ANALISIS KONTEN DAN CAPAIAN SISWA INDONESIA DALAM TIMSS (TRENDS IN INTERNATIONAL MATHEMATICS AND SCIENCE STUDY) TAHUN 1999, 2003, DAN 2007

(1)

ANALISIS KONTEN DAN CAPAIAN SISWA INDONESIA

DALAM TIMSS (TRENDS IN INTERNATIONAL

MATHEMATICS AND SCIENCE STUDY

)

TAHUN 1999, 2003, DAN 2007

PUSAT PENILAIAN PENDIDIKAN

BADAN PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN

KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL

(2)

ANALISIS KONTEN DAN CAPAIAN SISWA INDONESIA

DALAM TIMSS (TRENDS IN INTERNATIONAL

MATHEMATICS AND SCIENCE STUDY

)

TAHUN 1999, 2003, DAN 2007

Tim Penyusun :

Kepala Pusat Penilaian Pendidikan Hendra Gunawan

Editor : Ainun Salim

PUSAT PENILAIAN PENDIDIKAN

BADAN PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN

KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL

JAKARTA 2010

(3)

i

Kata Pengantar

Data hasil TIMSS pada tahun 1999, 2003, dan 2007 yang diikuti oleh siswa kelas 8 Indonesia bersama dengan siswa setingkat dari berbagai negara, merupakan sumber informasi yang penting untuk dikaji, guna mengetahui mutu pendidikan dasar dan menengah di Indonesia, khususnya dalam bidang matematika dan sains.

Laporan ini menyajikan hasil kajian yang mengungkap profil penguasaan siswa Indonesia dalam ketiga TIMSS tersebut, khususnya dalam bidang matematika, serta perbandingannya terhadap capaian rata-rata internasional, baik secara keseluruhan maupun dalam tiap domain konten dan domain kognitif. Laporan juga menyajikan hasil interpretasi terhadap respon siswa Indonesia dalam TIMSS, yang memberi gambaran berupa kemungkinan-kemungkinan penyebab kelemahan siswa Indonesia dalam kompetensi yang diukur dalam TIMSS.

Pada bagian akhir laporan ini, disampaikan pula sejumlah rekomendasi kebijakan dan upaya yang dapat dilakukan untuk meningkatkan mutu pendidikan, khususnya dalam bidang matematika, di sekolah dasar dan menengah.

Kajian dilakukan oleh tim yang terdiri dari penulis dan beberapa dosen dari beberapa perguruan tinggi, yaitu Dr. Siti Fatimah (FPMIPA UPI), Dr. Elah Nurlaelah (FPMIPA UPI), Dr. Janny Lindiarni (FMIPA ITB), Dra. Utri Mukhaiyar, M.Si. (FMIPA ITB) , dan Dra. Idha Sihwaningrum, M.App.Sc. (FMIPA Unsoed). Laporan disusun oleh penulis, dengan bahan dan hasil kajian dari seluruh anggota tim.

Jakarta, Maret 2010

Dr. Nugaan YWS, M. Psi.

(4)

ii

Daftar Isi

Kata Pengantar ... i

Daftar Isi ... ii

Daftar Tabel ... iii

Daftar Gambar ... iv

I. Latar Belakang Permasalahan dan Tujuan Kajian ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Permasalahan dan Tujuan Kajian ... 2

II. Bahan Kajian dan Metodologi ... 3

2.1 Bahan Kajian ... 3

2.2 Metodologi ... 6

III. Statistik Capaian Siswa Indonesia ... 7

3.1 Capaian per Tahun ... 7

3.2 Perbandingan dengan Capaian Rata-rata Internasional ... 15

IV. Kelemahan dan Kekuatan Siswa Indonesia ... 21

4.1 Kelemahan dalam domain Bilangan ... 21

4.2 Kelemahan dalam Domain Aljabar ... 22

4.3 Kelemahan dalam Domain Geometri dan Pengukuran ... 24

4.4 Kelemahan dalam Domain Data ... 25

4.5 Kekuatan Siswa Indonesia ... 27

V. Kesimpulan dan Rekomendasi ... 29

5.1 Kesimpulan ... 29

5.2 Rekomendasi ... 30

Daftar Pustaka ... 32

(5)

iii

Daftar Tabel

Tabel 2.1 Rekapitulasi soal dari ketiga TIMSS ... 4

Tabel 2.2 Rekapitulasi soal yang dirilis dari TIMSS 1999 ... 4

(6)

iv

Daftar Gambar

Gambar 3.1 Histogram capaian pada TIMSS 1999 ... 7

Gambar 3.4 Perbandingan capaian pada TIMSS 1999, 2003, dan 2007 ... 8

Gambar 3.5 Capaian per domain konten pada TIMSS 1999 ... 10

Gambar 3.8 Capaian per domain kognitif pada TIMSS 1999 ... 12

Gambar 3.11 Capaian per jenis soal pada TIMSS 1999 ... 14

Gambar 3.14 Perbandingan dengan capaian rata-rata internasional pada TIMSS 1999 ... 16

Gambar 3.17 Perbandingan capaian dalam domain Data pada TIMS 1999 ... 18

Gambar 3.18 Perbandingan dalam domain Bilangan pada TIMSS 2003 ... 19

Gambar 3.19 Perbandingan dalam domain Knowing pada TIMSS 2007 ... 20

(7)

1

I. Latar Belakang Permasalahan dan Tujuan Kajian

1.1 Latar Belakang

Dalam tiga kali keikutsertaan dalam TIMSS (TIMSS-R 1999, TIMSS 2003, dan TIMSS 2007), capaian siswa kelas 8 Indonesia dalam matematika dan sains berada di papan bawah. Sementara itu siswa setingkat dari beberapa negara lain di Asia, khususnya Hong Kong, Japan, Korea, Taiwan, Malaysia, Thailand, memiliki capaian yang lebih baik daripada Indonesia.

