Identifikasi proses kognitif siswa SMA dalam menyelesaikan soal Fisika tentang usaha dan energi : sebuah studi kasus.

(1)

IDENTIFIKASI PROSES KOGNITIF SISWA SMA DALAM MENYELESAIKAN SOAL FISIKA TENTANG USAHA DAN ENERGI:

SEBUAH STUDI KASUS

Barnabas Kresna Risfikawanto, 2016. Indentifikasi Proses Kognitif Siswa SMA dalam Menyelesaikan Soal Fisika tentang Usaha dan Energi: Sebuah Studi Kasus. Skripsi Program Studi Pendidikan Fisika, Jurusan Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

Penelitian ini bertujuan untuk: mengidentifikasi proses kognitif siswa dalam menyelesaikan soal fisika tentang usaha dan energi.

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Mei-Juni 2016 di luar jam sekolah siswa. Subyek penelitian ini adalah 4 orang siswa SMA kelas IPA yang dipilih secara suka rela di Yogyakarta. Peneliti melakukan peneliti secara langsung tanpa pemberian materi terlebih dahulu. Data proses kognitif siswa dalam menyelesaikan soal fisika tentang usaha dan energi diperoleh dari hasil pekerjaan responden atau problem solving model Minessota dengan menggunakan metode thinking aloud yang kemudian disusul dengan wawancara yang bersifat fleksibel. Data problem solving model Minessota dan proses kognitif siswa dalam menyelesaikan soal fisika tentang usaha dan energi dianalisis secara deskriptif kualitatif.

Hasil penelitian menunjukkan: responden yang memiliki proses kognitif tingkat High Order Thinking (HOT) mampu menyelesaikan soal dengan pendekatan yang kompleks. Sedangkan responden lain dengan proses kognitif yang masih berada pada tingkat Low Order Thinking (LOT) tidak mampu menyelesaikan soal.

(2)

ABSTRACT

THE IDENTIFICATION OF HIGH SCHOOL STUDENTS COGNITIVE PROCESS IN PHYSICS PROBLEM SOLVING ON WORK AND ENERGY Barnabas Kresna Risfikawanto, 2016. The identification of High School Students Cognitive Process in Physics problem solving on work and energy : a case study. Physics Education Study Program.Department of Mathematics and Science Education. Faculty of Teachers Training and Education.Sanata Dharma University of Yogyakarta.

This research was aimed to identify the students’ cognitive process in Physics problem solving on work and energy.

This research was carried out in May-June 2016 outside school effective hours. The subjects of the research were 4 high school students of science program in Yogyakarta who were chosen voluntarily. The students cognitive process data in physics problem solving about work and energy were extracted from data collected from students works and interview.

The result of the research shows that the respondents who have High Order Thinking (HOT) cognitive process level were able to solve the problem using complex approaches, while the others who were still in the Low Order Thinking (LOT) level were not able to solve the problem.

(3)

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan

Program Studi Pendidikan Fisika

Disusun Oleh:

Barnabas Kresna Risfikawanto NIM: 121424011

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

(4)

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan

Program Studi Pendidikan Fisika

Disusun Oleh:

Barnabas Kresna Risfikawanto NIM: 121424011

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

(5)

(6)

(7)

HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN

“Janganlah hendaknya kamu kuatir tentang apa pun juga, tetapi

nyatakanlah dalam segala hal keinginanmu kepada Allah dalam doa dan

permohonan dengan ucapan syukur”

(Filipi 4 ayat 6)

Skripsi ini ku persembahkan kepada:

Tuhan Yesus Kristus yang selalu menyertai dan membimbing di setiap

langkahku dengan cinta kasih.

Bapak Sungkowo dan ibu Sri Lestari yang selalu memberikan kasih

sayang, kesabaran, dan memenuhi segala kebutuhanku.

Mbakku Kunthi serta adik-adikku Bima dan Seta yang memotivasiku untuk

menyelesaikan skripsi ini dengan segera.

(8)

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.

Yogyakarta, 31 Agustus 2016 Penulis

(9)

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma:

Nama : Barnabas Kresna Risfikawanto NIM : 121424011

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya dengan judul:

Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelola dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang dibuat dengan sebenarnya. Dibuat di Yogyakarta

(10)

ABSTRAK

Barnabas Kresna Risfikawanto, 2016. Indentifikasi Proses Kognitif Siswa SMA dalam Menyelesaikan Soal Fisika tentang Usaha dan Energi: Sebuah Studi Kasus. Skripsi Program Studi Pendidikan Fisika, Jurusan Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

Penelitian ini bertujuan untuk: mengidentifikasi proses kognitif siswa dalam menyelesaikan soal fisika tentang usaha dan energi.

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Mei-Juni 2016 di luar jam sekolah siswa. Subyek penelitian ini adalah 4 orang siswa SMA kelas IPA yang dipilih secara suka rela di Yogyakarta. Peneliti melakukan peneliti secara langsung tanpa pemberian materi terlebih dahulu. Data proses kognitif siswa dalam menyelesaikan soal fisika tentang usaha dan energi diperoleh dari hasil pekerjaan responden atau problem solving model Minessota dengan menggunakan metode thinking aloud yang kemudian disusul dengan wawancara yang bersifat fleksibel. Data problem solving model Minessota dan proses kognitif siswa dalam menyelesaikan soal fisika tentang usaha dan energi dianalisis secara deskriptif kualitatif.

Hasil penelitian menunjukkan: responden yang memiliki proses kognitif tingkat High Order Thinking (HOT) mampu menyelesaikan soal dengan pendekatan yang kompleks. Sedangkan responden lain dengan proses kognitif yang masih berada pada tingkat Low Order Thinking (LOT) tidak mampu menyelesaikan soal.

(11)

ABSTRACT

THE IDENTIFICATION OF HIGH SCHOOL STUDENTS COGNITIVE PROCESS IN PHYSICS PROBLEM SOLVING ON WORK AND ENERGY Barnabas Kresna Risfikawanto, 2016. The identification of High School Students Cognitive Process in Physics problem solving on work and energy : a case study. Physics Education Study Program.Department of Mathematics and Science Education. Faculty of Teachers Training and Education.Sanata Dharma University of Yogyakarta.

This research was aimed to identify the students’ cognitive process in Physics problem solving on work and energy.

This research was carried out in May-June 2016 outside school effective hours. The subjects of the research were 4 high school students of science program in Yogyakarta who were chosen voluntarily. The students cognitive process data in physics problem solving about work and energy were extracted from data collected from students works and interview.

The result of the research shows that the respondents who have High Order Thinking (HOT) cognitive process level were able to solve the problem using complex approaches, while the others who were still in the Low Order Thinking (LOT) level were not able to solve the problem.

(12)

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik. Skripsi berjudul Indentifikasi Proses Kognitif Siswa SMA dalam Menyelesaikan Soal Fisika tentang Usaha dan Energi: Sebuah Studi Kasus.

Penyelesaian skripsi ini dapat terwujud atas bantuan dari berbagai pihak, sehingga dalam kesempatan ini penulis menghaturkan ucapan terima kasih kepada:

1. Bapak Drs. Tarsisius Sarkim, M.Ed., Ph.D. selaku Dosen Pembimbing skripsi atas waktunya untuk membimbing dengan penuh perhatian, serta yang telah meluangkan banyak waktu dan masukan selama penulisan skripsi ini.

2. Drs. Severinus Domi M.Si. dan Dwi Nugraheni Rositawati M.Si., selaku dosen penguji yang telah memberikan kritik dan saran dalam penyusunan skripsi ini.

3. Bapak Dr. Ignatius Edi Santosa, M.S., selaku Ketua Program Studi Pendidikan Fisika, Drs. Severinus Domi M.Si., selaku Dosen Pembimbing Akademik, dan segenap dosen Program Studi Pendidikan Fisika yang telah memberikan pengalaman, pengetahuan, dan bimbingan selama penulis belajar di Universitas Sanata Dharma.

(13)

5. Muhammad Amri Syukuri, Raditya Adhidarma Nugraha, Martinus Pili Raja Simarmata, Natania Safira yang telah bersedia menjadi responden dalam penelitian ini.

6. Teman seperjuangan dan partner selama proses skripsi: Timotius Vivid Nugroho terima kasih untuk perjuangan dan kerja keras selama ini.

