A. HASIL ANALISIS 5 ARTIKEL JURNAL
Setelah 5 artikel dianalisis kemudian dibandingkan dengan cara ditabelkan sehingga tampak kemiripan dan perbedaan dari semua jurnal (tabel ada di halaman berikutnya), secara keseluruhan 5 artikel memiliki kemiripan dalam fokus masalah dan alternatif solusi, metode penelitian, subyek dan teknik sampling, instrumen penelitian serta teknik pengolahan dan analisis data untuk menarik kesimpulan.
Fokus masalah dari 5 artikel berkutat seputar upaya membandingkan laboratorium maya dengan laboratorium nyata. Pertanyaan-pertanyaan seputar apakah laboratorium maya dapat menggantikan laboratorium maya?, manakah yang lebih baik dari kedua jenis laboratorium tersebut termasuk laboratorium gabungan maya dan nyata dalam meningkatkan penguasaan konsep dan ketrampilan bereksperimen?
Alternatif solusi yang didapat adalah manipulasi fisikalitas pada eksperimen/laboratorium nyata mampu digantikan oleh manipulasi maya pada eksperimen maya dengan catatan materi yang dipilih sesuai dengan karakter dan kelebihan dari eksperimen maya, misalkan materi-materi abtsrak yang memang tidak bisa atau sangat sulit untuk divisualisasikan. Selain itu, yang perlu ditekankan adalah laboratorium/eksperimen maya “hanya” sebagai pengganti laboratorium/eksperimen nyata dikarenakan kesulitan dalam mengadakan laboratorium/eksperimen nyata, entah karena biaya, tempat, atau waktu yang terlalu besar/banyak atau karena eksperimen yang dilakukan adalah eksperimen yang berbahaya.
Metode penelitian yang dilakukan adalah kuasi eksperimen meskipun berbeda-beda desain, mayoritas menggunakan desain pre dan postes namun ada juga yang tanpa postes.
Subyek hampir semua dipilih dengan teknik sampling non-probabilitas purposif dengan maksud sampel yang didapat homogen dalam beberapa aspek terutama aspek yang menjadi variabel penelitian, yaitu penguasaan konsep dan keterampilan eksperimen.
Instrumen penelitian yang digunakan adalah instrumen tes, ada juga yang ditambah angket untuk melihat respon siswa terhadap laboratorium maya yang digunakan.
Pengolahan data dan analisis data yang digunakan kebanyakan berupa analisis varians (ANOVA) satu arah dengan maksud melihat signifikansi perbedaan antar tiap kelas namun hanya satu hal yang dibandingkan yaitu penguasaan konsep. Namun ada juga yang menggunakan ANCOVA dengan tujuan agar kesimpulan yang didapat lebih valid karena perlakuan yang diterima masing kelas berbeda-beda sehingga untuk melihat signifikansi perbedaannya kurang pas jika hanya menggunakan ANOVA. Selain itu, ada yang menggunakan uji t student untuk memperkuat kesimpulan yang didapat karena uji tersebut bertujuan melihat efektifitas dari masing-masing pembelajaran.
