BAB II PENERAPAN METAKOGNITIF BERDASARKAN DIAGRAM VEE PADA DESAIN PRAKTIKUM PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN TUMBUHAN
A. Metakognitif Metakognitif berasal dari kata “meta” yang artinya “diatas” dan “kognitif” artinya “proses mental atau aktivitas pikiran yang berhubungan dengan pemahaman, pengolahan informasi, analisis, dan lain sebagainya”. Berdasarkan etimologi tersebut metakognitif adalah kemampuan diatas proses kognitif, yaitu kemampuan berfikir tentang cara proses memahami, mengolah informasi, memecahkan masalah atau menganalisis suatu informasi (University of Lethbridge, 2010). Menurut Blakey & Spence (1990) metakognitif meliputi kesadaran berpikir tentang apa yang diketahui dan apa yang tidak diketahui. Kesadaran berpikir tersebut sangatlah penting, karena untuk memulai aktivitas belajar, siswa memerlukan suatu kesadaran tentang pengetahuannya mengenai apa yang telah diketahui serta apa yang ingin dipelajari dalam suatu topik tertentu. Perfect & Schwartz (2002) menyatakan bahwa metakognitif merupakan pengetahuan mengenai dirinya sendiri mengenai kelebihan serta kekurangannya yang meliputi komponen monitoring dan kontrol. Dalam konteks pembelajaran, metakognitif adalah kesadaran peserta didik dalam mengenali pengetahuannya sehingga dia mengetahui apa yang diketahui dan tidak diketahuinya serta kemampuan menentukan rencana dan mengatur strategi yang efektif
7
8
untuk mencapai tugas pembelajarannya (Blakey & Spence, 1990). Menurut Sapa’at (2008) ada tiga strategi metakognitif yang dapat dikembangkan untuk meraih kesuksesan belajar siswa, diantaranya: 1. Tahap proses sadar belajar, meliputi proses untuk menetapkan tujuan belajar, mempertimbangkan sumber belajar yang akan dan dapat diakses (contoh: menggunakan buku teks, mencari buku sumber di perpustakaan, menentukan bagaimana kinerja terbaik siswa akan dievaluasi, mempertimbangkan tingkat motivasi belajar, dan menentukan tingkat kesulitan belajar siswa). 2. Tahap merencanakan belajar, meliputi proses memperkirakan waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan tugas belajar, merencanakan waktu belajar dalam bentuk jadwal, menentukan skala prioritas dalam belajar, mengorganisasikan materi pelajaran, dan mengambil langkah-langkah yang sesuai untuk belajar dengan menggunakan berbagai strategi belajar (outlining, mind mapping, speed reading, dan strategi belajar lainnya). 3. Tahap monitoring dan refleksi belajar, meliputi proses merefleksikan proses belajar, memantau proses belajar melalui pertanyaan dan tes diri (self-testing, seperti mengajukan pertanyaan, apakah materi ini bermakna dan bermanfaat bagi saya?, bagaimana pengetahuan pada materi ini dapat saya kuasai?, mengapa saya mudah/sukar menguasai materi ini?). Menurut Alvarez (2007) kemampuan metakognitif akan membantu siswa dalam memonitor mengenai pemahaman yang telah dimiliki oleh siswa itu sendiri tentang pengetahuan topik yang sedang dipelajari dan mengontrol pemahamannya sendiri ketika dihadapkan dengan pengetahuan yang baru. Selain itu, menurut Peirce (2003), metakognitif
9
