DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ……….. iv
KATA PENGANTAR ……… vi
DAFTAR ISI ……….. vii
DAFTAR TABEL ……….. x
DAFTAR GAMBAR ………. xi
DAFTAR LAMPIRAN ……….. xii
BAB I PENDAHULUAN ………. 1
A. Latar Belakang Masalah ……… 1
B. Rumusan Masalah ………. 9
C. Kerangka Pemecahan Masalah ……….. 10
D. Tujuan Penelitian ………... 13
E. Manfaat Penelitian ……….. 14
F. Penjelasan Istilah ………... 14
BAB II KEGIATAN LABORATORIUM DALAM PEMBELAJARAN FISIKA ………. 16
A. Pembelajaran Fisika ……… 16
1. Pembelajaran Fisika untuk Mengembangkan Kemampuan Berpikir … 16
2 Teori Perkembangan Kemampuan Berpikir ………... 23
B. Kegiatan Laboratorium dalam Pembelajaran Fisika ……….. 28
1. Kegiatan Laboratorium Berbasis Inkuiri ……… 28
2. Perkembangan Pembelajaran Inkuiri ………. 35
C. Analisis Kurikulum Sains/Fisika Sekolah dan Kurikulum Program Studi
Pendidikan Fisika ……… 48
1. Analisis Kurikulum Sains SMP dan MTs ……….. 48
2. Analisis Kurikulum Fisika SMA dan MA ………. 51
3. Analisis Kurikulum Program Studi Pendidikan Fisika ……….. 53
D. Mata Kuliah untuk Membekali Mahasiswa Calon Guru Fisika dalam Merancang Kegiatan Laboratorium ……… 58
BAB III METODE PENELITIAN ………... 65
A. Model dan Desain Penelitian ……… 65
B. Lokasi dan Subyek Penelitian … ……… 69
C. Variabel Penelitian ………. 69
D. Instrumen Penelitian ………. 72
1. Ujicoba Instrumen Tes dan Lembar Penyekoran ……… 73
2. Ujicoba LKM ………... 76
E. Teknik Pengumpulan Data ……….. 77
1. Pengumpulan Data sebelum Masa Perkuliahan Berlangsung (Pre-test) … 79 2. Pengumpulan Data selama Proses Perkuliahan Berlangsung …………. 80
3. Pengumpulan Data setelah Masa Perkuliahan Selesai (Post-test) …….. 83
F. Teknik Analisis Data ……… 83
1. Analisis Data Awal dan Akhir ………..………….. 84
2. Analisis Data Non Tes yang Diperoleh Selama Proses Perkuliahan … .. 85
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ………. 87
A. Hasil Penelitian ………. 87
1.Keterampilan Berpikir yang Terkait dengan Proses Inkuiri ………… 88
2. Persepsi Awal Mahasiswa Terhadap Kegiatan Laboratorium Fisika … 89
3. Hasil Tes Keterampilan Mahasiswa dalam Melakukan Pengukuran.. 91
B. Pembahasan ……… ………. 108
1.Kemampuan Merancang dan Melaksanakan Kegiatan Laboratorium Fisika Berbasis Inkuiri ……….. 108
2.Sikap Mahasiswa ……… 134
3.Profil Kemampuan Individu ……….. 136
4.Keterbatasan Penelitian ………. 139
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ……… 141
A. Kesimpulan ……… 141
B. Saran ………... 142
DAFTAR PUSTAKA ……… 144
LAMPIRAN ……….. 149
A. Instrumen Penelitian ……….. 149
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
2.1 Standar kompetensi mata pelajaran Sains SMP dan MTs yang terkait
dengan materi pokok fisika ………. 48
2.2 Distribusi kompetensi dasar dan indikator dari standar kompetensi mata pelajaran Sains SMP dan MTs yang terkait dengan materi pokok fisika … 49 2.3 Mata kuliah dengan kegiatan laboratorium ………. 54
3.1 Kemampuan yang dikembangkan dan indikatornya ………... 71
3.2 Variabel penelitian, instrumen penelitian, dan fungsinya ………... 72
3.3 Validitas tes pilihan ganda ……….. 74
4.1 Rekap data kuantitatif hasil penelitian ……….. 87
4.2 Kemampuan berpikir yang terkait dengan proses inkuiri ilmiah ………. 89
4.3 Persepsi awal mahasiswa terhadap kegiatan laboratorium fisika ……… 90
4.4 Keterampilan mahasiswa dalam melakukan pengukuran ………... 92
4.5 Kemampuan mahasiswa dalam merencanakan prosedur percobaan …... 98
4.6 Kemampuan mahasiswa dalam menyusun laporan tertulis .…….…….. 99
4.7 Persepsi mahasiswa terhadap contoh kegiatan laboratorium inkuiri dan verifikasi ………... 103
4.8 Pemahaman mahasiswa terhadap kegiatan laboratorium inkuiri setelah melaksanakan contoh (model) ……… 104
4.9 Kemampuan merancang kegiatan laboratorium berbasis inkuiri ……… 106
4.10 Persentase mahasiswa yang melakukan analisis sensitivitas, resolusi, kesalahan acak, kesalahan sistematis, presisi, dan akurasi pada tahap implementasi rancangan ……… 107
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
2.1 Berpikir deduktif verbal tahap 4. Pola jika…dan…maka…diterapkan oleh remaja dan orang dewasa untuk menyatakan proposisi
hipotetik tentang gejala yang tidak dapat diamatinya ………. 27
2.2 Standar pemilihan keterampilan laboratorium ……….. 43
2.3 Posisi mata kuliah Laboratorium Fisika Pendidikan dalam pengembangan kemampuan merancang dan melaksanakan kegiatan laboratorium inkuiri ……… 63
3.1 Bagan desain penelitian ……….. 65
3.2 Desain perkuliahan ……….. 68
3.3 Teknik Pengumpulan Data ……….………..……… 78
4.1 Pengukuran nilai hambatan, (a) dan (b) metode amperemeter- voltmeter, (c) metode jembatan Wheatstone ……….. 112
4.2 Cara menentukan spesifikasi panjang tabung pada percobaan viskositas zat cair ……… 118
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman A. Instrumen Penelitian
Lampiran 1 Satuan Acara Perkuliahan (SAP) 149
Lampiran 2a Soal Pilihan Ganda Pre-test dan Post-test 156 untuk Mengungkap Keterampilan Berpikir Prosedural
Lampiran 2b Panduan Tes Perbuatan 168
Lampiran 3a Lembar Petunjuk Dosen (LPD-1) untuk Contoh 1 170 Kegiatan Laboratorium Inkuiri
Lampiran 3b Lembar Kegiatan Mahasiswa (LKM-1) untuk Contoh 1 175 Kegiatan Laboratorium Inkuiri
Lampiran 3c Lembar Kegiatan Mahasiswa (LKM-1) untuk Contoh 1 178 Kegiatan Laboratorium Verifikasi
Lampiran 3d Lembar Petunjuk Dosen (LPD-2) untuk Contoh 2 180 Kegiatan Laboratorium Inkuiri
Lampiran 3e Lembar Kegiatan Mahasiswa (LKM-2) untuk Contoh 2 184 Kegiatan Laboratorium Inkuiri
Lampiran 3f Lembar Kegiatan Mahasiswa (LKM-1) untuk Contoh 1 188 Kegiatan Laboratorium Verifikasi
Lampiran 3g Lembar Penyekoran Kemampuan Merencanakan 190 Prosedur Percobaan
Lampiran 3h Petunjuk Pembuatan Laporan Kegiatan Laboratorium 191 Lampiran 3i Lembar Penyekoran Laporan Kegiatan Laboratorium 193 Lampiran 4a Petunjuk Pembuatan Rancangan Kegiatan Laboratorium Inkuiri 196 Lampiran 4b Lembar Penyekoran Hasil Rancangan 197
Kegiatan Laboratorium Fisika Berbasis Inkuiri
B. Data Penelitian
Lampiran 6a Analisis Hasil Uji Coba Instrumen 199 Lampiran 6b Hasil perhitungan gain dan uji-t dari skor kemampuan 204
berpikir yang terkait dengan proses inkuiri ilmiah
Lampiran 6c Hasil perhitungan gain dan uji-t dari skor kemampuan 206 melakukan pengukuran
Lampiran 6d Hasil perhitungan gain dan uji-t dari skor kemampuan 209 merencanakan prosedur percobaan
Lampiran 6e Hasil perhitungan gain dan uji-t dari skor kemampuan 211 menyusun laporan kegiatan laboratorium
Lampiran 6f Skor Kemampuan Merancang Kegiatan Laboratorium 213 Lampiran 6g Hasil Evaluasi pada Tahap Implementasi Hasil Rancangan 217
Kegiatan Laboratorium Fisika Berbasis Inkuiri dalam Simulasi Pembelajaran
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Di era globalisasi dewasa ini kehidupan masyarakat banyak dipengaruhi oleh perkembangan sains dan teknologi. Banyak permasalahan yang muncul dalam kehidupan sehari-hari memerlukan informasi ilmiah dalam pemecahannya. Oleh karena itu, literasi sains menjadi kebutuhan bagi setiap individu agar memiliki peluang yang lebih besar untuk menyesuaikan diri dengan dinamika kehidupan.