Tabel Perbandingan 5 Artikel yang Dianalisis Artikel I : Physical Versus Virtual Manipulative Experimentati on in Physics Learning Artikel II : Developing Concepts in Physics Through Virtual Lab Experiment : An Effectiveness Study Artikel III : Comparative Study of The Effectiveness of Three Learning Environments: Hyper-Realistic Virtual Simulations, Traditional Schematic Simulations, and Traditional Laboratory Artikel IV : Improving Students’ Learning Outcomes in Practical Physics, Which is Better? Computer Simulated Experiment or Hands-On Experiment? Artikel V : A Study on The Impact of Real, Virtual and Comprehensive Experimenting on Students’ Conceptual Understanding of DC Electric Circuits
and Their Skills in Undergraduate
Electricity Laboratory Fokus
Masalah Manakah yang lebih penting dalam meningkatkan penguasaan konsep siswa melalui eksperimen, manipulasi fisikalitas (manipulasi pada eksperimen nyata) atau Laboratorium memiliki peran penting dalam pembelajaran fisika untuk membangun konsep. Namun laboratorium sulit diadakan sehingga perlu ada solusi untuk mengatasinya Sejauh ini, laboratorium Virtual yang banyak dikembangkan terkesan “jauh” dari kenyataan sehingga dikhawatirkan justru kian membingungkan siswa Menguji pengaruh eksperimen simulasi komputer pada hasil belajar fisika praktis serta meneliti apakah ada efek kemampuan penalaran matematis (kemampuan abstraksi) terhadap hasil belajar fisika Menyelidiki perbandingan laboratorium listrik
real, virtual, dan
komprehensif
(Gabungan real dan
virtual) sebagai upaya
meningkatkan penguasaan konsep dan ketrampilan (dalam percobaan) mahasiswa pada materi rangkaian listrik searah.
maya? praktis tersebut. Alternati f Solusi Manipulasi fisikalitas atau maya sama-sama penting dalam pembelajaran fisika melalui eksperimen karena mampu membuat siswa aktif dalam membangun konsepnya sendiri Laboratorium virtual efektif dalam membangun konsep fisika Menciptakan sebuah media simulasi pembelajaran yang lebih mendekati kenyataan dengan Persistence of Vision Raytracer (POV-Ray) yaitu sebuah Software untuk membuat gambar 3 dimensi. Kelas gabungan menunjukkan hasil terbaik. Kelemahan kemampuan penalaran matematis mampu diminimalisir simulasi virtual atau siswa lebih mampu
membayangkan konsep abstrak melalui simulasi komputer
Kelas Virtual lebih baik dalam penguasaan konsep dan
keterampilan
eksperimen serta lebih cepat. Namun, perlu diperhatikan : ada konsep yang lebih efektif diajarkan dengan eksperimen
real dan ada yang
lebih baik dengan
virtual Metode Penelitia n Kuasi eksperimen dengan desain pre-pos tes eksperimen dengan empat kelas eksperimen : Physical Manipulative Experimentatio n (PME), Virtual Manipulative Experimentatio n (VME), PME-Kuasi eksperimen. Desain pre-pos tes eksperimen dengan satu kelas eksperimen (pembelajaran dengan eksperimen virtual) dan satu kelas kontrol (pembelajaran dengan eksperimen nyata). Satu kelas eksperimen (pembelajaran dengan hyper-realistic yaitu simulasi yang dibuat dengan POV-Ray) dan dua kelas kontrol (pembelajaran dengan laboratorium tradisional dan laboratorium virtual Kuasi eksperimen, dengan 3 kelas eksperimen yaitu Kelas Simulasi Komputer (CSE), Simulasi Komputer+Hands-on (CSE+HoE), dan Hands-on (HoE). dan tanpa kelas kontrol. Desain Pre dan pos-tes
Eksperimen
one-variable design with three levels. Dengan
