PENERAPAN PENDEKATAN DEMONSTRASI INTERAKTIF DALAM PEMBELAJARAN LISTRIK DINAMIS UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN KOGNITIF DAN KETERAMPILAN PROSES SAINS SISWA SMA.

(1)

Rahmat Rizal, 2013

Penerapan Pendekatan Demonstrasi Inteaktif Dalam Pembelajaran Listrik Dinamis Untuk Meningkatkan Kemampuan Kognitif Dan Keterampilan Proses Sains Siswa SMA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu

PENERAPAN PENDEKATAN DEMONSTRASI INTERAKTIF DALAM PEMBELAJARAN LISTRIK DINAMIS UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN KOGNITIF DAN KETERAMPILAN PROSES SAINS

SISWA SMA

TESIS

Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari

Syarat untuk Memperoleh Gelar Magister Pendidikan Program Studi Pendidikan IPA

Konsentrasi Pendidikan Fisika Sekolah Lanjutan

oleh:

RAHMAT RIZAL 1103454

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN IPA KONSENTRASI FISIKA SL SEKOLAH PASCASARJANA

(2)

PENERAPAN PENDEKATAN DEMONSTRASI INTERAKTIF DALAM PEMBELAJARAN LISTRIK DINAMIS UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN KOGNITIF DAN KETERAMPILAN PROSES SAINS

SISWA SMA

Oleh:

Rahmat Rizal, S.Pd., Universitas Pendidikan Indonesia, 2013

Sebuah Tesis yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Magister Pendidikan (M.Pd.) pada Program Studi Pendidikan Ilmu Pengetahuan

Alam Konsentrasi Fisika Sekolah Pasca Sarjana

Juli 2013

Hak Cipta dilindungi undang-undang.

Tesis ini tidak boleh diperbanyak seluruhya atau sebagian,

(3)

LEMBAR PENGESAHAN

DISETUJUI DAN DISAHKAN OLEH PEMBIMBING: Pembimbing I

Dr. Andi Suhandi, M.Si. 196908171994031003

Pembimbing II

Dr. Lilik Hasanah, M.Si. 197706162001122002

Mengetahui

Ketua Program Studi Pendidikan IPA

(4)

PENERAPAN PENDEKATAN DEMONSTRASI INTERAKTIF DALAM PEMBELAJARAN LISTRIK DINAMIS UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN

KOGNITIF DAN KETERAMPILAN PROSES SAINS SISWA SMA

Rahmat Rizal NIM. 1103454

Pembimbing I : Dr. Andi Suhandi, M.Si.

Pembimbing II : Dr. Lilik Hasanah, M.Si. Program Studi Pendidikan IPA Konsentrasi Fisika SL

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian tentang penerapan pendekatan demonstrasi interaktif dalam pembelajaran listrik dinamis untuk meningkatkan kemampuan kognitif dan keterampilan proses sains. Pendekatan demonstrasi interaktif yang diterapkan dalam penelitian ini dibedakan menjadi demonstrasi interaktif dengan didahului discovery learning (kelas eksperimen) dan demonstrasi interaktif tanpa didahului discovery learning (kelas kontrol). Penelitian ini menggunakan metode quasi experiment dengan menggunakan Randomized

Pretest-Postest Control Group Design. Rata-rata N-gain kemampuan kogntitif dan

keterampilan proses sains untuk kelas eksperimen adalah 0,71 (kategori tinggi) dan 0,87 (kategori tinggi). Sedangkan rata-rata N-gain kemampuan kognitif dan keterampilan proses sains untuk kelas kontrol adalah 0,55 (kategori sedang) dan 0,79 (kategori tinggi).

(5)

i

DAFTAR ISI

PERNYATAAN ...i

ABSTRAK. ...ii

KATA PENGANTAR...iii

UCAPAN TERIMAKASIH... iv

DAFTAR ISI ...v

DAFTAR TABEL ...viii

DAFTAR GAMBAR ...ix

DAFTAR LAMPIRAN ...x

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang... 1

B. Rumusan Masalah ...4

C. Tujuan Penelitian ...4

D. Manfaat Penelitian ...5

E. Definisi Operasional ... 5

BAB II KAJIAN PUSTAKA, KERANGKA PEMIKIRAN, DAN HIPOTESIS PENELITIAN A. Kajian Pustaka ...7

1. Level-level Inquiry ...7

2. Kemampuan Kognitif ...9

3. Keterampilan Proses Sains ...11

4. Pendekatan Demonstrasi Interaktif dengan Didahului Discovery Learning ...14

B. Kerangka Pemikiran ...16

C. Hipotesis Penelitian ...19

D. Materi Ajar ...19

1. Hukum Ohm ...19

(6)

ii

3. Rangkaian Seri dan Paralel ...22

a. Rangkaian Seri...22

b. Rangkaian Paralel ...23

BAB III METODE PENELITIAN A. Lokasi dan Subjek Penelitian ...25

B. Metode Penelitian ...25

C. Desain Penelitian ...25

D. Instrumen Penelitian ...26

E. Analisis Instrumen Tes Kognitif dan Keterampilan Proses Sains ...27

1. Validitas Butir Soal ...27

2. Tingkat Kesukaran Butir Soal... 27

3. Daya Pembeda Butir Soal... 28

4. Reliabilitas Instrumen... 29

F. Hasil Validitas Isi dan Konstruk ...30

G. Hasil Pengujian Instrumen... 30

H. Teknik Pengumpulan Data... 33

1. Tes... 33

2. Observasi... 34

3. Skala Sikap... 34

I. Analisis Data... 35

1. Analisis Keterlaksanaan Pembelajaran... 35

2. Peningkatan Kemampuan Kognitif dan Keterampilan Proses Sains... 36

a. Skor Tes Awal dan Tes Akhir... 36

b. N-Gain... 37

c. Pengujian Hipotesis... 37

3. Analisis Skala Sikap Siswa... 38

J. Prosedur Penelitian... 39

(7)

iii

B. Peningkatan Kemampuan Kognitif...44

1. Pengujian Hipotesis... 45

2. Peningkatan pada Setiap Aspek Kemampuan Kognitif ... 46

C. Peningkatan Keterampilan Proses Sains...48

1. Pengujian Hipotesis... 49

2. Peningkatan pada Setiap Aspek Keterampilan Proses Sains... 50

D. Skala Sikap Siswa terhadap Pembelajaran... 51

E. Pembahasan...53

1. Peningkatan Kemampuan Kognitif... 53

2. Peningkatan Keterampilan Proses Sains... 55

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan... ...59

B. Saran... ...59

DAFTAR PUSTAKA...61

(8)

iv

DAFTAR TABEL

Tabel

2.1. Tujuan Utama Pedagogis dan Keterampilan yang Dilatihkan pada Setiap

Level Pembelajaran Inquiry...8

2.2. Keterampilan Proses Sains...11

2.3. Keterampilan Dasar Proses Sains ...13

2.4. Keterampilan Proses Sains Terintegrasi ...13

2.5. Perbandingan Pendekatan Demonstrasi Interaktif dengan Didahului Discovery Learning dengan Pendekatan Demonstrasi Interaktif tanpa didahului Discovery Learning...18