Sains atau IPA, termasuk fisika, dikembangkan oleh manusia dengan tujuan untuk memahami gejala alam (NRC, 1996). Rasa keingintahuan telah mendorong ilmuwan untuk melakukan proses penyelidikan ilmiah, atau doing science (Hodson, 1996), hingga ditemukan suatu jawaban atau produk yang mencakup konsep, prinsip, teori, dan hukum. Dalam istilah psikologi pengetahuan proses ilmiah itu disebut pengetahuan prosedural, dan pengetahuan produk ilmiah disebut pengetahuan deklaratif (Lawson, 1995).
hipotesis. Jika data sesuai dengan konsekuensi deduktif maka hipotesis mendapat dukungan sehingga diperoleh ilmu pengetahuan baru yang bersifat tentatif, dan jika tidak sesuai maka hipotesis ditolak atau harus dimodifikasi (Lawson, 1995).
Proses berpikir yang mengaitkan hipotesis, rancangan percobaan, dan prediksi tersebut membentuk pola inferensi logika jika… dan… maka…. Menurut Brotosiswoyo (2002) inferensi logika termasuk kemahiran generik yang perlu ditumbuhkan melalui belajar fisika. Pola berpikir tersebut, menurut Lawson (1995), sebetulnya menggambarkan pola berpikir manusia pada umumnya yang tidak berbeda dengan pola berpikir ilmuwan, tetapi karena ilmuwan sudah terbiasa atau terlatih dalam menggunakan pola tersebut maka mereka mampu memecahkan masalah secara efektif. Oleh karena itu, pembelajaran fisika dan sains seyogianya juga diarahkan untuk mengembangkan kemampuan berpikir.
Pentingnya pengembangan kemampuan berpikir itu didukung hasil survei yang dilakukan oleh American Institute of Physics (AIP) di AS. Hasil survei itu menunjukkan bahwa kecakapan yang paling sering digunakan oleh pekerja lulusan S2 dan S3 fisika adalah kecakapan dalam pemecahan masalah (problem solving), bekerja kelompok, dan berkomunikasi. Pengetahuan tentang materi subyek frekuensi penggunaannya di tempat kerja rata-rata hanya sekitar seperempat dari penggunaan kemampuan problem solving (Heuvelen, 2001).
Berkaitan dengan hal itu, persoalannya adalah bagaimanakah strategi pembelajaran untuk mengembangkan kemampuan berpikir itu.
Strategi pembelajaran yang direkomendasikan oleh banyak ahli dapat mengembangkankemampuanberpikir,menumbuhkansikap,danmenanamkan konsep adalah pembelajaran yang memberikan kesempatan peserta didik untuk mengalami belajar “menemukan”, bukan belajar “menerima”. Kesempatan belajar menemukan dikembangkan antara lain dalam bentuk strategi pembelajaran berbasis inkuiri.
Menurut Lazarowitz & Tamir (1994), kurikulum berbasis inkuiri banyak mengalokasikan waktunya, sekitar 50% waktu yang tersedia, untuk kegiatan laboratorium. Dalam hal ini, laboratorium merupakan salah satu bagian dari wahana untuk membelajarkan proses ilmiah. Bila kita cermati kurikulum fisika SMP maupun SMA yang pernah diberlakukan di Indonesia, sejak Kurikulum 1975, sebetulnya sudah menekankan kegiatan laboratorium, tetapi dalam pelaksanaannya, seperti ditunjukkan dari hasil evaluasi Balitbang Depdiknas (Puskur, 2001), selama ini lebih menekankan pada penguasaan sejumlah fakta dan konsep (sains sebagai produk), melalui ceramah, dan kurang menekankan pada penguasaan kemampuan dasar. Oleh karena itu, pada saat ini diterapkan dan dikembangkan Kurikulum 2004 yang berbasis kompetensi dalam rangka lebih menyeimbangkan peningkatan kemampuan konseptual dan prosedural.
penggunaan laboratorium fisika di SMU se Kabupaten Purworejo relatif rendah. Selain itu, hasil wawancara pada pra penelitian dengan sejumlah guru SMU di Semarang yang dilakukan pada bulan Oktober 2002 menunjukkan bahwa mayoritas dari mereka mengajar dengan ceramah. Hanya dua guru yang diwawancarai menyatakan melakukan kegiatan laboratorium. Kegiatan laboratorium yang mereka lakukan pun masih bersifat verifikasi terhadap konsep atau prinsip yang sebelumnya sudah dijelaskan oleh guru.
Sejak tahun pelajaran 2002/2003, sesuai dengan Keputusan Mendiknas nomor 017/U/2003, praktikum fisika diujikan dalam ujian akhir nasional yang naskah soalnya disiapkan oleh pihak sekolah. Pada saat ini keadaan pun mulai berubah, praktikum fisika mulai dilaksanakan di sekolah-sekolah. Pertanyaannya, bagaimanakah bentuk praktikum yang mulai banyak dilaksanakan di sekolah? Hasil telaah terhadap tiga petunjuk praktikum yang dipakai di tiga sekolah yang berbeda menunjukkan bahwa kegiatan praktikum yang dikembangkan masih bersifat verifikasi.
mengorganisasikan dan menganalisis data yang diperoleh, (5) menarik kesimpulan dan mengkomunikasikannya. Kenyataannya, berdasarkan hasil penelitian sampai tahun 2004, ada petunjuk bahwa kegiatan laboratorium fisika yang memungkinkan siswa bekerja ilmiah mengikuti prosedur seperti itu belum terlaksana (Nur, 2004).
Berkaitan dengan pelaksanaan Kurikulum 2004, penyelenggaraan kegiatan laboratorium fisika berbasis inkuiri memiliki peran penting, mengingat dalam kurikulum itu tertulis secara eksplisit bahwa salah satu tujuan pembelajaran sains di SMP/MTs adalah untuk memberikan pengalaman kepada siswa dalam merencanakan dan melakukan kerja ilmiah (Depdiknas, 2003a). Hal senada juga disebutkan pada kurikulum fisika SMA/MA bahwa salah satu fungsi dan tujuan mata pelajaran fisika adalah untuk memberi pengalaman kepada siswa agar dapat mengajukan dan menguji hipotesis melalui percobaan (Depdiknas, 2003b). Selain itu, baik pada mata pelajaran sains SMP/MTs maupun fisika SMA/MA, melakukan kerja ilmiah merupakan salah satu standar kompetensi yang harus dicapai. Tujuan dan fungsi serta standar kompetensi tersebut tidak akan tercapai secara optimal bila kegiatan laboratorium yang dikembangkan bersifat verifikasi yang kurang memberikan kesempatan kepada siswa untuk merumuskan hipotesis dan merancang serta melaksanakan percobaan dalam rangka menguji hipotesis.
sekitar 51% guru IPA SMP dan sekitar 43% guru fisika SMA di Indonesia tidak dapat menggunakan alat-alat laboratorium yang tersedia di sekolahnya, akibatnya, tingkat pemanfaatan alat-alat itu dalam pembelajaran cenderung rendah.
Selain itu, studi kebijakan Ditdikmenum (1994) menemukan bahwa penguasaan keterampilan proses guru rendah. Pada umumnya mereka menguasai keterampilan prosesilmiahsecaratidaklengkap.Hasilstuditersebutmenunjukkanbahwaketerampilan proses dasar seperti mengamati, mengklasifikasi, menyusun tabel, mendeskripsikan grafik linear, menginferensi, dan merumuskan hipotesis secara induktif, relatif banyak guru yang dapat melakukannya, tetapi keterampilan proses terpadu seperti mengidentifikasi variabel kontrol, menganalisis eksperimen, dan menyusun rancangan eksperimen terasa asing bagi hampir seluruh siswa maupun guru.
Pertanyaannya adalah bagaimana guru akan menyelenggarakan kegiatan laboratorium inkuiri bila mereka belum menguasai keterampilan-keterampilan yang diperlukannya. Sebaliknya, bagi guru yang memiliki kemampuan merancang dan melaksanakan kegiatan laboratorium inkuiri pun belum tentu melaksanakannya apabila tidak ada motivasi yang dapat mempengaruhinya. Jadi paling tidak ada dua faktor utama yang dapat mempengaruhi guru untuk mengembangkan kegiatan laboratorium inkuiri, yaitu faktor kemampuan dan kemauan (motivasi). Oleh karena itu, dalam rangka meningkatkan mutu pendidikan fisika paling tidak diperlukan dua hal seperti berikut.
laboratorium berbasis inkuiri. Peningkatan mutu guru itu dapat diupayakan melalui perbaikan pendidikan guru, baik pre-service maupun in-service. Kedua adalah penciptaan kondisi/lingkungan yang mampu meningkatkan dan menjaga motivasi guru untuk selalu mengupayakan pembelajaran fisika yang bermutu. Hal itu dapat dilakukan antara lain melalui pembenahan sistem evaluasi belajar, penyediaan peralatan laboratorium, laboran, dan fasilitas penunjang lainnya.
Bertolak dari dua hal tersebut, penelitian ini difokuskan pada masalah peningkatan mutu guru fisika, khususnya tentang upaya bagaimana meningkatkan kemampuan calon guru (pre-service) dalam merancang dan melaksanakan kegiatan laboratorium berbasis inkuiri. Upaya ini penting untuk dilakukan, karena salah satu faktor penentu keberhasilan pembelajaran laboratorium adalah guru (Lazarowitz & Tamir 1994), dan hasil penelitian menunjukkan bahwa kemampuan guru dalam mengelola laboratorium berpengaruh positif terhadap frekuensi penggunaan laboratorium (Rustad dkk., 2004; Sriyono & Hamid 2003). Selain itu, upaya ini merupakan salah satu tugas yang memang harus dilaksanakan oleh lembaga pendidikan tenaga kependidikan (LPTK) dalam rangka meningkatkan relevansi program-program yang diselenggarakannya.
sekitar 8% dari jumlah keseluruhan bobot SKS yang harus ditempuh mahasiswa hingga lulus menjadi sarjana.