kata lain, metodenya adalah kuasi
eksperimen dengan 3 kelas eksperimen dan tanpa kelas kontrol
VME, dan VME-PME biasa/skematik) dan hanya menggunakan postes tanpa adanya pretes Subyek dan Teknik Samplin g 234 mahasiswa Fisika Universitas Siprus. Semua kelas memiliki proporsi : gender, umur, suku, Kurikulum, dan tingkat yang sama. Pemahaman konsep Suhu dan Kalor mereka juga tidak berbeda signifikan. Teknik samplingnya adalah purposif 50 mahasiswa umur 19-23 tahun yang mengambil kelas laboratorium fisika program studi fisika di sebuah kampus di Bopal yang tengah menempuh semester 4 tahun ajaran 2010-2011. Teknik sampling yang digunakan adalah non probabilitas-purposif 123 mahasiswa Universitas Extremadura, Spanyol yang dibagi menjadi tiga kelompok/kelas yang homogen dalam hal program studi, kemampuan, disiplin ilmu, dan prestasi akademik program kuliah sebelumnya sehingga teknik samplingnya purposif 359 siswa SMA dipilih secara acak/non-probabilitas dari enam SMA di Oweri dan Orlu di Nigeria. Sampel dibagi menjadi 3 kelas eksperimen. 100 mahasiswa Pendidikan Universitas Teheran yang mengikuti kursus laboratorium listrik yang memiliki tingkat penguasaan konsep dan keterampilan melakukan
eksperimen Rangkaian Listrik searah yang sama yang kemudian dibagi secara acak menjadi 3 kelas eksperimen Instrume n Penelitia n Instrumen tes terdiri dari 4 soal essay yang dikembangkan dan sudah digunakan di Universitas Instrumen yang digunakan adalah tes penguasaan konsep yang akan digunakan pada pos-tes
20 item soal tes prestasi belajar dan angket untuk melihat respon siswa dan guru terhadap pembelajaran Tes Keterampilan fisika praktis dinilai dengan grafik yang digambar siswa di akhir percobaan. Tes Prestasi Determining and Interpreting Resistive Electric circuits
Concepts Test (DIRECT
v1.2) yang
dikembangkan Paula V. E. Keterampilan
Washington serta pernah digunakan oleh penulis jurnal. Tes dilakukan 4 kali. serta data prestasi belajar mahasiswa pada semester sebelumnya sebagai pre tes.
yang telah diberikan serta meminta masukan untuk pembelajaran sejenis selanjutnya
Belajar Fisika. Dan Tes Kemampuan Penalaran Matematis (MRAT) eksperimen diukur dengan merakit rangkaian listrik berupa physical material dan menjelaskan cara kerjanya Pengola han dan Analisis Data ANOVA satu arah untuk perbandingan skor pretes dan ANCOVA satu arah untuk perbandingan skor pos-tes. Untuk menentukan efektifitas pembelajaran laboratorium
virtual dan nyata
menggunakan uji t kemudian dibandingkan signifikansi perbedaannya. ANOVA untuk membandingkan prestasi belajar masing-masing kelas serta uji t Student untuk melihat efektifitas pembelajaran dari masing-masing kelas. ANCOVA digunakan untuk menguji dan membandingkan efek yang didapat oleh setiap kelas setelah diberi perlakuan. Untuk menguji hipotesis/ efektifitas pembelajaran digunakan uji t Student
ANOVA satu arah untuk menganalisis apakah ada perbedaan yang signifikan dari hasil postes masing-masing kelas. Selain itu untuk
membandingkan satu kelas dengan kelas yang lain digunakan Tukey Post-hoc. Hasil
Penelitia n
Penggunaan PME, VME, dan kombinasi (VME kemudian PME dan PME kemudian VME) menunjukkan peningkatan pemahaman konsep Suhu dan Kalor siswa yang lebih Kelas yang melakukan eksperimen virtual mendapatkan nilai penguasaan konsep yang signifikan lebih tinggi dibanding kelas yang bereksperimen secara nyata.
