihitung. Jika data ditemukan dan digunakan untuk membuat grafik garis lurus, kemudian kemiringan garis dan perpotongannya diukur, maka aka diperoleh nilai koefisien suhu ( ). D.Menginterpretasi Grafik Fungsi Linier Dalam Fisika
Kemampuan menginterpretasi atau menafsirkan data adalah salah satu ketrampilan penting yang umumnya dikuasai oleh para ilmuan. Menurut Bloom (1956) interpretasi merupakan salah satu aspek dalam domain pemahaman yang merupkan tingkatan kedua dari domain kognitif. Dalam kaitan pembelajaran Fisika, intepretasi meliputi (Bloom, 1971 ):
1. Kemampuan menafsirkan pernyataan verbal
2. Kemampuan menafsirkan gambar, menafsirkan grafik, diagram, dan persamaan matematika
3. Kemapuan menafsirkan berbagai tipe data
4. Kemampuan membuat kualifikasi yang pantas dalam menafsirkan data 5. Kemampuan membedakan sekitar atau kesimpulan kontradiktif dari
susunan data.
Martin Kanginan (1997), Interpretasi grafik ialah mengartikan grafik untuk mengetahui besaran-besaran tertentu yang ingin diketahui nilainya.
Berikut merupakan contoh menginterpretasi grafik untuk menentukan kecepatan, percepatan, dan perpindahan suatu gerak lurus.
a. Grafik kedudukan terhadap waktu (s-t) pada GLB
Pada matematika, persamaan y = mx akan menghasilkan grafik y terhadap x (grafik y-x) berbentuk garis lurus condong keatas melalui titik asal o(0,0). Kemringan grafik ditentukan oleh gradient m yang nilainya sama dengan tangen ( alah sudut yang dibentuk terhadap sumbu x positif dengan arah berlawanan jarum jam). Makin curam kemiringan grafik makin besar dan ini berarti makin besar tangen atau gradient m. Selain itu kemiringan garis m, yang melalui titik p( , ) dan Q( 1, 1), dengan 1 2, dapat ditentukan dengan rumus : m =
s
ehingga m = y/x𝛼 𝛼
Makin curam kemiringan grafik makin besar tangen dan ini berarti makin besar tangen atau gradien m yaitu nilai v.
Y s (m)
x t(s)
Gambar 2.8 Perbandingan grafik y = mx dan s = vt
b. Grafik kecepatan terhadap waktu (grafik v-t) pada GLBB
Ada dua besaran yang dapat ditentukkan jika grafik v-t diketahui, yaitu percepatan dan perpindahan. Pada Gerak Lurus Beraturan telah dinyatakan bahwa perpindahan yang ditempuh benda pada selang waktu tertentu sama dengan luas arsir dibawah grafik v-t untuk selang waktu tersebut. Pada bagian ini kita akan mencari bagaiman cara menentukan percepatan dari grafik v-t. Kita akan melakukan cara seperti ketika kita membandingkan grafik y= mx dan s = vt. Jika dibandikan grafik y = n + mx dan grafik vt = + , maka akan mendapatkan bahwa percepatan
pada suatu saat sama dengan kemringan grafik v-t pada saat itu. Secara matematis dirumuskan α = tan sebagai berikut:
Perhatikan bentuk grafik kecepatan terhadap waktu (v-t) dan interpretasinya sebagai berikut:
Gambar 2.10 Interpretasi grafik kecepatan terhadap waktu (v-t)
Dari gambar 2.19 grafik (v-t) A ke B, kecepatan benda makin besar atau kita katakana benda bergerak lurus dipercepat. Dari B ke C, kecepatan benda tetap atau kita katakana benda bergerak lurus beraturan. Dari C ke D, kecepatan benda makin berkurang atau kita katakan benda bergerak lurus diperlambat.