Ditinjau dari aspek kuantitas, berdasarkan kriteria Lazarowitz & Tamir (1994), kurikulum Program Studi Pendidikan Fisika tersebut tidak mencerminkan kurikulum berbasis inkuiri, karena waktu yang dialokasikan untuk kegiatan laboratorium jauh lebih kecil dari sekitar 50% waktu yang tersedia. Selain itu, selama ini penyelenggaraan kegiatan laboratoriumnya cenderung bersifat verifikasi dengan petunjuk model resep (cookbook), seperti pada praktikum Fisika Dasar (Susanto, 2002). Padahal menurut McDermott (2000) Fisika Dasar termasuk mata kuliah yang dapat secara langsung diupayakan untuk membekali calon guru.
Kegiatan laboratorium model resep seperti itu belum secara langsung dapat membekali mahasiswa calon guru dengan kemampuan pendukung yang diperlukan dalam merancang kegiatan laboratorium inkuiri. Hal itu disebabkan penyelenggaraannya kurang memberikan pengalaman kepada mahasiswa untuk menentukan sendiri: tujuan praktikum, jenis percobaan berdasarkan pertimbangan yang sesuai, spesifikasi alat-alat yang dibutuhkan, dan prosedur percobaan.
la bo rat o riu m secara berkelompok, sedangkan untuk mata kuliah Alat Ukur dan Eksperimen Fisika tidak semua mahasiswa menempuhnya karena merupakan mata kuliah pilihan. Dengan demikian, mata kuliah yang secara langsung dapat membekali mahasiswa calon guru fisika dengan kemampuan merancang dan melaksanakan kegiatan laboratorium berbasis inkuiri tersebut perlu direvitalisasi atau dirancang ulang.
B. Rumusan Masalah
Pada bagian latar belakang telah diuraikan peran penting kegiatan laboratorium berbasis inkuiri dalam pembelajaran fisika. Selain itu juga diungkapkan adanya kontradiksi antara harapan dan realita yang mengindikasikan adanya masalah kemampuan yang dimiliki guru fisika di lapangan dalam merancang dan melaksanakan kegiatan laboratorium berbasis inkuiri, serta masalah belum diupayakannya kegiatan di LPTK yang dapat secara langsung membekali kemampuan tersebut. Berdasarkan uraian tadi dirumuskan masalah sebagai berikut. Bagaimanakah cara yang diduga baik untuk membekali mahasiswa calon guru fisika dengan kemampuan merancang dan melaksanakan kegiatan laboratorium berbasis inkuiri?
Permasalahan tersebut dirinci menjadi tiga sub permasalahan sebagai berikut. (1) Kemampuan-kemampuan apa sajakah yang perlu dikembangkan untuk
(2) Bagaimanakah rancangan perkuliahan untuk mengembangkan kemampuan-kemampuan yang dapat membekali calon guru fisika dalam merancang dan melaksanakan kegiatan laboratorium berbasis inkuiri?
(3) Bagaimanakah keberhasilan penerapan rancangan perkuliahan untuk mengembangkan kemampuan-kemampuan yang dapat membekali calon guru fisika dalam merancang dan melaksanakan kegiatan laboratorium inkuiri?
C. Kerangka Pemecahan Masalah
Dalam rangka membekali mahasiswa calon guru agar dapat merancang dan melaksanakankegiatanlaboratoriumfisikaberbasisinkuiri,kompetensiatau kemam-puan yang dapat mendukung upaya itu diidentifikasikan terlebih dahulu. Menurut Tuxworth (Hinduan, 2002) ada dua cara untuk menentukan kompetensi yang akan dijadikan dasarpengembangankurikulum.Carapertamaadalahdenganmenganalisis pekerjaan,tugas-tugas,jabatan,peran,danfungsiyangakandipegangolehparalulusan dariprogrampendidikanyangdirancang.Carakeduaadalahdenganmengidentifikasi unjuk kerja yang dianggap terbaik dalam mengerjakan suatu tugas atau dalam memangku suatu jabatan.
(1) Kemampuan menentukan tujuan penyelenggaraan suatu kegiatan laboratorium. Tanpa memiliki kemampuan itu calon guru tidak dapat mengarahkan secara tepat kegiatan laboratorium yang diselenggarakannya.
(2) Kemampuan mengenali jenis-jenis percobaan dan memahami dasar teorinya (dasar pengukurannya), keunggulan dan kelemahannya, sehingga calon guru dapat memilih jenis percobaan yang paling sesuai dengan tujuannya.
(3) Kemampuan mengenali alat-alat laboratorium (meliputi: dasar kerjanya, sensitivitasnya, resolusi, dan kapasitasnya) dan terampil menggunakannya, sehingga calon guru mampu menentukan spesifikasi alat yang dibutuhkan untuk penyelenggaraan suatu percobaan.
(4) Kemampuan mengenali rangkaian percobaan dan menggambarkan diagram teknisnya, sehingga calon guru terampil mengkomunikasikan rangkaian percobaan yang dirancangnya dan juga terampil membaca diagram percobaan dari literatur. Untuk itu calon guru diantaranya harus mampu mengenali simbol-simbol yang biasa digunakan untuk menggambarkan alat-alat laboratorium.
secara jelas; menganalisis kesalahan sistematis dan kesalahan random serta menilai tingkat akurasi dan presisi suatu pengukuran; dan menarik kesimpulan.
(6) Kemampuan menyusun petunjuk percobaan atau kegiatan laboratorium dalam format lembar kegiatan siswa (LKS) berbasis inkuiri yang dapat membimbing siswa untuk menemukan sendiri konsep, prinsip, dan hukum tentang alam. (7) Kemampuan merancang alat evaluasi untuk mengungkap keberhasilan siswa
dalam melaksanakan kegiatan laboratorium, sehingga calon guru dapat mengetahui apakah tujuan penyelenggaraan kegiatan itu sudah tercapai.
Pengembangan kemampuan-kemampuan tersebut memerlukan wahana, untuk itu selanjutnya dilakukan analisis terhadap mata kuliah yang dapat dijadikan sebagai wahana itu. Sebetulnya sebagian dari tujuh aspek kemampuan pendukung yang telah diidentifikasikan tadi, secara terpisah dan tidak langsung, sudah dikembangkan melalui beberapa mata kuliah yang berbeda. Oleh karena itu, analisis tersebut dimaksudkan untuk menentukan mata kuliah yang dapat dikembangkan untuk memadukan beberapa kemampuan penunjang itu.
Selanjutnya mata kuliah itu dirancang ulang dengan ciri-ciri dapat memberikan pengalaman bagi calon guru dalam menentukan sendiri tujuan kegiatan laboratorium; mengidentifikasi jenis-jenis percobaan beserta dasar teorinya; mengenali alat-alat laboratorium dan mendayagunakannya; mengenali rangkaian percobaan dan menggambarkan diagram teknisnya; memahami prosedur percobaan dan melaksanakannya; melakukan kegiatan laboratorium inkuiri dan merancang LKS berbasis inkuiri; merancang alat evaluasi kegiatan laboratorium. Pengalaman itu dibelajarkan melalui: (1) pengerjaan contoh (model) kegiatan laboratorium berbasis inkuiri, (2) pengerjaan rancangan kegiatan laboratorium fisika berbasis inkuiri dan uji cobanya, (3) implementasi rancangan itu dalam simulasi pembelajaran.
D. Tujuan Penelitian
Tujuan umum penelitian ini adalah untuk menemukan cara mengembangkan kemampuan mahasiswa calon guru fisika dalam merancang kegiatan laboratorium inkuiri. Tujuan tersebut dijabarkan menjadi tiga tujuan khusus sebagai berikut. (1) Mengidentifikasi kemampuan-kemampuan yang perlu dikembangkan untuk
membekali calon guru fisika dalam merancang dan melaksanakan kegiatan laboratorium berbasis inkuiri.
(3) Mendeskripsikanhasilpenerapanrancanganperkuliahan untuk mengembangkan kemampuan-kemampuan yang dapat membekali calon guru fisika dalam merancang dan melaksanakan kegiatan laboratorium inkuiri.
E. Manfaat Penelitian
Sasaran penelitian ini adalah untuk menghasilkan: (1) deskripsi kemampuan-kemampuan yang diperlukan guru fisika dalam merancang dan melaksanakan kegiatan laboratorium inkuiri, (2) perangkat pembelajaran untuk mengembangkan kemampuan tersebut, dan (3) deskripsi hasil penerapannya. Deskripsi kemampuan yang dihasilkan itu diharapkan dapat dijadikan masukan untuk mengembangkan mata kuliah yang terkait, sehingga akhirnya dapat lebih mensinergikan upaya peningkatan kemampuan calon guru dalam merancang dan melaksanakan kegiatan laboratorium inkuiri. Penerapan dan pengembangan lebih lanjut terhadap perangkat pembelajaran yang dihasilkan pada penelitian ini, didukung oleh pengembangan mata kuliah lain yang terkait, diharapkan dapat lebih memberikan kontribusi pada upaya peningkatan mutu pendidikan fisika melalui penyiapan calon guru.