7. Serta semua pihak dan teman-teman Pendidikan Fisika 2012 yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, Agatha Ayu Lisa Widawati, atas waktu untuk berdiskusi sehingga sangat membantu penyelesaian penulisan skripsi ini.

Penulis berharap semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pembacakhususnya dan dalam bidang ilmu pengetahuan pada umumnya.

Yogyakarta, 31 Agustus 2016 Penulis

(14)

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL... i

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING... iii

HALAMAN PENGESAHAN... iv

HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN... v

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA... vi

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS... vii

ABSTRAK... viii

DAFTAR LAMPIRAN... xx

BAB I PENDAHULUAN... 1

B. Pemecahan Masalah (Problem Solving)... 14

C. Materi: Usaha dan Energi... 22

BAB III METODE PENELITIAN... 28

A. Jenis Penelitian... 28

B. Responden Penelitian... 28

C. Design Penelitian... 28

(15)

E. Metode Pengumpulan Data... 29

F. Instrumen Penelitian... 30

G. Pelaksanaan Penelitian... 30

BAB IV DATA, ANALISIS DATA, DAN PEMBAHASAN... 34

A. Data... 34

B. Analisis Data dan Pembahasan... 34

1. Responden A... 34

a) Tabel 4.2. Tahapan Problem Solving Responden A... 34

b) Tabel 4.3. Proses Kognitif Responden A... 37

c) Pembahasan... 41

2. Responden R... 52

a) Tabel 4.4. Tahapan Problem Solving Responden R.. 52

b) Tabel 4.5. Proses Kognitif Responden R... 55

c) Pembahasan... 60

3. Responden M... 70

a) Tabel 4.6. Tahapan Problem Solving Responden M. 70 b) Tabel 4.7. Proses Kognitif Responden M... 71

c) Pembahasan... 72

4. Responden N... 75

a) Tabel 4.8. Tahapan Problem Solving Responden N.. 75

b) Tabel 4.9. Proses Kognitif Responden N... 77

c) Pembahasan... 78

5. Tabel Ketercapaian Responden... 83

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 84

A. Kesimpulan... 84

B. Saran... 85

(16)

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1 : Dimensi Proses Kognitif Revisi Anderson dan

Krathwohl (2001)... 6

Tabel 4.2 : Tahapan problem solving Responden A... 34

Tabel 4.3 : Proses kognitif Responden A... 37

Tabel 4.4 : Tahapan problem solving Responden R... 52

Tabel 4.5 : Proses kognitif Responden R... 55

Tabel 4.6 : Tahapan problem solving Responden M... 70

Tabel 4.7 : Proses kognitif Responden M... 71

Tabel 4.8 : Tahapan problem solving Responden N... 75

Tabel 4.9 : Proses kognitif Responden N... 77

(17)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 : Langkah-langkah problem solving model Minessota.. 21

Gambar 2.2 : Gaya F menyebabkan benda berpindah sejauh s sehingga menimbulkan usaha... 22

Gambar 2.3 : Gaya F membentuk sudut θ terhadap perpindahan s... 23

Gambar 2.4 : Gaya-gaya pada benda yang bergerak pada permukaan datar yang kasar... 24

Gambar 2.5 : Grafik gaya F sebagai fungsi perpindahan x... 24

Gambar 2.6 : Ketika benda mendapatkan resultan gaya tidak sama dengan nol, benda akan mengalami perubahan kecepatan... 26

Gambar 4.7 : Konstruksi soal berdasarkan alur kejadian responden A... 34

Gambar 4.8 : Perhitungan percepatan... 35

Gambar 4.9 : Perhitungan kecepatan... 35

Gambar 4.10.a : Persamaan kekekalan energi mekanik... 35

Gambar 4.10.b : Penjabaran persamaan kekekalan energi mekanik... 36

Gambar 4.10.c : Persamaan akhir untuk mendapatkan gaya gesek... 36

Gambar 4.10.d : Perhitungan pertama mendapatkan gaya gesek... 36

Gambar 4.11 : Perhitingan pertama mendapatkan gaya dorong sesuai dengan resultan gaya yang bekerja... 36

Gambar 4.12 : Perhitungan setelah dievaluasi untuk mendapatkan gaya gesek menggunakan persamaan kekekalan energi mekanik... 37

Gambar 4.13 : Perhitungan setelah dievaluasi gaya dorong sesuai dengan resultan gaya yang bekerja... 37

(18)

Gambar 4.17 : Resultan gaya yang bekerja pada benda... 38

Gambar 4.18 : Konstruksi soal berdasarkan alur kejadian... 38

Gambar 4.19 : Persamaan Hukum II Newton... 39

Gambar 4.20 : Persamaan kecepatan... 39

Gambar 4.21 : Persamaan kekekalan energi mekanik... 39

Gambar 4.24 : Perhitungan pertama untuk mendapatkan gaya gesek menggunakan persamaan kekekalan energi mekanik.. 39

Gambar 4.25 : Perhitungan pertama untuk mendapatkan gaya dorong sesuai dengan resultan gaya yang bekerja... 40

Gambar 4.26 : Perhitungan setelah dievaluasi untuk mendapatkan gaya gesek menggunakan persamaan kekekalan energi mekanik... 40

Gambar 4.27 : Perhitungan setelah dievaluasi untuk mendapatkan gaya dorong sesuai resultan gaya yang bekerja... 41

Gambar 4.28 : Pembuktian massa mempengaruhi benda ketika meluncur... 41

Gambar 4.29 : Konstruksi soal berdasarkan alur kejadian responden A... 43

Gambar 4.32 : Penguraian persamaan akhir dari kekakalan energi mekanik untuk mendapatkan gaya gesek... 47

Gambar 4.33 : Perhitungan pertama untuk mendapatkan gaya gesek... 47

(19)

Gambar 4.35 : Perhitungan setelah dievaluasi menggunakan persamaan kekekalan energi untuk mendapatkan

gaya gesek... 48

Gambar 4.36 : Perhitungan setelah dievaluasi untuk mendapatkan gaya dorong sesuai dengan resultan gaya yang bekerja pada benda... 49

Gambar 4.37 : Pembuktian massa mempengaruhi benda ketika meluncur... 49

Gambar 4.38 : Flowchart tahapan Problem Solving Model Minnesota responden A... 61

Gambar 4.39 : Konstruksi soal responden R... 52

Gambar 4.40 : Perhitungan kecepatan menggunakan impuls dan momentum... 53

Gambar 4.41 : Perhitungan kecepatan menggunakan usaha dan energi... 53

Gambar 4.42 : Persamaan kecepatan pada GLBB... 53

Gambar 4.43 : Persamaan jarak pada GLBB... 54

Gambar 4.44.a : Penguraian persamaan jarak pada GLBB untuk menyatakan besaran yang ditanyakan... 54

Gambar 4.44.b : Persamaan akhir yang menyatakan besaran yang ditanyakan... 54

Gambar 4.45 : Perhitungan untuk mendapatkan gaya gesek... 54

Gambar 4.46 : Perhitungan untuk mendapatkan gaya dorong... 54

Gambar 4.47 : Perhitungan untuk mendapatkan gaya gesek dengan pendekatan lain... 55

Gambar 4.48 : Persamaan impuls dan momentum... 56

Gambar 4.49 : Persamaan usaha dan energi setelah diuraikan... 56

Gambar 4.50 : Persamaan GLBB... 56

(20)

Gambar 4.54 : Persamaan GLBB... 57 Gambar 4.55 : Perhitungan kecepatan menggunakan impuls dan

momentum... 57 Gambar 4.56 : Perhitungan kecepatan menggunakan usaha dan

energi... 57 Gambar 4.57.a : Penguraian persamaan akhir yang menyatakan

besaran yang ditanyakan... 58 Gambar 4.57.b : Perhitungan akhir untuk mendapatkan gaya gesek... 58 Gambar 4.58 : Perhitungan akhir untuk mendapatkan gaya gesek

dengan menggunakan pendekatan lain... 58 Gambar 4.59 : Perhitungan akhir untuk mendapatkan gaya gesek

dengan menggunakan pendekatan lain... 59 Gambar 4.60 : Konstruksi soal responden R... 61 Gambar 4.61 : Perhitungan kecepatan menggunakan umpuls dan

momentum... 63 Gambar 4.62 : Perhitungan kecepatan menggunakan usaha dan

energi... 63 Gambar 4.63 : Persamaan kecepatan pada GLBB... 64 Gambar 4.64 : Persamaan jarak pada GLBB yang nantinya akan

menyatakan hubungan antar besaran yang ditanyakan... 64 Gambar 4.65.a : Penguraian persamaan jarak pada GLBB untuk

menyatakan besaran yang ditanyakan... 65 Gambar 4.65.b : Persamaan akhir yang menyatakan besaran yang

ditanyakan... 65 Gambar 4.66 : Perhitungan untuk mendapatkan gaya gesek... 66 Gambar 4.67 : Perhitungan untuk mendapatkan gaya dorong... 66 Gambar 4.68 : Perhitungan untuk mendapatkan gaya gesek dengan

pendekatan lain... 66 Gambar 4.69 : Flowchart tahapan Problem Solving Model

(21)