Hasil tes kelas
hyper-realistic
signifikan lebih tinggi dari kelas skematik dan kelas tradisional. Peningkatan tertinggi ada pada kelas
hyper-realistic lalu
skematik, dan terakhir kelas
Kelas CSE + HoE mendapat nilai rata-rata tertinggi pada nilai fisika praktis, kemudian diikuti kelas CSE dan HoE dengan perbedaan antar masing-masing grup signifikan. Kelemahan kemampuan Hasil postes penguasaan konsep kelas virtual dan komprehensif lebih baik dari kelas real. Namun, tidak ada perbedaan berarti antara ke3 kelas. Waktu dan
keterampilan
eksperimen 3 kelas tidak memiliki
tinggi dibanding kelas tanpa eksperimen. tradisional. penalaran matematis siswa mampu diminimalisir dampaknya oleh simulasi virtual. perbedaan signifikan. Namun kelas virtual lebih cepat dan lebih baik keterampilan eksperimennya
B. GAGASAN BARU YANG DISINTESIS
Setelah mengkaji 5 artikel, ide yang didapat untuk diangkat dalam penelitian yaitu :
Fokus masalah yang akan diangkat adalah eksperimen jenis apa yang cocok untuk laboratorium/eksperimen virtual karena dari 5 artikel tersebut sudah diketahui bahwa laboratorium virtual mampu menggantikan laboratorium nyata dalam beberapa kondisi sehingga dalam penelitian berikutnya yang akan kami lakukan tidak akan lagi menguji mana yang lebih baik, apakah eksperimen virtual atau nyata tetapi membandingkan dua atau lebih jenis eksperimen pada pembelajaran menggunakan laboratorium maya.
Alternatif solusi yang ditawarkan adalah mencari apakah laboratorium maya cocok untuk beberapa jenis eksperimen atau hanya eksperimen jenis tertentu saja. Merujuk pada Trowbridge dan Bybee (dalam Sarwi 2010: 115), kegiatan laboratorium baik dalam bentuk demonstrasi maupun eksperimen dapat digolongkan menjadi kegiatan laboratorium yang bersifat verifikasi (deduktif) dan kegiatan laboratorium inkuiri (induktif). Jadi kami tertarik untuk mengangkat penelitian yang membandingkan efektifitas laboratorium maya pada pembelajaran dengan eksperimen verifikasi dan pada pembelajaran dengan eksperimen inkuiri. Di bawah akan disajikan beberapa karakter tentang dua jenis metode eksperimen ini dan dipaparkan juga kelebihan serta kekurangan dari masing-masing eksperimen.
Lebih lanjut metode eksperimen verifikasi dapat diartikan sebagai suatu rangkaian kegiatan observasi atau pengukuran, pengolahan data, dan penarikan kesimpulan yang bertujuan untuk membuktikan konsep yang sudah dibelajarkan. Pada eksperimen berbasis verifikasi, guru berperan menerangkan suatu teori terlebih dahulu kemudian mengajak siswa untuk membuktikan kebenaran prinsip atau teori yang telah dipelajarinya melalui suatu kegiatan eksperimen. Ketika siswa melakukan eksperimen, siswa akhirnya dapat menarik kesimpulan bahwa teori atau konsep tersebut sesuai atau tidak dengan percobaan.
Dalam eksperimen berbasis verifikasi, banyak manfaat yang dapat diambil menurut Sintia Sintia, 2008 (dalam Nurcahyo, 2014) yaitu
Untuk Siswa:
a. Siswa dapat membentuk kepribadian yang jujur, teliti, ulet dan cerdas. b. Siswa dapat berpikir secara kritis terhadap eksperimen yang
dilakukan.
c. Siswa dapat menjalin kerjasama bersama teman-temannya. d. Siswa dapat memahami sebuah teori dan konsep dengan lebih
mendalam.
e. Meningkatkan keahlian siswa dalam bekerja secara ilmiah. Untuk Guru:
a. Guru dapat lebih kreatif dalam menerangkan suatu konsep dan teori terhadap siswanya.
b. Guru lebih mengetahui kemampuan siswa dalam kerja secara ilmiah. c. Guru dapat memahami konsep/teori lebih mendalam setelah para
siswa bereksperimen.