3.1. Kriteria Tingkat Kesukaran ...28

3.2. Interpretasi Daya Pembeda Butir Soal ...29

3.3. Interpretasi Reliabilitas Instrumen ...30

3.4. Rekapitulasi Hasil Uji Coba Instrumen Kemampuan Kognitif ...31

3.5. Distribusi Soal untuk Setiap Aspek Kemampuan Kognitif ...32

3.6. Rekapitulasi Hasil Uji Coba Instrumen Keterampilan Proses Sains ...32

3.7. Distribusi Soal untuk Setiap Aspek Keterampilan Proses Sains ...33

3.8. Interpretasi Keterlaksanaan Pembelajaran ...36

3.9. Kriteria Rata-rata N-Gain ...37

3.10. Kriteria Tanggapan Siswa ...39

4.1. Analisis Keterlaksanaan Pendekatan Pembelajaran ...42

4.2. Kategori Peningkatan Setiap Aspek Kemampuan Kognitif...47

4.3. Kategori Peningkatan Setiap Aspek Keterampilan Proses Sains... ...51

(9)

v

DAFTAR GAMBAR

Gambar

2.1. Hierarki Pembelajaran Sains Berorientasi Inquiry ...8

2.2. Grafik Hubungan Kuat Arus Listrik dengan Beda Potensial pada Hambatan yang Bersifat Ohmik ...21

2.3. Grafik Hubungan Kuat Arus Listrik dengan Beda Potensial pada Hambatan yang Bersifat Non-Ohmik ...21

2.4. Rangkaian Hambatan yang Disusun Secara Seri...22

2.5. Rangkaian Hambatan yang Disusun Paralel ...23

3.1. Randomized Pretest-Postest Control Group Design... 26

3.2. Alur Penelitian ...41

4.1. Diagram Batang Peningkatan Kemampuan Kognitif... 44

4.2. Diagram Batang Peningkatan Setiap Aspek Kemampuan Kognitif... 47

4.3. Diagram Batang Peningkatan Keterampilan Proses Sains... 48

(10)

vi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran... 64

1. Perangkat Pembelajaran... 65

2. Instrumen Penelitian... 104

3. Data dan Analis Uji Coba Instrumen... 172

4. Surat Keterangan Penelitian... 177

5. Data Hasil Penelitian... 178

(11)

1

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Ilmu pengetahuan alam (IPA) berkaitan dengan cara mencari tahu tentang fenomena alam secara sistematis sehingga IPA bukan hanya penguasaan sekumpulan pengetahuan yang berupa fakta-fakta, konsep-konsep, atau prinsip-prinsip saja, tetapi juga merupakan suatu proses penemuan (Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan, 2006). Pendidikan IPA menekankan pada pengalaman langsung siswa dalam memahami fenomena alam yang terjadi di sekitar mereka untuk menghasilkan pengetahuan yang bermakna dan melatihkan berbagai kemampuan dan keterampilan (Direktorat Tenaga Kependidikan, 2008).

Badan Standar Nasional Pendidikan (2006) menspesifikan tujuan pembelajaran fisika yang salah satunya adalah agar peserta didik memiliki kemampuan dalam mengembangkan pengalaman melalui percobaan agar dapat merumuskan masalah, mengajukan hipotesis, merancang dan merakit instrumen, mengumpulkan, mengolah, dan menafsirkan data serta mengkomunikasikannya secara lisan dan tertulis. Keterampilan-keterampilan tersebut merupakan sejumlah keterampilan yang terdapat pada keterampilan proses sains. Dengan demikian keterampilan proses sains ini perlu dikembangkan dan dilatihkan dalam pembelajaran dan dijadikan sebagai salah satu tujuan pembelajaran fisika.

Di sisi lain, Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan telah menetapkan kompetensi dasar sebagai kemampuan siswa yang harus dicapai setelah kegiatan pembelajaran. Kompetensi dasar tersebut merupakan kemampuan kognitif yang disesuaikan dengan pokok bahasan yang akan dipelajari siswa. Artinya kemampuan kognitif ini merupakan aspek yang juga perlu dipertimbangkan dalam kegiatan pembelajaran fisika. Mengingat pentingnya kemampuan kognitif dan keterampilan proses sains dalam pembelajaran fisika, maka keduanya perlu diintegrasikan sebagai tujuan pembelajaran fisika.

(12)

2

upaya optimal untuk melatihkan kemampuan kognitif dan keterampilan proses sains. Dari hasil studi lapangan ditemukan bahwa pembelajaran fisika kelas X di SMA negeri yang menjadi populasi penelitian hanya berorientasi pada tes/ujian, pengalaman belajar yang diperoleh di kelas tidak utuh, dan pembelajaran lebih bersifat teacher-centered, guru hanya menyampaikan IPA sebagai produk, dan peserta didik menghafal informasi faktual. Selain itu, ditemukan juga bahwa kemampuan kognitif siswa masih dalam kategori rendah. Dari skala 10, rata-rata hasil kemampuan kognitif siswa hanya mencapai angka 5,63.

Kondisi pembelajaran serupa juga dipaparkan oleh beberapa peneliti di sekolah-sekolah lain. Hasil studi beberapa peneliti menunjukkan bahwa pembelajaran fisika yang diterapkan di sekolah lain pun masih berpusat pada guru. Kemampuan kognitif dan keterampilan proses sains siswa masih berada pada kategori rendah. Rendahnya kemampuan kognitif siswa dipaparkan oleh Oktavianty (2011) di kelas X salah satu SMA di kota Tangerang dan Arif (2012) di kelas X salah satu SMA di Ciamis. Sedangkan rendahnya keterampilan proses sains siswa dipaparkan oleh Setyawan (2012) di salah satu SMA di kota Tangerang dan Dhina (2012) di salah satu SMA di kota Bandung.

Berdasarkan uraian permasalahan di atas, maka diperlukan langkah solutif agar tercipta kegiatan pembelajaran yang efektif dalam meningkatkan kemampuan kognitif dan keterampilan proses sains. Salah satu pembelajaran yang dapat diterapkan adalah dengan menggunakan inquiry. Lloyd dan Contreras (Ismail et

al. (2007: 31)), serta Joyce dan Weil (Trianto (2007: 136)) menyatakan bahwa

pembelajaran inquiry dapat meningkatkan hasil belajar siswa. Linberg (2000) menyatakan bahwa pembelajaran inquiry dapat melatihkan keterampilan proses sains karena pembelajaran inquiry memberikan kesempatan kepada siswa untuk melakukan aktivitas ilmuwan yang tercakup dalam keterampilan proses sains.

Kegiatan pembelajaran inquiry perlu dilakukan secara bertahap dan berkesinambungan agar dapat terlaksana dengan efektif. Wenning (2011) memperkenalkan enam pendekatan bertingkat dalam kegiatan pembelajaran sains berorientasi inquiry yaitu discovery learning, pendekatan demonstrasi interaktif,

(13)

3

Diantara ke enam level yang disebutkan di atas, dua pendekatan yang paling sederhana dan berorientasi pada kemampuan kognitif adalah discovery learning dan pendekatan demonstrasi interaktif (Rizal, 2011). Kedua pendekatan yang paling sederhana ini sangat baik untuk diterapkan dalam pembelajaran dimana siswa belum terbiasa dengan inquiry.

Beberapa penelitian menunjukkan bahwa penerapan demonstrasi interaktif hanya dapat meningkatkan kemampuan kognitif dengan kategori sedang (Purwaningsih, 2010; Rachmanto, 2011). Hasanah (2010) justru melaporkan penerapan demonstrasi interaktif hanya dapat meningkatkan kemampuan kognitif dengan kategori rendah.

Dalam penelitian-penelitian tersebut, penerapan demonstrasi interaktif dilakukan secara terpisah dari discovery learning tanpa dilakukan secara berhierarki, padahal Wenning (2005) sangat menyarankan bahwa penerapan pendekatan-pendekatan dalam pembelajaran inquiry perlu dilakukan dengan mengikuti pola hierarki yang berkesinambungan antara pendekatan yang satu dengan yang lain. Kegiatan pembelajaran inquiry yang mengikuti hierarki akan terlebih dahulu melatihkan kemampuan dan keterampilan yang lebih sederhana sebelum melatihkan kemampuan dan keterampilan yang lebih kompleks sehingga transmisi pengetahuan dalam kegiatan pembelajaran dapat terlaksana dengan efektif. Kegagalan melaksanakan inquiry dalam pembelajaran dapat menimbulkan kebingungan terhadap siswa.