Gambar 4.70 : Konstruksi soal berdasarkan alur kejadian responden

M... 70

Gambar 4.71 : Konstruksi soal berdasarkan alur kejadian responden M... 72

Gambar 4.72 : Konstruksi soal berdasarkan alur kejadian responden M... 73

Gambar 4.73 : Flowchart tahapan Problem Solving Model Minnesota responden M... 74

Gambar 4.74 : Konstruksi soal berdasarkan alur kejadian responden N... 75

Gambar 4.75 : Persamaan usaha dan energi... 76

(22)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman Lampiran 1 : Soal tentang Usaha dan Energi... 87 Lampiran 2 : Penyelesaian soal berdasarkan tahapan problem

(23)

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Salah satu tujuan mata pelajaran fisika di SMA adalah agar siswa mampu mengetahui pengetahuan, konsep-konsep dan prinsip fisika serta mempunyai keterampilan mengembangkan pengetahuan yang dapat diterapkan dalam kehidupan sehari-hari dan sebagai bekal untuk melanjutkan pendidikan pada jenjang yang lebih tinggi (Depdiknas, 2003). Namun, pada kenyataannya kualitas pendidikan di Indonesia khususnya pendidikan sains masih rendah. Menurut survei hasil PISA (Programme for International Student Assessment) prestasi sains siswa Indonesia tahun 2012 peringkat ke 64 dari 65 negara dengan skor 382. Selain itu, hasil TIMSS (Trends in Mathematics and Science Study) prestasi sains siswa Indonesia tahun 2011 memperoleh nilai 397 dimana nilai ini berada di bawah nilai rata-rata internasional yaitu 500 (sumber: litbang.kemdikbud.go.id). Jika dilihat dari data, prestasi sains siswa Indonesia memerlukan perhatian yang serius. Khususnya kemampuan mengidentifikasi masalah ilmiah, menggunakan fakta ilmiah, memahami sistem kehidupan dan memahami penggunaan peralatan sains.

(24)

atau menghasilkan penemuan-penemuan baru serta dapat mengaplikasikannya dalam kehidupan sehari-hari. Dalam pembelajaran fisika di kelas, siswa dihadapkan pada soal-soal dengan tingkat kesulitan yang berbeda. Untuk bisa menyelesaikan soal fisika yang kompleks, siswa harus memiliki kemampuan kognitif.

Berangkat dari pengalaman peneliti selama PPL, masih terdapat siswa yang belum memiliki kemampuan kognitif menganalisis dalam menyelesaikan masalah (problem solving). Ketika mengerjakan soal fisika di kelas, siswa cenderung menghafalkan persamaan secara matematis/ menggunakan rumus untuk mendapatkan jawaban tanpa memahami soal terlebih dahulu. Hal tersebut sejalan dengan Rahmat, dkk (2014) yang menyatakan saat mengerjakan soal fisika, mayoritas siswa lebih sering langsung menggunakan persamaan matematis tanpa melakukan analisis, cenderung menebak rumus yang digunakan, dan menghafal contoh soal yang telah dikerjakan untuk mengerjakan soal-soal lain. Hal yang dikhawatirkan yaitu ketika dihadapkan pada permasalahan atau soal fisika yang kompleks, siswa tidak bisa menyelesaikan karena kemampuan kognitif dalam problem solving siswa terbatas.

(25)

sebelum dan sesudah mengetahui sistematika problem solving, untuk tiap siswa yang berbeda-beda minat terhadap fisika.

Berdasarkan uraian di atas, peneliti berinisiatif ingin melakukan penelitian mengenai proses kognitif siswa dalam menyelesaikan soal fisika dengan judul Identifikasi Proses Kognitif Siswa SMA dalam Menyelesaikan Soal Fisika tentang Usaha dan Energi. Pada soal materi tersebut, siswa dituntut memiliki proses menganalisis soal yang matang, dimana termasuk dalam kategori menganalisis tingkat High Order Thinking (HOT). Sehingga ketika dihadapkan pada soal yang kompleks, siswa dapat menyelesaikan dengan benar. Serta pemahaman konsep fisika yang dipelajari dapat digunakanbukan hanya untuk menyelesaikan masalah dalam bentuk soal melainkan juga masalah dalam kehidupan sehari-hari.

B. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas, dapat dirumuskan masalah penelitian sebagai berikut:

1. Bagaimana tahapan problem solving model Minessota siswa SMA dalam menyelesaikan soal Fisika tentang Usaha dan Energi?

(26)

C. Tujuan Penelitian

Berdasarkan rumusan masalah diatas, tujuan penelitian ini yaitu:

1. Mendeskripsikan tahapan problem solving model Minessota siswa SMA dalam menyelesaikan soal Fisika tentang Usaha dan Energi.

2. Mendeskripsikan proses kognitif siswa SMA dalam menyelesaikan soal Fisika tentang Usaha dan Energi.

D. Manfaat Penelitian

1. Bagi Guru atau Calon Guru

- Menjadi masukan untuk pendekatan yang digunakan dalam pembelajaran di kelas sehingga dapat meningkatkan prestasi belajar siswa.

- Menjadi masukan bagi guru untuk meningkatkan proses kognitif siswa pada tingkat High Order Thinking (HOT).

2. Bagi Siswa

- Siswa dapat mengetahui proses kognitif mereka dalam menyelesaikan soal Fisika sehingga ada berkemauan untuk mengeluarkan semua potensi yang dimiliki untuk meningkatkan prestasi belajar,

(27)

(28)

BAB II DASAR TEORI

A. Proses Kognitif

Menurut W. S. Winkel (2005), dalam arti luas proses belajar adalah suatu aktifitas psikis/ mental yang berlangsung dalam interaksi aktif dengan lingkungan, yang menghasilkan setumpuk perubahan dalam pengetahuan-pemahaman, keterampilan dan nilai-sikap. Perubahan itu relatif konstan dan membekas.

Anderson dan Krathwohl (2001) dalam buku Konstruksi Tes Kemampuan Kognitif (2016: 50) melakukan revisi terhadap konsep awal domain kognitif dalam taksonomi Bloom. Dalam revisi tersebut didefinisikan ulang oleh mereka bahwa domain kognitif merupakan interaksi antara dimensi Proses Kognitif (cognitive process dimention). Komponen dari dimensi Proses Kognitif dapat dilihat pada tabel 2.1.

Higher Order Thinking Skills Create Evaluate Analyze Apply Understand

Lower Order Thinking Skills Remember

(29)

Secara sederhana komponen dari dimensi Proses Kognitif revisi Anderson dan Krathwohl (2001), create (mencipta) merupakan domain Higher Order Thinking Skills dan remember (mengingat) merupakan domain Lower Order Thinking Skills.

Dalam buku Kerangka Landasan untuk Pembelajaran, Pengajaran, dan Asesmen, ketegori-kategori dalam dimensi proses kognitif yaitu:

1. Mengingat

Proses mengingat adalah mengambil pengetahuan yang dibutuhkan dari memori jangka panjang.

a. Mengenali

Proses mengenali (mengidentifikasi) adalah mengambil pengetahuan yang dibutuhkan dari memori jangka panjang untuk membandingkannya dengan informasi yang baru saja diterima. Dalam mengenali, siswa mencari informasi di memori jangka panjang suatu informasi yang identik atau mirip sekali dengan informasi yang baru diterima (seperti terjadi di memori kerja). Jika menerima informasi baru, siswa menentukan apakah informasi tersebut sesuai dengan pengetahuan yang telah dipelajari sebelumnya atau tidak; siswa mencari kesesuaian di antara keduanya. Istilah lain dari mengenali adalah mengidentifikasi.

b. Mengingat kembali

(30)

menghendaki demikian. Dalam mengingat kembali, siswa mencari informasi di memori jangka panjang dan membawa informasi tersebut ke memori kerja untuk diproses.

