PEMAHAMAN SISWA TENTANG KONSEP USAHA DAN ENERGI:
SEBUAH STUDI KASUS
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan
Program Studi Pendidikan Fisika
Disusun Oleh:
Gandha Setyawan NIM : 111424017
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKAN DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA
2015
i
PEMAHAMAN SISWA TENTANG KONSEP USAHA DAN ENERGI:
SEBUAH STUDI KASUS
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan
Program Studi Pendidikan Fisika
Disusun Oleh:
Gandha Setyawan NIM : 111424017
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKAN DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA
2015
ii
iii
iv
PERSEMBAHAN
Skripsi ini saya persembahkan kepada:
1. Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta hidayah-Nya.
2. Orang tua yang telah memberikan doa, dukungan baik secara mental maupun material, motivasi, dan semangat dalam mengerjakan skripsi dan selama saya menempuh studi di Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
3. Saudara saya yang telah memberikan doa dan motivasi dalam mengerjakan skripsi
4. Dosen Pembimbing Drs. Tarsisius Sarkim, M.Ed, Ph. D. yang telah membimbing saya selama mengerjakan skripsi
5. Kekasihku Yayang Alif Panjaya yang selalu memberikan dukungan, semangat, doa, kasih sayang dan perhatian sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini
6. Rahmad Hudan Ramadhan, Maria Febriyanti, Maria Kartika Astiningsih, dan Rosalia Oktavin yang telah bersama-sama berjuang bersama mengerjakan skripsi, memberikan semangat, memberikan krtitik dan saran 7. Teman-teman yang telah mendukung saya dalam mengerjakan skripsi
v
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.
vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN
PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Yang bertanda tangan bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma:
Nama : Gandha Setyawan
Nomor Mahasiswa : 111424017
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul:
“ PEMAHAMAN SISWA TENTANG KONSEP USAHA DAN ENERGI:
SEBUAH STUDI KASUS ”
Beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Santa Dharma baik untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara tertulis dan mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalty kepada saya selama tetap tercantumkan nama saya sebagai penulis.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
vii ABSTRAK
PEMAHAMAN SISWA TENTANG KONSEP USAHA DAN ENERGI:
SEBUAH STUDI KASUS
Gandha Setyawan. 2015 “Pemahaman Siswa Tentang Konsep Usaha dan Energi: Sebuah Studi Kasus”. Skripsi. Program Studi Pendidikan Fisika.
Jurusan Pendidikan Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam. Fakultas Keguruan Dan Ilmu Pendidikan. Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pemahaman siswa tentang konsep usaha dan energi. Penelitian dilakukan pada bulan April-Mei pada siswa SMA kelas XI IPA sebanyak 4 orang yang dipilih secara acak tanpa mengetahui kemampuan dan prestasi. Peneliti menggunakan metode wawancara klinis dalam pengambilan data.
Hasil penelitian menunjukan bahwa pemahaman keempat partisipan terdapat kesamaan yaitu kurang lengkap
. Peneliti mengkategorikan pemikiran partisipan menjadi: tidak tahu, kurang lengkap, miskonsepsi, dan lengkap/memahami.
Dengan diberi pertanyaan, partisipan dapat mengubah pemikiran awalnya.
Penelitian ini juga menunjukkan peristiwa teori belajar konstruktivis yaitu seseorang membangun pengetahuannya sendiri, sehingga dalam mengembangkan pengetahuan siswa tidak selalu dengan menjelaskan namun dapat dengan memberikan pertanyaan.
Kata kunci : Pemahaman, Usaha dan Energi, Kontruktivisme, Wawancara
viii ABSTRACT
STUDENTS UNDERSTANDING ABOUT WORK AND ENERGY CONCEPT: A CASE STUDY
Gandha Setyawan. 2015 “ Students Understanding About Work and Energy Concept: a Case Study”. Thesis. A Course of Study Physics Education. The Department of Mathematics and Natural Sciences Education. Faculty of Teacher Training and Educational Sciences. Sanata Dharma University, Yogyakarta.
This research aims to know the student's understanding about work and energy concepts. Research conducted in April-May in high school students of Class XI SCIENCE as much as 4 students chosen at random without knowing the abilities and accomplishments. Researchers using clinical interview method in data retrieval.
The research results showed that there were unserstanding commonality four participants that is less complete. Researchers categorizing participants into thinking: don't know, less complete, misconceptions, and complete/understand.
To give a question, participants would change the thought first. The study also shows the theoretical learning constructivism, that is a developing knowledge self. So to develop students knowledge don' t always with explaining but also with provide a question.
Keyword: Understanding, Work and Energy, Constructivism, Interview
ix
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Allah SWT yang telah memberi rahmatNya sehingga peneliti mendapat kemudahan dan kelancaran dalam menyelesaikan penyusunan skripsi yang berjudul “Pemahaman Siswa Tentang Usaha dan Energi: Sebuah Studi Kasus”. Skripsi ini merupakan syarat akademik dalam memperoleh gelar sarjana pendidikan.
Penelitian ini merupakan penelitian bersama Rahmad Hudan Ramadhan, Maria Febriyanti, Maria Febriyanti, Maria Kartika Astiningsih, dan Rosalia Oktavin dengan topik yang berbeda-beda. Dalam penyusunan skripsi, peneliti dengan rekan kelompok mempelajari teori secara bersama-sama. Namun dalam menyusun kajian pustaka peneliti melakukan sendiri, sehingga tidak ada penjiplakan kalimat antar rekan kelompok. Apabila terdapat kalimat yang sama merupakan hasil diskusi kelompok bukan penjiplakan. Metode penelitian dikembangkan bersama kelompok, namun dalam latihan wawancara atau pengambilan data dan partisipan berbeda-beda satu dengan yang lain.
Dalam penulisan skripsi ini, peneliti banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak, baik secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu de- ngan segala kerendahan hati peneliti mengucapkan terima kasih kepada:
x
1. Johanes Eka Priyatma, M.Sc., Ph.D., Rektor Universitas Sanata Dharma Yogyakarta yang telah memberikan kesempatan kepada peneliti untuk belajar di Universitas Sanata Dharma;
2. Rohandi, Ph.D., Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan yang telah memberikan bantuan pelayanan dalam memperlancar penyelesaian skripsi ini;
3. Dr. Marcellinus Andy Ruditho, S. Pd., Ketua Jurusan Pendidikan Matematika dan Ilmu Pendidikan Alam yang telah memberikan bantuan pelayanan dalam memperlancar penyelesaian skripsi ini;
4. Dr. Ignatius Edi Santosa, M.S., Ketua Program Studi Pendidikan Fisika yang telah memberikan bantuan pelayanan dalam memperlancar penyelesaian skripsi ini;
5. Drs. Tarsisius Sarkim, M.Ed, Ph. D., Dosen Pembimbing yang telah memberikan bimbingan, pengarahan, saran serta dukungan selama penyusunan skripsi;
6. Seluruh dosen dan karyawan Program Studi Pendidikan Fisika yang telah memberikan bekal ilmu selama menempuh pendidikan di Universitas Sanata Dharma Yogyakarta;
7. Partisipan yang telah bersedia meluangkan waktu untuk diwawancara sehingga dapat memperlancar penyelesaian skripsi ini;
8. Keluarga (Bapak Rusdiana, A.Ma.Pd., Ibu Dra. Yuni Firyanti, Wanda Ferdiyanto S. Pd., Gandhi Setyawan) yang telah memberikan motivasi dan dukungan dalam menyelesai-kan penyusunan skripsi;
xi
9. Keluarga dekat (Bapak Panjang Maryadi, Ibu Siti Nur Hidayah, dan Bagus Setyadi) yang telah memberikan motivasi dan dukungan dalam menyelesai- kan penyusunan skripsi;
10. Kekasihku Yayang Alif Panjaya yang selalu memberikan dukungan, semangat, doa, kasih sayang dan perhatian sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini
11. Rekan seperjuangan (Rahmad Hudan Ramadhan, Maria Febriyanti, Maria Kartika Astiningsih, Rosalia Oktavin) atas kerjasama, semangat, masukan, dan dukungan yang telah diberikan.