F. Penjelasan Istilah
mahasiswa dalam melaksanakan rancangan kegiatan laboratorium yang telah dihasilkannya.
(2) Merancang kegiatan laboratorium adalah proses yang mencakup: menentukan tujuan atau kemampuan-kemampuan yang akan dikembangkan pada siswa, menentukan jenis kegiatan laboratorium yang dapat untuk mengembangkan kemampuan-kemampuanitu,menentukan spesifikasi peralatan yang dibutuhkan, menentukan diagram rangkaian percobaannya dan prosedur pelaksanaannya, menentukan strategi pembelajarannya bagi siswa, dan merancang evaluasinya. (3) Kegiatan laboratorium berbasis inkuiri adalah proses belajar yang
memungkinkan siswa untuk: mengeksplorasi gejala dan merumuskan masalah, merumuskan hipotesis, mendesain dan melaksanakan cara pengujian hipotesis, mengorganisasikan dan menganalisis data yang diperoleh, menarik kesimpulan dan mengkomunikasikannya.
BAB III
METODE PENELITIAN
B. Model dan Desain Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan menggunakan model research and development (R
& D model) dengan desain seperti yang dikembangkan oleh Walter Dick dan Lou
Carey (Gall et al, 2003). Desain tersebut terdiri dari 10 langkah, tetapi dalam penelitian ini hanya digunakan sembilan langkah pertama (Gambar 3.1).
Gambar 3.1 Bagan desain penelitian (diadaptasi dari Gall et al., 2003) Langkah 1 - kurikulum SMP & SMA
Pada langkah 1 ditetapkan tujuan umum penelitian ini. Tujuan ditetapkan berdasarkan hasil analisis kebutuhan yang diselenggarakan melalui kajian teori atau literatur dan analisis terhadap Kurikulum 2004 untuk mata pelajaran sains SMP/MTs dan fisika SMA/MA. Hasil analisis selengkapnya diuraikan pada Bab II disertasi ini. Berdasarkan hasil analisis itu, tujuan umum penelitian ini diarahkan untuk menemukan cara mengembangkan kemampuan mahasiswa calon guru fisika dalam merancang dan melaksanakan kegiatan laboratorium inkuiri.
Pada langkah 2 dilakukan analisis kurikulum Program Studi Pendidikan Fisika. Analisis dilakukan dalam rangka mengidentifikasi kemampuan-kemampuan yang harus dikembangkan untuk membekali mahasiswa dalam merancang dan melaksanakan kegiatan laboratorium fisika berbasis inkuiri, dan pada mata kuliah apa saja kemampuan-kemampuan itu dapat dibelajarkan. Selain itu, analisis dilakukan untuk mengidentifikasi mata kuliah yang sesuai untuk mengintegrasikan kemampuan-kemampuan itu menjadi satu kesatuan, yaitu kemampuan merancang dan melaksanakan kegiatan laboratorium fisika berbasis inkuiri.
Berdasarkan hasil analisis tersebut, akhirnya ditetapkan bahwa upaya pengembangan kemampuan mahasiswa dalam merancang dan melaksanakan kegiatan laboratorium berbasis inkuiri dilaksanakan dengan cara merancang ulang mata kuliah Laboratorium Fisika Pendidikan. Analisis selengkapnya terhadap kurikulum Program Studi S1 Pendidikan Fisika diuraikan pada Bab II.
Langkah3 dilakukan untuk mengidentifikasi kemampuan yang sudah dipelajari
Identifikasi kemampuan dilakukan dengan menganalisis mata kuliah semester satu, dua, tiga, dan empat. Selain itu, kemampuan itu juga diungkap dengan tes awal tertulisdanperbuatan.Selanjutnyadiidentifikasisituasiatausettingperkuliahan pada mata kuliah Laboratorium Fisika Pendidikan. Kemampuan-kemampuan baru yang terkait dengan kemampuan merancang dan melaksanakan kegiatan laboratorium inkuiri diintegrasikan dengan kemampuan-kemampuan pendukung yang sudah dimiliki mahasiswa, kemudian dibelajarkan dalam setting kegiatanlaboratoriumatau praktikumpadamatakuliahLaboratoriumFisikaPendidikan.
Langkah 4 meliputi kegiatan penjabaran tujuan umum perkuliahan ke dalam
bentuk kemampuan-kemampuan beserta indikator keberhasilannya. Penjabaran itu dilakukan dengan cara mengidentifikasi unjuk kerja yang dianggap terbaik untuk mendukungkemampuanmerancangdanmelaksanakan kegiatan laboratorium inkuiri.
Berikutnya, pada langkah 5 dirancang dan diujicoba instrumen asesmen atau evaluasi untuk mengungkap ketercapaian kemampuan-kemampuan sesuai dengan indikator yang telah ditetapkan pada langkah 4. Jenis instrumen evaluasi yang digunakan dan hasil ujicobanya diuraikan pada bab ini, yaitu pada bagian D.
kegiatan laboratorium inkuiri diperlukan kegiatan yang dapat dijadikan contoh bagi mereka kelak kalau sudah menjadi guru.
Pada penelitian ini perkuliahan Laboratorium Fisika Pendidikan secara garis besar diselenggarakan dengan pola sebagai berikut. Pertama, setelah mendiskusikan tujuan perkuliahan dan latar belakang yang mendasarinya, mahasiswa mengerjakan contoh kegiatan laboratorium inkuiri, dilanjutkan dengan mendiskusikan kegiatan yang telah dikerjakannya itu. Kedua, mahasiswa secara individual membuat rancangan kegiatan laboratorium inkuiri. Ketiga, mahasiswa mengimplementasikan hasil rancangannya itu dalam simulasi pembelajaran. Selama proses perkuliahan ini dosen memberikan umpan balik. Dalam bentuk bagan desain perkuliahan tersebut ditunjukkan pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2. Desain perkuliahan
Pada langkah 7 dirancang dan dikembangkan bahan perkuliahan, yang terdiri dari hand-out untuk dosen dan lembar kegiatan mahasiswa (LKM). Pengembangan bahan perkuliahanitu mengacupadapenjabarantujuanumumperkuliahan(Tabel3.1). Pada langkah 8 dilakukan evaluasi formatif terhadap perangkat perkuliahan melalui kegiatan uji coba dan implementasi di kelas. Khusus untuk model LKM,
Perancangan Kegiatan Laboratorium
Implementasi dalam Simulasi
Pembelajaran
Umpan Balik
evaluasi formatifnya dilakukan melalui proses pengembangan seperti dikemukakan olehGalletal.(2003),yaitu LKM diujicobakan secara bertingkat pada:(1) individu, (2) kelompok kecil (6 mahasiswa), kemudian (3) diimplementasikan di kelas.
Pada langkah 9, hasil ujicoba digunakan sebagai masukan dalam merevisi pekerjaan yang telah dilakukan pada tujuh langkah pertama sebelum langkah 8. Sebelum dan setelah implementasi bahan perkuliahan di kelas, yaitu pada awal dan akhir semester, diselenggarakan pre-test dan post-test.
Padalangkah10biasanyadilakukanevaluasisumatifdengancara membanding-kan program yang telah dikembangmembanding-kan dengan program lain. Karena pada penelitian ini tidak dikembangkan program alternatif maka langkah 10 tidak dilakukan. Menurut Gall et al. (2003), evaluasi sumatif biasanya dilakukan oleh peneliti lain.
B. Lokasi dan Subyek Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di suatu LPTK. Subyek penelitian adalah semua mahasiswa semester lima Program Studi S1 Pendidikan Fisika peserta mata kuliah Laboratorium Fisika Pendidikan pada tahun akademik 2004/2005. Subyek penelitian berjumlah 40 mahasiswa, terdiri dari 12 laki-laki dan 28 perempuan, dan tidak ada yang berstatus mengulang pada mata kuliah itu.
C. Variabel Penelitian
belajar, keefektifan mengajar, dan strategi asesmen. Pada penelitian ini perangkat pembelajaran dijadikan sebagai variabel bebas yang dimanipulasi guna meningkatkan kemampuan mahasiswa dalam merancang dan melaksanakan kegiatan laboratorium fisika berbasis inkuiri (variabel tergantung). Penelitian ini tidak difokuskan untuk mengungkap hubungan antara kedua variabel itu, dan juga tidak untuk membandingkan perubahan variabel tergantung antara penerapan dua atau lebih strategi pembelajaran yang berbeda, melainkan untuk secara bersiklus memanipulasi variabel bebas hingga tercapai peningkatan variabel tergantung sesuai dengan yang diharapkan.
Dengan menggunakan model research and development, perangkat kurikulum pembelajaran, khususnya LKM, dikembangkan melalui siklus uji coba bertingkat dengan tujuan untuk mengembangkan kemampuan mahasiswa dalam merancang dan melaksanakan kegiatan laboratorium fisika berbasis inkuiri (variabel tergantung). Walaupun yang dikembangkan melalui siklus uji coba bertingkat hanya LKM, tetapi hal itu akan memberikan implikasi pada perubahan atau pengembangan faktor-faktor lain, seperti penyediaan sumber daya, pengaturan lingkungan belajar, penyesuaian strategi mengajar dan strategi asesmennya.