Namun ada beberapa hal dalam eksperimen berbasis verifikasi ini yang dapat menjadi kelemahan, diantaranya:
a. Tidak terbentuknya individu siswa yang kreatif dan inovatif. b. Siswa akan merasa lebih jenuh untuk melakukan eksperimen. c. Kadang-kadang siswa akan melakukan suatu kebohongan ketika
mendapatkan hasil data yang tidak sesuai dengan konsep. d. Siswa tidak terlatih untuk berpikir secara sistematis.
e. Siswa tidak terlatih untuk mencoba hal yang lebih baru bagi mereka. f. Kurangnya interaksi antar siswa dengan guru.
g. Guru tidak akan berkembang, sesuai dengan penemuan siswanya yang baru.
h. Siswa tidak terlatih untuk menjadi seorang ilmuan dan petualang. Metode eksperimen inkuiri adalah suatu metode di mana siswa diajak untuk menemukan sendiri konsep atau teori yang sedang dipelajarinya melalui penyelidikan dan analisisnya sendiri berdasarkan percobaan atau eksperimen yang telah dilakukan.
Menurut Sintia, 2008 (dalam Nurcahyo, 2014), dalam proses inkuiri ini banyak sekali manfaat yang dapat diperoleh di antaranya:
Untuk Siswa:
a. Siswa dapat berpikir secara kritis dan sistematis. b. Meningkatkan keterampilan secara ilmiah.
c. Meningkatkan keyakinan terhadap kemampuan diri dan minat belajar siswa.
d. Dapat mengkondisikan siswa sebagai petualang dan penemu baru. e. Siswa dapat lebih aktif dan berprestasi.
f. Pembelajaran terintegrasi.
g. Belajar akan lebih terasa menyenangkan dan menantang.
h. Pola pikir dan tingkah laku siswa (jujur, teliti, ulet dan kerjasama) secara tidak langsung akan terprogram menjadi suatu individu yang sangat cerdas.
Untuk Guru:
a. Menjadi lebih kreatif.
b. Terjalin kerjasama yang baik antara murid dan guru.
c. Akan sama-sama berkembang bersamaan dengan perkembangan siswa.
d. Dapat memahami teori dan konsep secara menyeluruh.
Namun proses eksperimen berbasis inkuiri memiliki beberapa kendala diantaranya:
a. Jika guru, tidak dapat dengan baik merumuskan teka-teki, atau pertanyaan kapada muridnya, untuk memecahkan permasalah secara sistematis, maka akan membuat murid lebih bingung dan tidak terarah.
b. Guru tidak memahami secara keseluruhan proses eksperimen berbasis inkuiri tersebut sehingga siswa tidak akan pernah memahami tujuan yang sesungguhnya.
c. Adanya kelemahan pada siswa dalam melakukan eksperimen sehingga guru sulit untuk mencapai pada tujuan yang dituju.
d. Kurangnya alat bantu untuk melakukan proses eksperimen secara inkuiri.
e. Harus memiliki waktu dan tenaga pendidik yang lebih banyak, karena dalam eksperimen berbasis inkuiri ini diperlukan interaksi yang penuh antara guru dan murid.
Metode penelitian yang akan digunakan adalah metode eksperimen semu (quasi eksperiment). Metode ini dipilih karena penelitian ini adalah penelitian yang memberi perlakuan (treatment) dan penelitian ini adalah penelitian pendidikan yang merupakan penelitian sosial sehingga tidak mungkin untuk mengontrol semua variabel terkait kecuali “hanya” variabel-variabel yang akan diteliti. Adapun desain penulisan yang digunakan adalah control group pre-test-post test dengan subjek penelitian dibagi menjadi dua kelas eksperimen yaitu kelas yang pembelajarannya menggunakan laboratorium virtual pada eksperimen verifikasi dan kelas yang pembelajarannya dengan laboratorium virtual pada metode eksperimen inkuiri. Pola control group pre-test-post test ditunjukkan pada gambar.
Keterangan :
01 : pretest untuk mengukur penguasaan konsep dan keterampilan proses
sains
02 : posttest untuk mengukur penguasaan konsep dan keterampilan proses
sains
X1 : treatment berupa pembelajaran dengan metode eksperimen virtual
X2 : treatment berupa pembelajaran dengan metode eksperimen
nyata-virtual
Subyek yang akan dipilih pada penelitian ini didapat melalui teknik sampling non-probabilitas purposif dengan maksud sampel yang didapat homogen dalam beberapa aspek terutama aspek yang menjadi variabel penelitian, yaitu penguasaan konsep dan keterampilan proses sains siwa mengacu pada pertimbangan mengenai hasil studi pendahuluan dilihat dari nilai rata-rata kelas pada nilai ulangan yang diberikan oleh guru, selain itu juga rekomendasi koordinator guru fisika dan saran guru mata pelajaran fisika.