2. Memahami

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.

a. Menafsirkan

Menafsirkan (menerjemahkan, memparafrasakan, menggambarkan, mengklarifikasi) terjadi ketika siswa dapat mengubah informasi dari satu bentuk ke bentuk lain. Menafsirkan berupa pengubahan kata-kata jadi kata-kata lain, gambar dari kata, kata-kata jadi gambar, kata-kata jadi angka, not balok jadi suara musik, dan semacamnya.

b. Mencontohkan

(31)

c. Mengklasifikasikan

Proses kognitif mengklasifikasikan (mengkategorikan, mengelompokkan) terjadi ketika siswa mengatahui bahwa sesuatu (misalnya, suatu contoh) termasuk dalam kategori tertentu (misalnya, konsep atau prinsip). Mengklasifikasi melibatkan proses mendeteksi ciri-ciri atau pola-pola yang “sesuai” dengan contoh dan konsep atau prinsip tersebut.

d. Merangkum

Proses kognitif merangkum (menggeneralisasi dan mengabstraksi) terjadi ketika siswa mengemukakan satu kalimat yang merepresentasikan informasi yang diterima atas mengabstraksikan sebuah tema. Merangkum melibatkan proses membuat ringkasan informasi, misalnya makna suatu adegan drama, dan proses mengabstraksikan ringkasannya, misalnya menentukan tema atau point-point pokoknya.

e. Menyimpulkan

(32)

f. Membandingkan

Proses kognitif membandingkan (mengontraskan, memetakan, mencocokkan) melibatkan proses mendeteksi persamaan dan perbedaan antara dua atau lebih objek, peristiwa, ide, masalah, atau situasi, seperti menentukan bagaimana suatu peristiwa terkenal (misalnya, skandal politik terbaru) menyerupai peristiwa yang kurang terkenal (misalnya, skandal politik terdahulu). Membandingkan meliputi pencarian korespondensi satu-satu antara elemen-elemen dan pola-pola pada satu objek, peristiwa, atau ide dan elemen-elemen dan pola-pola pada satu objek, peristiwa, atau ide lain.

g. Menjelaskan

(33)

3. Mengaplikasikan

Proses kognitif mengaplikasikan melibatkan pengetahuan prosedur-prosedur tertentu untuk mengerjakan soal latihan atau menyelesaikan masalah.

a. Mengeksekusi

Dalam mengeksekusi (melaksanakan), siswa secara rutin menerapkan prosedur ketika menghadapi tugas yang sudah familiar (misalnya, soal latihan).

b. Mengimplementasikan

Mengimplementasikan (menggunakan) berlangsung saat siswa memilih dan menggunakan sebuah prosedur untuk menyelesaiakan tugas yang tidak familiar. Lantaran dituntut untuk memilih, siswa harus memahami jenis masalahnya dan alternatif-alternatif prosedur yang tersedia.

4. Menganalisis

Menganalisis melibatkan proses memecah-mecah materi jadi bagian-bagian kecil dan menentukan bagaimana hubungan antar bagian dan antara setiap bagian dan struktur keseluruhannya.

a. Membedakan

(34)

sewaktu siswa mendiskriminasikan informasi yang relevan dan tidak relevan, yang penting dan tidak penting.

b. Mengorganisasi

Mengorganisasi (menstrukturkan, memadukan, menemukan koherensi, membuat garis besar, dan mendeskripsikan peran) melibatkan proses mengidentifikasi elemen-elemen komunikasi atau situasi dan proses mengenali bagaimana elemen-elemen ini membentuk sebuah struktur yang koheren. Dalam mengorganisasi, siswa membangun hubungan-hubungan yang sistematis dan koheren antar potongan informasi.

c. Mengatribusikan

Mengatribusikan (mendekonstruksi) terjadi ketika siswa dapat menentukan sudut pandang, pendapat, nilai, atau tujuan di balik komunikasi. Mengatribusikan, melibatkan proses dekonstruksi, yang didalamnya siswa menentukan tujuan pengarang suatu tulisan yang diberikan oleh guru.

5. Mengevaluasi

Mengevaluasi didefinisikan sebagai membuat keputusan berdasarkan kriteria dan standar.

a. Memerikasa

(35)

siswa menguji apakah suatu kesimpulan sesuai dengan premis-premisnya atau tidak, apakah data-datanya mendukung atau menolak hipotesis, atau apakah suatu bahan pelajaran berisikan bagian-bagian yang saling bertentangan.

b. Mengkritik

Mengkritik (menilai) melibatkan proses penilaian suatu produk atau proses berdasarkan kriteria dan standar eksternal. Dalam mengkritik, siswa mencatat ciri-ciri positif dan negatif dari suatu produk atau membuat keputusan setidaknya sebagian berdasarkan ciri-ciri tersebut. Mengkritik merupakan inti dari apa yang disebut berpikir kritis.

6. Mencipta

Mencipta melibatkan proses menyusun elemen-elemen jadi sebuah keseluruhan yang koheren atau fungsional.

a. Merumuskan

Merumuskan (membuat hipotesis) melibatkan proses menggambarkan masalah dan membuat pilihan atau hipotesis yang memenuhi kriteria-kriteria tertentu.

b. Merencanakan

(36)

c. Memproduksi

Memproduksi (mengkonstruksi) melibatkan proses melaksanakan rencana untuk menyelesaikan masalah yang memenuhi spesifikasi-spesifikasi tertentu.

B. Pemecahan Masalah (Problem Solving)

Patricia Heller dan Kenneth Heller (1999), mengidentifikasi lima langkah dari strategi problem solving, yaitu:

1. Fokus pada masalah

Dari langkah ini dibangun deskripsi kualitatif dari masalah, pertama-tama memvisualisasikan setiap deskripsi dari masalah dengan menggunakan sketsa. Menulis pernyataan singkat dari apa yang ingin ditemukan. Gagasan-gagasan fisika ditulis, yang mana berguna dalam masalah dan mendeskripsikan pendekatan yang akan digunakan. Ketika menyelesaiakan langkah ini, siswa tidak perlu harus mengacu pada pernyataan masalah.

2. Diskripsi fisika

(37)

3. Merencanakan solusi

Dalam langkah ini, menterjemahkan deskripsi fakta ke dalam nilai matematis dengan menggunakan persamaan yang telah disebutkan dalam langkah 2. Setiap persamaan harus mempunyai tujuan yang spesifik untuk menemukan kuantitas yang belum diketahui dalam masalah tersebut. Sebuah persamaan biasanya membutuhkan kuantitas baru yang tidak diketahui, yang harus dideterminasikan menggunakan persamaan lain. Dengan kata lain, pemecahan masalah yang asli biasanya melibatkan kreativitas dan pemecahan sub masalah. Dengan mengerjakan operasi matematika untuk mengisolasi kuantitas yang tidak diketahui.

4. Melaksanakan rencana

Dalam langkah ini, sebenarnya adalah mengeksekusi solusi yang telah dirancang terlebih dahulu. Memasukkan semua kuantitas yang telah diketahui ke dalam solusi aljabar, seperti yang telah dijabarkan pada langkah 3, untuk mendeterminasikan harga numerik pada kuantitas yang belum diketahui.

