1
PENERAPAN MODEL PEMBELAJARAN BERBASIS MASALAH BERBANTUAN SIMULASI KOMPUTER TERHADAP PENGUASAAN KONSEP DAN KETERAMPILAN BERPIKIR KRITIS SISWA PADA MATERI FLUIDA DINAMIS Ary Susanti1) Gunawan2) Program Study Pendidikan Fisika,IKIP Mataram Abstrak: Penelitian ini adalah penelitian eksperimen yang bertujuan untuk melihat pengaruh model pembelajaran berbasis masalah berbantuan simulasi komputer terhadap penguasaan konsep dan keterampilan berpikir kritis siswa. Simulasi komputer yang di dalam penelitian ini adalah penggunaan software phet sebagai tiruan untuk menguasai konsep, prinsip dan keterampilan tertentu. Populasi untuk uji coba penelitian ini adalah seluruh siswa kelas XI IPA SMAN 1 Alas Barat. Desaian uji coba berbentuk pretestposttes control group design dengan sampel yang ditentukan sebagai kelas eksperimen dan kontrol masing- masing adalah kelas IPA 2 dan IPA 3. Uji homogenitas dan normalitas data penguasaan konsep dan keterampilan berpikir kritis bahwa data terdistribusi normal dan kedua varians data homogen. Data ini kemudian dianalisis menggunakan uji-t dan di peroleh t hitung untuk penguasaan konsep dan keterampilan berpikir kritis masing– masing sebesar 5,04 dan 28,07 dengan t tabel 2,000 pada taraf signifikan 5%, sedangkan N-gain kelas kontol adalah 36,24% dan N-gain pada kelas eksperimen adalah 48,83% hasil penelitian ini menunjukan bahwa penerapan model pembelajaran bebasis masalah berbantuan simulasi komputer pada materi fluida dinamis dapat meningkatkan penguasaan konsep dan keterampilan berpikir kritis siswa. Kata kunci: Simulasi Komputer, Penguasaan Konsep, Keterampila n Berpikir Kritis, Fluida Dinamis
Pendahuluan Pendidikan merupakan usaha sadar yang sistematis dan bertitik tolak dari sejumlah landasan dengan menggunakan azas-azas tertentu. Untuk mempersiapkan sumber daya manusia yang berkualitas yang nantinya mampu menghasilkan teknologi baru, maka peranan fisika sangat penting, bahkan dapat dikatakan teknologi tidak akan ada tanpa fisika. Oleh karena itu, penguasaan materi fisika sangat penting dalam mendukung hal tersebut. Selain itu dukungan dari guru sebagai tenaga pendidik juga sangat berpengaruh terhadap keberhasilan pendidikan. Agar sasaran atau tujuan pengajaran tercapai, salah satu metode yang diterapkan dalam proses belajar mengajar adalah penerapan model pembelajaran berbasis masalah berbantuan simulasi komputer terhadap penguasaan konsep dan keterampilan berpikir kritis. Metode ini diduga lebih efektif digunakan dalam pembelajaran fisika di SMA, karena
2
metode pengajaran ini memberikan kesempatan yang banyak kepada siswa untuk mengeluarkan pendapat dan merumuskan pertanyaan-pertanyaan dari suatu masalah, sehingga siswa mempunyai pandangan yang cukup luas dan memiliki sikap logis, kritis, cermat, kreatif dan disiplin serta menghargai kegunaan dari pelajaran fisika. Belajar berbasis masalah adalah suatu pendekatan pembelajaran yang melibatkan siswa aktif secara optimal, memungkinkan siswa dalam pemecahan masalah yang mengintegrasikan keterampilan dan konsep dari berbagai konten area” pendekatan ini meliputi menyimpulkan informasi sekitar masalah, melakukan sintesis dan mempresentasikan apa yang di dapat kepada yang lain. Berdasarakan uraian di atas peneliti tertarik untuk menerapkan model pembelajaran berbasis masalah berbantuan berbasis komputer untuk meningkatkan penguasaan konsep dan keterampilan berpikir kritis siswa SMAN 1 Alas Barat. Kajian Literatur Model pembelajaran berbasis masalah merupakan model pembelajaran yang menyajikan masalah yang kemudian digunakan untuk merangsang berfikir tingkat tinggi yang berorientasi pada masalah. Dengan pola umum sebagai berikut, Fase 1 orientasi siswa pada masalah, fase II mengorganisasikan siswa untuk belajar, fase III membimbing penyelidikan individual maupun kelompok dengan bantuan simulasi komputer, fase IV mengembangkan