E.Membuat Grafik Fungsi Linier Dalam Fisika
Ada beberapa jenis grafik, yakni grafik garis, diagram batang dan grafik lingkaran. Grafik fungsi linier merupakan grafik garis. Hal yang perlu diperhatikan ketika membuat grafik :
1. Konstruksi Grafik
a. Menggambar salib sumbu, garis horizontal yaitu absis (x) dan vertikal yaitu ordinat (y). Sumbu absis mencantumkan nilai dari variabel bebas dan sumbu ordinat mewakili frekuensi dari variabel terikat.
d. Pemberian nama atau judul pada grafik. e. Membuat Garis Pada Grafik
Garis pada grafik jangan dipaksa harus melalui semua titik yang diperoleh dari eksprimen, tetapi buatlah sebuah garis kecenderungan seperti diilustrasikan dalam Gambar 2.11.
Gambar 2.11 Membuat garis pada grafik
Sebuah titik data yang terlalu jauh menyimpang dari kecenderungan dapat berasal dari data yang ragukan ketelitian pengukurannya. Titik data yang diragukan itu dapat diabaikan atau tidak dipertimbangkan dalam menarik garis kecenderungan, seperti diilustrasikan dalam Gambar 2.12
Berdasarkan sebuah grafik, dapat dibuat garis ektrapolasi untuk kepentingan tertentu. Misalnya dilakukan pengukuran viskositas cairan madu pada suhu yang berbeda, lalu dibuat grafik viskositas terhadap suhu, seperti diilustrasikan dalam gambar 2.13. Sebuah garis ekstrapolasi dapat dibuat untuk menentukan visikositas madu pada suhu yang lebih rendah. Garis ekstrapolasi dilukiskan sebagai garis putus-putus yang ditunjukkan pada gambar 2.13.
Gambar 2.13 Membuat garis ektrapolasi
Gambar 2.14 Grafik hasil eksperimen hukum Hooke
Beberapa kesalahan yang dilakukan dalam membuat grafik sebagai berikut.
1) Salah dalam menentukan sumbu, misalnya ukuran skala sumbu yang terlalu besar seperti diilustarikan pada gambar 2.15.
Gambar 2.15 Kesalahan dalam menentukan sumbu grafik
2) Menarik garis mengikuti titik-titik hasil eksperimen yang sebenarnya mengikuti sebuah pola, seperti diilustrasikan pada gambar 2.16.
3) Menarik garis dengan menggunakan data yang terlalu sedikit.
Gambar 2.17 Kesalahan dalam menarik garis dengan data yang terlalu sedikit
4) Menarik garis lurus memlalui sebagian titik-titik yang tidak cenderung mengikuti garis lurus, seperti pada gambar dibawah ini.
Gambar 2.18 Kesalahan dalam menarik garis lurus yang sebagian cenderung mengikuti satu lengkungan
5) Menarik garis lurus dengan data yang kurang lengkap, seperti pada gambar berikut ini.
2. Pemahaman Kosep , Gradien Garis, dan Perpotongan Garis
Bila membuat grafik dari suatu pernyataan berdasarkan sebuah peristiwa yang menunjukkan gejala fisika, maka mengkonstruksi grafik secara benar tidaklah cukup. Perlu adanya memperhatikan konsep-konsep fisika yang terkait, memahami nilai dan bentuk gradien, serta memahami nilai dari perpotongan garis yang melalui sumbu x dan y. Memahami konsep mampu membantu untuk pembuatan grafik terkait gradien dan perpotongan garis. F. Aspek-aspek Penting Dalam Menginterpretasi Grafik di Fisika
Grafik yang digunakan dalam pembelajaran fisika tidak hanya sekedar menyajikan data berupa nilai-nilai dari suatu besaran yang telah diukur. Nilai-nilai suatu besaran yang disajikan dalam bentuk grafik tersebut, mengandung arti yang sangat penting dalam sebuah penelitian mengenai beberapa besaran dalam fisika yang berkaitan langsung dengan sebuah fenomena yang telah diteliti. Oleh karena itu, dalam menginterpretasi grafik tidak hanya meyebut angka-angka didalamya namun perlu mengartikan angka-angka tersebut kedalam suatu makna.