Hasil penilaian TIMSS dalam matematika dikelompokkan dalam empat tingkatan. Karakteristik siswa pada tingkatan tertinggi adalah mampu mengorganisasikan informasi, membuat perumusan, menyelesaikan soal tidak rutin, dan menarik kesimpulan dengan pembenarannya dari data. Pada tingkatan terendah, siswa hanya mempunyai sejumlah pengetahuan matematika dasar. Hanya sedikit (tak lebih dari 2%) siswa Indonesia yang mencapai tingkatan lanjut. Lebih dari separuh siswa kita hanya mencapai tingkatan terendah, selebihnya bahkan tidak mencapai tingkatan terendah sekalipun.

Rendahnya hasil belajar siswa Indonesia yang ditunjukkan dengan indikator nilai capaian siswa dalam TIMSS selayaknya memicu Pemerintah untuk mengakselerasi program peningkatan mutu pendidikan dasar dan menengah. Depdiknas (Pusat Penilaian Pendidikan Balitbang Diknas) telah menetapkan target mutu pembelajaran matematika & sains berada di papan tengah pada dua putaran TIMSS berikutnya (2011 dan 2015).

Agar secara efektif berdampak pada kinerja pembelajaran di persekolahan secara merata, kebijakan dan implementasi program peningkatan mutu perlu dirancang secara komprehensif dan sistemik, dan ditopang oleh data dan informasi yang memadai. Untuk itu data hasil TIMSS perlu dikaji guna memberikan arah dan meningkatkan mutu pendidikan, khususnya dalam bidang matematika dan sains.

(8)

2

1.2 Permasalahan dan Tujuan Kajian

Permasalahan yang akan dikaji pada kesempatan ini meliputi 4 (empat) hal, yaitu:

(1) Bagaimana capaian siswa Indonesia dalam tiga kali TIMSS, ditinjau per domain konten dan domain kognitif;

(2) Bagaimana capaian siswa Indonesia relatif terhadap capaian rata-rata internasional dalam masing-masing domain yang dinilai dalam TIMSS; (3) Kompetensi-kompetensi mana yang belum/sudah dikuasai oleh siswa

Indonesia, yang diinferensi dari spesifikasi respon sampel siswa terhadap soal-soal TIMSS.

(4) Upaya-upaya apa saja yang dapat dilakukan untuk meningkatkan kompetensi siswa, khususnya dalam bidang matematika, sehingga dapat mengejar ketertinggalan dari negara lain.

Adapun tujuan kajian adalah untuk mendapatkan jawaban atas permasalahan di atas. Hasil kajian diharapkan dapat menjadi masukan bagi pengambil kebijakan dalam konteks penyempurnaan kurikulum sekolah, penetapan standar buku ajar, dan penetapan standar konten kurikulum pendidikan guru. Selain itu, hasil kajian juga dapat menjadi masukan bagi Puspendik dalam penetapan “SKL UN” dan standar alat penilaian Ujian Nasional yang sepadan dengan kompetensi-kompetensi yang dinilai secara internasional, yang diperkirakan paling efektif berdampak pada proses pembelajaran di tingkat sekolah, dan menjadi rujukan praktis bagi guru dan pengawas sebagai implementor kurikulum di lapangan.

Pada akhir laporan ini, kami sampaikan sejumlah rekomendasi bagi pengambil keputusan dan pihak-pihak lain yang berkepentingan, berkenaan dengan aspek-aspek yang telah kami sebutkan di atas.

(9)

3

II. Bahan Kajian dan Metodologi

2.1 Bahan Kajian

Soal-soal TIMSS dirancang sedemikian rupa sehingga tidak hanya domain konten yang teramati, tetapi juga domain kognitif. Domain konten meliputi bilangan, aljabar, geometri dan pengukuran, serta data dan peluang. Dalam domain kognitif, siswa diharapkan mengetahui fakta dan prosedur (knowing), menggunakan pengetahuannya dalam pemecahan masalah (applying), dan melakukan pernalaran (reasoning). Soal-soal TIMSS mengukur tingkatan kemampuan siswa dalam keempat domain konten, dari sekadar mengetahui fakta, prosedur, atau konsep hingga menggunakannya untuk memecahkan berbagai masalah, dari yang paling sederhana hingga yang rumit dan/atau memerlukan penalaran sistematis.

Soal-soal TIMSS berbentuk pilihan ganda (bernilai 0 atau 1), isian singkat (bernilai 0 atau 1) dan isian panjang (bernilai 0, 1, atau 2), yang dikemas dalam sebuah buku yang terdiri dari dua bagian, tiap bagian berisi soal-soal matematika dan sains. Dalam pelaksanaannya, siswa diberi waktu 2 x 45 menit untuk mengerjakan soal-soal dalam buku tersebut (dengan waktu istirahat di antaranya). Untuk keragaman, tidak semua siswa mendapat buku yang sama.