(14)

4

B. Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian pada latar belakang, maka permasalahan penelitian ini dapat dirumuskan sebagai “Apakah penerapan pendekatan demonstrasi interaktif yang didahului discovery learning dapat lebih meningkatkan kemampuan kognitif dan keterampilan proses sains dibandingkan dengan penerapan pendekatan demonstrasi interaktif tanpa didahului discovery learning?”

Rumusan masalah ini dijabarkan menjadi pertanyaan-pertanyaan penelitian sebagai berikut:

1. Bagaimana peningkatan kemampuan kognitif siswa yang mendapatkan pembelajaran melalui pendekatan demonstrasi interaktif yang didahului

discovery learning dibandingkan dengan siswa yang mendapatkan

pembelajaran melalui pendekatan demonstrasi interaktif tanpa didahului

discovery learning?

2. Bagaimana peningkatan keterampilan proses sains siswa yang mendapatkan pembelajaran melalui pendekatan demonstrasi interaktif yang didahului

discovery learning dibandingkan dengan siswa yang mendapatkan

pembelajaran melalui pendekatan demonstrasi interaktif tanpa didahului

discovery learning?

3. Bagaimana tanggapan siswa terhadap penerapan pendekatan demonstrasi interaktif yang didahului discovery learning pada pembelajaran listrik dinamis?

C. Tujuan Penelitian

Berdasarkan rumusan masalah diatas, tujuan dari penelitian ini adalah untuk: 1. Mendapatkan gambaran perbandingan peningkatan kemampuan kognitif

siswa yang mendapatkan pembelajaran melalui pendekatan demonstrasi interaktif yang didahului discovery learning dengan siswa yang mendapatkan pembelajaran melalui pendekatan demonstrasi interaktif tanpa didahului

discovery learning.

(15)

5

interaktif yang didahului discovery learning dengan siswa yang mendapatkan pembelajaran melalui pendekatan demonstrasi interaktif tanpa didahului

discovery learning.

3. Mendapatkan gambaran tanggapan siswa terhadap penerapan pendekatan demonstrasi interaktif dengan didahului discovery learning pada pembelajaran listrik dinamis.

D. Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi kepada para guru fisika, para mahasiswa di LPTK, para peneliti bidang pendidikan fisika, dan tenaga pendidikan fisika mengenai potensi pendekatan demonstrasi interaktif yang didahului dengan discovery learning dalam meningkatkan kemampuan kognitif dan keterampilan proses sains sehingga bisa menjadi bahan rujukan dan perbandingan untuk berbagai penelitian yang berkaitan dengan penerapan demonstrasi interaktif dalam pembelajaran fisika.

E. Definisi Operasional

Supaya tidak terjadi perbedaan persepsi mengenai definisi variabel penelitian yang digunakan dalam penelitian ini, maka definisi operasional variabel penelitian yang dimaksud dijelaskan sebagai berikut:

(16)

6

2. Kemampuan kognitif dalam penelitian ini merupakan kemampuan kognitif yang dikemukakan oleh Anderson (2010: 99) yang terdiri dari mengingat (C1), memahami (C2), mengaplikasikan (C3), menganalisis (C4), mengevaluasi (C5), dan mencipta (C6). Tetapi kemampuan kognitif yang diamati dalam penelitian ini dibatasi pada empat aspek, yaitu mengingat (C1), memahami (C2), mengaplikasikan (C3) dan menganalisis (C4). Kemampuan kognitif diukur dengan menggunakan tes kemampuan kognitif dalam bentuk tes pilihan ganda yang mencakup ke empat aspek kemampuan kognitif di atas. Peningkatan kemampuan kognitif dalam penelitian ini merupakan perubahan positif yang ditentukan dengan membandingkan hasil tes kemampuan kognitif sebelum dan sesudah perlakuan menggunakan rata-rata N-gain.

(17)

7

BAB II

KAJIAN PUSTAKA, KERANGKA PEMIKIRAN, DAN HIPOTESIS PENELITIAN

A. Kajian Pustaka

1. Level-level Inquiry

National Science Education Standard menyatakan bahwa inquiry pada

siswa didefinisikan sebagai “....The activities of students in which they develop knowledge and understanding of scientific ideas, as well as an understanding of how scientists study the natural world“. Artinya, dalam pembelajaran yang dilaksanakan dalam kelas, siswa harus melaksanakan kegiatan dengan menerapkan sikap ilmiah sebagaimana para ilmuwan bekerja untuk membangun pengetahuan dan pemahamannnya terhadap suatu konsep yang hendak disampaikan oleh pengajar.

Terkadang pembelajaran yang dilakukan dengan menggunakan metode

inquiry menimbulkan kebingungan pada siswa yang belum terbiasa dalam

melaksanakan kegiatan inquiry sehingga perlu adanya persiapan yang matang dari seorang pengajar dalam menyelenggarakan kegiatan pembelajaran. Untuk mencegah terjadinya kebingungan siswa dalam kegiatan pembelajaran inquiry, harus dilakukan tahapan yang menyesuaikan terhadap keterampilan yang telah dimiliki siswa sebelumnya.

Wenning (2010) memperkenalkan level-level inquiry yang dapat diterapkan dalam pembelajaran dengan mempertimbangkan kondisi siswa dan guru. Level-level inquiry yang dimaksud terdiri dari discovery learning, demonstrasi interaktif, inquiry lesson, inquiry laboratory, real-world applications dan

hypothetical inquiry. Keenam level tersebut dibedakan dan diklasifikasikan

(18)

8

Discovery

Kecerdasan intelektual yang dilatihkan dan kontrol kelas pada pembelajaran level-level inquiry berbeda-beda sesuai dengan level-levelnya. Semakin tinggi level-level inquiry yang diterapkan dalam pembelajaran, maka kecerdasan intelektual yang dilatihkannya pun semakin tinggi. Begitu pula halnya dengan kontrol kelas dalam pembelajaran. Semakin tinggi level inquiry yang diterapkan, maka siswa semakin leluasa dalam menentukan kegiatan pembelajaran dibandingkan dengan guru.

Setaip level inquiry memiliki tujuan utama pedagogis dan melatihkan keterampilan yang berbeda. Tujuan pembelajaran dan keterampilan yang dimaksud dijelaskan pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1. Tujuan Utama Pedagogis dan Keterampilan yang Dilatihkan pada Setiap Level Pembelajaran Inquiry

Levels of inquiry

Tujuan utama

pedagogis Keterampilan yang dilatihkan

Discovery

Mengamati, memformulasikan konsep, menaksir atau memperkirakan, membuat kesimpulan,

mengkomunikasikan hasil, dan mengklasifikasikan hasil. mengumpulkan dan memproses data,

memformulasikan dan merevisi penjelasan

berdasarkan logika dan bukti, dan merekognisi dan menganalisis model dan penjelasan alternatif.

Inquiry lesson

Mengidentifikasi prinsip-prinsip atau

Keterampilan menengah

Mengukur, mengumpulkan dan mencatat data,

Kecerdasan intelektual

Kontrol kelas

(19)

9

Levels of inquiry

Tujuan utama

pedagogis Keterampilan yang dilatihkan

hubungan saintifik. membuat tabel hasil pengamatan, merencanakan eksperimen, menggunakan matematik dan teknologi, dan menjelaskan hubungan.

Inquiry

Mengukur dengan alat, membangun hukum empiris pada dasar bukti dan logika, mendesain dan melakukan eksperimen, dan menggunakan matematik dan teknologi selama pengamatan.

Real-World

Mengumpulkan, menilai dan menginterpretasikan data dari berbagai sumber, mengkonstruk argumen yang logis berdasarkan bukti-bukti sains, membuat dan mempertahankan keputusan berbasis bukti, mengklarifikasi nilai yang berhubungan dengan sifat dan hak kemanusiaan, dan mempraktikan keterampilan personal.

Mensintesis penjelasan hipotesis yang kompleks, menganalisis dan mengevaluasi argumen saintifik, menggeneralkan prediksi melalui proses deduksi, merevisi hipotesis dan prediksi berdasarkan bukti baru, dan menyelesaikan masalah kehidupan yang nyata.