E1 01 X1 02
Instrumen Penelitian
Pengumpulan data akan dilakukan dengan teknik tes. Instrumen yang digunakan dalam penelitian ini adalah soal penguasaan konsep. Soal yang digunakan berupa soal pilihan ganda. Penyusunan instrumen tes didasarkan pada taksonomi Bloom yang mencakup ranah kognitif pada kemampuan ingatan (C1), pemahaman (C2), aplikasi (C3), dan analisis (C4). Tes ini dilakukan dua kali yaitu sebelum perlakuan (pretest) dan sesudah perlakuan (postest) dengan soal yang sama, hal ini dimaksudkan supaya tidak ada pengaruh perbedaan kualitas instrumen terhadap perubahan pengetahuan dan pemahaman yang didapat. Selain itu, instrumen juga memuat soal-soal yang mengujikan aspek-aspek Keterampilan Proses Sains : keterampilan mengamati, menginterpretasi data, berhipotesis, menggunakan alat dan bahan, berkomunikasi, dan menerapkan konsep. Kualitas instrumen harus teruji kelayakannya dari segi validitas, reliabilitas, daya pembeda dan indeks kesukaran. Item soal yang tidak memenuhi kriteria maka soal tersebut direvisi atau tidak digunakan.
Teknik Pengolahan Dan Analisis Data
Untuk meliha signifikansi perbedaan penguasaan konsep dan keterampilan proses sains siswa sebelum diberi perlakuan digunakan analisis multi varians/Multy Anaysis of Variance (MANOVA) dengan harapan dua kelas yang dibandingkan tidak berbeda secara signifikan. Untuk menguji efektifitas penerapan pembelajaran dengan metode eksperimen verifikasi atau inkuiri pada laboratorium maya digunakan uji t student. Sebelum diuji, terlebih dahulu data yang didapat diuji normalitas atau keterwakilan sampel terhadap populasi, jika setelah diuji ternyata diketahui datanya normal maka pengolahan data selanjutnya menggunakan statistik parametrik, termasuk statistik nonparamterik adalah MANOVA dan MANCOVA, namun jika data yang didapat adalah data tidak normal maka statistik yang dipakai adalah statistik nonparametrik dan uji hipotesis yang digunakan adalah uji Wilcoxon. Setelah diuji normalitas, kemudian diuji homogenitas, dan terakhir diuji dengan chi-kuadrat.
Selanjutnya, karena hanya ada dua kelas yang akan dibandingkan peningkatan penguasaan konsep dan ketrampilan eksperimennya sehingga membandingkan dengan peningkatan gain yang dinormalisasipun terbilang sudah cukup, namun agar lebih tampak signifikansi perbedaan antar tiap kelas dengan dua hal yang dibandingkan yaitu penguasaan konsep dan keterampilan proses sains siswanya, maka digunakan analisis multi covarians/Multy Anaysis of Variance (MANCOVA). MANCOVA juga memperkuat penarikan kesimpulan karena kurang fair jika hanya membandingkan peningkatan gain yang dinormalisasi padahal dua kelas tidak mendapat perlakuan sama, MANCOVA mampu menghilangkan ketidakfairan itu.
Daftar Pustaka
Nurcahyo, S. D (2014) “Perbandingan Metode Eksperimen Inkuiri dengan Eksperimen Verifikasi terhadap Hasil Belajar IPA Siswa pada Materi Pokok Sistem Pernapasan. Tesis Prodi Pendidikan IPA Universitas Lampung: Tidak diterbitkan.