Tabel 3.1 Kemampuan yang dikembangkan dan indikatornya
No Kemampuan Indikator
1 Menentukan tujuan penyelenggaraan kegiatan laboratorium bagi siswa
1.a Menetapkan kemampuan-kemampuan yang diharapkan dicapai siswa
1.b Menetapkan indikator yang spesifik dan operasional
2 Menentukan jenis percobaan sesuai dengan tujuan yang telah ditetapkan
2.a Memilih percobaan yang paling sesuai berdasarkan hasil analisis terhadap beberapa percobaan yang sejenis
2.b Menjelaskan dasar teori percobaan yang dipilih
2.c Menjelaskankeunggulan&kelemahanpercobyangdipilih
3 Mengenali alat-alat laboratorium dan terampil menggunakannya
3.a Mengenali alat dan bahan percobaan
3.b Menggunakan alat dan bahan percobaan
3.b Menentukan spesifikasi alat dan bahan percobaan (termasuk sensitivitas, resolusi, dan kapasitasnya)
4 Mengenali rangkaian percobaan dan meng-gambarkan diagramnya
4.a Mengenali simbol alat dan bahan percobaan
4.b Menggambarkan diagram rangkaian percobaan
5 Merencanakan prosedur percobaan dan
melaksanakannya
5.a Mengungkap gejala dan merumuskan masalah
5.b Mengajukan hipotesis dari masalah yang diungkap
5.c Merancang prosedur percobaan (termasuk menentukan variabel-variabelnya) untuk menguji hipotesis dan memprediksikan hasil yang diharapkan
5.d Mengumpulkan data melalui pengamatan atau pengukuran dan menyajikannya dalam bentuk tabel
5.e Menganalisis data dan menyatakan hasil percobaan dalam bentuk angka, grafik, dan kalimat
5.f Menganalisis kesalahan sistematis dan kesalahan random serta menilai tingkat akurasi & presisi suatu pengukuran
5.g Menarik kesimpulan berdasarkan data yang tersedia
6 Menyusun petunjuk
6.a Membuat pertanyaan-pertanyaan yang sesuai untuk menuntun siswa melakukan kegiatan lab inkuiri sampai memperoleh kesimpulan yang diharapkan
6.b Mengimplementasikan LKS inkuiri dalam simulasi pembelajaran
7 Merancang alat evaluasi kegiatan laboratorium.
7.a Membuat kisi-kisi evaluasi
7.b Menentukan jenis evaluasi yang sesuai
D. Instrumen Penelitian
Karena penelitian ini melibatkan dua variabel utama, yaitu variabel bebas dan variabel tergantung, maka pada penelitian ini disusun dua jenis instrumen, yaitu instru-men yang berfungsi untuk memanipulasi proses pembelajaran, dan instruinstru-men yang berfungsiuntukmengevaluasi hasil dari tindakan manipulasi itu.Kedua jenis instrumen itu disusun dengan mengacu pada tujuan penelitian yang tercermin pada kemampuan-kemampuan beserta indikatornya yang telah dijabarkan pada Tabel 3.1. Variabel dan instrumen penelitian serta fungsi dari setiap instrumen itu ditunjukkan pada Tabel 3.2.
Tabel 3.2. Variabel penelitian, instrumen penelitian, dan fungsinya. Variabel
Penelitian Instrumen Penelitian Fungsi
Variabel bebas
-Hand out atau petunjuk dosen (Lamp3a&3d)
-Lembar kegiatan mahasiswa (LKM)
(Lampiran 3b, 3c, 3e, dan 3f)
-Petunjuk pembuatan laporan kegiatan
laboratorium (Lampiran 3h)
-Petunjuk pembuatan rancangan kegiatan lab
inkuiri (Lampiran 4a)
Instrumen proses pembelajaran
Variabel tergantung
-Tes pilihan ganda (Lampiran 2a)
-Lembar pengamatan untuk tes perbuatan
(Lampiran 2b)
-Lembar penyekoran kemampuan
me-rencanakan prosedur percob.(Lamp.3g)
-Lembar penyekoran laporan kegiatan
laboratorium (Lampiran 3i)
-Lembar penyekoran hasil rancangan
(Lampiran 4b)
-Panduan pengamatan sikap (Lampiran 5)
Semua instrumen penelitian yang disebutkan pada Tabel 3.2 dimuat pada Lampiran 2 sampai dengan 5. Sebelum digunakan untuk mengambil data, instrumen penelitian diujicobakan secara empiris kepada mahasiswa (yang tidak menjadi subyek penelitian) dan dimintakan pertimbangan kepada pakar (expert
judgment) untuk mendapatkan masukan dalam rangka perbaikan instrumen. Selain
kepada promotor, ko-promotor, dan anggota, instrumen juga dimintakan judgment kepada tiga orang dosen dari Jurusan Fisika di tempat penelitian ini dilaksanakan. Dilibatkannya pakar dari lokasi penelitian juga bertujuan untuk mensosialisasikan upaya pengembangan kemampuan mahasiswa dalam merancang dan melaksanakan kegiatan laboratorium inkuiri.
1. Ujicoba Instrumen Tes dan Lembar Penyekoran
Perangkat tes, yaitu tes pilihan ganda (Lampiran 2a) dan tes perbuatan (Lampiran 2b), serta semua lembar penyekoran, yaitu lembar penyekoran kemampuan merencanakan prosedur percobaan (Lampiran 3g), lembar penyekoran laporan kegiatan laboratorium (Lampiran 3i), dan lembar penyekoran hasil rancangan (Lampiran 4b), selain diujicobakan secara empiris juga dimintakan pertimbangan kepada ahli. Pertimbangan ahli dilakukan untuk menentukan validitas instrumen, sedangkan ujicoba empiris untuk menentukan reliabilitas instrumen.
Reasonableness adalah kelogisan substansi setiap butir instrumen, sedangkan
appropriateness adalah kesesuaian setiap butir instrumen dengan tujuan
penggunaannya yang tercermin dalam kisi-kisi instrumen.
Tabel 3.3 berisi rata-rata skor reasonableness dan appropriateness dari setiap butir soal pilihan ganda yang diperoleh dari tiga ahli yang dimintai pertimbangannya. Data pada tabel itu menunjukkan bahwa semua soal memiliki
reasonableness dan appropriateness yang relatif tinggi (rata-rata lebih dari 3).
Tabel 3.3. Validitas tes pilihan ganda Nomor
Soal Reasonableness Rata-rata Appropriateness Rata-rata Nomor Soal Reasonableness Rata-rata Appropriateness Rata-rata
1 4.00 4.00 15 4.00 4.67
2 4.33 4.33 16 4.67 4.33
3 4.33 4.00 17 4.33 4.00
4 3.67 4.00 18 4.33 3.33
5 5.00 4.33 19 4.33 4.00
6 4.00 4.33 20 4.00 3.67
7 4.00 4.67 21 4.33 3.33
8 4.00 4.67 22 4.67 4.00
9 4.00 4.67 23 4.67 3.67
10 4.00 4.33 24 4.67 4.00
11 4.00 4.33 25 4.67 4.00
12 4.33 4.33 26 4.67 4.00
13 4.33 4.33 27 4.67 4.00
14 4.00 4.67
juga memiliki reasonableness dan appropriateness yang tinggi, yaitu rata-rata lebih dari 4. Data tersebut dimuat pada Lampiran 6a.
Pada penelitian ini, setiap butir tes pilihan ganda dan tes perbuatan hanya menyediakan dua kemungkinan jawaban, yaitu benar (skor 1) atau salah (skor 0). Reliabilitas tes semacam itu dapat dihitung menggunakan rumus Kuder-Richardson (K-R), yaitu rumus K-R 21 (Ruseffendi, 2001).
Keterangan r11 : koefisien reliabilitas instrumen
k : jumlah butir soal atau pertanyaan (k = 2, 3, 4, …)
X : skor rata-rata satu kelas
Vt : varians total, besarnya sama dengan kuadrat simpangan baku
N
Hasil perhitungan yang dikerjakan menggunakan program Microsoft Excel menunjukkan bahwa koefisien reliabilitas, baik untuk tes pilihan ganda maupun tes perbuatan, keduanya sekitar 0,63 (Lampiran 6a). Menurut Guilford (Ruseffendi, 2001) koefisien sebesar itu termasuk sedang.
Untuk instrumen evaluasi yang berbentuk lembar penyekoran dengan skor skala, uji reliabilitasnya dihitung menggunakan Rumus Alpha (Ruseffendi, 2001) seperti berikut.
(3-1)
dimana r11 : koefisien reliabilitas instrumen
k : jumlah butir soal atau pertanyaan (k = 2, 3, 4, …)
Perhitungan uji reliabilitas tersebut juga dikerjakan menggunakan program
MicrosoftExcel.Lembarpenyekoran kemampuan merencanakan prosedur percobaan, lembar penyekoran laporan kegiatan laboratorium, dan lembar penyekoran hasil rancangan kegiatan laboratorium inkuiri, ketiganya memiliki koefisien reliabilitas yang tinggi, yaitu masing-masing sekitar 0,92, 0,98, dan 0,97 (Lampiran 6a).