2. Kemampuan Kognitif

(20)

10

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu a. Mengingat (C1)

Proses mengingat adalah mengambil pengetahuan yang dibutuhkan dari memori jangka panjang. Guru memberikan pertanyaan mengenali atau mengingat kembali dalam kondisi yang sama persis dengan kondisi ketika siswa belajar materi yang diujikan. Kemampuan mengingat penting sebagai bekal untuk belajar yang bermakna dan menyelesaikan masalah karena pengetahuan tersebut dipakai dalam tugas-tugas yang lebih komplek.

b. Memahami (C2)

Siswa dikatakan memahami bila mereka dapat mengkonstruksi makna dari pesan-pesan pembelajaran, baik yang bersifat lisan, tulisan ataupun grafis, yang disampaikan melalui pengajaran, buku, atau layar komputer. Siswa memahami ketika mereka menghubungkan pengetahuan “baru” dan pengetahuan lama mereka. Lebih tepatnya, pengetahuan yang baru masuk dipadukan dengan skema-skema dan kerangka-kerangka kognitif yang telah ada. Memahami meliputi: menafsirkan, mencontohkan, mengklasifikasikan, merangkum, menyimpulkan, membandingkan, dan menjelaskan.

c. Mengaplikasikan (C3)

Proses kognitif mengaplikasikan melibatkan penggunaan prosedur-prosedur tertentu untuk mengerjakan soal latihan atau menyelesaikan masalah. Mengaplikasikan berkaitan erat dengan pengetahuan prosedural. Tingkatan ini merupakan jenjang yang lebih tinggi dari pemahaman. Kemampuan yang diperoleh berupa kemampuan untuk menerapkan prinsip, konsep, teori, hukum maupun metode yang dipelajarinya untuk menyelesaikan suatu masalah. Contoh kata kerja yang digunakan yaitu, mengaplikasikan, menghitung, dan menunjukkan.

d. Analisis (C4)

(21)

11

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu e. Mengevaluasi (C5)

Mengevaluasi didefinisikan sebagai membuat keputusan berdasarkan kriteria dan standar. Kriteria-kriteria yang paling sering digunakan adalah kualitas, efektivitas, efisiensi, dan konsistensi. Kriteria-kriteria ini ditentukan oleh siswa. Kategori mengevaluasi mencakup proses-proses kognitif memeriksa keputusan yang diambil berdasarkan kriteria internal) dan mengkritik (keputusan- (keputusan-keputusan) yang diambil berdasarkan kriteria eksternal).

f. Mencipta (C6)

Mencipta melibatkan proses menyusun elemen-elemen jadi sebuah keseluruhan yang koheren dan fungsional. Tujuan dari diklasifikasikan dalam mencipta meminta siswa membuat produk baru dengan mengorganisasikan sejumlah elemen. Proses mencipta dapat dibagi menjadi tiga tahap, yaitu penggambaran masalah, menentukan solusi, dan eksekusi.

3. Keterampilan Proses Sains

Keterampilan proses merupakan semua keterampilan yang diperlukan untuk memperoleh, mengembangkan, dan menerapkan konsep-konsep prinsip-prinsip, hukum-hukum dan teori-teori IPA, baik berupa keterampilan intelektual, keterampilan fisik, maupun keterampilan sosial (Rustaman, et.al., 2005: 80).

Keterampilan proses sains terdari dari beberapa keterampilan dengan sub keterampilan seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2. Keterampilan Proses Sains

No Jenis keterampilan

proses sains Sub keterampilan proses sains

1 Mengamati  Menggunakan indera

 Mengumpulkan fakta yang relevan

 Mencari persamaan dan perbedaan 2 Menafsirkan

pengamatan 

Mencatat pengamatan secara terpisah

 Menghubungkan hasil-hasil pengamatan

 Menemukan suatu pola dalam satu pengamatan

 Menarik kesimpulan 3 Mengelompokkan  Mencari perbedaan

 Mengontraskan ciri-ciri

 Mencari kesamaan

(22)

12

No Jenis keterampilan

proses sains Sub keterampilan proses sains

 Mencari dasar penggolongan

4 Meramalkan  Mengajukan perkiraan tentang sesuatu yang belum terjadi berdasarkan kecenderungan yang sudah ada

5 Berkomunikasi  Menyusun dan menyampaikan laporan secara sistematis dan jelas

 Menjelaskan hasil percobaan dan pengamatan

 Menggambarkan data dengan grafik, tabel, atau diagram.

6 Berhipotesis  Menyatakan hubungan antara dua variabel

 Mengajukan perkiraan penyebab terjadinya sesuatu

7 Menerapkan konsep  Menerapkan konsep yang dapat dipelajari dalam situasi baru

 Menggunakan konsep-konsep pada pengalaman baru untuk menjelaskan apa yang sedag terjadi 8 Merencanakan

penelitian 

Menentukan alat dan bahan yang akan digunakan dalam penelitian

 Menentukan variabel-variabel

 Menentukan variabel yang harus dibuat tetap dan yang mengalami perubahan

 Menentukan apa yang akan diamati, diukur, dan ditulis.

 Menentukan cara dan langkah kerja

 Menentukan bagaimana pengolahan hasil pengamatan untuk mengambil kesimpulan 9 Mengajukan

pertanyaan 

Bertanya apa, mengapa, dan bagaimana.

 Bertanya untuk meminta penjelasan

 Mengajukan pertanyaan yang berlatar belakang hipotesis

Rezba membagi keterampilan proses sains (KPS) menjadi keterampilan dasar proses sains dan keterampilan proses sains yang terintegrasi.

(23)

13

Tabel 2.3. Keterampilan Dasar Proses Sains

No Keterampilan Sub keterampilan proses sains

1 Mengamati

Menggunakan seluruh panca indera

Melakukan pengamatan secara kualitatif dan kuantitatif Mengamati perubahan

2 Mengkomunikasikan Menjelaskan hasil pengamatan _{Menyusun dan menyampaikan laporan secara sistematis} Menggambarkan data dengan grafik, tabel, atau diagram 3 Mengklasifikasi Mencari persamaan dan perbedaan

Mencari dasar pengelompokan 4. Mengukur

Menggunakan alat yang sesuai untuk memperoleh data yang tepat

Mengukur dalam satuan yang sesuai

5. Menyimpulkan

Membuat kesimpulan berdasarkan hasil pengamatan Menentukan pola dari hasil observasi

6. Memprediksi

Mengajukan perkiraan tentang sesuatu yang belum terjadi berdasarkan kecenderungan atau pola yang sudah ada.

Menggunakan pola-pola hasil pengamatan

Keterampilan proses sains yang terintegrasi terdiri dari mengidentifikasi variabel, membuat tabel data, membuat grafik, menjelaskan hubungan antar variabel, mengumpulkan dan mengolah data, menganalisis hasil eksperimen, membuat hipotesis, mendefinisikan variabel secara operasional, merancang investigasi, dan melakukan eksperimen.

Tabel 2.4. Keterampilan Proses Sains Terintegrasi

1 Mengidentifikasi variabel

Mengidentifikasi variabel yang penting dalam investigasi

(24)

14

Memodifikasi tabel untuk data berulang

3 Menggambarkan grafik

Memberikan label pada sumbu x dan sumbu y Menentukan rentang skala grafik pada masing-masing sumbu

Membuat plot data pada grafik

4 Menjelaskan hubungan antar variabel

Menjelaskan hubungan antar variabel dalam grafik Menggambarkan kecenderungan grafik yang sesuai dengan poin pada grafik

5 Mengumpulkan dan menganalisis data

Mengawali investigasi dengan pertanyaan “mengapa?”