Pemanfaatan data sekunder dari laporan TIMSS selama tiga periode akan digunakan sebagai data utama guna mengkaji hasil capaian siswa Indonesia, baik ditinjau dari aspek kognitif maupun aspek konten. Tabel berikut, dan tabel-tabel di bawahnya, menyajikan rekapitulasi soal dari ketiga TIMSS.

(10)

4 Tabel 2.1 Rekapitulasi soal dari ketiga TIMSS

TIMSS 1999 2003 2007

MC CR Total MC CR Total MC CR Total

Domain Konten Number 47 14 61 92 26 118 35 28 63 Algebra 24 11 35 60 43 103 33 31 64 Geometry* 36 10 46 81 39 120 31 16 47 Data 19 2 21 33 19 52 16 24 40 Total 126 37 163 266 127 393 115 99 214 Total 163 393 214

* Keterangan: Geometri mencakup pengukuran. MC = Multiple Choice (Pilihan Ganda); CR = Constructed response (Isian).

Mengingat keterbatasan informasi dan akses terhadap naskah soal TIMSS, sebagian kajian (khususnya yang berkenaan dengan domain kognitif) hanya dilakukan terhadap soal-soal yang dirilis (released items).

Tabel 2.2 Rekapitulasi soal yang dirilis dari TIMSS 1999

TIMSS 1999 Domain Kognitif

Knowing Applying Reasoning Total Total

Domain Konten Number MC 11 16 0 27 ₃₅ CR 3 5 0 8 Algebra MC 11 2 1 14 ₂₀ CR 2 3 1 6 Geometry MC 8 8 0 16 ₁₇ CR 0 1 0 1 Data MC 1 7 0 8 ₁₀ CR 0 1 1 2 Total MC 31 33 1 65 ₈₂ Total CR 5 10 2 17 Total 36 43 3 82

(11)

5

Domain Konten Number MC 13 11 1 25 29 CR 2 2 0 4 Algebra MC 8 6 2 16 27 CR 1 5 5 11 Geometry MC 13 6 2 21 30 CR 1 6 2 9 Data MC 1 2 4 7 10 CR 0 2 1 3 Total MC 35 25 9 69 96 Total CR 4 15 8 27 Total 39 40 17 96

Domain Konten Number MC 10 9 0 19 32 CR 1 9 3 13 Algebra MC 8 4 0 12 17 CR 1 0 4 5 Geometry MC 2 8 4 14 22 CR 0 8 0 8 Data MC 2 3 0 5 17 CR 4 4 4 12 Total MC 22 24 4 50 88 Total CR 6 21 11 38 Total 28 45 15 88

(12)

6

2.2 Metodologi

Dari data TIMSS selama tiga periode disaring informasi penting yang kami rangkum dalam data card.

Tabel 2.5 Contoh data card

Analisis hasil capaian siswa Indonesia dilakukan baik secara deskriptif maupun analitis, dengan menggunakan perangkat statistika yang lazim digunakan, khususnya Anova Satu Arah dan uji statistika pendampingnya. Di sini akan dilihat, misalnya, perbandingan capaian antar domain konten, antar domain kognitif, dan antar waktu pelaksanaan TIMSS.

Selain itu capaian siswa Indonesia akan dibandingkan dengan capaian rata-rata internasional, baik secara keseluruhan maupun per domain konten dan domain kognitif, untuk tiap waktu pelaksanaan TIMSS. Untuk meyakinkan adanya perbedaan signifikan antara capaian siswa Indonesia dan capaian rata-rata internasional, digunakan Uji-t Dua Sampel. Selanjutnya interpretasi terhadap respon siswa Indonesia untuk tiap soal yang dirilis akan diberikan, untuk mendapatkan gambaran umum tentang kelebihan dan kekurangan siswa Indonesia dalam tiga kali TIMSS.

Berdasarkan hasil semua kajian di atas, akan dirumuskan sejumlah rekomendasi mengenai kurikulum sekolah, proses pembelajaran, instrumen penilaian, dan buku ajar, serta pelatihan guru (baik pre-training maupun

(13)

7

III. Statistik Capaian Siswa Indonesia

3.1 Capaian per Tahun

Berikut adalah data capaian siswa Indonesia pada TIMSS 1999, 2003, dan 2007: 75 60 45 30 15 0 Median Mean 38 37 36 35 34 33 32

A nderson-Darling Normality Test

V ariance 222,092 Skew ness 0,123869 Kurtosis -0,093191 N 162 Minimum 0,750 A -Squared 1st Q uartile 24,825 Median 36,350 3rd Q uartile 46,175 Maximum 79,900 95% C onfidence Interv al for M ean

33,300

0,15

37,924 95% C onfidence Interv al for Median

32,403 38,591 95% C onfidence Interv al for StDev

13,438 16,729 P-V alue 0,964 Mean 35,612 StDev 14,903

9 5 % Confidence Intervals

Summary for Ina99

Gambar 3.1 Histogram capaian pada TIMSS 1999

75 60 45 30 15 0 Median Mean 32 31 30 29 28 27 26

V ariance 258,603 Skew ness 0,305000 Kurtosis -0,519052 N 393 M inimum 0,900 A -Squared 1st Q uartile 17,050 M edian 29,300 3rd Q uartile 41,550 M aximum 76,400 95% C onfidence Interv al for M ean

28,173

1,62

31,363 95% C onfidence Interv al for M edian

15,030 17,292 P-V alue < 0,005 M ean 29,768 StDev 16,081

9 5 % Confidence Inter vals

(14)