12. Sahabatku (Johan Pamungkas, Ginanjar Alvi Mubarok, Fransiska Dona Wanditasari, Ign. Aquino P., G. Jenny Resty Haryanti) dan Teman-teman pendidikan fisika angkatan 2011.
13. Keluarga besar Jogja BeAt Rider’s atas semangat yang diberikan.
Penulis menyadari bahwa penelitian ini masih jauh dari sempurna. Peneliti mengharapkan kritik dan saran yang dapat membangun serta menyempurnakan tulisan ini. Akhir kata semoga penelitian ini bermanfaat untuk setiap pembaca.
Yogyakarta, 30 Juli 2015
Penulis
xii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ... ii
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
HALAMAN PERSEMBAHAN ... iv
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v
HALAMAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ... vi
ABSTRAK ... vii
ABSTRACT ... viii
KATA PENGANTAR ... ix
DAFTAR ISI ... xii
DAFTAR TABEL ... xiv
DAFTAR GAMBAR ... xv
DAFTAR LAMPIRAN ... xvi
BAB 1. PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang ... 1
B. Rumusan Masalah ... 2
C. Tujuan Penelitian ... 2
D. Manfaat Penelitian ... 2
BAB 2. KAJIAN PUSTAKA ... 3
A. Konsep, Konsepsi, dan Prakonsepsi ... 3
B. Pemahaman Konsep Fisika ... 4
1. Fakta ... 4
2. Konsep ... 4
3. Hukum ... 4
4. Teori ... 5
C. Mengungkap Pemahaman ... 6
1. Wawancara ... 6
2. Peta Konsep ... 6
3. Gambar ... 7
D. Miskonsepsi ... 7
xiii
E. Teori Konstruktivisme ... 8
F. Teori Perubahan Konsep ... 8
G. Usaha dan Energi ... 10
1. Usaha ... 10
2. Energi ... 14
3. Macam-Macam Energi ... 14
4. Kekekalan Energi Mekanik ... 18
BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN ... 20
A. Jenis Penelitian ... 20
B. Partisipan Penelitian ... 20
C. Desain Penelitian ... 20
D. Waktu dan Tempat Penelitian ... 21
E. Pengembangan Keterampilan Bertanya ... 21
F. Instrumen Penelitian ... 22
G. Metode Pengumpulan Data ... 22
H. Metode Analisis Data ... 22
BAB 4. DATA DAN ANALISIS ... 24
A. Data Penelitian ... 24
B. Analis Data ... 24
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN ... 60
A. Kesimpulan ... 60
B. Keterbatasan Penelitian ... 60
C. Saran ... 61
DAFTAR PUSTAKA ... 62 LAMPIRAN
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Pemahaman Partisipan Tentang Konsep Usaha ... 27
Tabel 2. Pemahaman Partisipan Tentang Energi ... 39
Tabel 3. Pemahaman Partisipan Tentang Energi Kinetik ... 46
Tabel 4. Pemahaman Partisipan Tentang Energi Potensial ... 51
Tabel 5. Pemahaman Partisipan Tentang Kekekalan Energi Mekanik ... 56
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Gaya F Mengakibatkan Pergeseran Benda Sejauh s ... 11 Gambar 2. Usaha oleh Beberapa Gaya ... 12 Gambar 3. Grafik Gaya yang Tidak Konstan terhadap ... 13
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Kisi-Kisi ... 63
Lampiran 2. Wawancara Partisipan A ... 65
Lampiran 3. Wawancara Partisipan B ... 71
Lampiran 4. Wawancara Partisipan C ... 76
Lampiran 5. Wawancara Partisipan D ... 87
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pemahaman terhadap konsep menjadi syarat utama dalam keberhasilan siswa pada materi fisika. Pemahaman konsep yang tidak benar dapat mengakibatkan kesulitan dalam memahami materi fisika oleh sebab itu konsep harus dipahami terlebuh dahulu.
Berdasarkan teori konstruktivisme, siswa membangun pengetahuannya sendiri secara aktif dan peran guru dalam pembelajaran sebagai fasilitator yang dapat membantu siswa memahami pengetahuannya.
Oleh sebab itu, guru harus dapat mengungkap pemahaman siswa dengan cara mengajukan pertanyaan. Selama ini proses pembelajaran guru hanya terfokus pada tujuan pembelajaran secara umum sehingga tidak mengetahui apakah siswa sudah memahami materi pembelajaran dalam fisika. Maka untuk mengetahui pemahaman siswa tentang konsep fisika, guru mengajukan pertanyaan-pertanyaan yang relevan.
Berdasarkan uraian di atas maka penulis ingin melaksanakan sebuah penelitian yang bertujuan untuk mengungkap pemahaman siswa dalam materi usaha dan energi.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian di atas penulis merumuskan masalah penelitian ini yaitu: Bagaimanakah pemahaman siswa tentang konsep usaha dan energi?
C. Tujuan Penelitan
Sesuai dengan rumusan masalah di atas, maka penelitian ini bertujuan untuk mengungkap pemahaman siswa tentang konsep usaha dan energi.
D. Manfaat Penlitian
1. Bagi guru dan calon guru
Guru dapat menyadari betapa pentingnya memberikan pertanyaan untuk mengetahui apa yang siswa pikirkan tentang konsep-konsep fisika serta dapat mengkonstruksi pemahaman siswa.
2. Bagi peneliti
Penelitian ini bermanfaat bagi peneliti sebagai latihan dan cara untuk mengungkap pemahaman siswa dengan cara memberi beberapa pertanyaan. Selain itu peneliti juga dapat belajar untuk mengetahui dan memahami apa yang dipikirkan siswa.
3
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
A. Konsep, Konsepsi, dan Prakonsepsi
Konsep adalah hasil pemikiran seseorang yang bersifat abstrak dan menggambarkan peristiwa, benda, atau fakta yang dapat mempermudah komunikasi antar manusia (Pusat Bahasa Depdiknas, 2002& Berg, 1991).
Contoh konsep dalam fisika antara lain adalah konsep gaya, gaya apung, kalor, gerak, usaha dan energi.
Konsep yang dibentuk siswa dari pengalamannya dapat dihubungkan dengan konsep lain. Tafsiran konsep yang dimiliki oleh seseorang yang diperoleh melalui interaksi dengan lingkungan dan melalui pendidikan formal disebut konsepsi (Berg, 1991 & Suparno, 2005: 5). Sebelum memasuki kelas, siswa sudah mempunyai pengalaman fisika lewat peristiwa sehari-hari yang dialaminya, seperti siswa melihat benda bergerak, mengamati air yang jatuh, dan merasakan berat benda. Ketika siswa memasuki kelas, siswa telah memiliki konsepsi awal sendiri dari pengalamannya yang disebut prakonsepsi (Berg 1991: 10).
B. Pemahaman Konsep Fisika
Fisika dalam ilmu pengetahuan sebagai produk adalah semua pengetahuan tentang fisika yang terdiri dari fakta, konsep, hukum, dan teori (Suranto, 2009).
1. Fakta
Fakta merupakan pernyataan kenyataan dari suatu benda yang menggambarkan hasil observasi maupun menggunakan alat bantu (Coballa
& Chiappetta, 2010: 112). Fakta merupakan dasar dari terbentuknya konsep, hukum, dan teori. Contoh fakta dalam fisika adalah batu tenggelam jika dimasukkan ke dalam air, benda yang dijatuhkan mengarah ke bawah, dan besi yang dipanasi akan terasa panas.
2. Konsep
Konsep adalah hasil pemikiran seseorang yang bersifat abstrak dan menggambarkan peristiwa, benda, atau fakta yang dapat mempermudah komunikasi antar manusia (Pusat Bahasa Depdiknas, 2002& Berg, 1991).
Contoh konsep dalam fisika adalah gaya, gerak, dan kalor.
3. Hukum
Hukum dikembangkan dari fakta-fakta yang menjelaskan dan memprediksi kejadian atau kasus individu (Carey, Carnap, dan Mayr dalam McComas, 2003). Hukum menjelaskan tentang fakta yang terjadi, bukan sebaliknya. Contoh hukum dalam fisika adalah hukum kekekalan energi, hukum Archimedes, dan hukum Newton.