2. Ujicoba Lembar Kegiatan Mahasiswa (LKM)
LKM diujicobakan secara bertingkat, yaitu ujicoba pada individu dilanjutkan pada kelompok kecil (6 mahasiswa), sebelum digunakan di kelas. Ujicoba pada individu menghasilkan masukan terutama tentang keterbacaan LKM. Masukan ini kemudian ditindaklanjuti dengan perbaikan redaksional.Selain itu,hasil uji coba pada individu maupun kelompok kecil menunjukkan bahwa pertanyaan-pertanyaan pada LKMsudahdapatmembimbingmahasiswauntukmerumuskanmasalahdan mengaju-kan hipotesisnya, tetapi mereka belum dapat merancang sendiri prosedur percobaan untukmengujihipotesis.Masukantersebutkemudianditindaklanjuti dengan memper-baiki pertanyaan-pertanyaan penuntun pada LKM sehingga menjadi lebih rinci.
Walaupun LKM diperbaiki menjadi lebih rinci, tetapi agar tidak menutup kesempatan bagi mahasiswa yang mampu mengerjakan kegiatan laboratorium yang lebih bersifat free inquiry, maka akhirnya setiap LKM dibuat terdiri dari dua bagian utama. Bagian pertama cenderung free inquiry dan bagian kedua cenderung guided
inquiry.
LKM bagian pertama diawali dengan kegiatan untuk menunjukkan suatu gejala fisika yang dapat membangkitkan pertanyaan. Jika tidak memungkinkan menuntut mahasiswa untuk menggali sendiri pertanyaan atau masalah, maka sebagai penggantinya, bertolak dari kegiatan awal itu dilontarkan pertanyaan yang dapat membangkitkan keinginan untuk menyelidiki jawabannya. Selanjutnya, mahasiswa dibimbing melalui pertanyaan agar memikirkan jawaban sementara (hipotesis) dari setiap pertanyaan atau masalah, merancang cara untuk menguji setiap hipotesis, dan memperkirakan hasil yang diharapkan jika rancangan itu direalisasikan.
Jika mahasiswa dapat menjawab semua pertanyaan itu, maka mereka dapat melanjutkan percobaan dengan prosedur yang telah dirancangnya sendiri. Mahasiswa yang tidak dapat menjawabnya secara lancar dianjurkan melanjutkan percobaan dengan menggunakan LKM bagian kedua. LKM bagian kedua berisi pertanyaan-pertanyaan yang lebih rinci untuk menuntun mahasiswa melaksanakan percobaan.
E. Teknik Pengumpulan Data
Gambar 3.3 Teknik pengumpulan data
Tes pilihan ganda Mengungkap kemampuan berpikir prosedural
yang terkait dengan bekerja ilmiah
Tes uraian (essay)
Tes perbuatan Mengungkap keterampilan menggunakan
beberapa alat ukur
Mengungkap pemahaman & pengalaman tentang kegiatan laboratorium
Lembar kerja
mahasiswa (LKM) Mengungkap kemampuan merencanakan prosedur percobaan
Pertanyaan essay
Laporan tertulis Mengungkapkemampuanmengkomunikasikan
prosedur dan hasil percobaan
Mengungkap persepsi tentang kegiatan laboratorium inkuiri dan verifikasi
Hasil rancangan
kegiatan lab inkuiri Mengungkap kemampuan merancang kegiatan laboratorium inkuiri
Tes pilihan ganda Mengungkap kemampuan merencanakan
prosedur percobaan
Tes perbuatan Mengungkap keterampilan menggunakan
beberapa alat ukur
Pertanyaan essay Mengungkap persepsi terhadap contoh
(model) kegiatan laboratorium inkuiri
Panduan
pengamatan Mengungkap respon sikap mahasiwa
Pengumpulan data sebelum masa perkuliahan
Pengumpulan data selama proses perkuliahan berlangsung
Penjelasan dari setiap langkah pengumpulan data yang ditunjukkan pada Gambar 3.3 adalah sebagai berikut.
1. Pengumpulan Data Sebelum Masa Perkuliahan Berlangsung (Pre-test)
Kemampuanmahasiswadalamberpikirproseduralsebelummengikutiperkuliahan diungkap dengan tes tulis. Kemampuan itu dijabarkan dari kemampuan-kemampuan yang biasa digunakan dalam bekerja ilmiah, yaitu meliputi kemampuan mengenali dan memahami: pertanyaan divergen dan konvergen, hipotesis, percobaan terkontrol, variabelbebas,variabelkontrol,variabeltergantung,ketidakpastianhasilpengukuran, tabel dan grafik hasil pengukuran, dan kesimpulan. Semua kemampuan berpikir itu diungkapmenggunakaninstrumentespilihanganda lima opsi yang dilengkapi dengan isian untuk penjelasan (Lampiran 2a). Jadi selain memilih salah satu opsi, mahasiswa jugaharusmenuliskanpenjelasansingkatdarisetiappilihannya.Penjelasanmahasiswa itu hanya digunakan untuk memperkirakan apakah mereka memahami pertanyaan dan apakah pemilihan opsi yang dilakukannya berdasarkan pemikiran ataukah trial
and error. Penskoran dilakukan dengan cara setiap nomor dengan pilihan opsi yang
benar diberi skor satu, dan pilihan opsi yang salah diberi skor nol, kemudian skor keseluruhan dibuat dalam skala 0 sampai 100.
Sebelum proses perkuliahan berlangsung juga dilakukan tes perbuatan (dilengkapi wawancara) untuk mengungkap keterampilan awal mahasiswa dalam melakukan pengukuran dan keterampilan lain yang terkait. Tes dilakukan secara individual (satu mahasiswasatu penguji)dengan menggunakaninstrumenpanduan tes perbuatan (Lampiran2b). Dalam hal ini, peneliti mengamati kerja mahasiswa yangditugasiuntuk: mengukur massa menggunakan timbangan, mengukur panjang menggunakan jangka sorong dan mikrometersekrup serta spherometer,mengukur waktu menggunakan stopwatch, mengukur suhu menggunakan termometer, mengukurkuataruslistrik menggunakanamperemeterdanmengukurteganganlistrik menggunakanvoltmetersertamenggambarkandiagramsuaturangkaian.Selainitu,tes perbuatan juga digunakan untuk mengungkap keterampilan mahasiswa dalam menentukan sensitivitas, resolusi, dan kapasitasataubatasukur dari alat ukur,serta memperkirakan kesalahan acak, kesalahan sistematis, keakuratan dan kepresisian pengukuran. Setiap tugas pada tes perbuatan ini mencakup beberapa aspek keterampilan yang diamati (lihat Lampiran 2b). Penyekoran untuk setiap aspek keterampilan menggunakan acuan: skor satu bila dapat dikerjakan dalam waktu
sekitar dua menit, dan nol bila tidak dapat dikerjakan dalam kurun waktu itu.
2. Pengumpulan Data Selama Proses Perkuliahan Berlangsung
diungkapkemampuanmahasiswa dalam merancang sendiri prosedur percobaan, yang meliputi:merumuskanmasalah,mengajukanhipotesis,menetapkanvariabelpercobaan, menentukan alat dan bahan yang diperlukan untuk percobaan, menentukan langkah-langkah kerja dan cara pengumpulan data, memprediksikan gejala yang akan terjadi bila percobaan dilaksanakan. Sesuai dengan Lembar Penyekoran Kemampuan Merencanakan Prosedur Percobaan (Lampiran 3g), setiap aspek kemampuan tersebut diberi skor maksimum 10.
Bagian kedua LKM-1 dan LKM-2 merupakan petunjuk rinci pelaksanaan percobaan berbasis inkuiri (guided inquiry), dan diberikan kepada mahasiswa bila mereka tidak dapat mengerjakan bagian pertama LKM-1 dan LKM-2 secaralancar. Hasil pekerjakan mahasiswa sesuai dengan bagian kedua LKM tersebut dibuat secara individual dalam bentuk laporan tertulis yang dikumpulkan seminggu setelah kegiatan laboratorium yang bersangkutan dilaksanakan. Laporan itu diperiksa menggunakan lembar penyekoran laporan kegiatan laboratorium (Lampiran3j) yang mengungkap kemampuan mahasiswa dalam mengkomunikasikan: masalah, hipotesis, prosedur percobaan, hasil yang diharapkan, data percobaan, analisis atau cara mengolah data, pembahasan, dan kesimpulan. Setiap aspek kemampuan tersebut dijabarkan menjadi
beberapa butir dengan skala skor untuk setiap butir itu adalah nol sampai empat. Pengembanganbutir-butirpenilaian itu sebagian mengacu pada pedoman penyusunan laporan kegiatan laboratorium yang dikemukakan oleh Lawson (1995).
dalamversi verifikasi.Setelah pelaksanaan kegiatan itu diselenggarakan diskusi untuk membahastentangkegiatanlaboratoriuminkuiridanverifikasi.Diskusidiawali dengan pemberian beberapa pertanyaantertulis kepadamahasiswayang dimaksudkan untuk mengungkap persepsinya terhadap contoh kegiatan laboratorium yang telah diker-jakannya.Pertanyaan-pertanyaanyangdimaksudadalah:(1)Apakahsebelummengikuti perkuliahan ini anda pernah melakukan kegiatan laboratorium inkuiri? (2) Apakah contoh kegiatan laboratorium inkuiri dan verifikasi yang telah dikerjakan andadapat membantudalammemahamipengertiankeduajeniskegiatan laboratorium?(3) Menu-rutandaapakahkeunggulandankelemahankegiatanlaboratoriuminkuiridanverifikasi? Setelah mengerjakan contoh kegiatan laboratorium inkuiri, mahasiswa berlatih membuat dua rancangan kegiatan laboratorium berbasis inkuri. Setiap rancangan itu harus sudah dicoba oleh pembuatnya, dan bukti atau data hasil percobaan itu dilampirkan pada hasil rancangan yang dikumpulkan kepada dosen. Hasil rancangan itu dievaluasi menggunakan lembar penyekoran (Lampiran 4b) yang mengungkap beberapa indikator dari tujuh kemampuan seperti yang dijabarkan pada Tabel 3.1. Pencapaian setiap indikator tersebut diberi skala skor nol sampai empat.
pembahasan tentang sensitivitas dan resolusi alat ukur yang digunakan, menganalisis kesalahan random dan kesalahan sistematis, serta memberi penilaian tentang tingkat presisi dan akurasi pengukuran yang telah dilakukannya.