dapat meningkatkan motivasi belajar siswa. Ketika siswa mengalami kegagalan, umumnya mereka cenderung menetapkan penyebabnya adalah bawaan potensi dan kemampuan mereka yang rendah. Tetapi, siswa yang memiliki sikap metakognitif dapat berpikir lebih jauh, yaitu kemungkinan penyebab kegagalan tersebut karena adanya ketidakefektifan dalam strategi belajar yang digunakannya sehingga muncul motivasi untuk memperbaiki strategi tersebut. Livingston (1997) menyebutkan bahwa kemampuan metakognitif adalah kemampuan tingkat tinggi karena kemampuan ini meliputi pengontrolan aktif terhadap kognitifnya selama proses belajar hingga mencapai tujuan yang diharapkannya, seperti pengontrolan terhadap memori, pemahaman, analisis, aplikasi, dan kemampuan sintesisnya. Secara keseluruhan, berdasarkan pendapat-pendapat yang telah diuraikan sebelumnya maka dapat disimpulkan bahwa pembelajaran yang mengembangkan kemampuan berpikir metakognitif diharapkan lebih dominan dalam memonitor kesadaran pengetahuan dan pemahaman yang telah dimiliki oleh siswa tentang pengetahuan topik yang sedang dipelajari dan mengontrol pemahamannya sendiri ketika dihadapkan dengan pengetahuan yang baru. Hal ini dikarenakan siswa mengetahui apa yang tidak diketahui, mengetahui apa yang telah diketahui serta mengetahui apa yang harus diketahui melalui suatu proses pengaturan diri dalam melaksanakan tahapan-tahapan strategi belajar yang mengarahkan pada tujuan yang harus dicapai setelah melaksanakan proses pembelajaran. B. Diagram Vee Strategi instruksional yang dapat mengembangkan kesadaran metakognitif siswa yaitu dengan diagram Vee (Novak & Gowin, 1985).
10
Gambar 2.1 Diagram Vee (Novak & Gowin, 1985) Diagram Vee terbagi menjadi dua bagian terdiri dari sisi konseptual (conceptual side) dan sisi metodologikal (methodological side). Sisi konseptual meliputi konsep (concepts), prinsip (principles), dan teori (theory) dan pilosofi (philosophies). Sisi metodologikal meliputi pencatatan (records), transformasi (transformation), interpretasi (interpretation)
11
dan perolehan pengetahuan (knowledge claims). Kedua bagian tersebut saling berhubungan atau dapat berinteraksi secara aktif dengan adanya pertanyaan fokus (focus question) yang mengarahkan pada objek/peristiwa (object/events)
yang harus
diobservasi serta
menghubungkan kegiatan praktikum yang sedang dilakukan dengan proses berpikir siswa (Novak & Gowin, 1985). Thiessen (1993) menjelaskan proses konstruksi kognitif yang dapat terjadi ketika siswa menggunakan
diagram
Vee.
Pertama,
pertanyaan
fokus
dibuat
sesuai
dengan
objek/peristiwa yang akan diobservasi. Kedua, bagian kiri terdapat list konsep/prinsip/teori, bagian ini merupakan bagian pencarian terhadap pengetahuan yang berhubungan dengan objek/peristiwa dan jawaban pertanyaan fokus. Ketiga, bagian kanan dimulai dengan pencatatan fakta dari hasil observasi objek/peristiwa kemudian transformasi hasil pencatatan tersebut. Aktivitas ini melibatkan reorganisasi dan penyusunan kembali hasil pencatatan fakta sehingga memungkinkan untuk terjadinya pembuatan tabel, charta, grafik, dan lain sebagainya. Pada bagian akhir, penyusunan perolehan pengetahuan yang merupakan jawaban dari pertanyaan fokus. Pernyataan ini harus menciptakan interaksi antara bagian pengetahuan dengan bagian metodologikal. Bagian ini merupakan bagian yang penting karena terjadi konstruksi kognitif siswa, yaitu siswa mengaitkan pengetahuan lamanya dengan fakta yang diperolehnya sehingga terbentuk pengetahuan baru. Adapun pengetahuan awal dapat digunakan untuk mencari jawaban terhadap pertanyaan fokus pada desain praktikum. Menurut Alvarez (2007) diagram Vee dapat memperlihatkan hubungan aspek metodologikal yang mendasari aspek konseptual sehingga diagram Vee merupakan sebuah
12