Mengumpulkan data yang diperoleh dari pengamatan, survey, dan eksperimen

6 Menganalisis investigasi

Mengidentifikasi variabel bebas, variabel terikat, dan variabel kontrol

Mengidentifikasi hipotesis yang sedang diselidiki

7 Membuat hipotesis

Menyatakan hubungan variabel yang akan diuji Mengajukan perkiraan penyebab sesuatu terjadi 8 Mendefinisikan variabel

secara operasional

Menentukan cara mengukur variabel dalam investigasi

9 Mendesain eksperimen

Menentukan alat dan bahan yang akan digunakan Menentukan cara dan langkah kerja

Menentukan cara mengolah dan menganalisis data 10 Melakukan eksperimen Melakukan investigasi yang sesuai dengan

masalah yang telah diidentifikasi atau dipelajari

4. Pendekatan Demonstrasi Interaktif dengan Didahului Discovery Learning

(25)

15

Adapun langkah pembelajaran yang dilaksanakan dalam pendekatan discovery

learning meliputi tiga langkah sistematis sebagai berikut:

a. Mengumpulkan pengalaman/ mengamati fenomena.

Pada tahap ini, melalui pertanyaan arahan dari guru, siswa mengumpulkan pengalaman dalam kehidupan sehari-hari, tentang apa yang pernah mereka lihat, dengar, rasakan, dan mereka cium melalui indera terkait fenomena yang berhubungan dengan konsep yang akan dijelaskan. Hal ini ditujukan agar konsep yang mereka dapatkan akan lebih berkesan. Apabila siswa tidak memiliki pengalaman terkait fenomena yang berhubungan dengan konsep yang akan diajarkan, maka siswa dapat mengamati demonstrasi fenomena yang ditunjukkan oleh guru di depan kelas.

b. Membangun konsep.

Pada tahap ini, melalui pertanyaan arahan dari guru, siswa dibimbing untuk mengetahui dan menemukan konsep sebagai penjelasan penyebab terjadinya suatu fenomena atau pengalaman yang pernah dialami siswa.

c. Menarik kesimpulan.

Siswa dibimbing oleh guru untuk membuat sebuah kesimpulan dari pengalaman yang dialami ataupun fenomena yang diamati oleh siswa.

Adapun pendekatan demonstrasi interaktif yang akan dilakukan setelah pelaksanaan discovery learning terdiri dari lima tahap pembelajaran yang meliputi: a. Mengamati fenomena melalui demonstrasi.

Pada tahap ini, siswa mengamati fenomena yang didemonstrasikan oleh guru, sesuai dengan konsep yang akan dipelajari. Dalam pelaksanaan demonstrasi ini, sebaiknya digunakan peralatan yang sudah familiar bagi siswa.

b. Membuat prediksi.

Pada tahap ini, siswa membuat prediksi dengan bantuan pertanyaan arahan yang diberikan oleh guru. Pertanyaan arahan yang diberikan oleh guru disesuaikan dengan fenomena yang ditunjukkan melalui kegiatan demonstrasi.

c. Mengumpulkan data.

(26)

16

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu d. Membuktikan prediksi berdasarkan data.

Pada tahap ini, siswa menghubungkan data-data yang diperoleh untuk menemukan konsep dan memberikan pembuktian terhadap prediksi yang telah dibuat.

e. Membuat kesimpulan.

Siswa dibimbing untuk membuat kesimpulan berdasarkan hubungan antara fenomena dengan konsep yang diperoleh siswa.

B. Kerangka Pemikiran

Kegiatan pembelajaran discovery learning dan pendekatan demonstrasi interaktif merupakan dua pendekatan yang berjenjang pada level-level inquiry, dimana tujuan pedagogis dan keterampilan yang dilatihkan pada pendekatan demonstrasi interaktif lebih kompleks dibandingkan dengan tujuan pedagogis dan keterampilan yang dilatihkan pada discovery learning.

Tujuan utama pedagogis pada pendekatan discovery learning adalah mengembangkan konsep dasar dari pengalaman siswa, sedangkan tujuan utama pedagogis pada pendekatan demonstrasi interaktif adalah menghadirkan, mengidentifikasi, menghadapkan, dan mengatasi konsepsi alternatif. Dari tujuan pedagogis kedua pendekatan tersebut, bisa terlihat bahwa tujuan pedagogis pada pendekatan demonstrasi interaktif akan tercapai dengan baik jika tujuan pedagogis dari pendekatan discovery learning juga terpenuhi. Guru bisa mengidentifikasi, menghadapkan, dan mengatasi konsepsi alternatif siswa apabila siswa sudah bisa mengembangkan konsep dasarnya. Pendekatan demonstrasi interaktif dengan didahului

discovery learning akan mengintegrasikan kedua tujuan pedagogis secara berjenjang

sehingga kegiatan pembelajaran yang dilakukan dapat mengarahkan siswa untuk mendapatkan kemampuan kognitif yang utuh karena siswa dilatih untuk dapat mengembangkan konsep baru dan kemudian mengatasi konsep yang keliru.

(27)

17

memformulasikan dan merevisi penjelasan berdasarkan logika dan bukti, dan merekognisi serta menganalisis model dan penjelasan alternatif. Penggabungan dari keterampilan permulaan dan keterampilan dasar merupakan bagian dari keterampilan proses sains sehingga penerapan pendekatan demonstrasi interaktif dengan didahului

discovery learning akan melatihkan siswa dalam menguasai keterampilan proses sains

secara terintegrasi dan lebih baik dibandingkan dengan pendekatan demonstrasi interaktif tanpa didahului discovery learning. Selain itu, terlatihkannya keterampilan permulaan pada discovery learning terlebih dahulu akan memberikan pondasi yang kuat untuk melatihkan keterampilan dasar pada demonstrasi interaktif yang sejatinya lebih kompleks dibandingkan dengan keterampilan permulaan sehingga keterampilan dasar tersebut dapat terlatihkan dengan baik.

(28)

18

Penerapan Pendekatan Demonstrasi Inteaktif Dalam Pembelajaran Listrik Dinamis Untuk Meningkatkan Kemampuan Kognitif Dan Keterampilan Proses Sains Siswa SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu

Tabel 2.5. Perbandingan Pendekatan Demonstrasi Interaktif dengan Didahului Discovery Learning dengan Pendekatan Demonstrasi Interaktif Tanpa Didahului Discovery Learning

No

Pendekatan demonstrasi interaktif dengan didahului discovery learning Pendekatan demonstrasi interaktif tanpa didahului discovery learning

Langkah pembelajaran Aktivitas siswa

Kemampuan dan keterampilan yang dilatihkan

Langkah pembelajaran Aktivitas Siswa

Kemampuan dan keterampilan yang dilatihkan

Discovery learning -

1. Mengumpulkan pengalaman siswa

 Menjawab pertanyaan apersepsi

 Menjawab pertanyaan motivasi (masalah)

 Menjawab pertanyaan konsepsi awal

C1, C2, C3,

 Menjawab pertanyaan arahan

C2 dan C4 Mengamati

Mengkomunikasikan - - -

3. Menarik kesimpulan  Menjawab pertanyaan arahan

 Membuat kesimpulan C1, C2, dan _C4

Mengkomunikasikan

Membuat kesimpulan - - -

2

Demonstrasi interaktif Demonstrasi interaktif

1. Mengamati demonstrasi

 Mengamati fenomena

 Menjawab pertanyaan arahan C2

Mengamati Mengkomunikasikan

1. Mengamati demonstrasi

 Mengamati fenomena

 Menjawab pertanyaan arahan C2

Mengamati Mengkomunikasikan

2. Membuat prediksi  Menjawab pertanyaan arahan

 Menyusun prediksi

C1 dan C2 Memprediksi 2. Membuat prediksi  Menjawab pertanyaan arahan

 Menyusun prediksi

C1 dan C2 Memprediksi

3. Mengumpulkan data  Mengukur besaran listrik

 Menyebutkan hasil pengukuran

 Menuliskan data hasil pengukuran

C2 dan C3

Mengamati Mengukur

3. Mengumpulkan data  Mengukur besaran listrik

 Menyebutkan hasil pengukuran

 Menuliskan data hasil pengukuran

C2 dan C3

 Menganalisis hubungan antar besaran listrik

C2, C3 dan C4

Mengkomunikasikan 4. Membuktikan prediksi berdasarkan data 

Menggambar grafik hubungan besaran-besaran listrik

 Menganalisis hubungan antar besaran listrik

C2, C3 dan C4

Mengkomunikasikan

5. Membuat kesimpulan  Menjawab pertanyaan arahan

 Membuat kesimpulan

C1, C2, C3, dan C4

Membuat kesimpulan Mengkomunikasikan

5. Membuat kesimpulan  Menjawab pertanyaan arahan

 Membuat kesimpulan

C1, C2, C3, dan C4

(29)