5. Mengevaluasi jawaban

(38)

Langkah-langkah menyelesaikan masalah (soal fisika):

Bagaimana kaitannya dengan fisika? 2. Perumusan masalah secara fisika

Dapatkah menemukan solusi/ penyelesaian? 3. Perancangan pemecahan masalah

Apa jawabannya? 4. Pelaksanaan rancangan

Apakah jawabannya benar? 5. Evaluasi pekerjaan

(39)

1. Fokus pada masalah

Mencermatipertanyaan

Memilih pendekatan kualitatif yang harus mengarah pada solusi soal

RUMUSAN SOAL SECARA FISIKA PERNYATAAN MASALAH

Mengkonstruksi atau membayangkan urutan kejadian yang dijelaskan

dalam pernyataan soal

Mensketsa gambar yang mewakili gambaran kejadian; termasuk

(40)

2. Perumusan masalah (soal)

Merumuskan besaran yang ditanyakan

Menyatakan hubungan antar besaran yang terlibat dengan menggunakan

persamaan (rumus)

RANCANGAN PENYELESAIAN

Memastikan semua simbol yang digunakan untuk menunjukkan besaran-besaran telah

terdefinisi secara benar dalam diagram Membuat diagram yang memperlihatkan

hubungan antar besaran dalam dimensi ruang dan waktu

(41)

3. Rancangan penyelesaian

Menyelesaikan persamaan untuk mengungkapkan besaran yang belum diketahui tadi dan mensubstitusikan dalam persamaan awal

Menyelesaikan persamaan untuk mendapatkan besaran yang ditanyakan, dan memeriksa

satuan-satuan yang terlibat

TIDAK _{Adakah besaran tambahan yang belum diketahui} Memilih persamaan yang menyatakan hubungan-hubungan KUANTITATIF antar besaran yang

diketahui termasuk besaran yang ditanyakan RUMUSAN SOAL SECARA

FISIKA

YA

Memilih persamaan lain dari hubungan-hubungan KUANTITATIF yang telah ditemukan, mencakup besaran yang

(42)

4. Pelaksanaan rancangan

Memasukkan data dari besaran-besaran yang diketahui (memperhatikan satuan) ke dalam

persamaan yang telah dipilih RANCANGAN PENYELESAIAN

YA

Memeriksa apakah satuan dari besaran-besaran tersebut berada

dalam sistem yang sama

Menggunakan matematika yang benar secara benar untuk menyelesaikan persamaan untuk

menuju besaran yang ditanyakan

Menyelesaikan persamaan untuk mendapatkan besaran yang ditanyakan,

dan memeriksa satuan-satuan yang terlibat

BELUM

(43)

5. Evaluasi jawaban

Gambar 2.1. Langkah-langkah problem solving model Minessota Memeriksa apakah jawaban sudah lengkap

dan semua pertanyaan sudah dijawab

PENYELESAIAN YANG BAIK DAN SEMPURNA

Memeriksa apakah jawaban sudah dirumuskan secara benar

Memeriksa apakah jawaban sudah masuk akal PELAKSANAAN

PENGERJAAN SOAL

TIDAK MASUK AKAL

(44)

C. Materi: Usaha dan Energi Usaha

Dalam keseharian, istilah usaha dapat diartikan sebagai segala daya upaya atau kegiatan yang dilakukan manusia untuk mencapai tujuan tertentu. Sebagai contoh untuk mencapai tujuan berupa pengetahuan, seseorang melakukan usaha berupa kegiatan belajar. Lalu bagaimana arti usaha dalam fisika?

Dalam fisika, usaha selalu melibatkan gaya dan perpindahan. Usaha hanya akan terjadi jika gaya yang bekerja pada suatu benda menghasilkan perpindahan pada benda itu. Jadi, meskipun pada benda bekerja gaya yang sangat besar, tetapi benda tidak mengalami perpindahan, berarti tidak ada usaha pada benda itu.

Gambar 2.2. Gaya F menyebabkan benda berpindah sejauh s sehingga menimbulkan usaha.

Usaha yang dilakukan oleh gaya tetap F sama dengan hasil kali titik (dot product) antara gaya dan perpindahan s secara matematis:

1 joule = 1 newton meter= 107 erg

Dari hubungan diatas, dapat dikatakan bahwa:

(45)

1. Usaha dari Gaya Tetap

Gambar 2.3. Gaya F membentuk sudut θ terhadap perpindahan s. Usaha yang dilakukan oleh gaya F pada Gambar 2 merupakan hasil kali antara komponen gaya yang searah gerak dengan perpindahannya, secara matematis:

W = (Fcosθ) (s) (1) dengan θ adalah sudut antara arah gaya dan perpindahan.

Nilai cos θ dapat berharga positif, negatif, atau nol sehingga W

dapat juga berharga positif, negatif, atau nol. Usaha bernilai positif jika gaya yang menyebabkan perpindahan searah dengan arah perpindahan. Usaha bernilai negatif jika resultan gaya yang menyebabkan perpindahan berlawanan arah dengan arah perpindahan. Jika arah gaya tegak lurus arah perpindahan, usahanya bernilai nol.

2. Usaha oleh Beberapa Gaya

Usaha merupakan besaran skalar. Apabila pada benda bekerja beberapa gaya yang masing-masing melakukan usaha sebesar W1, W2,

(46)

dengan jumlah skalar semua usaha yang dilakukan oleh masing-masing gaya, yaitu:

W = W1+ W2 + W3 + ... + Wn (2)

Gambar 2.4. Gaya-gaya pada benda yang bergerak pada permukaan datar yang kasar.

Untuk sistem seperti pada Gambar 3, gaya gaya yang menimbulkan usaha adalah F dan fk sehingga usaha totalnya adalah:

W = (F + fk) s (3)

Gambar 4 menunjukkan grafik hubungan antara gaya konstan F yang bekerja pada benda sehingga benda berpindah sejauh s. Usaha yang dilakukan oleh gaya sama dengan luas daerah di bawah grafik, yaitu:

(47)

Energi

Energi merupakan kemampuan untuk melakukan suatu usaha. Kita akan mempelajari dua bentuk energi, yaitu energi potensial dan energi kinetik. Energi potensial yang akan kita pelajari disini adalah energi potensial gravitasi.

1. Energi Potensial Gravitasi

Energi potensial gravitasi merupakan energi yang tersimpan di dalam suatu benda (materi) karena kedudukannya. Energi potensial gravitasi dengan massa m dan ketinggian h meter diatas permukaan bumi dapat dihitung dengan persamaan

Ep = mgh (4)

Keterangan:

Ep = energi potensial (joule)

m = massa (kg)

g = percepatan gravitasi (m/s2) h = ketinggian (meter)

2. Energi Kinetik

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh benda yang bergerak. Energi kinetik dari suatu benda dengan massa m yang bergerak pada kecepatan v dapat dihitung dengan persamaan:

(48)

Keterangan:

Ek = energi kinetik (joule)

m = massa (kg) v = kecepatan (m/s)

3. Hubungan antara Usaha dan Energi Kinetik

Sebuah benda bermassa m bergerak dengan kecepatan awal v0. Pada

benda tersebut bekerja gaya sebesar F sehingga kecepatannya menjadi v. Menurut hukum II Newton, percepatan yang dialami benda adalah

(6)

Gambar 2.6. Ketika benda mendapatkan resultan gaya tidak sama dengan nol, benda akan mengalami perubahan kecepatan. Berdasarkan rumus GLBB,

v = v0 + at

v – v0=

(7)

Berdasarkan gambar 5, diperoleh

(49)

Dengan mengingat persamaan 7, diperoleh

(8)

Ruas kiri persamaan 8 tidak lain merupakan usaha yang dilakukan oleh gaya F sehingga dapat pula dinyatakan sebagai

(9)

Dari persamaan 9 tampak bahwa usaha yang dilakukan oleh suatu gaya pada benda sama dengan perubahan energi kinetik benda itu. Secara matematis,

(50)

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Jenis Penelitian

Penelitian yang dilakukan termasuk jenis penelitian kualitatif dan deskriptif. Menurut Moleong (2008: 6) penelitian kualitatif adalah penelitian yang bermaksud untuk memahami fenomena tentang apa yang dialami oleh subjek penelitian misalnya perilaku, persepsi, motivasi, tindakan, dll dengan cara deskriptif dalam bentuk kata-kata dan bahasa, pada suatu konteks khusus yang alamiah dengan memanfaatkan metode ilmiah.

B. Responden Penelitian

Responden yang diteliti kemampuan proses kognitif dalam menyelesaikan soal fisika sebanyak 4 orang siswa SMA kelas IPA. Mereka terdiri dari 2 sekolah yang berbeda dan sudah mendapatkan materi usaha dan energi. Masing-masing dari mereka tergabung dalam kelompok Olimpiade Fisika di sekolahan masing-masing.

C. Design Penelitian

(51)

atau kejadian khusus. Studi kasus mudah untuk dilakukan dan juga tidak perlu menggeneralisasikan apapun (Suparno, 2014).

D. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Yogyakarta pada bulan Mei – Juni 2016.