4. Teori
Teori adalah pernyataan yang dibangun dari fakta, hukum dan kesimpulan untuk menggambarkan fenomena sehingga masuk akal untuk diakui sebagai hasil dari penelitian manusia yang terkait dengan penciptaan (Carey, Carnap, dan Mayr dalam McComas, 2003). Teori menjelaskan sesuatu yang tidak dapat langsung diamati. Teori dapat berubah sewaktu- waktu apabila ketidakbenaran dapat dibuktikan. Contoh teori dalam fisika adalah teori Bigbang, teori kinetik gas, dan teori relativitas.
Pemahaman konsep dan prinsip fisika merupakan persyaratan keberhasilan siswa dalam belajar fisika (Simanjuntak, 2012). Pemahaman adalah proses mental seseorang untuk memahami sesuatu yang telah diketahui dan diingat dan merupakan landasan untuk membangun wawasan (KBBI, 2011 &
Simanjuntak, 2012).
Wardani (2010) membagi beberapa indikator yang menunjukkan pemahaman seseorang tentang suatu konsep, antara lain: 1) dapat menyatakan konsep menggunakan kalimat sendiri secara rinci, 2) dapat mengklasifikasikan sesuai dengan konsepnya, 3) dapat menyajikan konsep dalam bentuk matematis, 4) dapat memberi contoh dari konsep 5) dapat mengembangkan syarat konsep, 6) dapat menggunakan, memanfaatkan, dan memilih prosedur tertentu, 7) dapat mengaplikasikan konsep ke dalam pemecahan masalah.
C. Mengungkap Pemahaman
Semua pemahaman ada di dalam pikiran atau otak seseorang, sehingga untuk mengetahuinya dilakukan tes pemahaman (Sutoyo, 2012: 19).
Beberapa cara untuk mengungkap pemahaman seseorang secara bebas dapat dilakukan dengan berbagai cara, antara lain:
1. Wawancara
Wawancara dapat dilakukan dengan dua teknik, yaitu teknik klinis dan teknik kelas. Wawancara dengan teknik klinis dilakukan oleh peneliti atau guru dengan mewawancarai siswa tentang pemikiran mereka terhadap suatu topik di ruang yang tenang, tanpa penonton, dan waktu yang tepat.
Sebagai contoh, wawancara dilakukan setelah sekolah, atau jam bebas di tengah pelajaran. Wawancara dengan teknik kelas, peneliti atau guru dapat melakukan wawancara di dalam kelas ketika jam pelajaran berlangsung.
Wawancara dapat berbentuk bebas dan terstruktur. Dalam wawancara bebas, peneliti bebas bertanya dan siswa bebas menjawab. Dalam wawancara terstruktur, pertanyaan sudah disiapkan dan urutannya sudah disusun sehingga mempermudah dalam praktek. Keuntungan wawancara terstruktur ini adalah peneliti dapat secara sistematis bertanya dan mengorek pemikiran siswa (Suparno, 2005).
2. Peta Konsep
Peta konsep adalah alat untuk memperlihatkan hubungan antara beberapa konsep (Berg, 1991). Peta konsep dapat digunakan untuk melihat ide awal siswa tentang topik tertentu, untuk menunjukkan bagaimana
siswa melihat hubungan antara ide-ide mereka, untuk mengetahui seberapa banyak yang diketahui siswa dan melihat sejauh mana siswa memahami topik tersebut (Taber, 1999).
3. Gambar
Siswa dapat diminta menggambar untuk mewakili pemahaman mereka tentang konsep tertentu. Menggambar dapat digunakan dalam situasi klinis, tetapi juga dapat digunakan di dalam kelas saat proses belajar mengajar berlangsung (Taber, 1999).
D. Miskonsepsi
Miskonsepsi adalah konsepsi siswa yang tidak sesuai dengan konsep yang sebenarnya (van den Berg, 1991). Contohnya, konsep tentang massa dan berat yang sering dianggap sama, karena dalam kehidupan sehari-hari hal tersebut digunakan dan dianggap benar yang dapat memudahkan berkomuniskasi dengan orang lain. Sering kali siswa mengabaikan miskonsepsi suatu konsep sehingga mengakibatkan miskonsepsi pada konsep lain. Miskonsepsi disebabkan oleh beberapa hal, antara lain berasal dari siswa sendiri, guru pengajar yang kurang menguasai konsep fisika, buku teks yang bahasanya sulit atau penjelasannya tidak benar; serta metode mengajar yang digunakan guru yang dapat memunculkan miskonsepsi siswa (Suparno, 2005).
E. Teori Konstruktivisme
Konstruktivisme adalah salah satu filsafat pengetahuan yang menekankan bahwa pengetahuan adalah konstruksi (bentukan) diri sendiri. Pengetahuan tidak bisa ditransfer dari guru kepada orang lain, karena setiap orang mempunyai skema sendiri tentang apa yang diketahuinya. Pengetahuan merupakan proses kognitif di mana terjadi proses asimilasi dan akomodasi untuk mencapai suatu keseimbangan sehingga terbentuk suatu skema yang baru. Seseorang membentuk skema, kategori, konsep dan strukur pengetahuan yang diperlukan untuk pengetahuan secara terus menerus (Bettencourt dalam Suparno, 1997). Pada pembelajaran kontruktivisme, peran guru sebagai pemandu, fasilitator, dan rekan yang mendorong untuk memformulasikan gagasan, pendapat, dan kesimpulan mereka sendiri.
Prinsip-prinsip konstruktivisme dalam pembelajaran yang diungkap oleh Suparno (2007), yaitu: 1) pengetahuan siswa dibentuk sendiri, 2) pengetahuan tidak dapat dipindahkan dari guru ke siswa, 3) siswa aktif mengkonstruksi terus menerus, sehingga selalu terjadi perubahan konsep yang sesuai dengan konsep ilmiah, 4) guru sekadar membantu menyediakan sarana dan situasi agar proses konstruksi siswa terlaksana.
F. Teori Perubahan Konsep
Menurut Piaget dalam Suparno (1997), teori pengetahuan itu adalah teori adaptasi pikiran ke dalam suatu realitas. Ilmu pengetahuan dibangun dalam pikiran seorang anak dengan kegiatan asimilasi, akomodasi dan ekuilibrasi.
Asimilasi ialah pemaduan data baru dengan stuktur kognitif yang sudah dimiliki untuk menyelesaikan masalah yang dihadapi dalam lingkungannya.
Seseorang sering tidak memadukan informasi baru ke dalam struktur kognitifnya karena tidak memiliki struktur asimilasi yang cocok. Akomodasi ialah penyesuaian stuktur kognitif terhadap situasi baru, dan ekuilibrasi ialah penyesuaian kembali yang terus dilakukan antara asimilasi dan akomodasi.
Dalam proses akomodasi ini seseorang memerlukan modifikasi struktur internal yang ada dalam menghadapi reaksi terhadap tantangan lingkungan.
Asimilasi dan akomodasi bekerjasama dalam perkembangan intelektual.
Akomodasi mempunyai arti dalam pengubahan struktur kognitif individu.
Bila ia menyadari bahwa cara berpikirnya bertentangan dengan kejadian lingkungan, ada ketidakseimbangan antara pengalaman baru dan skema lama yang disebut dengan keadaan ketidakseimbangan kognitif. Untuk mengatasi ketidakseimbangan tersebut, mereka mengakomodasi atau menyesuaikan skema lama sehingga lebih cocok untuk pengalaman baru (Beilin, 1994, hal.
263). Reorganisasi inilah yang menghasilkan tingkat berpikir yang lebih tinggi. Ekuilibrasi adalah pengaturan diri yang berkesinambungan yang memungkinkan seseorang tumbuh, berkembang dan berubah untuk menjadi lebih mantap atau seimbang. Ekuilibrasi bukan keseimbangan dalam hal kekuatan melainkan merupakan proses yang dinamis yang secara terus menerus mengatur tingkah laku. Equilibrasi membuat seseorang dapat menyatukan pengalaman dari luar dengan skema yang sudah dimiliki (Suparno,1997).