8 75 60 45 30 15 0 Median Mean 32 30 28 26 24

V ariance 288,978 Skew ness 0,500803 Kurtosis -0,252460 N 214 M inimum 1,500 A -Squared 1st Q uartile 15,050 M edian 27,200 3rd Q uartile 39,200 M aximum 78,800 95% C onfidence Interv al for M ean

26,491

1,34

31,072 95% C onfidence Interv al for Median

15,527 18,783 P-V alue < 0,005 M ean 28,781 StDev 16,999

9 5 % Confidence Intervals

Gambar 3.3 Histogram capaian pada TIMSS 2007

Perbandingan capaian di antara tiga TIMSS tersebut adalah sebagai berikut: Ca p a ia n Ina07 Ina03 Ina99 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Boxplot of Ina99; Ina03; Ina07

Variable N Mean Minimum Q1 Median Q3 Maximum Ina99 162 35,61 0,750 24,83 36,35 46,18 79,90 Ina03 393 29,768 0,900 17,050 29,300 41,550 76,400 Ina07 214 28,78 1,50 15,05 27,20 39,20 78,80

(15)

9

Perhatikan bahwa capaian pada tahun 2003 dan 2007 tampak lebih rendah dari pada capaian pada tahun 1999. Fakta ini dikukuhkan oleh Anova Satu Arah berikut:

---

One-way ANOVA: Ina99; Ina03; Ina07

Source DF SS MS F P

Factor 2 5038 2519 9,71 0,000

Error 766 198681 259 Total 768 203719

S = 16,11 R-Sq = 2,47% R-Sq(adj) = 2,22%

Individual 95% CIs For Mean Based on Pooled StDev

Level N Mean StDev -+---+---+---+--- Ina99 162 35,61 14,90 (---*---) Ina03 393 29,77 16,08 (----*---) Ina07 214 28,78 17,00 (---*---) -+---+---+---+--- 27,0 30,0 33,0 36,0 Pooled StDev = 16,11

Tukey 95% Simultaneous Confidence Intervals All Pairwise Comparisons

Individual confidence level = 98,05% Ina99 subtracted from:

Lower Center Upper ---+---+---+---+--

Ina03 -9,36 -5,84 -2,32 (---*---)

Ina07 -10,76 -6,83 -2,91 (---*---)

---+---+---+---+-- -8,0 -4,0 0,0 4,0 Ina03 subtracted from:

Lower Center Upper ---+---+---+---+-- Ina07 -4,19 -0,99 2,22 (---*---) ---+---+---+---+-- -8,0 -4,0 0,0 4,0 ---

Hasil analisis di atas juga menunjukkan bahwa capaian pada tahun 2003 dan 2007 tidak berbeda secara statistik.

Pada tiga gambar selanjutnya, dapat dilihat capaian siswa Indonesia per domain konten pada tiap TIMSS. Dengan Anova Satu Arah dapat diperiksa bahwa, pada TIMSS 1999, capaian dalam domain Data lebih besar (secara

(16)

10

statistik) daripada capaian dalam domain Geometri. Pada tahun 2003, capaian untuk domain Bilangan lebih besar daripada capaian untuk domain Aljabar dan domain Geometri. Sementara itu, pada tahun 2007, capaian untuk keempat domain konten tidak berbeda.

Ca p a ia n DataIna99 GeometryIna99 AlgebraIna99 NumberIna99 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Boxplot of NumberIna99; AlgebraIna99; GeometryIna99; DataIna99

Variable N Mean Minimum Q1 Median Q3 Maximum NumberIna99 61 36,59 0,750 23,95 37,60 47,50 78,00 AlgebraIna99 35 34,52 10,40 20,10 31,70 46,80 79,90 GeometryIna99 45 31,09 5,40 21,75 30,40 39,35 55,80 DataIna99 21 44,27 28,10 37,90 42,00 50,05 66,80

(17)

11 Ca p a ia n DataIna03 GeometryIna03 AlgebraIna03 NumberIna03 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Gambar 3.6 Capaian per domain konten pada TIMSS 2003

Ca p a ia n DataIna07 GeometryIna07 AlgebraIna07 NumberIna07 80 70 60 50 40 30 20 10 0

(18)

12

Gambar 3.8 - 3.10 memperlihatkan capaian siswa Indonesia per domain kognitif: Ca p a ia n ReasoningIna99 ApplyingIna99 KnowingIna99 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Boxplot of KnowingIna99; ApplyingIna99; ReasoningIna99

Variable N Mean Minimum Q1 Median Q3 Maximum KnowingIna99 36 39,03 8,70 26,68 36,05 51,30 79,90 ApplyingIna99 43 34,09 2,30 22,70 37,50 43,80 58,90 ReasoningIna99 3 31,90 24,95 24,95 27,10 43,65 43,65

Gambar 3.8 Capaian per domain kognitif pada TIMSS 1999

Ca p a ia n ReasoningIna03 ApplyingIna03 KnowingIna03 80 70 60 50 40 30 20 10 0

(19)

13 Ca p a ia n ReasoningIna07 ApplyingIna07 KnowingIna07 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Gambar 3.10 Capaian per domain kognitif pada TIMSS 2007

Dengan Anova Satu Arah, diperoleh informasi bahwa, pada tahun 1999, capaian dalam ketiga domain kognitif tidak berbeda (secara statistik). Pada tahun 2003, capaian dalam domain Knowing lebih besar daripada capaian dalam domain Applying dan domain Reasoning. Semantara itu, pada tahun 2007, capaian untuk domain Knowing lebih besar daripada capaian untuk domain Reasoning.