dan menyajikan hasil karya dan fase V menganalisis serta mengevaluasi proses pemecahan masalah (Ibrahim, 2000). Simulasi berasal dari kata simulate yang artinya berpura-pura atau berbuat seakanakan. Simulasi interaktif merupakan salah satu jenis dari multimedia interaktif yang sering digunakan pada model rill akan situasi yang benar-benar akan dihadapi oleh sebuah sistem yang dibangun (Sanjaya 2006). Komputer dalam perkembangan masa kini dapat dimanfaatkan dalam pendidikan dan pembelajaran. Dengan memanfaatkan kelebihan-kelebihan komputer, maka komputer dapat dijadikan sebagai media dan sumber belajar dalam bidang studi tertentu di samping media yang lain. Penggunaan komputer dalam pembelajaran di sekolah, dapat diklasifikasikan ke dalam beberapa jenis, yaitu: 1) Program latihan (drill and practice), yaitu program yang di rancang untuk digunakan siswa dalam latihan- latihan soal, 2) Program tutorial yaitu program yang dirancang supaya komputer dapat digunakan sebagai tutor dalam proses pembelajaran 3) Program simulasi yaitu program yang program yang digunkan untuk memvisualisasai yang dinamik / abstrak. Banyak keuntungan diperoleh dari penggunaan media komputer sebagai alat bantu pembelajaran. Pengajaran yang menggunakan komputer dapat mengembangkan keterampilan berpikir siswa. Selain itu penggunaan media komputer dapat menyeimbangkan kebutuhan waktu dan keperluan pemrosesan dari tugas-tugas tertentu, serta memungkinkan pengembangan pendekatan pembelajaran bervariasi. Pembelajaran berbantuan komputer mampu menciptakan suatu proses belajar mengajar yang interaktif, sehingga dapat memberikan manfaat optimal bagi siswa dan guru dalam mencapai tujuan pendidikan (Sadiman ,2008) dalam (Sahril, 2011).
3
Menurut (Winkel,1991) konsep adalah suatu satuan arti yang mewakili sejumlah objek yang mempunyai ciri-ciri yang sama. Sementara Dahar (1989) mendefinisikan konsep sebagai batu-batu landasan berpikir, yang diperoleh melalui fakta-fakta dan dapat digunakan untuk memecahkan masalah. Indikator penguasaan konsep menurut Sumaya (2004) dalam Timawati (2012), yaitu seseorang dapat dikatakan menguasai konsep jika orang tersebut benar-benar memahami konsep yang dipelajarinya sehingga mampu menjelaskan dengan menggunakan kata-kata sendiri sesuai dengan pengetahuan yang dimilikinya, tetapi tidak mengubah makna yang ada di dalamnya. Berpikir kritis adalah mode yang mengenai hal, subtansi atau masalah apa saja dimana sipemikir meningkatkan kualitas pemikirannya dengan menangani secara terampil struktur yang melekat dalam pemikiran dan menerapkan standar-standar intelektual (Paul dkk,1993). Walker (2005) dalam Redhana (2012) keterampilan berpikir kritis merupakan suatu proses yang memungkinkan siswa memperoleh pengetahuan baru melalui proses pemecahan masalah dan kalaborasi. Sedangkan Scriven dalam Fisher (2007) berpendapat bahwa berpikir kritis merupakan pemahaman dan evaluasi yang terampil pada observasi, komunikasi, informasi dan argumentasi. Berpikir kritis bertujuan untuk membuat siswa mampu mentransfer prinsip-prinsip abstrak dengan menerapkannya dalam kehidupan sehari- hari. Artinya siswa yang dapat berpikir kritis akan mampu mengumpulkan dan menilai informasi yang relevan, menghasilkan kesimpulan dan pemecahan masalah dengan alasan yang baik (Paul & Elder, 2005). Metode Penelitian Jenis penelitian adalah penelitian eksperimen. di dalam penelitian eksperimen terdapat kelas eksperimen dan kelas kontrol. Pretest-posttest control group design merupakan desain penelitian yang akan digunakan oleh peneliti di dalam penelitian ini. Tabel 1. Desain Penelitian (Sugiyono, 2012) Kelas
Desain
Perlakuan
Eksperimen Kontrol
O1 X O2 O3 O4
Ya Tidak
Tes Awal Ya Ya
Tes Akhir Ya Ya