G. Usaha dan Energi
1. Usaha
Pengertian usaha dalam kehidupan sehari-hari berbeda dengan pengertian usaha dalam fisika. Contoh “usaha” berdasarkan pengertian sehari-hari:
a. Bila seseorang mahasiswa ingin lulus dengan IPK yang baik, diperlukan usaha keras untuk belajar
b. Dosen yang baik, selalu berusaha dengan berbagai cara untuk menerangkan mata kuliahnya, agar dapat difahami dengan baik oleh mahasiswanya.
Dari dua contoh di atas dapat disimpulkan bahwa kata “usaha”
dalam bahasa sehari-hari menjelaskan hampir semua aktivitas sehari-hari.
Kata “usaha” dalam pengertian sehari-hari ini tidak dapat dinyatakan dengan suatu angka atau ukuran dan tidak dapat pula dinyatakan dengan rumus matematis. Tetapi dalam fisika usaha merupakan definisi yang sudah pasti, mempunyai arti dan dapat dinyatakan dengan rumus matematis. Pengertian usaha menurut bahasa sehari-hari adalah “upaya”
untuk mendapatkan sesuatu.
Dalam fisika, usaha merupakan proses perubahan energi dan selalu dihubungkan dengan gaya (F) dan perpindahan (s) suatu benda. Dengan kata lain, bila ada gaya pada benda ada perpindahan suatu benda itu, maka
Gambar 1. Gaya F dan Pergesera Benda Sejauh s
dikatakan gaya tersebut melakukan usaha terhadap benda. Usaha dapat ditimbulkan oleh gaya yang konstan dan juga gaya yang tidak konstan.
a. Usaha oleh Gaya Konstan
Usaha yang dilakukan oleh sebuah gaya pada suatu benda adalah hasil kali gaya tersebut dengan perpindahan benda di mana gaya itu bekerja (Tipler, 1998: 156). Jika arah gaya dan arah perpindahan berbeda, maka hanya komponen gaya yang berimpit dengan perpindahan yang melakukan kerja. Besar usaha oleh gaya konstan merupakan hasil kali besar komponen gaya yang berimpit dengan perpindahan dengan besarnya perpindahan.
Apabila pergeseran tidak searah dengan arah maka yang digunakan adalah komponen gaya yang berimpit pergeseran. Usaha akan maksimal bila memiliki arah yang sama dengan pergeseran, usaha akan nol (0) bila gaya yang dikerahkan tegak lurus dengan pergeseran.
Gaya bekerja pada benda yang mengalami pergeseran sejauh s.
Komponen gaya F yang berimpit dengan perpindahan adalah , maka besarnya usaha adalah
Satuan Internasional (SI) dari usaha adalah Joule (J), yang sama dengan perkalian dari Newton dan meter.
N m
Seandainya pada sebuah benda dikenai gaya lebih dari satu, misalkan tiga buah gaya (F1, F2, dan F3), dan benda mengalami perpindahan sejauh s, sehingga usaha oleh masing-masing gaya tersebut dijumlahkan.
Usaha masing-masing gaya dapat dicari dengan menggunakan rumus:
Gaya F
1 akan melakukan usaha sebesar Gambar 2. Usaha oleh Beberapa Gaya
Gaya F
2 akan melakukan usaha sebesar Gaya F
3 akan melakukan usaha sebesar
Maka Usaha total (Usaha yang dilakukan oleh ketiga gaya tersebut)
b. Usaha oleh Gaya yang Tidak Konstan
Contoh gaya yang tidak konstan adalah gaya yang bergantung pada posisi. Contoh gaya yang tergantung pada posisi adalah gaya pegas, gaya gravitasi antarplanet, gaya listrik antara dua benda bermuatan, dan sebagainya. Gaya yang berubah terhadap posisi dapat kita anggap sebagai sederetan gaya-gaya konstan. Usaha yang dilakukan pada tiap selang adalah luasan di bawah gaya seperti pada gambar 3. Jadi, usaha total adalah jumlah seluruh luasan.
Gambar 3.Grafik Gaya yang Tidak Konstan terhadap perpindahan
2. Energi
Energi merupakan kemampuan untuk melakukan usaha. Energi di alam adalah besaran yang kekal, dengan sifat-sifat sebagai berikut :
a. Energi dapat diubah menjadi energi bentuk lain, tidak dapat hilang. Misalnya energi pembakaran berubah menjadi energi penggerak mesin.
b. Energi dapat dipindahkan dari suatu benda ke benda lain atau dari sistem ke sistem lain. Misalnya kita memasak air. Energi dari api pindah ke air menjadi energi panas, dan energi panas atau kalor dipindah lagi ke uap menjadi energi uap.
c. Energi dapat dipindah ke sistem lain melalui kerja mekanik.
d. Energi tidak dapat dibentuk dari nol dan tidak dapat dimusnahkan.
Sumber-sumber energi yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah energi minyak bumi, energi batubara, energi air terjun, energi nuklir dan energi kimia.
3. Macam-Macam Energi a. Energi Kinetik
Energi kinetik merupakan energi yang dipunyai benda karena geraknya. Energi kinetik diperkenalkan pertama kali oleh Lord Kelvin, fisikawan Inggris. Kata kinetik berasal dari bahasa
Yunani yang berarti gerak. Energi kinetik bergantung pada massa dan kelajuan benda (Kanginan, 2013: 118).
Hubungan yang penting antara usaha total yang bekerja pada sebuah benda sama dengan perubahan energi kinetiknya.
Pernyataan ini merupakan prinsip usaha-energi. Prinsip usaha- energi berlaku jika W adalah usaha total yang dilakukan oleh setiap gaya yang bekerja pada benda. Jika usaha positif (W) bekerja pada suatu benda, maka energi kinetiknya bertambah sesuai dengan besar usaha positif tersebut (W). Jika usaha (W) yang dilakukan pada benda bernilai negatif, maka energi kinetik benda tersebut berkurang sebesar W. Dapat dikatakan bahwa gaya total yang diberikan pada benda di mana arahnya berlawanan dengan arah gerak benda, maka gaya total tersebut mengurangi laju dan energi kinetik benda. Jika besar usaha total yang dilakukan pada benda adalah nol, maka besar energi kinetik benda tetap (laju benda konstan).
Karena usaha yang yang dilakukan oleh gaya sama dengan usaha total yang dilakukan partikel
( )
Dengan
( )
Maka
Hasil ini dikenal sebagai Teorema Usaha-Energi bahwa usaha yang dilakukan oleh gaya resultan yang bekerja pada suatu benda sama dengan perubahan energi kinetik yang dialami benda itu, yaitu energi kinetik akhir dikurang energi kinetik awal (Kanginan, 2013: 120).
b. Energi Potensial
Energi potensial adalah energi yang dimiliki benda akibat kedudukannya bidang acuan. Yang dimaksud dengan bidang acuan adalah bidang yang diambil sebagai acuan tempat benda mempunyai energi potensial sama dengan nol. Contoh energi potensial adalah energi pegas, energi karet ketapel, energi air terjun.
1) Energi Potensial Gravitasi
Energi Potensial gravitasi suatu benda yang bermassa m dan berada di dalam medan gravitasi benda lain yang bermassa M (dalam kasus ini diambil bumi yang bermassa M) dengan titik acuan tak berhingga.
Apabila permukaan bumi sebagai bidang potensial nol dan ketinggian tidak melebihi 1000 km (percepatan gravitasi tidak terlalu berbeda, dianggap konstan), perumusan energi potensial, secara matematis dapat ditulis:
Ep = m g h
Untuk lebih memahaminya, mari kita perhatikan sebuah buku yang berada di atas sebuah meja. Dikatakan bahwa buku tersebut mempunyai energi potensial gravitasi terhadap lantai.
Jika buku tersebut mempunyai energi potensial gravitasi berarti gaya gravitasi pada benda tersebut mampu melakukan usaha dari tempat semula ke lantai. Dalam kasus ini, bidang lantai dianggap sebagai bidang acuan.
2) Energi Potensial Pegas
Energi potensial pegas adalah kemampuan pegas untuk kembali ke bentuk semula. Secara umum persamaan energi potensial pegas adalah :
4. Kekekalan Energi Mekanik
Usaha yang dilakukan gaya gravitasi pada benda yang berpindah dari suatu titik ke titik lain tidak bergantung pada jalan yang ditempuh.