C. Hipotesis

Adapun yang menjadi hipotesis dalam penelitian ini yaitu: 1. Hipotesis kerja satu (Ha1)

Penerapan pendekatan demonstrasi interaktif dengan didahului discovery

learning secara signifikan dapat lebih meningkatkan kemampuan kognitif

siswa dibandingkan dengan penerapan pendekatan demonstrasi interaktif tanpa didahului discovery learning. (µx1 > µy1)

2. Hipotesis kerja dua (Ha2)

Penerapan pendekatan demonstrasi interaktif dengan didahului discovery

learning secara signifikan dapat lebih meningkatkan keterampilan proses sains

siswa dibandingkan dengan penerapan pendekatan demonstrasi interaktif tanpa didahului discovery learning. (µx2 > µy2)

D. Materi Ajar

Materi ajar yang dikembangkan dalam penelitian ini merujuk pada standar kompetensi, kompetensi dasar, dan cakupan materi sebagai berikut

Standar Kompetensi : Menerapkan konsep penyelesaian masalah dan kelistrikan dalam berbagai berbagai produk teknologi. Kompetensi Dasar : Memformulasikan besaran-besaran listrik pada rangkaian

tertutup sederhana (satu loop).

Cakupan materi : Hukum Ohm, faktor-faktor yang mempengaruhi hambatan listrik, dan rangkaian seri-paralel.

1. Hukum Ohm

Arus listrik didefinisikan sebagai aliran muatan listrik yang menembus luas penampang konduktor dalam satu satuan waktu tertentu. Secara matematis, kuat arus listrik dideskripsikan melalui persamaan

Q I

t

 (2.1)

(30)

Arus listrik bergerak dari potensial tinggi ke potensial rendah, dari kutub positif ke kutub negatif, dari anoda ke katoda. Arah arus listrik ini berlawanan arah dengan arus elektron. Muatan listrik dapat berpindah apabila terjadi beda potensial. Beda potensial dihasilkan oleh sumber listrik, misalnya baterai atau akumulator.

Seorang fisikawan bernama George Simon Ohm (1787-1854), dengan eksperimennya menemukan bahwa terdapat kesebandingan antara beda potensial dengan kuat arus listrik yang dihasilkan. Beliau menyimpulkan bahwa arus listrik yang mengalir pada pada konduktor atau kawat penghantar sebanding dengan beda potensial yang diberikan pada kedua ujung-ujung kawat penghantar. Secara matematis hubungannya dinyatakan dalam bentuk persamaan

I V (2.2)

Besarnya arus yang mengalir pada kawat penghantar tidak hanya bergantung pada tegangan, tetapi juga pada hambatan yang diberikan kawat terhadap aliran elektron. Pada saat hambatan listriknya semakin kuat, maka arus listrik yang mengalir akan semakin kecil artinya kuat arus listrik berbanding terbalik dengan hambatan. Secara matematis, hubungan keterbalikan kuat arus listrik dengan hambatan dapat dinyatakan dengan persamaan

1

I R

 (2.3)

Dengan demikian, kuat arus listrik yang mengalir pada suatu penghantar berbanding lurus dengan tegangannya dan berbanding terbalik dengan hambatan kawat.

Hubungan antara ketiga besaran tersebut dikenal dengan hukum Ohm, yang secara matematis dinyatakan dalam bentuk persamaan

V R

I

 (2.4)

dengan I adalah kuat arus listrik (ampere), V adalah beda potensial (volt), dan R adalah hambatan listrik (ohm).

(31)

Grafik di atas hanya berlaku pada saat hambatan yang digunakan bersifat ohmik dimana arus listrik yang mengalir pada kawat penghantarnya kecil dan hambatan pada kawat bersifat konstan.

Berbeda halnya ketika arus listrik yang mengalir pada kawatnya bernilai besar, hambatan listriknya tidak lagi konstan karena ada pergesekan muatan dengan molekul-molekul kawat penghantar dan menimbulkan panas yang kemudian berdampak pada bertambah besarnya hambatan listrik sehingga hambatan bersifat non-ohmik. Hubungan kuat arus listrik dan beda potensial pada hambatan yang bersifat non-ohmik dapat dijelaskan melalui grafik pada Gambar 2.3.

2. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Hambatan

Setelah dilakukan eksperimen oleh Ohm mengenai hubungan kuat arus listrik dengan beda potensial, para ilmuwan termotivasi untuk berusaha menentukan

V (V) I (A)

Gambar 2.2. Grafik Hubungan Kuat Arus Listrik dengan Beda Potensial pada Hambatan yang Bersifat Ohmik

I (A)

V (V)

(32)

faktor apa saja yang mempengaruhi hambatan listrik pada suatu penghantar. Berdasarkan hasil eksperimen yang dilakukan para ilmuwan, ditemukan beberapa kesebandingan besaran, diantaranya kesebandingan hambatan listrik dengan hambatan jenis kawat dan panjang kawat. Selain itu, juga ditemukan adanya hubungan keterbalikan antara hambatan listrik dengan luas penampang kawat penghantar. Dengan ditemukannya beberapa hubungan tersebut, dapat ditemukan sebuah persamaan mengenai faktor-faktor yang mempengaruhi hambatan listrik suatu penghantar, yaitu

l R

A



 (2.5)

dengan R adalah hambatan listrik (ohm), ρ adalah hambatan jenis kawat (ohm meter), l adalah panjang kawat penghantar (meter), dan A adalah luas penampang (meter2).

3. Rangkaian seri dan paralel a. Rangkaian Seri

Rangkaian seri juga disebut rangkaian berderet. Bila dua atau lebih resistor dihubungkan dari ujung ke ujung, maka dapat dikatakan mereka dihubungkan secara seri seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.3

Pada saat rangkaian dihubungkan pada sumber tegangan, maka akan ada muatan yang mengalir pada rangkaian. Muatan listrik yang melalui R1 juga

akan mengalir melalui R2 dan R3. Dengan demikian, arus yang mengalir

melalui resistor akan menjadi sama yaitu sebesar I. Jika I1, I2, dan I3 adalah

kuat arus pada masing-masing resistor, maka hubungan I dari sumber R1 R2 R3

I

(33)

tegangan dengan masing-masing resistor dapat dinyatakan dalam bentuk persamaan

1 2 3

I   I I I (2.6)

Beda potensial V yang dihasilkan oleh sumber tegangan akan sama dengan beda potensial total pada ketiga resistor. Jika V1, V2, dan V3 adalah beda

potensial pada masing-masing resistor R1, R2, dan R3, maka hubungan beda

potensial antara sumber tegangan dengan masing-masing resistor dapat dinyatakan melalui persamaan

1 2 3

V   V V V (2.7)

Berdasarkan Hukum Ohm, beda potensial pada masing-masing hambatan juga dapat dinyatakan dalam bentuk persamaan

V1=I.R1, V2=I.R2, V3=I.R3 (2.8)

Dengan mensubstitusikan tiga persamaan (2.8) pada persamaan (2.7) maka dapat diperoleh persamaan

1 1 2 2 3 3

IRI R I R I R (2.9)

Karena arus listrik yang mengalirnya adalah sama, maka akan diperoleh hubungan hambatan pada rangkaian dengan hambatan pada masing-masing resistor dengan bentuk persamaan