Keterangan: X1 = belajar menggunakan simulasi komputer X2 = belajar konvensional Dalam desain ini terdapat dua kelompok yang dipilih secara acak, kemudian diberi tes awal. Tes awal bertujuan untuk mengetahui keadaan awal antara kelompok eksperimen dan kelompok kontrol. Hasil tes awal dikatakan baik apabila nilai kelompok eksperimen dan
4
kontrol tidak berbeda secara signifikan. Penelitian ini telah dilaksanakan pada tanggal 17 Maret 2014 di kelas X1 IPA 2 dan kelas X1 IPA 3 SMAN 1 Alas Barat Tahun Ajaran 2013/2014. Adapun tehnik pengambilan sampel yang digunakan adalah cluster random sampling, yaitu pengambilan sampel yang digunakan karena populasi tidak terdiri dari individu- individu, melainkan terdiri dari kelompok-kelompok individu atau cluster dimana kelas XI IPA 2 sebagai kelas eksperimen dan kelas XI IPA 3 sebagai kelas kontrol. Analisis data penelitian ini dilakukan uji prasyarat yang perlu dalam kaitan dengan interpretasi hasil penelitian. Dalam penelitian ini analisis yang digunakan menghendaki data varians homogen dan terdistribusi normal. Uji homogenitas untuk mengetahui uji-t mana yang digunakan, maka harus diketahui apakah kedua data kelompok homogen atau tidak Data homogen jika Fhitung < Ftabel pada taraf signifikan 5%. Varians dicari dengan persamaan:
X
2
S 2
X
2
N
N
Uji normalitas digunakan untuk mengetahui apakah data post-test terdistribusi normal atau tidak. Uji normalitas dicari dengan rumus Chi-kuadrat (Sugiyono, 2011) : 𝑘 2
𝑥 = 𝑖=1
𝑓𝑜 − 𝑓ℎ 𝑓ℎ
2
Data terdistribusi normal jika hitung tabel taraf signifikansi 5% dengan derajat kebebasan, dk = k – 1, dimana k menyatakan jumlah kelas interval . 2
2
Setelah uji prasyarat maka dilanjutkan dengan analisis data. Teknik analisis data yang digunakan dalam penelitian ini adalah uji hipotesis dengan menggunakan uji-t separated untuk mengetahui pengaruh pemberian perlakuan simulasi komputer (Arikunto, 2010):
t
x1 x 2 S12 S 22 n1 n 2
Untuk mengetahui peningkatan penguasaan konsep dan kemampuan pemecahan masalah siswa dilakukan dengan cara menghitung besarnya skor gain yang dinormalisasikan( N-gain). Hal ini dimaksudkan untuk menghindari kesalahan dalam menginterpretasikan perolehan gain masing- masing siswa. Gain yag dinormalissikan (Ngain) dapat dihitung dengan persamaan Hake,(Bao dalam Gunawan, 2011)
5
N- gain=
𝑠𝑝𝑜𝑠𝑡 −𝑠𝑝𝑟𝑒 𝑆𝑚𝑎𝑥 −𝑆𝑝𝑟𝑒
𝑋100%(𝑆𝑝𝑜𝑠𝑡 ≥ 𝑆𝑝𝑟𝑒)
Hasil Penelitian Data penguasaan konsep didapatkan dari tes akhir dengan jumlah soal pilihan ganda 15, dengan nilai maksimal ideal 100 dan nilai minimal ideal 0,. Uji beda rata- rata pada tes awal dan tes akhir bertujuan untuk mengetahui perbedaan kemampuan antara kedua kelas eksperimen dan kelas kontrol.Sementara pada data N- gain bertujuan untuk mengetahui signifikan perbedaan peningkatan penguasaan konsep kedua kelas. Hasil uji beda data tes awal, tes akhir dan N- gain dapat di lihat pada tabel berikut. Tabel 2. Hasil Uji Beda Rata- rata Penguasaan Konsep Jenis Data Nilai Uji Tes Akhir
t- hitung 5,04 11,27 t- tabel 2,000 2,000 Ket:adalah N-gain signifikan(α)= 5% Selain peningkatan penguasaan konsep kedua kelas secara umum, dapat pula di ketahui peningkatan yang terjadi setiap submateri fluida dinamis yang di ajarkan. Setiap submateri di analisis ketercapaiannya berdasarkan nilai tes awal, tes akhir, dan N-gain. Tabel 3. Rekapitulasi Peningkatan Penguasaan Konsep Setiap Submateri Sub Materi Tes Awal
Jumlah A B C
Kelas Eksperimen
Kelas Kontrol
66 74 71
%
Tes Akhir
Jumlah
44 91 49,33 96 47,33 99
% 60,66 64 66
Tes Awal
% Jumlah 29,75 28,95 35,44
58 64 65
Tes Akhir
%
Jumlah
%
%
38,66 42,66 43,33
109 103 111
72,66 68,6 74
55,42 45.23 54,12
Keterangan: A= sub materi aliran fluida B= sub materi persamaan kontinuitas C= sub materi hukum bernoulli Data berpikir kritis siswa dapat diperoleh dari hasil tes awal dan tes akhir menggunakan soal uraian sebanyak 6 soal. Diketahui bahwa data tes awal dan tes akhir keterampilan berpikir kritis adalah varian data homogen dan terdisrtibusi normal. Selanjutnya data tes akhir dan N-gain diuji beda rata-rata (uji t) seperti halnya pada data