perangkat yang dapat digunakan untuk meningkatkan pemahaman konsep sains. Diagram Vee tersebut juga dapat berperan sebagai perangkat untuk mengembangkan kemampuan metakognitif serta dapat membentuk keterkaitan antara pengetahuan sebelumnya dengan pengetahuan baru yang diperolehnya. Hal ini didukung oleh pendapat Novak (1990) yang menyatakan diagram Vee merupakan
metakognitif untuk memfasilitasi pemahaman
pembelajaran. Diagram Vee memiliki komponen-komponen yang dibutuhkan oleh siswa untuk menyadari berbagai peristiwa atau objek yang sedang diobservasi, dapat menghubungkan konsep-konsep yang telah diketahui dengan objek maupun peristiwa yang sedang diobservasi serta membentuk catatan penting yang harus dibuat oleh siswa, sehingga catatan tersebut bisa ditransformasikan dalam bentuk grafik, diagram, maupun tabel. Swami & Shields (2003) menyatakan bahwa penentuan bentuk transformasi yang paling tepat, baik ke dalam bentuk tabel, grafik, charta, maupun secara statistik dipengaruhi oleh pengetahuan awal siswa sehingga siswa dapat memonitor pengetahuannya sendiri serta dapat menunjang pembentukan pengetahuan baru secara mandiri. Komponen-komponen yang terdapat dalam diagram Vee dapat menjadikan siswa sadar bahwa informasi yang terdapat dalam buku teks dapat digunakan untuk menghasilkan makna baru dengan mengkombinasikan fakta dengan konsep. Selain itu, komponen diagram Vee menuntun terbentuknya pengetahuan baru mengenai konsep yang diajarkan sesuai dengan tujuan kegiatan praktikum, mampu
menjawab pertanyaan fokus yang mengarahkan kegiatan
praktikum tersebut, serta menghubungkan antara kegiatan berpikir dengan kegiatan yang dilakukan. (Alvarez, 2007).
13
Menurut Novak & Gowin (1985) komponen-komponen diagram Vee yaitu: 1. Pertanyaan fokus Pertanyaan fokus dalam desain praktikum berupa pertanyaan yang mengarahkan pada hasil yang harus diperoleh oleh para siswa pada saat dan setelah melaksanakan kegiatan laboratorium. Dengan kata lain, pertanyaan fokus mengarahkan kepada tujuan kegiatan praktikum. Pertanyaan fokus dalam suatu kegiatan praktikum seharusnya dapat diidentifikasi serta melibatkan bagian konseptual yang dapat digunakan untuk mendukung objek dan peristiwa. Kriteria komponen pertanyaan fokus pada diagram Vee terdiri dari kriteria 0; tidak ada pertanyaan fokus yang dapat diidentifikasi, kriteria 1; pertanyaan fokus dapat diidentifikasi, tetapi tidak memfokuskan kepada hal utama yang berkaitan dengan objek dan peristiwa atau pertanyaan fokus dapat teridentifikasi tetapi tidak mengandung bagian konseptual terutama prinsip, kriteria 2; pertanyaan fokus dapat diidentifikasi serta mengandung bagian konseptual tetapi tidak mendukung kepada observasi objek atau peristiwa utama, dan kriteria 3; pertanyaan fokus dengan jelas dapat diidentitifikasi; meliputi bagian konseptual yang dapat digunakan serta mendukung peristiwa utama dan memperkuat objek. 2. Objek/Peristiwa Objek maupun peristiwa merupakan fakta yang ditemukan selama kegiatan praktikum berlangsung. Objek/peristiwa dalam suatu kegiatan praktikum seharusnya relevan dengan pertanyaan fokus serta mendukung dengan apa yang harus dicatat. Kriteria komponen objek/peristiwa pada diagram Vee terdiri dari kriteria 0; tidak ada objek atau peristiwa yang dapat diidentifikasi, kriteria 1; peristiwa utama atau objek dapat
14