1 2 3

R  R R R (2.10)

b.Rangkaian Paralel

Rangkaian paralel juga disebut rangkaian berjajar. Pada rangkaian paralel resistor, arus dari sumber terbagi menjadi cabang-cabang yang terpisah tampak seperti pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5. Rangkaian Hambatan yang Disusun Paralel R1

R2

R3 I1

I2

I3

(34)

Jika kita memutuskan hubungan dengan satu alat (misalnya R1 pada

Gambar 2.5), maka arus yang mengalir pada komponen lain yaitu R2 dan R3

tidak terputus. Tetapi pada rangkaian seri, jika salah satu komponen terputus arusnya, maka arus ke komponen yang lain juga berhenti. Pada rangkaian paralel, arus total yang berasal dari sumber tegangan terbagi menjadi tiga cabang. Arus yang keluar dimisalkan I1, I2, dan I3 berturut-turut sebagai arus

yang melalui resistor R1, R2, dan R3. Oleh karena muatan kekal, arus yang

masuk ke dalam titik cabang harus sama dengan arus yang keluar dari titik cabang, sehingga diperoleh:

I = I1 + I2 + I3 (2.11)

Ketika rangkaian paralel tersebut terhubung dengan sumber tegangan V, masing-masing mengalami tegangan yang sama yaitu V. Berarti tegangan penuh baterai diberikan ke setiap resistor, sehingga:

1

Hambatan penganti susunan paralel (R) akan menarik arus (I ) dari sumber yang besarnya sama dengan arus total ketiga hambatan paralel tersebut. Arus yang mengalir pada hambatan pengganti harus memenuhi:

V I

R

 (2.13)

Jika persamaan (2.12) dan (2.13) disubstitusikan pada persamaan (2.11) maka akan diperoleh persamaan

Karena beda potensial dari sumber tegangan sama dengan beda potensial pada masing-masing hambatan, maka diperoleh persamaan hambatan pengganti pada rangkaian paralel yang memenuhi persamaan

1 2 3

1 1 1 1

(35)

25

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Lokasi dan Subjek Penelitian

Penelitian ini dilakukan di salah satu sekolah menengah atas negeri klaster 1 di kota Bandung. Adapun yang menjadi populasi dalam penelitian ini adalah seluruh siswa kelas X di salah satu SMA negeri di kota Bandung, sedangkan sampel dalam penelitian ini terdiri dari dua kelas yang dipilih secara random yaitu satu kelas eksperimen yang diterapkan dengan pendekatan demonstrasi interaktif dengan didahului discovery learning dan (kelas X-K) dan satu kelas eksperimen lainnya yang diterapkan pendekatan demonstrasi interaktif tanpa didahului

discovery learning (kelas X-L). Semua kelas dalam populasi penelitian ini

memiliki nilai rata-rata yang sama dan homogen.

B. Metode Penelitian

Dalam penelitian ini variabel yang dikontrol adalah pendekatan pembelajaran yang diterapkan dengan menggunakan sampel yang memiliki karakteristik yang sama (homogen) tanpa benar-benar mengontrol variabel-variabel lain yang mungkin memberikan dampak terhadap variabel terikatnya. Oleh karena itu, jenis penelitian yang digunakan pada penelitian ini adalah penelitian eksperimen semu atau quasi eksperiment.

C. Desain Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah ingin mengetahui gambaran perbandingan peningkatan kemampuan kognitif dan keterampilan proses sains antara siswa yang mendapatkan pembelajaran pendekatan demonstrasi interaktif dengan didahului

discovery learning dengan siswa yang mendapatkan pembelajaran pendekatan

(36)

pretest-26

postest control group design, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini

(Sukmadinata, N. S., 2009: 204).

Pretest Treatment Postest

T1, T2 X1 T1, T2

T1, T2 X2 T1, T2

Gambar 3.1. Randomized Pretest-Postest Control Group Design Keterangan :

T1 = Tes kemampuan kognitif

T2 = Tes keterampilan proses sains

X1 = Perlakuan 1 (treatment 1), yaitu penerapan pendekatan demonstrasi

interaktif dengan didahului discovery learning.

X2 = Perlakuan 2 (treatment 2), yaitu penerapan pendekatan demonstrasi

interaktif tanpa didahului discovery learning.

D. Instrumen Penelitian

Alat pengumpulan data dalam penelitian ini terdiri dari empat instrumen yaitu 1. Tes tertulis kemampuan kognitif yang diberikan pada saat pretest dan posttest. Tes ini bersifat konseptual dalam bentuk tes objektif model pilihan ganda. Setiap soal dibuat untuk menguji kemampuan kognitif dari C1 sampai C4. 2. Tes tertulis keterampilan proses sains yang diberikan pada saat pretest dan

posttest. Tes ini berbentuk tes objektif model pilihan ganda yang mencakup

keterampilan mengamati, memprediksi, mengukur, mengkomunikasikan, dan membuat kesimpulan.

3. Lembar observasi keterlaksanaan pembelajaran yang bertujuan untuk mengamati kesesuaian pembelajaran di kelas eksperimen dan kelas kontrol dengan skenario pembelajaran yang telah disusun sebelumnya.

(37)

27

E. Analisis Instrumen Tes Kemampuan Kognitif dan Keterampilan Proses Sains

Dalam penelitian diperlukan instrumen-instrumen penelitian yang telah memenuhi persyaratan tertentu. Persyaratan yang dimaksudkan adalah merupakan analisis terhadap instrumen yang akan digunakan meliputi validitas butir soal, daya pembeda butir soal, tingkat kesukaran butir soal, dan reliabilitas perangkat instrumen.

Karena pentingnya persyaratan tersebut, maka instrumen yang akan digunakan pada penelitian ini terlebih dahulu diujicobakan kemudian dilakukan dianalisis sebagai berikut.

1. Validitas Butir Soal

Validitas butir soal adalah suatu ukuran yang menunjukkan tingkat kevalidan atau kesahihan butir soal yang digunakan. Sebuah soal dikatakan valid apabila mampu mengukur apa yang hendak diukur dan dapat mengungkapkan data dari variabel yang diteliti secara tepat. Validitas butir soal yang digunakan untuk mengukur kemampuan kognitif dan keterampilan proses sains pada penelitian ini adalah validitas isi dan validitas konstruk. Validitas isi ditentukan melalui

judgement kelompok ahli untuk melihat kesesuaian indikator dengan instrumen

tes. Validitas konstruk ditentukan melalui judgement kelompok ahli untuk melihat kesesuaian standar isi materi dengan indikator yang ada dalam instrumen tes.

2. Tingkat Kesukaran Butir Soal

Tingkat kesukaran suatu butir soal merupakan gambaran mengenai sukar atau tidaknya suatu butir soal. Tingkat kesukaran dihitung dengan menggunakan perumusan :

t r

N N

TK F

N



  (3.1)

Keterangan :

(38)

28

Nt = Jumlah siswa yang menjawab benar pada kelompok atas

Nr = Jumlah siswa yang menjawab benar pada kelompok bawah

N = Jumlah siswa pada kelompok atas ditambah jumlah siswa pada kelompok bawah

Tabel 3.1. Kriteria Tingkat Kesukaran

Tingkat Kesukaran Nilai F

Sukar TK ≤ 0,25

Sedang 0,25 < TK ≤ 0,75

Mudah TK > 0,75

(Arikunto, 2003: 218)

3. Daya Pembeda Butir Soal

Daya pembeda butir soal adalah kemampuan butir soal untuk membedakan antara siswa yang berkemampuan tinggi dengan siswa yang berkemampuan rendah.