Setelah mahasiswa merancang dan mengimplementasikan hasil rancangan yang pertama, kepada mereka diajukan pertanyaan tertulis sebagai berikut: “Apakah contoh kegiatan laboratorium inkuiri yang telah anda lakukan dapat membantu anda dalam menyusun rancangan kegiatan laboratorium inkuiri?”
Selamamasaperkuliahan juga dilakukan pengamatan terhadap sikap mahasiswa. Pengamatanitudilakukan dengan mengacu pada panduan pengamatan (Lampiran5b). Hasilpengamatan yang dilakukan pada setiap pertemuan ditulis dalam jurnal harian.
3. Pengumpulan Data Setelah Masa Perkuliahan Selesai (Post-test)
Setelahperkuliahanselesai,kemampuanakhirmahasiswadalamberpikir prose-dural diungkap dengan instrumen tes tulis berbentuk pilihan ganda lima opsi (Lam-piran2a),seperti yangdigunakan pada pre-test.Tes akhirperbuatan menggunakan instrumenpadaLampiran2bjugadiselenggarakan untuk mengungkap kemampuan mahasiswa dalam menggunakan alat-alat ukur seperti yang diujikan pada pre-test.
F. Teknik Analisis Data
1. Analisis Data Awal dan Akhir
Skor awal (pre) dan akhir (post), baik yang diperoleh melalui tes tertulis dan tes perbuatan maupun dari hasil evaluasi terhadap pekerjaan mahasiswa pada lembar kerja mahasiswa (LKM) dan rancangan kegiatan laboratorium selama proses perkulihan berlangsung, masing-masing dianalisis menggunakan statistik deskriptif. Perhitungan statistik deskriptif dilakukan untuk menentukan ukuran gejala pusat (central tendency) dan variabilitas data yang meliputi skor rata-rata individu beserta skor rata-rata kelas ( X ) dan simpangan bakunya (s). Simpangan baku adalah akar dari varians total, sehingga untuk menghitungnya dapat digunakan persamaan (3.2).
Karena ukuran central tendency dan variabilitas tersebut berkaitan dengan data yang terdistribusi normal, maka sebelum dilakukan perhitungan terlebih dahulu dilakukan uji normalitas data menggunakan statistik chi-square (χ 2) dengan rumus
(
)
2Keterangan Oi : frekuensi pengamatan, yaitu frekuensi dalam tiap kelas interval
Ei : frekuensi teoretik atau frekuensi yang diharapkan, yaitu hasil
kali N dengan luas tiap kelas interval
k : jumlah kelas interval
Untuk menentukan kriteria pengujian digunakan distribusi chi kuadrat dengan dk (k-3) dan taraf signifikansi α = 0,05 (Sudjana, 1996). Jika χ 2 ≤ χ 2 (1-α)(k-3) maka distribusi
normal.Ujinormalitasdatadikerjakanmenggunakanprogram SPSS10.0forWindows.
Peningkatan skor rata-rata pre- dan post-test dihitung menggunakan rumus gain rata-rata ternomalisasi, yaitu perbandingan gain rata-rata aktual dengan gain rata-rata maksimum. Gain rata-rata aktual adalah selisih skor rata-rata post test terhadap skor rata-rata pre test. Rumus gain ternormalisasi tersebut, yang sering juga disebut faktor-g atau faktor Hake (Savinainen & Scott, 2002), adalah sebagai berikut.
pre
Simbol <Spre> dan <Spost> masing-masing menyatakan skor rata-rata pre- dan post-test
setiap individu yangdinyatakandalam persen. Besarnyafaktor-gdikategorikansebagai
berikut.
Tinggi : g > 0,7 atau dinyatakan dalam persen g > 70
Sedang : 0,3 < g < 0,7 atau dinyatakan dalam persen 30 < g < 70 Rendah : g < 0,3 atau dinyatakan dalam persen g < 30
Keberartian (signifikansi) dari gain aktual ditentukan melalui uji-t untuk sampel berpasangan(paired-samplest-test)denganmenggunakantarafsignifikansiα =0,01, dengankriteriabilaα hitung kurang dari0,01maka peningkatan tersebut signifikan dan
sebaliknya bila α hitung lebih dari 0,01 maka peningkatan tersebut tidak signifikan.
Analisis tersebut dikerjakan menggunakan program SPSS 10.0 for Windows.
2. Analisis Data Non Tes yang Diperoleh Selama Proses Perkuliahan
Data non tes yang diperoleh selama proses perkuliahan meliputi data hasil pengamatan harian dan data jawaban dari pertanyaan essay yang diberikan kepada subyek penelitian. Masing-masing data tersebut diidentifikasi dan diklasifikasikan
berdasarkan kesamaannya. Jumlah data pada setiap klasifikasi dinyatakan dalam persen terhadap jumlah keseluruhan subyek penelitian, kemudian hasilnya disajikan dalam bentuk tabel atau narasi.
Selanjutnya semua data yang terkumpul, baik data tes maupun non tes, dimuat dalam satu tabel yang dapat menggambarkan profil kemampuan dari setiap individu sejak sebelum (pre), selama, dan setelah (post) perkuliahan. Penyusunan data pada tabel tersebut didasarkan pada hasil pre test kemampuan berpikir prosedural yang diurutkan dari skor terendah ke skor tertinggi, atau didasarkan pada hasil pre test kemampuan mengukur (menggunakan alat ukur) yang juga diurutkan dari skor terendah ke skor tertinggi. Data kuantitatif pada profil tersebut dianalisis menggunakan uji-t (dengan taraf signifikansi α = 0,01) untuk menentukan perbedaan kemampuan antara kelompok mahasiswa berkemampuan awal rendah dan kelompok mahasiswa berkemampuan awal tinggi. Bila diperoleh α hitung lebih dari 0,01 maka kedua kelompok tersebut tidak berbeda secara
signifikan, dan sebaliknya bila. α hitung kurang dari 0,01 maka kedua kelompok
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Upayamembekalimahasiswacalongurufisika dengan kemampuan merancang dan melaksanakan kegiatan laboratorium berbasis inkuiri telah dilakukan melalui perkuliahanLaboratoriumFisikaPendidikanyangdiikutioleh40mahasiswasemester lima Program Studi S1 Pendidikan Fisika di suatu LPTK pada tahun akademik 2004/2005. Struktur kegiatan pada mata kuliah itu didesain terdiri dari tigatahap utama, yaitu diawali dengan penyelenggaraan contohkegiatanlaboratorium fisika berbasis inkuiri yang harus dikerjakan oleh mahasiswa, dilanjutkan dengan perancangan kegiatan laboratorium inkuiri oleh mahasiswa, dan diakhiri dengan implementasi hasil rancangan mahasiswa itu dalam simulasi pembelajaran.
berkemampuan awal rendah maupun tinggi, dalam (1) menentukan tujuan penyelenggaraan kegiatan laboratorium yang dirancangnya; (2) menentukan jenis percobaan yang sesuai dengan tujuan; (3) menentukan alat-alat dan bahan-bahan laboratorium sesuai dengan spesifikasi yang dibutuhkan, yang didukung oleh peningkatankemampuanmelakukan pengukuran beberapa besaran yang seharusnya digunakan di sekolah; (4) menentukan rangkaian percobaan dan menggambarkan diagramnya; (5) merencanakan sendiri prosedur percobaan dan melaksanakannya; (6) menyusun petunjuk kegiatan laboratorium dalam format lembar kegiatan siswa (LKS)berbasisinkuiri;dan(7)merancangevaluasikegiatanlaboratorium. Penguasaan ketujuh aspek kemampuan itu dibutuhkan dalam merancang dan melaksanakan kegiatan laboratorium inkuiri. Selain itu, sikap mahasiswa cenderung positif dalam merespon proses perkuliahan yang diterapkan pada penelitian ini.
Dengan demikian secara umum dapat dinyatakan bahwa penerapan perkuliahan Laboratorium Fisika Pendidikan yang didesain pada penelitian ini dapat meningkatkan kemampuan mahasiswa calon guru guru (dengan keadaan awal seperti disebutkan di atas) dalam merancang dan melaksanakan kegiatan laboratorium fisika berbasis inkuiri, dan desain perkuliahan itu dapat diterapkan baik pada kelompok mahasiswa berkemampuan awal tinggi maupun rendah.
B. Saran
(1) Penyelenggara perkuliahan Fisika Dasar perlu memikirkan cara meningkatkan keterampilan mahasiswa dalam menggunakan alat-alat ukur, dan alat-alat laboratorium yang banyak dibutuhkan di sekolah, serta memikirkan cara untuk memperkenalkan kegiatan laboratorium berbasis inkuiri melalui percobaan-percobaan sesuai dengan materi pokok yang terkait.