Berikut merupakan aspek-aspek penting yang perlu diketahui untuk memaknai sebuah grafik sehingga dapat dengan mudah menginterpretasikan sebuah grafik :
1. Kemampuan memahami konsep dan hubungan besaran-besaran fisika dalam suatu persamaan
berfungsi sebagai variabel terikat. Dengan memahami suatu besaran-besaran yang ada di dalam sebuah persamaan diharapkan mampu menghubungkan besaran-besaran tersebut kedalam variabel bebas dan variabel terikat, hal ini berkaitan dengan besaran yang memiki sebab akibat.
Contohnya diberikan persamaan s = v.t diketahui bahwa persamaan tersebut merupakan sebuah persamaan posisi yang memiliki tiga besaran yaitu kedudukan (s) dengan satuan meter, kecepatan (v) dengan satuan meter/sekon, dan waktu (t) dengan satuan sekon. Dari persamaan tersebut (s) merupkan fungsi (y) sebagai variabel terikat dan (t) merupakan fungsi (x) sebagai variabel bebas. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa nilai (s) bergantung pada nilai (t). Semakin besar nilai (t) maka semakin besar pula nilai (s).
2. Kemampuan mengartikan nilai dan bentuk gradien garis
X (m)
besaran yang memiliki keadaan tertentu dari suatu fenomena yang telah diteliti. Jadi dapat disimpulkan bahwa nilai gradien dan bentuk gradien memiliki arti yang saling berkaitan satu sama lain.
Berikut diberikan contoh bagaimana mengartikan gradien garis grafik hubungan posisi terhadap waktu (x-t) dan grafik hubungan kecepatan terhadap waktu (v-t) :
a. Menemukan arti nilai gradien garis dari duah buah grafik yang memiliki parameter berbeda
a. b.
Gambar 2.20 Bentuk Gradien grafik dari parameter berbeda
Gambar a. Grafik Hubungan Posisi (x) Terhadap Waktu (t). Nilai gradien / merupakan nilai V (kecepatan) yang bernilai konstan atau tidak berubah-ubah.
Gambar b. Grafik hubungan Kecepatan terhadap waktu (t). Nilai gradien / merupakan nilai (percepatan) yang bernilai konstan atau tidak berubah-ubah.
b. Menemukan arti dari nilai gradien garis yang memiliki bentuk sama naik ke atas, tetapi derajat kemiringan yang berbeda.
t (s) t (s) V (m/s) = +
V (m/s) = -
x (m) x (m)
Gambar a. Grafik hubungan posisi (x) terhadap waktu (t). Gradien nilai garis merupakan nilai kecepatan (v), dimana nilai kecepatan
1 lebih kecil dibandingkan dengan nilai kecepatan 2. Hal ini terlihat dari bentuk grafik, semakin besar derajat kemringan garis, maka semakin besar nilai kecepatannya, atau semakin curam bentuk gradien garis, maka semakin besar nilai kecepatannya.
Gambar b. Grafik hubungan Kecepatan (v) terhadap waktu (t). Gradien nilai garis merupakan nilai Percepatan ( ), dimana nilai percepatan 1 lebih kecil dibandingkan dengan nilai kecepatan 2. Hal ini terlihat dari bentuk grafik, semakin besar derajat kemringan garis, maka semakin besar nilai percepatannya, atau semakin curam bentuk gradien garis, maka semakin besar nilai percepatannya
c. Menemukan arti dari bentuk gradien garis yang berbeda dari parameter yang sama
1) Grafik hubungan posisi (x) terhadap waktu (t) a. b.