(20)

14

Gambar 3.11 dan 3.13 di bawah ini memperlihatkan capaian per jenis soal. Ca p a ia n CRIna99 MCIna99 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Boxplot of MCIna99; CRIna99

Variable N Mean Minimum Q1 Median Q3 Maximum MCIna99 125 39,32 8,70 29,90 38,70 49,15 79,90 CRIna99 37 23,09 0,750 12,53 21,60 31,60 57,50

Gambar 3.11 Capaian per jenis soal pada TIMSS 1999

Ca p a ia n CRIna03 MCIna03 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Variable N Mean Minimum Q1 Median Q3 Maximum MCIna03 266 35,176 4,800 24,875 33,750 45,125 76,400 CRIna03 127 18,44 0,900 7,65 16,10 24,30 60,50

(21)

15

Ca p a ia n CRIna07 MCIna07 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Variable Count Mean Minimum Q1 Median Q3 Maximum MCIna07 115 37,23 10,50 25,90 34,80 48,80 78,80 CRIna07 99 18,97 1,50 7,90 15,55 26,90 63,70

Dari ketiga boxplot di atas tampak bahwa capaian untuk soal pilihan ganda (MC) lebih besar daripada capaian untuk soal isian (CR). Fakta ini dikukuhkan oleh Uji-t Dua Sampel yang kami lakukan terhadap data capaian pada tahun 1999, 2003, dan 2007.

Seluruh hasil analisis dengan Anova Satu Arah dan uji statistika pendampingnya, serta Uji-t Dua Sampel pada data-data di atas, dapat dilihat pada lampiran.

3.2 Perbandingan dengan Capaian Rata-rata Internasional

Bila pada bagian sebelumnya kita telah melihat bagaimana capaian siswa Indonesia pada ketiga TIMSS, maka pada bagian ini kita akan membandingkannya dengan capaian rata-rata internasional, baik capaian total per tahun maupun capaian dalam beberapa domain konten dan domain kognitif pada tahun tertentu. Hal ini dilakukan untuk memastikan apakah capaian siswa

(22)

16

Indonesia lebih rendah (secara statistik) daripada capaian rata-rata internasional. Seperti pada bagian terdahulu, kami sajikan boxplotnya beserta kesimpulan yang dikukuhkan oleh Uji-t Dua Sampel.

Berikut adalah perbandingan capaian siswa Indonesia dengan capaian rata-rata internasional pada ketiga TIMSS.

Ca p a ia n Int99 Ina99 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Boxplot of Ina99; Int99

Variable N Mean Minimum Q1 Median Q3 Maximum Ina99 162 35,61 0,750 24,83 36,35 46,18 79,90 Int99 162 51,89 11,80 41,88 53,25 62,88 81,00

Gambar 3.14 Perbandingan dengan capaian rata-rata internasional pada TIMSS 1999

Secara visual tampak bahwa, pada tahun 1999, capaian siswa Indonesia lebih rendah daripada capaian rata-rata internasional. Fakta ini dikukuhkan oleh Uji-t Dua Sampel (lihat lampiran).

(23)

17 Ca p a ia n Int03 Ina03 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Gambar 3.15 Perbandingan dengan capaian rata-rata internasional pada TIMSS 2003 Ca p a ia n Int07 Ina07 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Gambar 3.16 Perbandingan dengan capaian rata-rata internasional pada TIMSS 2007

(24)

18

Seperti halnya pada tahun 1999, capaian siswa Indonesia pada tahun 2003 dan 2007 lebih rendah daripada capaian rata-rata internasional. Fakta ini juga dikukuhkan oleh Uji-t Dua Sampel (lihat lampiran).

Berikut adalah perbandingan capaian dalam domain Data pada TIMSS 1999. (Capaian siswa Indonesia dalam domain ini relatif baik pada TIMSS 1999.) Ca p a ia n DataInt99 DataIna99 80 70 60 50 40 30

Boxplot of DataIna99; DataInt99

Variable N Mean Minimum Q1 Median Q3 Maximum DataIna99 21 44,27 28,10 37,90 42,00 50,05 66,80 DataInt99 21 60,91 36,20 52,95 60,90 69,20 79,20

(25)

19

Berikut adalah perbandingan capaian dalam domain Bilangan pada TIMSS 2003. (Capaian siswa Indonesia dalam domain ini relatif baik pada TIMSS 2003.) Ca p a ia n NumberInt03 NumberIna03 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Boxplot of NumberIna03; NumberInt03

Variable Count Mean Minimum Q1 Median Q3 Maximum NumberIna03 118 34,18 2,35 19,25 34,55 48,15 76,40 NumberInt03 118 45,50 11,60 34,25 47,35 56,15 80,80

(26)

20

Berikut adalah perbandingan capaian dalam domain Knowing pada TIMSS 2007. (Capaian siswa Indonesia dalam domain ini relatif baik pada TIMSS 2007.) Ca p a ia n KnowingInt07 KnowingIna07 80 70 60 50 40 30 20 10

Boxplot of KnowingIna07; KnowingInt07

Variable N Mean Minimum Q1 Median Q3 Maximum KnowingIna07 28 38,74 12,70 28,50 37,55 49,35 72,50 KnowingInt07 28 48,57 25,80 38,15 48,30 59,70 67,40

Gambar 3.19 Perbandingan dalam domain Knowing pada TIMSS 2007 Ketiga boxplot di atas memperlihatkan bahwa capaian siswa Indonesia dalam domain Data pada TIMSS 1999, domain Bilangan pada TIMSS 2003, dan domain Knowing pada TIMSS 2007, lebih rendah daripada capaian rata-rata internasional (dalam domain yang sama). Secara umum, dalam tiap domain konten dan domain kognitif lainnya, capaian siswa Indonesia juga lebih rendah daripada capaian rata-rata internasional, kecuali dalam domain Reasoning pada TIMSS 1999 dan 2003. Fakta ini dapat dilihat pada boxplot dan hasil Uji-t Dua Sampel yang kami lampirkan.