Jumlah energi kinetik dan energi potensial di dalam medan gravitasi konstan. Jumlah energi kinetik dan energi potensial ini disebut energi mekanik.
Hal di atas dikenal sebagai Hukum kekekalan energi mekanik yang berbunyi : Jika pada suatu sistem hanya bekerja gaya-gaya yang bersifat konservatif, maka energi mekanik sistem pada posisi apa saja selalu tetap dengan kata lain energi mekanik pada posisi akhir sama dengan energi mekanik pada posisi awal.
USAHA
Teorema Usaha-
Energi Energi Kinetik
Energi Potensial Gravitasi
ENERGI
Energi Potensial
Energi PotensialPegas
Kekekalan Energi
Energi Total /
Energi Mekanik
PETA KONSEP USAHA DAN ENERGI
20
BAB III
Metodologi
A. Jenis Penelitian
Penelitian yang dilakukan termasuk dalam jenis penelitian kualitatif.
Dalam penelitian ini, metode yang digunakan adalah metode penelitian deskriptif dan kualitatif. Penelitian deskriptif adalah penelitian yang bertujuan hanya untuk menggambarkan suatu keadaan tertentu. Metode ini dipilih karena dalam penelitian ini bertujuan untuk mengungkap pemahaman siswa awal dan akhir, mengelompokkan konsepsi-konsepsi siswa, dan melihat tingkat pemahaman. Untuk mengungkap pemahaman siswa dilakukan wawancara pada beberapa partisipan. Hasil penelitian ini bersifat individual dan tidak bisa digeneralisasikan pada kelompok lain.
B. Partisipan Penelitian
Partisipan dari penelitian ini yaitu 4 siswa SMA kelas XI yang sudah mendapatkan materi usaha dan energi.
C. Desain Penelitian
Desain yang digunakan dalam penelitian ini adalah studi kasus. Studi kasus adalah salah satu desain yang mendetail dari suatu subyek pada keadaan
khusus. Bahan yang diteliti hanya satu atau kecil ruang lingkupnya, sehingga tidak perlu menggeneralisasi apapun.
D. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan April-Mei 2015. Tempat penelitian tidak selalu sama antara partisipan satu dengan yang lain sesuai kesepakatan antara peneliti dan partisipan.
E. Pengembangan Kemampuan Bertanya
Dalam melakukan wawancara dengan partisipan A sampai D, ada perkembangan pertanyaan, sehingga data yang diperoleh akan berbeda- beda bagi masing-masing responden. Hal ini disebabkan pewawancara dapat berada pada situasi selama beberapa periode waktu sehingga tidak bergantung pada satu wawancara. Pertanyaan wawancara akan berubah sepanjang waktu dan masing-masing wawancara saling memperbaiki satu sama lain (Ahmadi, 2014: 123). Wawancara yang mendalam untuk mengungkap pemahaman siswa memerlukan latihan seiring semakin dikuasainya konsep yang ingin diungkap, sehingga dalam penelitian ini selain untuk mengungkap pemahaman siswa, dapat juga digunakan peneliti untuk menjadi sarana berlatih melakukan wawancara.
F. Instrumen Penelitian
Instrumen dalam penelitian ini yaitu peneliti itu sendiri dengan metode wawancara pada beberapa siswa kelas XI SMA yang dipilih secara acak tanpa mengetahui prestasi dan kemampuan.
G. Metode Pengumpulan Data
Metode pengumpulan data yang digunakan peneliti yaitu wawancara klinis. Wawancara klinis bermanfaat untuk mengungkap pemahaman partisipan tentang usaha dan energi. Siswa juga diberi kesempatan untuk meminta keterangan dari pewawancara tentunya dengan pertanyaan- pertanyaan yang dapat mengkonstruksi pengetahuan partisipan. Dengan demikian dialog tercipta dan akibatnya tidak hanya pewawancara yang dapat mengetahui pemahaman partisipan, namun partisipan juga memperoleh bimbingan dari pewawancara. Untuk keperluan wawancara peneliti membuat pertanyaan-pertanyaan yang bisa digunakan untuk mengidentifikasi pemahaman partisipan.
H. Metode Analisis Data
Untuk mengungkap permasalahan-permasalahan serta untuk membuktikan adanya miskonsepsi yang dialami oleh partisipan dalam memahami konsep usaha dan energi, wawancara dilakukan pada beberapa
partisipan kelas XI IPA yang dipilih secara acak tanpa mengetahui prestasi dan kemampuan.
Wawancara dilakukan di luar jam pelajaran sekolah. Wawancara antara peneliti dan partisipan direkam menggunakan recorder supaya tidak kehilangan data-data yang diperlukan. Data hasil rekaman kemudian didengarkan dan ditranskrip. Transkrip wawancara kemudian dianalisis untuk mengungkap permasalahan-permasalahan yang dialami oleh partisipan dan kemudian peneliti membaginya menjadi empat kategori yaitu tidak tahu, miskonsepsi, kurang lengkap dan lengkap/memahami. Hasil wawancara dianalisis menggunakan teknik koding yaitu teknik memilah-milah satuan data yang memiliki kesamaan. Koding dilakukan berdasarkan kisi-kisi seperti terlampir (lampiran 1). Dari hasil analisis wawancara akan diketahui permasalahan-permasalahan serta miskonsepsi-miskonsepsi pada partisipan dalam memahami usaha dan energi secara lebih mendalam.
24 BAB IV
DATA DAN ANALISA
A. Data Penelitian
Data pada penelitian ini berbentuk transkrip wawancara yang terlampir.
B. Analisa Data
Peneliti menginginkan data yang berkaitan dengan materi fisika yaitu usaha dan energi. Berdasarkan segala pertanyaan yang terkait, peneliti mencoba untuk mengetahui pemahaman partisipan dari materi usaha dan energi. Dalam analisis data ini, peneliti menemukan sejumlah informasi terkait pemahaman partisipan pada materi konsep usaha dan energi. Secara umum, peneliti menemukan informasi yang dapat dikategorikan sebagai berikut: tidak tahu, miskonsepsi,kurang lengkap, lengkap/memahami.
Partisipan berjumlah 4 orang, namun peneliti hanya melakukan wawancara dengan pertanyaan yang paling mendalam pada satu partisipan saja. Peneliti melakukan wawancara pada partisipan dari yang paling sederhana sampai pada wawancara yang paling mendalam berturut-turut adalah sebagai berikut:
partisipan A, B, C dan D, dimana dalam proses wawancara partisipan D adalah partisipan yang diberikan pertanyaan yang paling mendalam. Partisipan A, B dan C sebagai pembanding bahwa kasus yang ditemukan pada partisipan D juga muncul pada partisipan A, B, dan C. Dalam melakukan analisis peneliti juga
menemukan perubahan konsep pada partisipan ketika diberi beberapa pertanyaan konfirmasi. Sehingga teori pengetahuan akomodasi yang diungkapkan Piaget dapat ditemukan dalam penelitian ini. Peneliti dapat menyatakan bahwa siswa bisa berfikir sendiri tanpa diberitahu, namun dengan diberi tantangan atau pertanyaan- pertanyaan yang dapat mengkonstruksikan pemikirannya sendiri. Hal ini sesuai dengan teori pembelajaran konstruktivisme bahwa pengetahuan adalah konstruksi (bentukan) dari pemikiran siswa sendiri. Dengan pertanyaan juga partisipan dapat merubah konsep awal yang sudah dimiliki oleh partisipan. Hal ini disebabkan karena adanya disequilibrium karena adanya ketidakseimbangan antara asimilasi dan akomodasi.