E. Metode Pengumpulan Data

Penelitian ini menggunakan metode thinking aloud yang diikuti dengan wawancara. Dalam prakteknya, responden mengerjakan soal esay (lampiran 1) tentang usaha dan energi dengan menggunakan metode thinking aloud. Menurut Maarten W. van someren, add all (1994), metode thinking aloud dapat digunakan untuk menyelidiki kemampuan dalam menyelesaikan masalah yang dimiliki setiap orang, perbedaan dalam kesulitan antara tugas-tugas, dan faktor lain yang berpengaruh dalam pemecahan masalah. Selain itu, metode thinking aloud memberikan wawasan yang jelas dalam bagaimana mereka mencapai solusi.

(52)

F. Instrumentasi Penelitian

Instrumen yang digunakan dalam penelitian ini yaitu peneliti sendiri dengan bantuan penyelesaian soal esay (lampiran 2) yang dibuat berdasarkan tahapan problem solving model Minnesota. Tahapan problem solving model Minnesota sekaligus digunakan sebagai alat untuk mengidentifikasi proses kognitif responden (lampiran 3). Proses kognitif tersebut nantinya akan dikategorikan berdasarkan kategori-kategori dalam dimensi proses kognitif (terdapat enam kategori). Dari situ, nantinya akan terlihat kategori pada tingkat Low Order Thinking (LOT) dan High Order Thinking (HOT).

G. Pelaksanaan Penelitian

Tahapan pelaksanaan penelitian:

1. Peneliti memilih 4 responden secara suka rela yang terdiri dari siswa SMA di Yogyakarta jurusan IPA.

2. Kemudian responden tersebut diberi soal tentang usaha dan energi. 3. Responden mengerjakan soal dengan menggunakan metode thinking

(53)

4. Hasil rekaman digunakan peneliti sebagai data penelitian yang berupa transkripan kemudian dianalisis tahapan problem solving model Minnesota yang ditempuh responden selanjutnya diidentifikasi proses kognitif responden.

5. Proses kognitif responden nantinya akan terlihat dari tahapan problem solving.

H. Analisis Data

Hasil pekerjaan nantinya dikumpulkan dari ke 4 responden. Data berupa transkrip selanjutnya dianalisis berdasarkan tahapan problem solving menurut Patricia Heller dan Kenneth Heller (1999), yang dikenal sebagai tahapan problem solving model Minnesota sebagai berikut:

1. Fokus pada masalah (soal)

1.1 Mengkonstruksi atau membayangkan urutan kejadian yang dijelaskan dalam pernyataan soal.

1.2 Mensketsa gambar yang mewakili gambaran kejadian; termasuk informasi yang diberikan.

1.3 Mencermati pertanyaan.

1.4 Memilih pendekatan kualitatif yang harus mengarah pada solusi soal.

2. Perumusan masalah (soal)

(54)

2.2 Memastikan semua simbol yang digunakan untuk menunjukkan besaran-besaran telah terdeifinisi secara benar dalam diagram. 2.3 Merumuskan besaran yang ditanyakan.

2.4 Menyatakan hubungan antar besaran yang terlibat dengan menggunakan persamaan (rumus).

3. Rancangan penyelesaian

3.1 Memilih persamaan yang menyatakan hubungan KUANTITATIF antar besaran yang diketahui termasuk besaran yang ditanyakan. 3.2 Adakah besaran tambahan yang belum diketahui,

a. jika ada, maka memilih persamaan lain dari hubungan-hubungan KUANTITATIF yang telah ditemukan, mencakup besaran yang belum diketahui.

b. Jika tidak ada, maka langsung ke langkah 3.3

3.3 Menyelesaikan persamaan untuk mengungkapkan besaran yang belum diketahui tadi dan mensubstitusikan dalam persamaan awal 3.4 Menyelesaikan persamaan untuk mendapatkan besaran yang

ditanyakan, dan memeriksa satuan-satuan yang terlibat. 4. Pelaksanaan rancangan

4.1 Memasukkan data dari besaran-besaran yang diketahui (memperhatikan satuan) ke dalam persamaan yang telah dipilih. 4.2 Memeriksa apakah satuan dari besaran-besaran tersebut berada

(55)

a. Jika belum berada dalam sistem yang sama, maka mengubah satuan dari besaran-besaran yang belum se-sistem.

b. Jika sudah berada dalam sistem yang sama, maka langsung ke langkah 4.3

4.3 Menggunakan matematika yang benar secara benar untuk menyelesaikan persamaan untuk menuju besaran yang ditanyakan. 4.4 Menyelesaikan persamaan untuk mendapatkan besaran yang

ditanyakan, dan memeriksa satuan-satuan yang terlibat. 5. Evaluasi jawaban

5.1 Memeriksa apakah jawaban sudah dirumuskan secara benar. 5.2 Memeriksa apakah jawaban sudah masuk akal

a. Jika tidak masuk akal, maka memeriksa ulang penyelesaian yang dibuat.

b. Jika masuk akal, maka langsung ke langkah 5.3

5.3 Memeriksa apakah jawaban sudah lengkap dan semua pertanyaan sudah dijawab.

5.4 Penyelesaian yang baik dan sempurna.

(56)

BAB IV

DATA, ANALISIS DATA, DAN PEMBAHASAN

A. Data

Data disajikan dalam bentuk transkrip (Terlampir).

B. Analisis Data dan Pembahasan 1. Responden A

a) Tabel 4.2. Tahapan Problem Solving Responden A Keterangan

P : Inisial untuk peneliti A : Inisial untuk responden A

I : Pernyataan responden sebelum peneliti memberi pertanyaan

II : Pernyataan responden yang tidak diungkapkan kemudian ditegaskan oleh peneliti dengan pertanyaan

Kode PS : Kode Problem Solving

No Pernyataan Responden A Kode

PS Keterangan 1 P : Dimulai dari membaca soal lalu mengungkapkan

semua yang kamu pikirkan

2 A I : {responden membaca soal sekaligus menggambar urutan kejadian}

1.1 I :

Gambar 4.7. Konstruksi soal berdasarkan alur kejadian responden A.

1.2

(57)

kemudian gayanya dilepas..sini ada gaya gesek.. sini ada.. sini juga.. sampai berhenti ini jaraknya 5 meter.. ini resultan di kondisi I ∑FI = 10 N..

berarti bisa dicari percepatannya..

Gambar 4.8. Perhitungan percepatan.

I : berapa gaya dorong yang diberikan.. 1.3 I : ..lalu disini {responden menunjuksegmen I}

dipercepat selama 2 detik..

1.4

I : ..berarti kecepatan akhirnya..

Gambar 4.9. Perhitungan kecepatan.

3.2.a

I : Lalu disini {responden menunjuk segmen II} diperlambat oleh gaya gesek sejauh 5 meter..

1.4

A II : soalnya..disini {menunjuk segmen I} kan nanti ketemu kecepatan akhir.. jadi banyak yang diketahui itu lebih ke sini {menunjuk segmen II} lebih memenuhi yang gaya gesek..trus disini {menunjuk segmen II} pakai kekekalan energi..

(58)

Gambar 4.10.a. Persamaan kekekalan energi mekanik.

Gambar 4.10.b. Penjabaran persamaan kekekalan energi mekanik.

3.3

Gambar 4.10.c. Persamaan akhir untuk mendapatkan gaya gesek.

3.4

:

Gambar 4.10.d. Perhitungan pertama mendapatkan gaya gesek.

Gambar 4.11. Perhitingan pertama mendapatkan gaya dorong sesuai dengan resultan gaya yang

bekerja.

(59)

Gambar 4.12. Perhitungan setelah dievaluasi untuk mendapatkan gaya gesek menggunakan

persamaan kekekalan energi mekanik. gaya dorongnya..

Gambar 4.13. Perhitungan setelah dievaluasi gaya dorong sesuai dengan resultan gaya yang

bekerja.

: {responden diam mencermati jawaban} 5.3

: Udah.... 5.4

b) Tabel 4.3. Proses Kognitif Responden A Keterangan

(60)

No Kategori-kategori

Proses

Kognitif Pernyataan Responden A Ket

1 Mengingat Me-ngenali

I sebuah balok bermassa 2000 gram..2 kg berarti, didorong dengan gaya F... sampai 2 detik.. kemudian gayanya dilepas.. sini ada gaya gesek.. sini ada..sini juga.. sampai berhenti ini jaraknya 5 meter.. ini resultan di kondisi I ∑FI = 10 N..