6
penguasaan konsep. Hasil uji beda rata- rata data tes akhir dan N-gain keterampilan berpikir kritis dapat dilihat pada tabel di bawah. Tabel 4. Hasil Uji Beda Rata- rata Keterampilan Berpikir Kritis Nilai Uji
Jenis Data Tes Akhir t- hitung 28,30 9,05 t- tabel 2,000 2,000 Ket: adalah N-gain signifikan(α )=5% Seperti halnya data penguasaan konsep, berdasarkan analisis data keterampilan berpikir kritis, setiap submateri dilihat dari perbedaan kelas eksperimen dan kontrol. Perbedaan kelas eksperimen dan kelas kontrol. Perbedaan persentase peningkatan keterampilan berpikir kritis disetiap submateri disajikan pada tabel dibawah ini. Tabel 5. Perbedaan Persentase Tingkat Keterampilan Berpikir Kritis Submateri A B C
Kelas eksperimen % Jumlah 96 80% 99 82,5% 100 98,03%
Kelas kontrol Jumlah 81,66 97 95
% 81,66 80,83 79,16
Keterangan A= Submateri aliran fluida B= Submateri persamaaan kontinuitas C= Submateri hukum Bernoulli
Selain menganalisis setiap peningkatan submateri, analisis kemudian dilanjutkan pada peningkatan pada setiap rubrik berpikir kritis. Rubrik berpikir kritis yang di gunakan yaitu: 1). Kemampuan mengenal masalah, 2) menyusun hipotesis, 3) kemampuan membuat inferensi. Setiap langkah dianalisis ketercapaian berdasarkan perolehan skor tes awal, tes akhir, dan N-gain. Adapun data N-gain setiap langkah untuk setiap submateri ditampilkan pada tabel dibawah ini.
7
Tabel 6. Rekapitulasi Keterampilan Berpikir Kritis Setiap Sub Indikator Kelas eksperimen Indikator
tes awal
Kelas kontrol
Tes akhir
Tes awal %
A B C
Jumlah 459 473 466
% 76,5 72,8 77,6
Jumlah 530 525 553
% 88,3 86,8 92,1
102,7 103,1 101,7
jumlah 451 466 474
Tes akhir
% jumlah 75,1 568 77,6 577 79 533
% 94,6 96,1 88,8
100,9 100,8 100,8
Keterangan A= Kemampuan mengenal masalah B= Menyusun hipotesis C= Kemampuan membuat inferensi Pembahasan Berdasarkan hasil analisis data diketahui bahwa dengan menggunakan bantuan simulasi komputer siswa mengalami peningkatan penguasaan konsep. Hal ini ditunjukan dengan rata- rata persentase N-gain (Tabel 2) kelas eksperimen sebesar 48,83 % (katagori sedang) lebih tinggi dari pada kelas kontrol sebesar 36,24 % (katagori sedang). Peningkatan pengusaan konsep pada kelas eksperimen disebabk an karena beberapa faktor. Pertama tersedianya visualisasi konsep dengan bantuan simulasi komputer yang disajikan pada setiap materi membuat siswa kelas eksperimen lebih mudah memahami materi yang diajarkan bila dibandingkan dengan kelas kontrol. Kemudian berdasarkan hasil analisis peningkatan penguasaan konsep setiap submatari peneliti melihat peningkatan siswa kelas eksperimen lebih tinggi dibandingkan kelas kontrol. Hal ini dapat diartikan bahwa pembelajaran fisika menggunakan simulasi komputer dapat meningkatkan penguasaan konsep siswa. Keterampilan berpikir kritis peneliti menggunakan 3 sub indikator yang telas dijelas sebelumnya. Kemampuan mengenal masalah, menyusun hipotesis. kemampuan membuat inferensi. Berdasarkan hasil analisis data(tabel 3) terlihat bahwa hasil nilai rata tes awal eksperimen mengalami peningkatan, pada tes akhir nilai rata-rata kelas eksperimen meningkat lebih tinggi dibanding kelas kontrol, dari 4,73 pada tes awal menjadi 5,53 pada tes akhir. Sedangkan pada kelas kontrol meningkat dari 4,74 pada tes awal menjadi 5,77 pada tes akhir menunjukan peningkatan berpikir kritis mengalami rata-rata meningkatan. Peningkatan yang terjadi pada setiap indikator sangatlah wajar, selain itu letak kesulitan yang dialami pada setiap siswa terjadi pada berbagai indikator. Keterampilan berpikir kritis sangat sulit bagi siswa karna siswa jarang untuk menyelesaikan masalah pada tiap pembelajaran. Maka dari itu peneliti sengaja menggunakan tes keterampilan berpikir
8
kritis agar siswa belajar untuk menyelesaikan masalah pada pembelajaran yang lain juga, bukan hanya di pelajaran fisika saja.