Gambar 2.22 Bentuk gradien yang berbeda
t (s) t (s)
α (m/s2
) = +
α (m/s2
) = -
v (m/s) v (m/s)
Gambar a & b merupakan grafik hubungan posisi (x) terhadap waktu (t). Dimana pada gambar (a) mau menunjukkan bahwa bentuk gradien naik ke atas memiliki arti kecepatan benda bergerak bernilai positif. Dimana benda berpindah dari satu titik (posisi) ke titik berikutnya dan seterusnya dengan kecepatan yang tetap tanpa berbalik arah menuju ke titik (posisi) awal. Sedangkan pada gambar (b) mau menunjukkan bahwa abentuk gradien yang turun kebawah memiliki arti nilai kecepatan (v) bernilai negatif. Dimana benda bergerak melakukan perubahan posisi dengan kecepatan tetap, tetapi berbalik arah menuju ke titik (posisi) awal dengan kecepatan yang tetap (konstan).
2) Grafik hubungan kecepatan (v) terhadap waktu (t)
a. b.
Gambar 2.23 Bentuk gradien yang berbeda dari grafik (v-t)
Gambar a & b merupakan grafik hubungan percepatan (α) terhadap waktu (t). Dimana pada gambar (a) mau menunjukkan bahwa ada perubahan kecepatan sehingga memiliki nilai percepatan yaitu nilai gradien. Bentuk gradien naik ke atas memiliki nilai percepatan (α)
A
B
x (m)
t (s)
sehingga memilki nilai percepatan . Bentuk gradien turun kebawah sehingga memilki nilai percepatan (α) negatif, yang berarti benda
bergerak diperlambat.
3. Kemampuan mengartikan nilai titik potong pada grafik
Pada grafik fungsi linier yang memiliki garis lurus yang tidak melewati titik asal (0) namun memotong sumbu Y pada ketinggian tertentu, garis seperti ini diwakili dengan persamaan y = mx + c. Dari persamaan matematis tersebut dapat diketahui nilai titik potong pada sumbu y bila nilai pada sumbu x = 0, Sedangkan untuk mengetahui nilai titik potong pada sumbu x maka nilai pada sumbu y = 0, Pada pembelajaran fisika, grafik-grafik yang ditemui tidak hanya membahas tentang nilai dari suatu titik potong, namun lebih pada apa arti dari nilai titik potong itu pada saat eksperimen. Berikut merupakan contoh penggunaan nilai titik potong pada grafik hubungan posisi terhadap waktu berserta arti/maknanya.
Gambar 2.24 Grafik Hubungan Posisi x, (m) terhadap Waktu, t (s)
titik potong di sumbu x = B adalah waktu yang telah dilalui sesuatu yang bergerak. Sehingga nilai negatif secara matematis diartikan waktu yang telah berlalu dalam suatu peristiwa.
Secara keseluruhan, misalnya grafik diatas ingin menunjukkan sebuah perjalanan yang dilakukan seseorang dari tempat C menuju rumahnya. Titik potong pada sumbu y mau menjelaskan bahwa, nilai A merupakan tempat C yaitu titik (posisi) awal orang tersebut dari rumahnya. Diketahui saat Ia berada di tempat C (A) waktu yang ditempuh ialah 0, sehingga setelah Ia mulai berjalan menuju rumahnya ada selang waktu yang telah Ia lewati sampai Ia tiba dirumahnya. Ketika Ia tiba dirumahnya waktu yang ditunjukkan ole grafik ialah B. Maka saat waktu (t) sama dengan B Ia telah berhenti dirumah dan tidak melakukan perjalanan lagi. Hal ini dapat ditunjukkan dari grafik saat waktu di sumbu x bernilai B maka nilai disumbu y bernilai 0,
4. Kemampuan megartikan luas daerah dibawah kurva
Pada grafik (v-t) berupa garis lurus dengan kemiringan tertentu, berarti benda bergerak dengan kecepatan yang berubah, tetapi percepatannya tetap. Besar percepatannya dapat ditentukan berdasarkan gradien grafik. Jarak tempuhnya dapat dihitung berdasarkan luas daerah dibawah grafik. Penentuan luas daerah dibawah grafik dapat menggunkan rumus luas segitiga atau persamaan GLBB s = s0 + v0t +1/2 t2.