Meng-ingat kembali

I

Gambar 4.14. Hukum II Newton. I

Gambar 4.15. Persamaan kecepatan. I Hukum Kekekalan Energi Mekanik

Gambar 4.16. Persamaan kekekalan energi mekanik.

I Resultan gaya

Gambar 4.17. Resultan gaya yang bekerja pada benda. 2 Memahami

Me-nafsirkan I

Gambar 4.18. Konstruksi soal berdasarkan alur kejadian.

Meng-klasifika sikan

I didorong dengan gaya F... sampai 2 detik.. kemudian gayanya dilepas.. sini ada gaya gesek.. sini ada.. sini juga..

(61)

Men-jelaskan

I

Gambar 4.19. Persamaan Hukum II Newton.

Responden A mencari percepatan

I

Gambar 4.20. Persamaan kecepatan.

Responden A mencari kecepatan I Hukum Kekekalan Energi Mekanik

Gambar 4.21. Persamaan kekekalan energi mekanik.

Gambar 4.22 Perhitungan percepatan. I

(62)

menggunakan persamaan kekekalan energi mekanik.

I

Gambar 4.25. Perhitungan pertama untuk mendapatkan gaya dorong sesuai

dengan resultan gaya yang bekerja. 4

Meng-analisis

Mem-bedakan

I .. lalu disini {responden menunjuk segmen I} dipercepat selama 2 detik berarti..

I Lalu disini {responden menunjuk segmen II} diperlambat oleh gaya gesek sejauh 5 meter

Meng-organisasi

{Pertanyaan Peneliti} nah tadi kok kamu mengerjakan gaya geseknya dulu..cara berpikirnya bagaimana? II soalnya.. disini {menunjuk segmen I}

kan nanti ketemu kecepatan akhir.. jadi banyak yang diketahui itu lebih ke sini {menunjuk segmen II} lebih memenuhi yang gaya gesek.. trus disini {menunjuk segmen II} pakai kekekalan energi..

(63)

gesek menggunakan persamaan kekekalan energi mekanik. I gaya dorongnya..

Gambar 4.27. Perhitungan setelah dievaluasi untuk mendapatkan gaya

dorong sesuai resultan gaya yang bekerja.

6 Mencipta Me-rancang

I apa yang Anda lakukan agar balok es dapat meluncur lebih jauh.. ee...ini bisa dilakukan dengan memperlicin

permukaan sehingga gaya geseknya berkurang.. bisa juga dengan

menambah besar gaya dorong sehingga percepatannya dapat lebih cepat

sehingga balok dapat meluncur lebih jauh..

I emm... memperkecil massa? bentar.. massa mempengaruhi gak yaa.. coba kalau massa 1 kg..{responden membuktikan dengan persamaan}

Gambar 4.28. Pembuktian massa mempengaruhi benda ketika meluncur.

c) Pembahasan

(64)

meliputi (1) fokus pada masalah, (2) perumusan masalah, (3) rancangan penyelesaian, (4) pelaksanaan rancangan, (5) evaluasi jawaban. Namun ada beberapa sub tahap responden A yang urutannya tidak sesuai dengan sub tahap problem solving model Minnesota, ada beberapa sub tahap problem solving model Minnesota yang tidak teridentifikasi pada responden A, ada beberapa sub tahap problem solving responden A yang tumpang tindih. Proses kognitif tingkat High Order Thinking (HOT) terjadi saat responden A memilih pendekatan-pendekatan yang mengarah pada solusi soal kemudian responden A membuat diagram yang memperlihatkan hubungan antar besaran dalam dimensi ruang dan waktu pada problem solving model Minnesota. Peneliti membuat flowchart tahapan problem solving model Minnesota responden A yang dapat dilihat pada gambar 4.38.

(65)

Gambar 4.29. Konstruksi soal berdasarkan alur kejadian responden A. “sebuah balok bermassa 2000 gram..2 kg berarti, didorong dengan gaya F...sampai 2 detik..kemudian gayanya dilepas..sini ada gaya gesek..sini ada..sini juga..sampai berhenti ini jaraknya 5 meter..ini resultan di kondisi I ∑FI = 10 N..berarti bisa dicari percepatannya..{responden melakukan

perhitungan percepatan}”

Bagian ini menunjukkan bahwa responden A menempuh sub tahap 1.1 sekaligus sub tahap 1.2 pada problem solving model Minnesota. Kemudian responden A mengkonversi satuan ke dalam satu sistem yang sama. Tahap ini menunjukkan bahwa responden A menempuh sub tahap 4.2.a pada problem solving model Minnesota. Dari informasi yang diketahui dalam soal responden A kemudian menentukan persamaan Hukum II Newton. Selanjutnya digunakan untuk mencari percepatan balok es yang merupakan besaran tambahan yang belum diketahui.

Gambar 4.30. Perhitungan percepatan.

(66)

mengeksekusi persamaan. Setelah itu, responden A mencermati pertanyaan pertama “berapa gaya dorong yang diberikan..” Bagian ini menunjukkan bahwa responden A menempuh sub tahap 1.3 pada problem solving model Minnesota.

Setelah mencermati pertanyaan, responden A memilih pendekatan-pendekatan yang mengarah pada solusi soal. Karena soal yang diberikan peneliti merupakan soal kompleks, oleh sebab itu sub tahap ini dibutuhkan proses kognitif (membedakan, mengorganisasi) pada kategori menganalisis, yang mana proses ini merupakan perluasan dari proses kognitif pada kategori memahami. Proses responden dalam menganalisis inilah yang terpenting dalam mengerjakan soal, serta yang nantinya akan menentukan bisa atau tidaknya responden A dalam menyelesaikan soal. Proses kognitif tersebut melibatkan proses memecah-mecah materi menjadi bagian-bagian kecil dan menentukan bagaimana hubungan antar bagian dan antar setiap bagian dan struktur keseluruhannya. Dari konstruksi soal berdasarkan alur kejadian tersebut responden A melihat bahwa terdapat 2 segmen. “lalu disini {responden menunjuk segmen I} dipercepat selama 2 detik..berarti kecepatan akhirnya.. {responden melakukan perhitungan kecepatan akhir} lalu disini {responden menunjuk segmen II} diperlambat oleh gaya gesek sejauh 5 meter..”

(67)

Responden A menggunakan persamaan GLBB untuk mencari kecepatan akhir pada segmen pertama atau kecepatan awal pada segmen kedua

Gambar 4.31. Perhitungan kecepatan.

Bagian ini menunjukkan bahwa responden A menempuh sub tahap 3.2.a pada problem solving model Minnesota.

Setelah responden A menganalisis kemudian responden A mulai melakukan perhitungan yang mengarah pada solusi. Namun, ketika melakukan perhitungan responden A tidak mengungkapkan apa yang dipikirkan. Peneliti kemudian mengkonfirmasi jawaban dengan memberikan beberapa pertanyaan kepada responden A setelah mendapatkan solusi. Hal tersebut dilakukan peneliti agar mengetahui proses menganalisis responden A secara utuh untuk dapat menyelesaikan soal.

P : kemudian pada soal ini yang ditanyakan terlebih dahulu kan besar gaya dorong kemudian baru gaya geseknya...nah tadi kok kamu mengerjakan gaya geseknya dulu..cara berpikirnya bagaimana?

A : soalnya..disini {menunjuk segmen I} kan nanti ketemu kecepatan akhir..jadi banyak yang diketahui itu lebih ke sini {menunjuk segmen II} lebih memenuhi yang gaya gesek.. trus disini {menunjuk segmen II} pakai kekekalan energi..

(68)

Kemudian menggunakan persamaan Hukum II Newton untuk mendapatkan percepatan di segmen pertama, dari situ reponden A menggunakan persamaan GLBB untuk mendapatkan kecepatan awal di segmen kedua. Selanjutnya untuk mendapatkan besaran yang ditanyakan, responden A menggunakan persamaan hubungan usaha dan energi. Pada segmen kedua responden A mendapatkan nilai gaya gesek lalu di segmen pertama mendapatkan gaya dorong. Pada sub tahap tersebut responden A menganalisis dengan benar dalam merumuskan besaran yang ditanyakan sekaligus menunjukkan proses kognitif tingkat High Order Thinking (HOT) dalam menyelesaikan soal.