Kesimpulan Berdasarkan hasil analisis data maka dapat disimpulkan bahwa ada perbedaan penguasaan konsep yang signifikan pada kelas eksperimen dan kelas kontrol pada materi fluida dinamis. Peningkatan penguasaan konsep siswa yang belajar menggunakan simulasi komputer pada materi fluida dinamis lebih tinggi dibandingkan dengan siswa yang belajar konvensional. Perbedaan kedua dapat dilihat dari harga thitung = 11,3 > ttabel = 2,000 dengan taraf signifikan 5 %. Peningkatan keterampilan berpikir siswa yang menggunakan simulasi komputer pada materi fluida dinamis lebih tinggi dibandingkan dengan siswa yang belajar konvensional. Perbedaan kedua dapat dilihat dari harga thitung = 9,05 > ttabel = 2,000 dengan taraf signifikan 5 %. Refrensi Arikunto Suharsimi. 2006. Penelitian Eksperimenn. Jakarta: Bumi Aksara. Arikunto Suharsimi.2006. Prosedur Penelitian . Jakarta: Rineka Cipta. Fhiser, A (2008) Berpikir Kritis. Jakarta: Erlangga Gunawan dan Fathorroni. 2011. Pengembangan Media Pembelajaran Animasi Interaktif Untuk Meningkatkan Hasil Belajar Siswa Pada Materi Pokok Fluida Statis. Jurnal Kependidikan , Vol. No. 2, November 2011. ISSN: 1412- 6087. Mataram: Lembaga Penelitian dan Pengembangan pada Masyarakat IKIP MATARAM. I Wayan Redhana. (2012). Model Pembelajaran Berbasis Masalah Dan Pertanyaan Socratik Untuk Meningkatkan Keterampilan Berpikir Kritis Siswa. Jurnal Cakrawala Pendidikan, Vol XXXI (3), 351-365. Jaya, H. (2012). Praktikum Berbasis simulasi Komputer 3 Dimensi Pada Mata Kuliah Elektronika Digital. Vol 7 (1) Munadi dan Yudhi. 2012. Media Pembelajaran. Jakarta : Gaung Persada (GP) press. Subana.2000. Statistik Pendidikan. Bandung: Pustaka Setia. Sugiyono. 2012. Metode penelitian kombinasi. Bandung: Alfabeta. Sugiyono. 2013 Metode Penelitian Kuantitatif Kualitatif dan R& D.Bandung: Alfabeta. Syaiful prayogi dan Samsun hidayat. 2013 Penerapa n Model Pembelajaran Kooperatif Dengan Strategi Pembelajaran POE ( Pedict Observe Explain) Untuk Meningkatkan Hasil Belajar Dan Kemampuan berpikir Kritis Siswa. Jurnal Lensa Kependidikan
9
Fisika, Vol 1. No 1, Juni 2013. ISSN: 2338-4417. Mataram: Program Studi Kependidikan Fisika IKIP MATARAM. Trianto. 2011. Model-model Pembelajaran Inovatif Berorientasi Konstruktivistik . Prestasi Pustaka: Jakarta. Wiyono, K. (2012). Peningkatan Keterampilan Berpikir Kritis Mahasiswa Calon Guru Dengan Model Mia-Piza. Forum MIPA (Majalah Ilmiah Jurusan PMIPA FKIP Unsri). Vol 14 (1), 10-16.