1. Pemahaman tentang usaha
Dari 4 partisipan yang telah diwawancarai oleh peneliti hanya 1 orang saja yang mengatakan bahwa usaha adalah gaya yang bekerja pada suatu benda dan benda berpindah dari satu sisi ke sisi lain. Partisipan yang telah ditanyakan tentang definisi usaha menjawab usaha adalah gaya dikalikan jarak. Maka dapat dikatakan bahwa dalam pengertian usaha siswa sering mengalami miskonsepsi. Sehingga ketika siswa mendapatkan pertanyaan sebuah benda yang dikenai gaya kemudian bergerak dan kembali ke posisi semula siswa menganggap terdapat usaha pada benda tersebut. Dalam melakukan wawancara peneliti dari partisipan pertama hingga terakhir selalu terdapat perkembangan pertanyaan yang bertujuan untuk mengubah konsep partisipan yang kurang lengkap atau yang mengalami miskonsepsi.
Pertanyaan yang ingin mengungkap pemahaman partisipan lebih dalam
lagi yaitu partisipan yang terakhir. Hal ini dikarenakan peneliti telah menyadari banyaknya kekurangan dalam melakukan wawancara yang sebelumnya. Ketika partisipan diberi pertanyaan definisi tentang usaha partisipan menjawab bahwa usaha adalah jarak yang ditempuh suatu benda. Tapi ketika partisipan diminta untuk menjelaskan jarak partisipan mulai kebingungan dengan definisi jarak dan usaha. Kemudian setelah ditanyakan lagi definisi usaha partisipan menjelaskan “Usaha itu gaya yang dilakukan oleh benda agar benda berpindah dari satu sisi ke sisi yang lain”. Namun persamaan usaha menurut pemahaman partisipan yaitu gaya dikalikan jarak. Bermaksud ingin mengubah konsep dengan menanyakan perbedaan jarak dan perpindahan tetapi partisipan tetap yakin dengan jawabannya bahwa persamaan usaha adalah gaya dikalikan jarak.
Tabel 1. Pemahaman Partisipan Tentang Konsep Usaha Partisipan Konsep Pengertian Keadaan Awal Rangkaian
Pertanyaan
Keadaan Akhir
Pemahaman Kategori Pemahaman Kategori
A Usaha Usaha
merupakan proses perubahan Energi dan usaha ini selalu
dihubungkan dengan gaya (F) yang
menyebabkan perpindahan (s) suatu benda.
Kalau usaha itu, kalau menurut rumus sih, usaha itu gaya kali perpindahan
Memahami Contoh dari usaha apa?
Contoh misal orang mendorong meja tapi meja itu berpindah dari posisi awal.
Memahami
kesimpulan antara usaha dan energi itu apa?
kalau usaha ditinjau secara vector karena perpindahan
berpengaruh. Jadi perubahan posisi juga berpengaruh.
Perubahan energi itu
Memahami
jarak. Jadi meskipun, kalau aku dulu pernah baca, ada orang naik becak dari jalan solo km 7, dia dianterin naik becak muter sampai balik ke km 7 lagi, terus orang itu bilang bapaknya tidak melakukan usaha soalnya dia tidak berpindah dari posisi awal. Jadi usaha
dintinjau secara vector. Kalau energi ditinjau secara scalar.
Tapi F-nya ditinjau secara vector. Karena kalau ada 2 gaya yang bekerja pada 1 benda tetap dijumlah untuk menentukan arah dari usaha.
B kalau secara
teorinya saya kurang tahu.
Tapi ada
Kurang Lengkap
ok benda yang digeser geser ya. Kalau benda di geser
ada. Memahami
gambaran lah seperti benda terus digeser- geser seperti itu.
sejauh ini apakah ada usaha?
(memindahkan bolpoin) bisa lebih diperjelas lagi?
usaha adalah besar energi yang dibutuhkan untuk merubah bentuk, susunan, atau letak suatu benda.
Kurang Lengkap
kalau semisal benda saya geser ke kanan
ada. Miskonsepsi
dan kemudian kembali lagi ke tempatnya apakah ada usaha pada benda?
C melakukan
kerja.
Kurang Lengkap
orang yang melakukan kerja berarti dia mengalami usaha?
orangnya melakukan kerja cuman dia melakukan kerja ke benda, bendanya mengalami usaha.
Kurang Lengkap
kenapa kok bisa benda tersebut
dia menerima gaya dan bergerak.
Kurang Lengkap
mengalami usaha?
Kok bisa tau benda yang bergerak menerima usaha kenapa?
kalau tidak salah rumus usaha kan F kali N. eh N apa D ya? Pokoknya gaya kali jarak.
Miskonsepsi
Semisal ini kan objek ya?
Kemudian dikasih gaya berarti dia akan bergerak?
bergerak
he’em sesuai arah gayanya. iya selama perjalanannya ini, Cuma kalau sampai sini nggak.
Memahami
sampai sini (memindahkan benda ke posisi yang lain). Berarti ini ada usaha?
semisal ini bendanya terus dia bergerak ke kanan sampai ujung dia kembali lagi ke posisi awal. Dia
ada. Miskonsepsi
mengalami usaha?
D usaha itu F kali
s.
Usaha itu jarak yang ditempuh suatu benda.
Miskonsepsi itu kan kalau menurut persamaan tadi. Yang kamu bilang tadi usaha itu jarak yang ditempuh suatu benda, nhah padahal jarak kamu juga
kurang gayanya.
Gaya yang dilakukan.
Ah gak tahu. Nanti kalau aku salah, sek tunggu-tunggu.
Usaha itu gaya yang dilakukan oleh benda agar benda berpindah dari satu sisi ke sisi yang lain.
Memahami
bilang jarak yang ditempuh oleh suatu benda dari satu sisi ke sisi lain dalam jangka waktu tertentu.
Bedanya usaha dengan jarak?
bila suatu benda
diberikan gaya sehingga dia memiliki
usahanya F kali s lah.
4F s
Miskonsepsi
lintasan yang tertutup dan dia akan kembali lagi ke posisi semula.
Berapa usahanya?
contoh dari usaha kamu tahu?
kan ada meja,
mejanya dikasih gaya terus mejanya
bergerak terus
berhenti di suatu titik
Memahami
2. Pemahaman tentang konsep energi
Partisipan A dapat menjelaskan konsep energi namun masih kurang lengkap. Partisipan juga sempat kebingungan dengan penjelesannya, sehingga terdapat perubahan pemahaman. Partisipan A menjelaskan konsep energi dengan persamaan yang partisipan pahami “energi itu gaya kali jarak”. Partisipan juga memberikan contoh tentang konsep energi dan menjelaskan perbedaan antara usaha dengan energi “contoh misal orang mendorong meja tapi meja itu berpindah dari posisi awal. Kalau energi tidak mentingin posisinya. Kalau energi misal aku mendorong meja ke timur 2 meter terus aku mendorong lagi ke barat 2 meter, itu kalau menurut segi usaha, usahanya nol, tapi kalau menurut segi energi gaya dikali 4 meter tadi. Itu menurutku”. Selain itu partisipan juga menjelaskan hubungan antara usaha dan energi “Kalau usaha itu hasil kerja dari energi”.
Partisipan B dapat menjelaskan konsep energi “energi itu yang dimiliki suatu benda”, memberikan contoh energi “energi kinetik, potensial. Yang saya ketahui dua itu “, dan hubungan usaha dengan energi menggunakan kalimat sendiri “suatu benda yang dikenai usaha pasti memiliki energi.
Baik yang mengenai maupun yang tidak mengenai.”. Namun penjelasan partisipan tentang konsep energi kurang rinci. Hal ini dikarenakan peneliti kurang lebih dalam menanyakannya.
Partisipan C dapat menjelaskan definisi energi “energi itu potensi kerja dalam suatu objek yang bisa diubah”. Partisipan juga dapat memberikan
berbagai contoh energi. partisipan memberikan keterangan kurang lengkap tentang hubungan usaha dan energi “orang bisa melakukan usaha karena dia mengeluarkan energi. Benda yang dikenai usaha juga memiliki energi”. Ketika partisipan diberikan pertanyaan tentang kekekalan energi, partisipan mengaku lupa. Namun setelah diajukan beberapa pertanyaan partisipan tanpa disadari menyatakan hukum kekekalan energi.
Partisipan D mengaku tidak mengetahui definisi energi. Namun partisipan dapat memberikan contoh energi. Partisipan juga sempat mengaku tidak mengetahui hubungan antara usaha dengan energi. Namun setelah peneliti mengajukan beberapa pertanyaan partisipan dapat menjelaskan hubungan antara usaha dengan energi “kalau kita tidak punya energi kita tidak bisa melakukan usaha”.