Kemudian responden A menuliskan persamaan untuk mencari gaya gesek yang bekerja pada balok es. Persamaan yang digunakan yaitu kekekalan energi mekanik Emawal = Emakhir. Proses kognitif: mengimplementasikan, pada kategori

mengaplikasikan, terjadi dimana responden A mampu menggunakan sebuah langkah untuk menyelesaikan masalah yang tidak familier. Bagian ini menunjukkan bahwa responden A menempuh sub tahap 2.4 dan sub tahap 3.1 pada problem solving model Minnesota. Dari deskripsi diatas, terlihat bahwa responden A melakukan tahap problem solving model Minnesota (1) fokus pada masalah dan (2) perumusan masalah.

Responden A menguraikan persamaan Emawal = Emakhir sesuai dengan

(69)

Gambar 4.32. Penguraian persamaan akhir dari kekakalan energi mekanik untuk mendapatkan gaya gesek.

Bagian ini menunjukkan bahwa responden A menempuh sub tahap 3.3 dan sub tahap 3.4 pada problem solving model Minnesota. Sub tahap 3.2 dilakukan responden saat fokus pada masalah dan dibagian perumusan masalah, yaitu mencari besaran tambahan yang belum diketahui. Responden A cenderung mengumpulkan semua informasi atau data terlebih dahulu dalam menyelesaikan soal. Dari deskripsi tersebut, terlihat bahwa responden A melakukan tahap problem solving model Minnesota (3) rancangan penyelesaian.

Setelah didapatkan persamaan akhir, responden A memasukkan data dari besaran-besaran yang telah diketahui ke dalam persamaan akhir.

(70)

Bagian ini menunjukkan bahwa responden A menempuh serangkaian tahapan problem solving model Minnesota, yaitu sub tahap 4.1 – sub tahap 4.3 – sub tahap 4.4. Sub tahap 4.2 yaitu memeriksa apakah satuan dari besaran-besaran berada dalam sistem yang sama dilakukan responden A saat fokus pada masalah bersamaan dengan menuliskan informasi yang diketahui. Dari deskripsi tersebut, terlihat bahwa responden A melakukan tahapan problem solving model Minnesota (4) pelaksanaan rancangan.

Setelah didapatkan hasil akhir, responden A memeriksa jawaban. Hal ini menunjukkan bahwa terjadi proses kognitif: memeriksa, pada kategori mengevaluasi, yang mana termasuk dalam tingkat High Order Thinking (HOT). Responden A memeriksa pekerjaannya dari awal sampai akhir apakah sudah dirumuskan secara benar dan masuk akal atau sesuai dengan konsep/ teori/ hukum belum. Bagian ini menunjukkan bahwa responden A menempuh sub tahap 5.1 pada problem solving model Minnesota. Dari situ didapatkan hasil akhir yang belum masuk akal, sehingga responden A merubah jawaban akhirnya dan memastikan jawabannya sudah benar dan masuk akal.

(71)

Gambar 4.36. Perhitungan setelah dievaluasi untuk mendapatkan gaya dorong sesuai dengan resultan gaya yang bekerja pada benda.

Bagian ini menunjukkan bahwa responden menempuh serangkaian sub tahap problem solving model Minnesota, yaitu sub tahap 5.2.a – sub tahap 5.3 – sub tahap 5.4. Dari deskripsi tersebut, terlihat bahwa responden A melakukan tahap problem solving model Minnesota (5) evaluasi jawaban.

Kemudian pada soal terdapat pertanyaan “Apa yang Anda lakukan agar

balok es dapat meluncur lebih jauh?”. Pada tahap ini dibutuhkan proses kognitif (merencanakan) pada kategori mencipta yang mana termasuk dalam tingkat High Order Thinking (HOT). Dengan dasar beberapa proses kognitif pada kategori-kategori yang telah dilakukan responden A kemudian didapatkan jawaban seperti berikut:

“apa yang Anda lakukan agar balok es dapat meluncur lebih jauh..ee...ini bisa dilakukan dengan memperlicin permukaan sehingga gaya geseknya berkurang..bisa juga dengan menambah besar gaya dorong sehingga percepatannya dapat lebih cepat sehingga balok dapat meluncur lebih jauh..”

(72)

Berikut flowchart tahapan problem solving model Minnesota yang ditempuh responden A:

High Order Thinking Skills (HOTS)

3.2.a Mencari besaran tambahan yang belum

diketahui 1.3 Mencermati pertanyaan

3.2.a Mencari besaran tambahan yang belum diketahui 4.2.a Merubah satuan dari besaran yang belum se-sistem 1.1 Mengkonstruksi atau membayangkan urutan kejadian yang

dijelaskan dalam pernyataan soal

1.2 Mensketsa gambar yang mewakili gambaran kejadian; termasuk informasi yang diberikan

1.4 Memilih pendekatan kualitatif yang mengarah pada solusi

2.1 Membuat diagram yang memperlihatkan hubungan antar besaran dalam dimensi ruang

dan waktu

2.3 Merumuskan besaran yang ditanyakan

2.4 Menyatakan hubungan antar besaran yang terlibat dengan menggunakan persamaan (rumus)

(73)

Gambar 4.38. Flowchart tahapan Problem Solving Model Minnesota responden A. 3.3 Menyelesaikan persamaan untuk mengungkapkan besaran yang

belum diketahui tadi dan mensubstitusikan dalam persamaan awal

3.4 Menyelesaikan persamaan untuk mendapatkan besaran yang ditanyakan, dan memeriksa satuan-satuan yang terlibat

4.1 Memasukkan data dari besaran-besaran yang diketahui (memperhatikan satuan) ke dalam persamaan yang telah dipilih

4.3 Menggunakan matematika yang benar secara benar untuk menyelesaikan persamaan untuk menuju besaran yang ditanyakan

4.4 Menyelesaikan persamaan untuk mendapatkan besaran yang ditanyakan, dan memeriksa satuan-satuan yang terlibat

5.1 Memeriksa apakah jawaban sudah dirumuskan secara benar

5.2.a Memeriksa ulang penyelesaian yang dibuat

5.3 Memeriksa kelengkapan jawaban

(74)

2. Responden R

a) Tabel 4.4. Tahapan Problem Solving Responden R Keterangan

P : Inisial untuk peneliti R : Inisial untuk responden R

Kode PS : Kode Problem Solving

No Pernyataan Responden Kode

PS Ket

1 P : oke.. jadi tekniknya begini kamu baca soalnya dipahami kemudian apa yang kamu pikirkan semua diungkapkan

2 R I : {responden diam memahami soal} “ini caranya bebas kan?”

3 P : mengerjakannya bebas..boleh dikerjakan dengan cara selain usaha dan energi tapi ini materi utamanya usaha dan energi..

4 R I : cuma yang 5 meter ini aja gapapa kan?

5 P : yaa...terserah kamu mengerjakannya bagaimana.

6 R I : {responden membaca soal lalu menggambar} 1.1 I :

Gambar 4.39. Konstruksi soal responden R.

1.2

I : ..kan ini punya massa m sama dengan 2 kg.. 4.2.a 7 P : saat menghadapi soal ini, menurut kamu ada berapa

segmen?

8 R I : pas didorong geraknya GLBB dipercepat setelah itu dilepas sehingga yang bekerja hanya gaya gesek

1.4 2.1

(75)

bahwa responden R menganalisi s soal 9 P : tadi yang kamu cari pertama kali itu kan gaya gesek

fg, nah cara mikirnya itu bagaimana?

R II : karena mikirnya yang awal itu gak butuh retailnya jadi cuma resultannya nah retailnya itu ada setelah didorong.. kemudian setelah didorong F tidak berkontribusi lagi jadi cuma fg nya aja yang

mempengaruhi gerak bendanya..nah untuk mencari fg nya maka harus diketahui dulu kecepatan

awalnya..

Gambar 4.40. Perhitungan kecepatan menggunakan umpuls dan momentum. kalau pakai usaha dan energi..

Gambar 4.41. Perhitungan kecepatan menggunakan usaha dan energi.

3.2.a

Gambar 4.42. Persamaan kecepatan pada GLBB.

(76)

Gambar 4.43. Persamaan jarak pada GLBB.

3.1

Gambar 4.44.a. Penguraian persamaan jarak pada GLBB untuk menyatakan besaran yang ditanyakan.

3.3

Gambar 4.44.b. Persamaan akhir yang menyatakan besaran yang ditanyakan.