(27)

21

IV.

Kelemahan dan Kekuatan Siswa Indonesia

Berdasarkan interpretasi terhadap respon siswa Indonesia untuk tiap soal yang dirilis dalam ketiga TIMSS, ditemukan sejumlah kelemahan siswa Indonesia yang kami tuliskan per domain konten, dengan penjelasan per domain kognitif di dalamnya.

4.1 Kelemahan dalam domain Bilangan

Dalam domain Knowing, pengetahuan siswa kita tentang bilangan masih belum kokoh. Sebagai contoh, siswa kita tidak tahu bilangan terkecil di antara 0.125, 0.25, 0.375, 0.5, 0.625. (Hanya 8,7% siswa yang dapat menjawab soal ini dengan benar. Separuh siswa memilih 0.5, yang bentuk desimalnya terpendek!) Banyak pula siswa yang belum memahami persentase dan tidak tahu lambang bilangan desimal dari “dua ratus enam sembilan per sepuluh”, yaitu 206,9. Selain itu, siswa menghadapi kesulitan dalam menyatakan bilangan desimal sebagai pecahan, dan pada situasi lain siswa tidak dapat menyatakan pecahan (misal 2/3) secara visual (sebagai 2/3 bagian yang diarsir dari suatu persegi panjang berpetak). Soal pada TIMSS 2003 di bawah ini hanya dapat dijawab dengan benar oleh 24,2% siswa kita.

Dalam domain Applying, kemampuan siswa kita dalam melakukan prosedur-prosedur standar matematika masih rendah, apalagi dalam menggunakan pengetahuan dan kemampuan tersebut untuk memecahkan

(28)

22

masalah, yang banyak muncul dalam bentuk “soal cerita”. Sebagai contoh, banyak siswa kita yang tidak dapat melakukan pengurangan “bersusun”, pembagian “porogapit”, dan operasi campuran (yang harus memperhatikan urutan operasi). Selain itu, masih cukup banyak siswa (lebih dari separuh) yang tidak dapat mengurutkan sejumlah (tiga buah) pecahan sederhana. Siswa kita pun menghadapi kesulitan dalam memecahkan masalah perhitungan sederhana atau yang berkenaan dengan bilangan. Soal pada TIMSS 1999 berikut ini:

hanya dapat dijawab dengan benar oleh 22,5% siswa kita. Diduga banyak siswa menemui kesulitan memahami masalah yang disajikan dalam bentuk soal cerita.

Dalam domain Reasoning, siswa kesulitan dalam melakukan pernalaran atau mengambil kesimpulan dari sejumlah informasi yang diberikan (secara verbal maupun visual), apalagi bila soal tersebut disajikan dalam bentuk soal cerita yang agak panjang, yang perlu dibaca dengan seksama.

4.2 Kelemahan dalam Domain Aljabar

Dalam domain Knowing, pemahaman siswa kita tentang sifat-sifat bilangan positif dan negatif, dan secara umum tentang sifat-sifat bilangan real, masih lemah. Sebagai contoh, soal pada TIMSS 1999 di bawah ini hanya dapat dijawab dengan benar oleh 14,3% siswa kita.

(29)

23

Dalam domain Applying, siswa kita mempunyai kelemahan dalam berurusan dengan variabel dan fungsi dari x (yang kadang tampil dalam bentuk grafik tanpa persamaan). Siswa kita mengalami kesulitan dalam mengenali hubungan antar sejumlah pasangan bilangan yang memenuhi persamaan tertentu. Kelemahan lainnya adalah dalam pemecahan masalah aljabar sederhana (di mana siswa harus memulai dengan memisalkan bilangan yang dicari sebagai x). Sebagai contoh, soal pada TIMSS 2003 di bawah ini hanya dapat dijawab dengan benar oleh 19,9% siswa kita.

Dalam domain Reasoning, siswa kita mempunyai kelemahan dalam melakukan generalisasi dari suatu pola bilangan. Selain itu banyak pula siswa yang menemui masalah dalam memodelkan permasalahan nyata (yang disajikan dalam bentuk soal cerita) ke dalam suatu persamaan matematika.

(30)

24

4.3 Kelemahan dalam Domain Geometri dan Pengukuran

Dalam domain Knowing, pengetahuan siswa tentang bangun geometri sederhana (seperti persegi panjang dan balok) beserta konsep luas dan volume masih bermasalah. Sebagai contoh, banyak siswa yang beranggapan bahwa kedua diagonal pada persegi panjang saling tegak lurus. Banyak pula siswa yang tidak dapat menghitung luas daerah di antara dua buah persegi panjang, dan pada situasi lain siswa tidak tahu bahwa jumlah sudut dalam suatu segi empat sama dengan 360o_{. Selain itu, pemahaman siswa kita tentang dua}

bangun yang sebangun juga masih bermasalah. Pengetahuan dalam pengukuran pun belum kokoh. Sebagi contoh, banyak siswa yang tidak tahu satuan berat yang cocok untuk menimbang sebutir telur. (Sebanyak 61,2% memilih satuan kilogram, bukannya gram.)