Tabel 2. Pemahaman Partisipan Tentang Energi Partisipan Konsep Pengertian Keadaan Awal Rangkaian
Pertanyaan
Keadaan Akhir
Pemahaman Kategori Pemahaman Kategori
A Energi Energi merupakan kemampuan untuk melakukan usaha.
Contoh energi adalah Energi kinetik potensial, mekanik, dll.
Hubungan usaha dengan energi
Energi adalah gaya kali jarak.
Kurang Lengkap
contoh dari energi itu apa saja?
Energi kalor, kinetik, potensial, kimia.
Memahami
apakah ada hubungan antara usaha dan energi?
ada sih. Jelasin titik temunya aku masih bingung. Tadi kan ditinjau dari rumus.
Kalau ini dari
pengertian menurutku.
Kalau usaha itu hasil kerja dari energi. W
Kurang Lengkap
adalah Usaha merupakan perubahan energi.
itu delta usaha. Aku jadi bingung. W itu delta Usaha ya delta usaha.
B energi itu yang
dimiliki suatu benda.
Kurang Lengkap
benda memiliki apa kok bisa dibilang energi?
benda itu memiliki sesuatu yang
membuat dia bertahan.
Kan ada tekanannya kurang lebih seperti itu.
Kurang Lengkap
contoh dari energi apa ja?
energi kinetik, potensial. Yang saya ketahui dua itu.
Memahami
usaha dan energi apakah ada
keterkaitannya?
suatu benda yang dikenai usaha pasti memiliki energi. Baik yang mengenai maupun yang tidak mengenai.
Kurang Lengkap
C energi itu
potensi kerja dalam suatu objek yang bisa diubah. kayak dia suatu benda kan mempunyai energi.
Kurang Lengkap
contoh dari energi itu apa?
energi listrik, energi panas, energi kimia, energi gerak
Memahami
Hubungan antara usaha dan energi itu apa?
orang bisa melakukan usaha karena dia mengeluarkan energi.
Benda yang dikenai usaha juga memiliki
Kurang Lengkap
Tergantung dia pengen berubah menjadi energi apa. Misalnya kinestik menjadi kimia.
Atau listrik menjadi gerak.
energi.
D energi? Energi
itu, itu lho.
Aku gak tau jelasinnya.
Tidak Memahami
contoh dari energi?
energi panas, energi potensial, energi kinetik, energi mekanik
Memahami
Haduh aku lupa. usaha dan energi, hubungannya usaha dan energi itu apa?
kok materinya bisa usaha dan energi
waduh saya kurang mengerti. Kurang tau saya.
Tidak Memahami
melakukan aktifitas itu berarti bekerja atau melakukan usaha. Jadi hubungan
ya kalau kita gak punya energi kita gak bisa melakukan usaha
Kurang Lengkap
usaha dan energi? Kamu dorong meja kamu kan melakukan usaha. Agar meja ini bisa bergerak kamu harus
memiliki?
hubungan antara usaha dan energi?
3. Pemahaman tentang energi kinetik
Semua partisipan kecuali partisipan B memahami konsep energi kinetik berdasarkan kalimat sendiri maupun dengan menggunakan persamaan energi kinetik. Partisipan mengaku lupa dengan konsep energi kinetik.
Partisipan A menyatakan bahwa kalau energi kinetik itu energi yang dimiliki benda ketika bergerak dengan kecepatan tertentu. Partisipan B mengaku lupa dengan konsep energi kinetik. Partisipan C menyatakan konsep energi kinetik menggunakan persamaan yaitu ½ mv2. Sedangkan partispan D dapat menjelaskan definisi energi kinetik “energi yang dimiliki oleh suatu benda yang sedang bergerak” dan dapat menyatakan persamaan energi kinetik.
Tabel 3. Pemahaman Partisipan Tentang Energi Kinetik Partisipan Konsep Pengertian Keadaan Awal Rangkaian
Pertanyaan
Keadaan Akhir
Pemahaman Kategori Pemahaman Kategori
A Energi Kinetik
Energi kinetik merupakan energi yang dipunyai benda karena geraknya.
Faktor energi kinetik adalah kecepatan dan massa.
Kalau energi kinetik itu energi yang dimiliki benda ketika bergerak dengan
kecepatan tertentu.
Memahami semisal bidang ini licin, jadi gaya gesek antara bidang dan balok diabaikan.
Gaya gesek balok dan udara juga diabaikan.
Seperti kamu
kinetik, potensial tapi sebelum sampai bawah.
Memahami
bermain seluncur di kolam renang, itu kan licin, kamu tanpa gaya dorong bisa meluncur.
Saat dia meluncur dia mempunyai enrgi apa saja?
kenapa saat di puncak tidak ada energi
karena belum
mempunyai kecepatan.
Kalau belum bergerak
Memahami
kinetik? belum mempunyai energi kinetik.
B lupa mas saya. Tidak
Memahami
nhah energi potensial kamu udah tahu.
Sekarang kalu kinetik?
tentang kecepatan.
Tapi masih lupa mas energi kinetik itu apa.
Kurang Lengkap
ketika buah kelapa masih diatas ada energi apa saja? Apakah ada energi kinetik?
tidak ada karena diam. Kurang Lengkap
C ½ m v2 Memahami kalau energi kinetik kok bisa termasuk energi gerak?
punya kecepatan. Memahami
D energi yang
dimiliki oleh suatu benda yang sedang bergerak
Kurang Lengkap
Kenapa kok benda yang bergerak itu mempunyai energi kinetik?
Karena punya kecepatan
Memahami
Mang
persamaannya apa?
½ m v2 Memahami
contohnya? bola menggelinding. Memahami
4. Pemahaman tentang energi potensial
Semua partisipan memahami tentang konsep energi potensial. Partispan A menyatakan konsep energi berdasarkan faktor yang mempengaruhi energi potensial yaitu ketinggian “energi potensial itu energi yang dimiliki suatu benda jika memiliki ketinggian”. Partispan B dan partisipan C menyatakan konsep energi potensial berdasarkan persamaan yaitu m g h. Sedangkan partispan D menyatakan bahwa energi potensial itu suatu bentuk energi yang dimiliki oleh benda karena kedudukannya dan partisipan dapat menyebutkan peramaan dari energi potensial tersebut.
Tabel 4. Pemahaman Partisipan Tentang Energi Potensial Partisipan Konsep Pengertian Keadaan Awal Rangkaian
Pertanyaan
Keadaan Akhir
Pemahaman Kategori Pemahaman Kategori
A Energi Potensial
Energi potensial adalah energi yang dimiliki benda akibat kedudukannya bidang acuan.
Faktor energi potensial adalah Kedudukan, massa, dan percepatan
energi potensial itu energi yang dimiliki suatu benda jika memiliki ketinggian.
Memahami energi potensial walaupun diam?
Kenapa?
karena mempunyai ketinggian.
Memahami
kenapa ada ketinggian dibilang ada energi potensial?
kalau aku meninjau dari segi rumus. EP = mgh. Sama
mempunyai potensi untuk menimbulkan apa gitu, kerusakan
Memahami
gravitasi.
atau apa gitu.
B potensial itu
kan tinggi.
Berarti massa kali tinggi kali gravitasi
Memahami energi potensial itu dipengaruhi oleh apa saja?
ketinggian atau posisinya, percepatan gravitasi dan massa benda.
Memahami
C itu massa
dikalikan gravitasi
dikalikan tinggi.
Eh… iya ding.
m g h
Kurang Lengkap
nhah itu kan ada daun.
Daunnya mempunyai ketinggian kan? Apakah
kalau energi potensial kan semua benda pasti punya. Namanya potensial kan semua benda mempunyai potensi walaupun dia
Memahami
dia
mempunyai energi potensial?
tidak bergerak. Tapi dia pasti punya selama dia punya massa dan
ketinggiannya dari permukaan tanah.
D energi potensial
itu suatu bentuk energi yang dimiliki oleh benda karena kedudukannya.
Memahami ada
persamaannya?
Persamaan energi potensial?