G.Aspek-aspek Penting Dalam Membuat Grafik di Fisika 1. Kemampuan mengkonstruksi grafik dengan benar
Grafik dibuat dengan skala yang tepat, memberikan label yang tepat pada setiap sumbu berserta satuaanya. Mampu membuat grafik dari data yang diberikan dalam tabel dan pemberian judul yang tepat pada grafik. Sumbu x dan sumbu y digambarkan sesuai dengan fungsinya. Hal ini berkaitan dengan menuliskan suatu besaran yang sesuai pada sumbu x dan sumbu y. Sumbu x sebagai tempat nilai-nilai suatu besaran yang bersifat variabel bebas, sedangkan sumbu y sebagai tempat nilai-nilai suatu besaran yang bersifat variabel terikat.
2. Kemampuan menggambar gradien garis
Gradien garis dapat dibuat dengan menghubungkan titik-titik tertentu yang melalui sumbu x dan y. Dengan menggambar gradien pada grafik maka dapat diketahui nilai gradien garis dari persamaan tertentu, dengan mencari nilai perbandingan dari salah satu nilai suatu besaran di sumbu y dengan salah satu nilai besaran yang ada pada sumbu x.
3. Kemampuan menentukan titik potong pada grafik
Beberapa grafik fungsi linier memiliki persamaan garis yang memiliki titik potong pada sumbu x dan sumbu y yang memiliki arti tertentu. Titik potong pada grafik fungsi linier dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan garis y = mx + c, dimana titik potong disumbu y akan diketahui bila nilai x = 0, dan titik potong di sumbu x akan diketahui bila nilai y = 0, Dengan mengetahui nilai titik potong dari persamaan garis tersebut, maka perpotongan garis yang melalui sumbu x dan sumbu y dapat dapat di gambarkan dalam sebuah grafik.
H.Upaya Pengembangan Kemampuan Ilmiah
Memberikan proses pembelajaran yang mampu meningkatkan kemampuan peserta didik dalam menginterpretasi dan membuat grafik meliputi :
1. Memberikan materi pembelajaran terkait komponen utama grafik 2. Memberi materi pembelajaran mengenai grafik fungsi linier
3. Memberi pelatihan membuat grafik fungsi linier meliputi konstruksi grafik, menentukan nilai gradien dan nilai titik potong
5. Memberi pelatihan membuat grafik (s-t), (v-t) dan (F- dari sebuah peristiwa
6. Memberi pelatihan menginterpretasi grafik (s-t), (v-t) dan (F- berupa yang meliputi gradien garis dan perpotongan garis
7. Memberi pelatihan menentukan luas daerah dibawah grafik I. Gabungan Metode Ceramah, Demonstrasi dan Latihan
Metode ini merupakan kombinasi antara kegiatan menguraikan materi pelajaran dengan kegiatan memperagakan dan latihan.
1. Metode Ceramah
Metode ceramah adalah cara penyampaian bahan pelajaran dengan komunikasi lisan. Menurut J.J Hasibuan dan Moedjiono (1986), metode ceramah lebih efektif untuk keperluan penyampaian informasi dan pengertian. Metode ceramah merupakan model pembelajaran dimana guru sendiri menerangkan dengan kata-kata, menjelaskan prinsip atau bahan fisika kepada siswa. Dalam kegiatan pembelajaran, siswa biasanya medengarkan apa yang diceramahkan guru. Terkadang guru sambil ceramah menjelaskan dengan menulis dipapan tulis, sehingga dapat dengan pelan-pelan menjelaskan prinsip fisika kepada siswa.
2. Metode Demonstrasi
Demonstrasi berasal dari kata demonstration yang berarti pertunjukkan. Menurut (Paul Suparno, 2013) model pembelajaran dengan demonstrasi diartikan sebagai model mengajar dengan pendekatan visual agar siswa dapat mengamati proses, informasi, peristiwa, alat dalam pelajaran fisika. Tujuannya agar siswa lebih memahami bahan yang diajarkan lewat suatu kenyataan yang dapat diamati sehingga mudah dimengerti. Melalui demonstrasi siswa dapat mengamati sesuatu yang nyata dan bagaimana cara bekerjanya proses tersebut.