(2) Pengelola laboratorium perlu meningkatkan layanan dengan membenahi peralatan laboratorium dan petunjuknya sehingga lebih memudahkan penggunaannya untuk menunjang upaya peningkatan kemampuan mahasiswa dalam merancang dan melaksanakan kegiatan laboratorium.
(3) Dosen mata kuliah yang terkait dengan kegiatan laboratorium diharapkan dalam penyelenggaraan kegiatan laboratorium dan memberi kesempatan kepada mahasiswa untuk menentukan sendiri: tujuan percobaan, jenis percobaan dan spesifikasi alat-alat laboratorium yang dibutuhkan, serta prosedur percobaannya.
DAFTAR PUSTAKA
Anderson, R.D. & C.P. Mitchener. (1994). “Research on Science Teacher Education.” Handbook of Research on Science Teaching and Learning. Edited by: D. L. Gabel. New York: Macmillan Publishing Company.
Arends, R. I. (1997). Classroom Instruction and Management. New York: The McGraw-Hill Companies, Inc.
Arons, A.B. (1983). “Students patterns of thinking and reasoning, Part One.” The
Physics Teacher. 21(12), 576-581.
Arons, A.B. (1984a). “Students patterns of thinking and reasoning, Part Two.” The
Physics Teacher. 22(1), 21-26.
Arons, A.B. (1984b). “Students patterns of thinking and reasoning, Part Three.”
The Physics Teacher. 22(2), 88-93.
Bandura,A.(1977).Social Learning Theory. New York: Prentice-Hall,Inc
Brotosiswoyo, B.S. (2002). “Hakikat Pembelajaran Fisika di Perguruan Tinggi.” Dalam Hakikat Pembelajaran MIPA & Kiat Pembelajaran Fisika di
Perguruan Tinggi, disusun oleh Tim Penulis Pekerti Bidang MIPA. Jakarta:
Proyek Pengembangan Universitas Terbuka, Depdiknas.
Bernard, C.H. & C.D. Epp. (1995). Laboratory Experiments in College Physics. New York: John Wiley & Sons, Inc.
Depdiknas. (2003a). Kurikulum 2004, Standar Kompetensi Mata Pelajaran Sains
SMP dan MTs. Jakarta: Departemen Pendidikan Nasional.
Depdiknas. (2003b). Kurikulum 2004, Standar Kompetensi Mata Pelajaran Fisika
SMA dan MA. Jakarta: Departemen Pendidikan Nasional.
Direktorat Pendidikan Menengah Umum. (1995). Evaluasi Efektivitas Pengadaan
Alat IPA. Laporan Penelitian. Jakarta: Departemen Pendidikan dan
Kebudayaan.
Gott, R. & S. Dugggan. (1996). “Practical work: its role in the understanding of evidence in science.” Int. J. Sci. Educ. 18(7), 791-806.
Hasan, S.H. (1988). Evaluasi Kurikulum. Jakarta: Dirjen Dikti, Depdikbud.
Heuvelen, A.A. (2001). “Millikan Lecture 1999: The Workplace, Student Minds, and Physics Learning Systems.” Am. J. Phys. 69(11), 1139-1146.
Hinduan, A.A. (2002). “Pengembangan Kurikulum Program Sarjana Fisika Berdasarkan Kompetensi.” Makalah disajikan pada Seminar Lokakarya V MIPA net di Jakarta tanggal 2 – 4 September 2002.
Hodson, D. (1996). “Practical work in school science: exploring some directions for change.” Int. J. Sci. Educ. 18(7), 755-760.
Joyce, B., M. Weil, & B. Showers. (1992). Models of Teaching. Fourth Edition. Boston: Allyn and Bacon.
Jurusan Fisika. (2000). Kurikulum Program Studi Pendidikan Fisika. Semarang: Jurusan Fisika, FMIPA, Universitas Negeri Semarang
Killen, R. (1998). Effective Teaching Strategies, Lessons from Research and
Practice. Second Edition. Australia: Social Science Press.
King, J.G. (2001). “Observation, Experiment, and the Future of Physics. John G. King’s acceptance speech for the 2000 Oersted Medal presented by the American Association of Physics Teachers, 18 January 2000.” Am. J. Phys. 69(1), 11-25.
Lawson, A.E. (1995). Science Teaching and the Development of Thinking. California: Wadsworth Publishing Company.
Lazarowitz, R. & P. Tamir. (1994). “Research on Using Laboratory Instruction in Science.” Handbook of Research on Science Teaching and Learning. Edited by: D. L. Gabel. New York: Macmillan Publishing Company.
Liem, T.L. (1981). Invitations to Science Inquiry. Massachusetts: Ginn Custom Publishing.
quantitative analysis. Maryland: Department of Physics, University of Maryland. Tersedia: http://www.physics.umd.edu/perg/dissertation/lippmann. html [25 September 2003].
Maloney, D.P., T.L. O’Kuma, C.J. Hieggelke, A.V. Heuvelen. (2001). “Surveying students’conceptualknowledgeofelectricityandmagnetism.”Physics Education Research, American Journal of Physics Supplement. 69(7), S12-S23.
Marzano, R.J., D. Pickering, & J. McTighe. (1993). Assessing Student Outcomes,
performance assessment using the dimensions of learning model. U.S.A.:
Association for Supervision and Curriculum Development.
Mazurek, K., M.A. Winzer, & C. Majorek. (2000). Educational in a Global
Society, a Comparative Perspective. Boston: Allyn and Bacon.
McDermott, L.C. (1990). “A perspective on teacher preparation in physics and other sciences: The need for special science courses for teachers.” Am. J.
Phys. 58(8), 734-742.
McDermott, L.C. (2001). “Oersted Medal Lecture 2001: Physics Education Research – The Key to Student Learning.” Am. J. Phys. 69(11), 1127- 1137. McDermott, L.C. et al. (1996a). Physics by Inquiry. Volume I. New York: John
Wiley & Sons, Inc.
McDermott, L.C. et al. (1996b). Physics by Inquiry. Volume II. New York: John Wiley & Sons, Inc.
McDermott, L.C. et al. (2000). “Preparing teachers to teach physics and physical science by inquiry.” Phys. Educ. 35(6), 411-416.
Nasoetion, A. H. (2000). “Ilmu Untuk Kehidupan dan Penghidupan.” Dimuat dalam Menggagas Paradigma Baru Pendidikan. Editor: Sindhunata. Yogyakarta: Penerbit Kanisius.
National Research Council (NRC). (1996). National Science Education Standards. Washington: National Academy Press.
Nur, M. (2004.) “Penerapan Ide-ide Inovatif Pendidikan MIPA dalam Seting Penelitian.” Makalah dipresentasikan pada Seminar Naional Pendidikan MIPA yang diselenggarakan oleh FMIPA Unnes pada tanggal 28 Februari 2004.
Popham, W.J. (1995). Classroom Assessment, what teachers need to know. U.S.A.: Allyn and Bacon.
Puskur. (2001). Kurikulum Berbasis Kompetensi, Mata Pelajaran Sains Sekolah
Dasar. Jakarta: PusKur - Balitbang, Depdiknas.
Reif, F. (1995). “Millikan Lecture 1994: Understanding and teaching important scientific thought processes.” Am. J. Phys. 63(1), 17-32.
Reif, F. & L. A. Scott. (1999). “Teaching scientific thinking skills: Students and computers coaching each other.” Am. J. Phys. 67(9), 819-831.
Ruseffendi, E.T. (2001). Dasar-dasar Penelitian Pendidikan dan Bidang Non
Eksakta Lainnya. Cetakan ketiga. Semarang: IKIP Semarang Press.
Ruseffendi, E.T. (1998). Statistika Dasar untuk Penelitian Pendidikan. Bandung: IKIP Bandung Press.
Rustad, S., A. Munandar, & Dwiyanto. 2004. Analisis Prasarana dan Sarana
Pendidikan SD/MI, SMP/MTS, dan SMA/SMK/MA. Jakarta: Balitbangnas,
Departemen Pendidikan Nasional
Savinainen, A. & P. Scott. (2002). “The Force Concept Inventory: a tool for monitoring student learning.” Physics Education. 37(1), 45-52.
Soedjatmiko, W. (2000). Pendidikan Tinggi dan Demokrasi dalam Menggagas Paradigma Baru Pendidikan Editor Sindhunata. Yogyakarta: Penerbit Kanisius. Sriyono & A. Hamid. (2003). “Pemanfaatan Laboratorium dalam Pembelajaran
Fisika di SMU.” Makalah diseminarkan pada Seminar Nasional Fisika 2003 di Unnes Semarang tanggal 22 Februari 2003.
Stiggins, R.J. (1994). Student-Centered Classroom Assessment. New York: Macmillan College Publishing Company
Susanto, H. (2002). Petunjuk Praktikum Fisika Dasar. Semarang: Jurusan Fisika Unnes
Tim Broad Based Education. (2001). Konsep Pendidikan Kecakapan Hidup (Life
Skill Education). Jakarta: Departemen Pendidikan Nasional.
Trowbridge, L.W., R.W. Bybee, & R.B. Sund. (1981). Becoming a Secondary
School Science Teacher. Third Edition. Columbus: Bell & Howell Company.