Memahami
m kali g kali h ya? m itu apa?
g itu apa? h itu
iya. m tu massa, g tu percepatan gravitasi, h itu ketinggian
Memahami
apa?
contohnya? air terjun. kan airnya mengalir dari atas ke bawah nhah itu air terjun kan mempunyai ketinggian tertentu terus pasti dia jatuhnya ke bawah gak mungkin kan air terjun jatuhnya ke atas
Memahami
5. Pemahaman tentang hukum kekekalan energi mekanik
Partisipan A memahami hukum kekelan energi mekanik. Partisipan menjelaskan “energi mekanik posisi awal sama dengan energi mekanik posisi akhir”. Partisipan juga dapat menjelaskan persoalan yang diberikan oleh peneliti tentang hukum kekekallan energi mekanik. Partisipa B dan partisipan C mengaku belum pernah mendengar hukum kekekalan energi mekanik.
Partisipan D memamahi hukum kekekalan energi. Partispan menjelaskan
“EP+EK satu sama dengan EP+EK dua. ya ketika dia di atas dan ketika dia sudah sampai bawah.” Partisipan juga dapat memahami persoalan- persoalan tentang hukum kekekalan energi baik di bidang miring maupun di bidang vertical seperti saat suatu benda jatuh.
Tabel 5. Pemahaman Partisipan Tentang Kekekalan Energi Mekanik Partisipan Konsep Pengertian Keadaan Awal Rangkaian
Pertanyaan
Keadaan Akhir
Pemahaman Kategori Pemahaman Kategori
A Hukum
Kekekalan Energi Mekanik
Jika pada suatu sistem hanya bekerja gaya- gaya yang bersifat konservatif, maka energi mekanik sistem pada posisi apa saja selalu tetap dengan kata lain
energi mekanik posisi awal sama dengan energi mekanik posisi akhir
Memahami contohnya? contohnya kelapa jatuh. Saat masih nempel sama sudah posisi di tanah kalau tidak masih di posisi tengah-tengah itu.
jadi posisi saat kelapa masih nempel
mempunyai energi potensial dan energik kinetik, tapi energi
Memahami
energi mekanik pada posisi akhir sama dengan energi mekanik pada posisi awal.
kinetik nilainya nol.
Begitu jatuh mempunyai energi potensial dan energi kinetik. Karena ketinggian semakin kecil kecepatan semakin besar. Jadi energi potensial semakin berkurang energi kinetik semakin bertambah.
Berarti sampai bawah energi kinetik
sebelum sampai tanah sama dengan energi potensial ketika dia masih menempel.
B belum pernah
dengar mas.
Tidak Memahami
- - -
C itu tidak pernah
dengar.
Tidak Memahami
- - -
D EP+EK satu
sama dengan EP+EK dua
Kurang Memahami
maksudnya apa ini?
ya ketika dia di atas dan ketika dia sudah sampai bawah. Jadi energi mekanik diatas sama dengan energi mekanik.
Memahami
59
Pada konsep usaha 3 partisipan mengalami miskonsepsi bahwa usaha adalah gaya dikalikan jarak. Sehingga pada konsep usaha siswa sering mengalami miskonsepsi. Pada konsep gaya pada suatu benda partisipan masih kurang lengkap tentang gaya normal. Pada konsep energi partisipan menyatakan jawabannya kurang lengkap karena partisipan hanya mengetahui perubahan energi. Pada konsep energi kinetik memahami persamaannya saja. Begitu juga dengan konsep energi potensial, partisipan hanya memahami persamaannya saja. Pada konsep kekekalan energi mekanik partisipan tidak memahami bahkan belum pernah mendengar konsep kekekalan energi mekanik.
Pemahaman seseorang tentang suatu konsep merupakan bentukan pikiran diri sendiri sesuai dengan teori pembelajaran konstruktivisme. Ketika seseorang mendapatkan pertanyaan-pertanyaan baru yang mengarahkan pada suatu konsep, siswa mengalami perubahan konsep yang lebih lengkap dan sesuai dengan konsep ilmiah. Hal ini disebabkan karena adanya ketidakseimbangan antara asimilasi dan akomodasi pada siswa.
60
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa:
1. Pemahaman keempat partisipan terdapat kesamaan yaitu kurang lengkap pemahaman yang diperoleh oleh partisipan tentang konsep usaha dan energi.
2. Peneliti menemukan partisipan mengubah pemikirannya ketika partisipan mendapatkan pertanyaan-pertanyaan baru yang mengarah pada suatu konsep.
3. Penelitian ini terungkap bahwa partisipan membangun pemikirannya sendiri.
4. Dengan mengajukan pertanyaan kepada partisipan peneliti mengetahui bahwa dalam mengembangkan pemikiran siswa tidak selalu dengan menjelaskan namun dengan mengajukan pertanyaan.
B. Keterbataasan Penelitian
1. Partisipan pada penelitian ini masih sedikit karena hanya berjumlah 4 partisipan.
2. Partisipan kurang menguasai materi yang akan diungkap, sehingga partisipan lebih banyak menjawab tidak tahu.
C. Saran
1. Dalam melakukan wawancara sebaiknya dipersiapkan dengan sungguh- sungguh mulai dari pertanyaan-pertanyaan yang akan diajukan, penguasaan konsep, media yang diperlukan, dan alat rekaman yang digunakan. Serta usahakan partisipan dan pewawancara dalam keadaan senyaman mungkin dalam melakukan wawancara.
2. Semakin banyak partisipan maka peneliti akan semakin berlatih mempertajam pertanyaan. Sehingga semakin dalam konsep yang akan diungkap dan peneliti lebih bisa mengetahui pemahaman siswa.
62
Daftar Pustaka
Ahmadi, Rulam. 2014. Metode Penelitian Kualitaif. Yogyakarta: Ar-Ruzz Media Chiappetta. Eugene L.& R Coballa. 2010. Science Instruction In The Middle And
Secondary Schools. 7nd Edition. New York: Macmillan Pub. Co.
Kanginan, Marthen. 2013. Fisika untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta: Erlangga.
McComas, William. F. 2003. A Textbook Case of the Nature of Science: Laws and Theories in the Science of Biology. Rossier School of Education, University of Southern California. Los Angeles. Dalam http://coehp.uark.edu/pase/Law_Theory.pdf diunggah tanggal 17 maret 2015 pukul 15.00 WIB.
Palupi, Dwi S. 2009. Fisika untuk SMA dan MA Kelas XI. Jakarta: Departemen Pendidikan Nasional.
Pusat bahasa depdiknas. 2002. Kamus Besar Bahasa Indonesia (edisi Ke-3).
Jakarta: Balai Pustaka
Simanjuntak, MP.Peningkatan Pemahaman Konsep Fisika Mahasiswa Pendekatan Pembelajaran Pemecahan Masalah Berbasis Video, Jurnal Pendidikan Fisika, vol. 1, 2012, pp. 55-60.
Sri Wardhani, Teknik Pengembangan Instrumen Penilaian Hasil Belajar Matematikadi SMP/Mts, (Widyaiswara PPPPTK Matematika
Yogyakarta, 2010), hlm. 23. Dalam
https://mgmpmatsatapmalang.files.wordpress.com/2011/11/instrumen- penilaian-mat-smp.pdf (19 Maret 2015)
Suparno, P. 1997. Filsafat Konstruktivisme Dalam Pendidikan. Yogyakarta:
Kanisius
Suparno, P. 2005. Miskonsepsi dan Perubahan Konsep Pendidikan Fisika.
Jakarta: Grasindo
Suranto. 2009. Pengaruh Pembelajaran Fisika dengan Pendekatan Ketrampilan Proses Pada Konsep Usaha bagi Siswa SMP Negeri 1 Trucuk Klaten.
(Skripsi). Surakarta: Universitas Sebelas Maret
Sutoyo, A. 2012. Pemahaman Individu. Yogyakarta: Pustaka Pelajar
Taber, K. S. 1999. Probing Understanding. November 1999. Cambridge:
Homerton College
Tipler, P.A. 1998. Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta: Erlangga
Van den Berg, E. 1991. Miskonsepsi Fisika dan Remediasi. Salatiga: Universitas Kristen Satya Wacana