Penggunaan metode demonstrasi sangat menunjang proses interaksi mengajar belajar dikelas ( Roestitah N.K , 2001). Dengan demonstrasi perhatian peserta didik lebih dapat terpusatkan pada pelajaran yang sedang diberikan, kesalahan-kesalahan yang terjadi bila pelajaran itu diceramahkan dapat diatasi melalui pengamatan dan contoh konkrit. Sehingga kesan yang diterima peserta didik lebih mendalam dan tinggal lebih lama pada jiwanya. Akibat selanjutnya ialah memberikan motivasi yang kuat untuk peserta didik agar lebih giat belajar. Jadi dengan demonstrasi itu peserta didik dapat berpartisipasi aktif, dan memperoleh pengalaman langsung, serta dapat mengembangkan kecakapan atau ketrampilan yang dimilikinya.
3. Metode Latihan
metode yang digunakan dalam penyajian pelajaran ialah metode latihan atau drill. Menurut Roestitah N.K (2001), metode latihan merupakan suatu cara mengajar dimana peserta didik melaksanakan kegiatan-kegiatan latihan, agar peserta didik memiliki ketangkasan atau ketrampilan yang lebih tinggi dari apa yang telah dipelajari.
Metode latihan ini biasanya digunakan untuk tujuan agar peserta didik : a. Memiliki ketrampilan motorik/gerak; seperti menghafalkan kata-kata,
menulis, mempergunakan alat/membuat suatu benda; melaksanakan gerak dalam olahraga;
b. Mengembangkan kecakapan intelek, seperti mengalikan, membagi, menjumlahkan, dan mengurangi. Mengenal benda /bentuk dalam pelajaran matematika, ilmub pasti, ilmu kimia, tanda baca, dan sebagainya.
c. Memiliki kemampuan menghubungkan antara sesuatu keadaan dengan hal lain, seperti hubungan sebab akibat, penggunaan lambang/symbol dan lain-lain.
metode demonstrasi bertujuan untuk membimbing peserta didik untuk lebih memahami dan mendalami pengetahuan yang telah diterima dari metode ceramah dengan mengamati atau melakukan suatu tindakan secara langsung dari suatu bahan ajar. Sedangkan penggunaan metode latihan membantu peserta didik untuk mengasah kemampuan atau ketrampilan berdasarkan pengetahuan dan pengalaman pembelajaran yang telah diterima sebelumnya. J. Materi Pembelajaran
1. Konsep Gerak
Jarak merupakan angka yangmenunjukkan seberapa jauh suatu benda berubah posisi melalui suatu lintasan tertentu. Jarak merupakan besaran sklar, sedangkan perpindahan merupakan besaran vector.
Perpindahan sebuah benda adalah perubahan posisi 2- 1benda tersebut. Sehingga perubahan x dapat ditulis:
= 2- 1 ………(2.1)
Kelajuan rata-rata merupakan perbandingn jarak total yang ditempuh terhadap waktu total:
v =
……… (2.2)
Perbedaan antara keleajuan dan kecepatan ialah kecepatan rata-rata didefinisikan dalam besaran perpindahan:
Kecepatan rata-rata =
=
=
…… (2.3)
Kecepatan sesaat, magnitudoya sama dengan kelajuan sesaat, didefiniskan sebagai kecepatan rata-rata yang diambil dalam suatu interval waktu pendek yang kecilnya tak terhingga.