Daya pembeda butir soal dapat ditentukan dengan rumusan sebagai berikut:

A B

B B

D P P

J J

    (3.2)

Keterangan:

D = Daya pembeda butir soal

BA = Banyaknya peserta kelompok atas yang menjawab butir soal dengan benar

BB = Banyaknya peserta kelompok bawah yang menjawab butir soal dengan

benar

JA = Banyaknya peserta kelompok atas

JB = Banyaknya peserta kelompok bawah

PA = Proporsi peserta kelompok atas yang menjawab benar

(39)

29

Tabel 3.2. Interpretasi Daya Pembeda Butir Soal Tingkat

Kesukaran

Nilai Daya Pembeda

Soal dibuang Negatif

Jelek DB ≤ 0,20

Cukup 0,20 < DB ≤ 0,40 Baik 0,40 < DB ≤ 0,70 Baik Sekali DB > 0,70

4. Reliabilitas Instrumen

Reliabilitas tes adalah tingkat keajegan (konsistensi) suatu tes, yakni sejauh mana suatu tes dapat dipercaya untuk menghasilkan skor yang ajeg atau tidak berubah-ubah. Nilai reliabilitas dapat ditentukan dengan menentukan koefisien reliabilitas. Teknik yang digunakan untuk menentukan reliabilitas tes adalah dengan menggunakan metoda tes ulang (test-retest method). Reliabilitas tes dapat dihitung dengan menggunakan korelasi antar kedua data hasil uji coba dengan menggunakan korelasi product moment menggunakan persamaan :

  

 



₂ 2





₂

 

2



xy

N XY X Y

r

N X X N Y Y

 

     



 

_(3.3)

Keterangan :

rxy = koefisien korelasi antara variabel X dan Y, skor test dan retest yang

dikorelasikan. X = skor test.

(40)

30

Tabel 3.3. Interpretasi Reliabilitas Instrumen Koefisien Korelasi Kriteria reliabilitas

R > 0,80 sangat tinggi 0,60 < R  0,80 tinggi 0,40 < R  0,60 cukup 0,20 < R  0,40 rendah

r  0,20 sangat rendah

F. Hasil Validitas Isi dan Konstruk

Validitas isi dan konstruk dari instrumen tes kemampuan kognitif dan keterampilan proses sains ditentukan melalui judgement tiga orang ahli. Hasil validitas isi dan konstruk untuk kedua instrumen tes dapat dilihat pada Lampiran 2.3 dan Lampiran 2.4.

Dari judgement tiga orang ahli, diperoleh kesimpulan bahwa 27 soal kemampuan kognitif dan 14 soal keterampilan proses sains yang telah disusun semuanya sudah memenuhi validitas konstruk dan isi sehingga dapat digunakan untuk keperluan penelitian, sekalipun terdapat beberapa perbaikan pada gambar dan redaksi.

G. Hasil Pengujian Instrumen

(41)

31

Tabel 3.4. Rekapitulasi Hasil Uji Coba Instrumen Kemampuan Kognitif

Berdasarkan Tabel 3.4, diperoleh informasi bahwa dari 27 soal yang diujicobakan, hanya terdapat 20 soal yang memenuhi kelayakan instrumen penelitian. 20 soal tersebut memiliki reliabilitas instrumen sebesar 0,83 dengan kategori sangat tinggi. Dari masing-masing soal tersebut diperoleh distribusi soal yang seimbang untuk setiap aspek kemampuan kognitif dengan komposisi yang ditunjukkan pada Tabel 3.5.

No Soal

Daya pembeda Tingkat

kesukaran Kesimpulan

nilai kategori nilai kategori

(42)

32

Tabel 3.5. Distribusi Soal untuk Setiap Aspek Kemampuan Kognitif

No Aspek kemampuan kognitif Jumlah soal No soal

1 Mengingat (C1) 5 5,11, 19, 22, 25

2 Memahami (C2) 5 6, 7,12, 20, 21,

3 Menerapkan (C3) 5 8,13, 14, 23, 26

4 Menganalisis (C4) 5 10, 15, 16, 24, 27

Rekapitulasi hasil uji coba instrumen keterampilan proses sains ditunjukkan pada Tabel 3.6.

Tabel 3.6. Rekapitulasi Hasil Uji Coba Instrumen Keterampilan Proses Sains

No Soal

Daya pembeda Tingkat

Kesukaran

Kesimpulan

Nilai Kategori Nilai Kategori

1 0,67 Baik 0,73 Sedang Digunakan

5 0,44 Baik 0,82 Mudah Digunakan

7 0,11 Jelek 0,18 Sukar Dibuang

8 0,33 Cukup 0,71 Sedang Digunakan

9 1 Baik sekali 0,56 Sedang Digunakan

10 0,56 Baik 0,82 Mudah digunakan

13 0,33 Cukup 0,15 Sukar Digunakan

14 0,56 Baik 0,18 Sukar Digunakan

(43)

33

Tabel 3.7. Distribusi Soal untuk Setiap Aspek Keterampilan Proses Sains

No Aspek

Keterampilan Proses Sains Jumlah soal No soal

1 Mengamati 3 1, 6, 11

2 Memprediksi 3 2, 10, 13

3 Mengukur 2 3, 14

4 Mengkomunikasikan 2 5, 9

5 Membuat kesimpulan 3 4, 8, 12

H. Teknik Pengumpulan Data

Teknik pengumpulan data merupakan cara-cara yang dilakukan untuk memperoleh data-data yang mendukung pencapaian tujuan penelitian. Dalam penelitian ini, teknik pengumpulan data yang di gunakan ialah tes, observasi, dan skala sikap siswa.

1. Tes

Tes adalah pertanyaan atau latihan serta alat lain yang digunakan untuk mengukur keterampilan, pengetahuan intelegensi, kemampuan atau bakat yang dimiliki oleh individu maupun kelompok. Dalam penelitian ini, instrumen tes yang digunakan ialah tes tertulis (paper and pencil test) yaitu berupa tes pilihan ganda dalam bentuk pretest dan posttest. Jumlah total soal tes yang digunakan dalam penelitian ini ialah sebanyak 20 soal yang mencakup seluruh indikator pembelajaran selama tiga pertemuan. Instrumen tes yang digunakan merupakan soal tes yang dapat mengukur kemampuan kognitif dan keterampilan proses sains siswa.

Adapun langkah-langkah yang ditempuh dalam penyusunan instrumen penelitian adalah sebagai berikut:

(44)

34

b. Kisi-kisi instrumen yang telah dibuat kemudian dikonsultasikan kepada dosen pembimbing.

c. Setelah disetujui oleh dosen pembimbing, kisi-kisi instrumen yang telah disusun kemudian dipertimbangkan (judgement) kepada tiga orang pakar. d. Melakukan uji coba instrumen.

e. Melakukan analisis butir soal untuk menentukan soal yang layak untuk dijadikan instrumen dalam penelitian. Adapun analisis instrumen yang dilakukan meliputi daya pembeda butir soal, tingkat kesukaran butir soal, dan reliabilitas perangkat tes.

2. Observasi

Observasi atau pengamatan merupakan suatu teknik atau cara pengumpulan data dengan cara mengadakan pengamatan terhadap kegiatan yang sedang berlangsung. Dalam penelitian ini, yang diobservasi adalah keterlaksanaan pembelajaran melalui aktivitas guru dan siswa di kelas eksperimen dan kelas kontrol.

Observasi keterlaksanaan pendekatan pembelajaran di kedua kelas bertujuan untuk melihat apakah kegiatan pembelajaran yang dilakukan oleh siswa melalui bimbingan guru dapat dilaksanakan sesuai dengan langkah-langkah pembelajaran yang sudah tersusun pada RPP atau tidak.

Format observasi ini dibuat dalam bentuk checklist sehingga dalam pengisiannya, observer memberikan tanda cheklist pada keterlaksanaan langkah pembelajaran berdasarkan skenario pembelajaran yang telah disusun. Format observasi ini juga disusun tanpa diujicobakan, tetapi dikoordinasikan kepada observer yang terlibat dalam proses penelitian agar tidak terjadi kesalahpahaman terhadap format observasi tersebut.

3. Skala Sikap