Dalam domain Applying, siswa kita mengalami kesulitan dalam memecahkan masalah geometri sederhana (misal menghitung keliling suatu persegi panjang) yang informasinya diberikan secara verbal dan/atau visual. Banyak pula siswa yang tidak dapat menggunakan sifat-sifat dua bangun kongruen. Sebagai contoh, soal pada TIMSS 2007 di bawah ini hanya dapat dijawab dengan benar oleh 14,5% siswa kita.

(31)

25

Sementara itu dalam pengukuran, banyak siswa yang tidak mengetahui bahwa hubungan antara panjang langkah seseorang dengan banyak langkah yang diperlukan oleh orang tersebut untuk menempuh suatu jarak merupakan perbandingan terbalik. Selain itu, banyak siswa yang tidak teliti dalam menghitung kecepatan rata-rata (tidak mengubah satuan menit ke detik), atau dalam menyimpulkan sesuatu dari gambar.

Soal pada TIMSS 1999 yang relatif mudah ini hanya dapat dijawab dengan benar oleh 22,7% siswa kita.

Dalam domain Reasoning, siswa kita pada umumnya menemui kesulitan dalam menyarikan informasi dan/atau melakukan sintesis dari gambar.

4.4 Kelemahan dalam Domain Data

Dalam domain Knowing, pemahaman siswa tentang peluang masih bermasalah (misal siswa tidak tahu bahwa dalam pelemparan koin yang fair, peluang angka dan gambar selalu sama).

Dalam domain Applying, secara umum siswa kita mengalami kesulitan dalam memecahkan masalah yang disajikan dalam bentuk soal cerita. Sebagai

(32)

26

contoh, soal pada TIMSS 2003 di bawah ini hanya dapat dijawab dengan benar oleh 42,5% siswa kita.

Dalam domain Reasoning, siswa kita menghadapi kesulitan dalam mengolah data dan/atau menyarikan informasi dari data yang disajikan dalam bentuk gambar, grafik, dan/atau tabel. Sebagai contoh, soal pada TIMSS 2007 di atas hanya dapat dijawab dengan benar atau sebagian benar oleh 17,4% siswa kita.

(33)

27

4.5 Kekuatan Siswa Indonesia

Walau secara umum capaian siswa Indonesia lebih rendah daripada capaian rata-rata internasional, dalam beberapa soal capaian siswa Indonesia lebih tinggi dari capaian rata-rata internasional. Berikut adalah beberapa contoh soal yang dimaksud.

Sebanyak 73.5% siswa kita dapat menjawab soal dalam domain Bilangan di atas dengan benar (B). Hanya 14.9% menjawab A dan 5.8% menjawab C.

Soal di atas dijawab benar oleh sebanyak 72,5% siswa Indonesia, sementara rata-rata internasional adalah 64,5%. Walau hasil ini seolah menunjukkan bahwa pengetahuan siswa kita tentang bilangan desimal dan lambangnya, hasil ini tidak konsisten dengan capaian pada TIMSS 1999, di mana untuk soal serupa hanya sedikit siswa kita yang dapat menjawabnya dengan benar.

(34)

28

Soal dalam domain Aljabar ini dapat dijawab dengan benar oleh 79,9% siswa kita, sementara capaian rata-rata internasional 70,9%.

Soal aplikasi dalam domain Data di atas dijawab dengan baik oleh 78,8% siswa kita, sedikit lebih tinggi daripada capaian rata-rata internasional 76,8%. Pada soal ini siswa Indonesia mampu menyajikan data dari suatu tabel menjadi representasi yang lain dengan benar.

(35)

29

V. Kesimpulan dan Rekomendasi 5.1 Kesimpulan

Mengetahui dan mengalami bagaimana matematika diterapkan dalam pemecahan masalah merupakan tujuan utama, dan juga sarana, dari pembelajaran matematika di sekolah. Karena itu, pemecahan masalah dan keterampilan-keterampilan yang mendukungnya (seperti manipulasi bentuk, memilih strategi, dan sebagainya) merupakan aspek penting dalam domain pemecahan masalah rutin. Dalam domain pemecahan masalah, siswa diharapkan dapat memilih strategi atau metode yang efisien, membangun model yang sesuai, menafsirkan model matematika yang diberikan, menerapkan pengetahuan fakta, prosedur, dan konsep untuk memecahkan masalah rutin, dan memeriksa kebenaran solusi yang diperolehnya.

Bernalar secara matematika melibatkan kemampuan berpikir logis dan sistematis, mencakup penalaran intuitif dan induktif berdasarkan pada pola dan keteraturan, untuk memperoleh solusi dari masalah non-rutin. Dalam domain bernalar, siswa diharapkan dapat membuat konjektur yang sesuai ketika menyelidiki pola, membahas gagasan, atau mengajukan model, menentukan dan menjelaskan atau menggunakan hubungan antara besaran atau objek dalam masalah matematika, membuat kesimpulan yang absah dari informasi yang diberikan, mengevaluasi gagasan matematika, mengaitkan pengetahuan baru dengan pengetahuan yang sudah dipunyainya, mensintesis atau mengombinasikan hasil-hasil untuk memperoleh hasil lebih lanjut, memecahkan masalah non-rutin, dan menjustifikasi serta membuktikan (atau menyangkal) pernyataan yang diberikan.