Percepatan rata-rata adalah perubahan kecepatan persatuan waktu. Percepatan rata-rata sebuah benda dalam interval waktu adalah
̅ =
………(2.4)
Jika sebuah benda memiliki posisi dan kecepatan pada waktu t = 0 dan bergerak disepanjang garis lurus dengan percepatan konstan, maka kecepatan v dan posisi x pada waktu t sesudahnya dapat dihubungkan dengan percepatan , posisi awal , dan kecepatan awal melalui persamaaan 2.5 – 2.8 :
= + t ……… (2.5) ̅ =
2 .……….(2.6) x = + t + 1
a. Gerak Lurus Beraturan (GLB)
Gerak lurus beraturan merupakan sutu gerakan pada lintasan lurus dengan kecepatan konstan. Ciri-ciri dari gerak lurus beraturan (GLB) yaitu:
1) Bergerak pada lintasan lurus 2) Kecepatannya Konstan
3) Percepatannya sama dengan nol
Persamaan umum kecepatan pada gerak lurus beraturan, yaitu:
v =
………. (2.9)
Keterangan:
v = Kecepatan Benda = Kedudukan awal benda
= Kedudukan akhir benda
= Waktu saat benda berada dikedudukan awal = Waktu saat benda berada dikedudukan akhir
Jika awalnya benda itu diam atau pada saat benda berada pada kedudukan awal sama dengan nol ( = 0), waktunya sama dengan ( = 0) maka persamaannya menjadi
b. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) yaitu suatu gerak yang berada pada lintasan lurus dengan percepatan konstan. Ciri-ciri ari GLBB yaitu: 1) Bergerak pada lintasan lurus
2) Kecepatannya berubah secara beraturan 3) Percepatannya konstan
Karena dalam GLBB percepatan benda selalu konstan, maka percepatan sesaat benda sama dengan percepatan rata-ratanya. Persamaan umum percepatan yaitu:
=
=
………..(2.11)
Jika ditetapkan bahwa kedudukan awal adalah keadaan dimana waktu awal sama dengan nol ( = 0), maka persamaanya menjadi:
= + t ….………..(2.12)
c. Grafik (x-t) dan Grafik (v-t) pada GLB
x (m) v (m/s)
t (s) t (s)
a. Grafik (x-t) b. Grafik (v-t)
Berdasarkan bentuk grafik hubungan antara posisi dan waktu pada gambar 2.25, dapat disimpulkan beberapa hal berikut :
1) Jika grafik berupa garis yang sejajar dengan sunbu waktu, berarti benda berada dalam keadaan diam.
2) Jika grafik berupa garis lurus, berarti benda bergerak dengan kecepatan tetap. Kecepatan benda dapat dihitung berdasarkan kemiringan grafik 3) Bila grafik memiliki garis sejajar dengan sumbu posisi, maka suatu
benda dalam keadaan diam pada posisi tertentu tanpa selama berjalannya waktu
4) Adapun grafik hubungan antara kecepatan dan waktu (v-t) untuk GLB berupa garis lurus horizontal.
d. Grafik (v-t) dan ( -t) pada GLBB V (m/s) 2)
t(s) t(s)
Gambar 2.26 Hubungan Grafik (v-t) dan ( -t)
Secara umum berdasarkan grafik (v-t) dapat disimpulkan beberapa hal berikut :
b) Jika grafiknya berupa garis lurus dengan kemiringan tertentu, berarti benda bergerak dengan kecepatan yang berubah, tetapi percepatannya tetap. Besar percepatannya dapat ditentukan berdasarkan gradien grafik. Jarak tempuhnya dapat dihitung berdasarkan luas daerah dibawah grafik. Jarak tempuhnya dapt dihitung berdasarkan luas daerah dibawah grafik. Jika kemiringan grafik positif, berarti benda mengalami percepatan positif. Sebaliknya, jika kemiringan grafik bernilai negative, berarti benda mengalami percepatan negative atau perlambatan.
e. Luas daerah dibawah kurva grafik (v-t)
Jarak tempuh pada grafik (v-t) dapat diketahui dari luas daerah dibawah kurva. Jika luas daerah dibawah kurva dalam bentuk segitiga, maka jarak tempuh suatu benda dapat diketahui menggunakan rumus luas segitiga:
Luas Segitga = 1
2 2 ………. (2.13) 2. Hukum Hooke
Hukum Hooke dirumuskan sebagai :
F = - k x……….(2.14)
tanda negatif pada persamaan tersebut menunujukkan bahwa gaya pemulih F berlawanan arah dengan arah pertambaan panjang pegas. F merupukan gaya, k merupkan konstanta pegas dan x ialah pertambahan panjang pegas. F (N)
(K = Konstanta Pegas)
(m)
Hukum Hooke berlaku hanya pada batas linier karakteristik bahan, daerah ketika pertambahan panjang pegas sebanding dengan besar gaya yang diterima pegas. Konstanta pegas diartikan sebagai bear kekuatan pegas dalam menerima gaya yang diberikan pada pegas. Nilai konstanta (K) pegas dapat diketahui dari gradien grafik (F- x) atau dari persamaan hukum Hooke.
K.Kerangka Berpikir
Kemampuan ilmiah siswa dapat dikembangkan melalui proses pembelajaran sains (fisika) dengan pendekatan ketrampilan proses sains yang salah satunya memiliki penekanan pada bagaimana cara mengkomunikasikan dengan menyajikan data yang berisikan banyak informasi ke dalam bentuk grafik dan bagaimana menginterpretasi data tersebut dengan menggunakan bantuan grafik untuk memahami suatu konsep. Untuk mengembangkan kemampuan dalam menginterpretasi dan membuatkan grafik, akan dilaksanakan suatu proses pembelajaran dengan menggunakan gabungan metode ceramah, demonstrasi dan latihan. Fokus pada penelitian ini, ingin mengembangkan kemampuan ilmiah peserta didik dalam menginterpratasi dan membuat grafik yang berupa grafik fungsi linier dalam proses pembelajaran fisika.
L.Penelitian Sejenis
49 BAB III
METODOLOGI PENELITIAN A.Jenis Penelitian
Penelitian yang dilakukan merupakan jenis penelitian deskriptif kualitatif yang ingin menggambarkan tentang perkembangan kemampuan peserta didik dalam menginterpretasi dan membuat grafik fungsi linier dalam pembelajaran fisika. Menurut Arikunto (2003) deskripstif kualitatif merupakan penelitian dengan memberikan predikat dalam bentuk peringkat sebanding dengan atau atas dasar yang diinginkan .
B.Responden penelitian
Responden penelitian ini berjumlah 8 orang siswa SMA dari sekolah SMA Citra Pelangi.
C.Desain Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan memberikan tes tertulis berupa soal uraian kepada peserta didik. “Tes uraian adalah pertanyaan yang menuntut partisipan
pembelajaran. Berikut ini merupakan diagram pelaksanaan penelitian:
Gambar. 3.1 Diagram Pelaksanaan Penelitian Treatment
Dengan Gabungan metode Ceramah,Demonstrasi dan
Latihan Pengambilan Data I
(Pre-test) Subjek
Pengambilan Data II (Post-test)
Analasis Data
D.Waktu dan Tempat Penelitian
Peneltian ini dilaksanakan di Asrama SMA Citra Pelangi pada bulan Juni 2018.
E.Metode Pengunpulan Data
Metode pengumpulan data dilakukan dengan menggunakan soal test berupa soal uraian. Pemberian soal uraian diberikan sebanyak dua kali yang akan dikerjakan oleh peserta didik sebelum dan sesudah pemberian proses pembelajaran.
Dalam proses pembelajaran peserta diberikan materi serta latihan-latihan soal. Peserta didik diberikan lembar soal latihan untuk dua kali pertemuan. Pertemuan pertama isi soal berupa pemahaman dan ketrampilan siswa dalam menginterpretasi grafik, kemudian pada pertemuan kedua berupa kertas kosong yang telah dibuat beberapa kolom untuk diisi oleh peserta didik untuk membuat grafik dari demonstrasi yang diberikan oleh peneliti.
F. Instrumen Penelitian