Dari tiga kali pelaksanaan TIMSS, capaian siswa Indonesia dalam matematika selalu berada di papan bawah, dengan skor rata-rata cukup jauh di bawah skor rata-rata internasional, baik dilihat secara keseluruhan maupun dirinci per domain konten dan kognitif. Secara umum, hasil ketiga TIMSS menunjukkan bahwa siswa kita mempunyai pengetahuan dasar matematika, khususnya dalam domain Bilangan dan domain Data, tetapi masih bermasalah dalam domain Aljabar dan domain Geometri dan Pengukuran. Secara umum

(36)

30

dapat disimpulkan pula bahwa siswa kita masih menemui kesulitan menerapkan pengetahuannya dalam pemecahan masalah, apalagi dalam bernalar.

Hasil studi TIMSS telah memperlihatkan bahwa pembelajaran matematika di sekolah dasar dan menengah di negara kita masih bermasalah: apa yang telah dipelajari oleh siswa di sekolah dasar sepertinya belum mantap, sehingga tidak membekas di sekolah menengah. (Hal serupa terjadi dalam bidang sains.)

5.2 Rekomendasi

Berikut adalah beberapa rekomendasi untuk perbaikan ke depan, yang menyentuh kurikulum sekolah, proses pembelajaran, metode dan instrumen penilaian, buku ajar, serta pelatihan guru (baik pre-service maupun in-service

training).

1. Kurikulum Matematika Sekolah Dasar dan Menengah: Kedua aspek kurikulum, yakni konten dan kognitif, serta aspek lainnya seperti konteks, harus diperhatikan secara seimbang dalam pengembangan kurikulum. Untuk aspek kognitif, penekanan pada pemecahan masalah dan bernalar perlu diperhatikan. Selain itu, materi ajar matematika di sekolah dasar dan menengah perlu dibuat lebih kontekstual, misalnya dengan membuat matematika terkait dengan kehidupan sehari-hari dan bidang ilmu lainnya, sehingga siswa dapat melihat relevansinya mengapa mereka harus mempelajari matematika. Materi ajar sebaiknya dipilih yang esensial dan strategis, sehingga perkembangan kognitif siswa dapat lebih diperhatikan. 2. Proses Pembelajaran: Mutu proses pembelajaran matematika di sekolah

dasar dan menengah harus ditingkatkan secara terus-menerus. Porsi pemecahan masalah dan bernalar perlu ditambah. Secara umum, pembelajaran matematika di kelas maupun di rumah perlu dipicu dengan soal-soal matematika yang membutuhkan pernalaran, mencoba-coba, cara penyelesaian tak tunggal, jawab tak tunggal, dan/atau cara penyelesaian tak trivial, yang dapat memicu keingintahuan siswa pada gagasan-gagasan

(37)

31

matematika yang berkaitan. Materi yang esensial dan strategis perlu dipilih untuk mengembangkan berbagai kompetensi di atas, dan aturlah alokasi waktu berdasarkan esensial/tidaknya materi yang akan diajarkan, sehingga ada ruang untuk memperhatikan proses dan konteks.

3. Metode dan Instrumen Penilaian: Metode penilaian hasil belajar siswa sehari-hari di kelas perlu senantiasa diperbaiki. Soal ulangan/ujian sebaiknya mengukur keterampilan teknis baku, kemampuan bernalar, pemecahan masalah, dan berkomunikasi secara seimbang. Meskipun kompetensi mengoperasikan bilangan penting dalam matematika, namun kemampuan bernalar dan memecahkan masalah jauh lebih penting pada masa kini. Untuk itu, instrumen penilaian sebaiknya bervariasi, tidak melulu berbentuk soal pilihan ganda saja. Soal pilihan ganda pun harus dibuat sebaik-baiknya supaya dapat mengukur kemampuan bernalar dan pemecahan masalah, tidak hanya pengetahuan konsep. Bagi Puspendik, standar dan praktek penilaian hasil belajar siswa secara nasional perlu selalu diperbaiki pula, dengan memperhatikan berbagai kompetensi siswa yang harus diukur. Soal-soal TIMSS memperlihatkan bahwa bila dirancang dengan baik, soal pilihan ganda sekalipun dapat mengukur kemampuan bernalar dan pemecahan masalah.

4. Buku dan Alat Bantu Ajar: Pengadaan buku teks dan fasilitas kelas (seperti alat bantu ajar serta cara penggunaannya) guna mendukung pelaksanaan kurikulum yang memperhatikan aspek konten dan kognitif secara seimbang harus diupayakan secara merata, dan standar mutunya perlu senantiasa dijaga.

5. Pelatihan Guru (Pre-Service & In-Service Training): Profesionalitas dan kompetensi guru, baik dalam hal penguasaan materi ajar maupun metodologi pembelajaran dan penilaiannya, perlu ditingkatkan secara berkesinambungan. Untuk itu, kurikulum pelatihan guru, baik pre-service maupun in-service training, perlu ditinjau ulang bilamana perlu.

(38)

32

Daftar Pustaka

1. TIMSS 1999 Report, International Association for the Evaluation of Educational Achievement (IEA), Boston, 2000

4. Walpole, Ronald E., et al., Statistitic for Scientist and Engineering, 8th Ed., 2007.