diidentifikasi dan konsisten dengan pertanyaan fokus, atau peristiwa dan objek dapat diidentifikasi tetapi tidak konsisten dengan pertanyaan fokus, kriteria 2; peristiwa utama disertai dengan objek dapat diidentifikasi dan konsisten dengan pertanyaan fokus, dan kriteria 3; peristiwa utama disertai dengan objek dapat diidentifikasi dan konsisten dengan pertanyaan fokus, juga mendukung dengan apa yang akan ditulis. 3. Konsep, Prinsip, dan Teori Konsep, prinsip dan teori mendasari kegiatan praktikum yang sedang dilaksanakan. Konsep adalah seragkaian hal yang sudah dikenal yang mengilustrasikan suatu peristiwa, proses, maupun benda tanpa ada keraguan penafsiran banyak arti. Prinsip adalah hubungan-hubungan antara konsep satu dengan konsep lain yang diperoleh dari pengetahuan sebelumnya serta menjawab bagaimana (how) objek dan peristiwa terjadi. Teori adalah hubungan antara konsep dan prinsip dalam menggambarkan suatu peristiwa serta menjawab mengapa (why) objek dan peristiwa itu terjadi. Kriteria komponen konsep, prinsip, dan teori pada diagram Vee terdiri dari kriteria 0; tidak ada bagian konseptual yang dapat diidentifikasi, kriteria 1; sedikit konsep yang dapat diidentifikasi, tetapi tanpa prinsip-prinsip serta teori, kriteria 2; terdapatnya konsep-konsep, dan sekurang-kurangnya satu bentuk prinsip atau terdapatnya konsep dan sebuah teori yang relevan dapat diidentifikasi, kriteria 3; adanya konsep-konsep, dan dua bentuk prinsip (prinsip konseptual dan prinsip metodologikal), atau adanya konsep-konsep, satu prinsip dan sebuah teori yang relevan dapat diidentifikasi, dan kriteria 4; konsep-konsep, dua bentuk prinsip, dan teori yang relevan dapat diidentifikasi.
15
4. Pencatatan/Transformasi Pada tahapan ini merupakan pencatatan objek atau peristiwa selama kegiatan praktikum sesuai tujuan praktikum yang diharapkan kemudian pencatatan ini ditransformasikan dalam bentuk tabel, grafik, charta, maupun secara statistik. Kegiatan pencatatan dan transformasi dalam suatu kegiatan praktikum seharusnya relevan dengan pertanyaan fokus. Hal ini dikarenakan, sebelum siswa mencatat data maupun peristiwa, siswa harus mempertimbangkan terlebih dahulu tujuan yang diharapkan dalam desain praktikum sehingga dapat menyadarkan siswa pada pengetahuan awal dan tujuan praktikum yang harus dicapai. Kriteria komponen pencatatan/transformasi pada diagram Vee terdiri dari kriteria 0; tidak ada kegiatan pencatatan atau transformasi dapat diidentifikasi, kriteria 1; kegiatan pencatatan dapat diidentifikasi, tetapi tidak konsisten dengan pertanyaan utama atau kegiatan utama, kriteria 2; salah satu kegiatan pencatatan , transformasi atau peristiwa dapat diidentifikasi, kriteria 3; kegiatan pencatatan dapat diidentifikasi dan sesuai dengan peristiwa utama: transformasi tidak konsisten dengan pertanyaan fokus, dan kriteria 4; kegiatan pencatatan dapat diidentifikasi pada kegiatan utama dan transformasi konsisten dengan pertanyaan fokus dan tingkat kualitas serta kemampuan siswa. 5. Perolehan pengetahuan Perolehan pengetahuan dapat terbentuk berdasarkan hasil observasi siswa terhadap objek maupun peristiwa yang terjadi selama kegiatan praktikum. Hal yang paling penting dalam perolehan pengetahuan yaitu terdapatnya konsep dan teori, yang membimbing pengumpulan data atau transformasi data. Kriteria komponen perolehan pengetahuan
16
pada diagram Vee terdiri dari kriteria 0; tidak ada perolehan pengetahuan yang dapat diidentifikasi, kriteria 1; perolehan pengetahuan tidak mengandung bagian konseptual terutama prinsip, kriteria 2; perolehan pengetahuan tidak konsisten dengan data dan peristiwa, atau perolehan pengetahuan tidak konsisten dengan peristiwa yang dicatat dan ditransformasikan, atau perolehan pengetahuan sudah mengandung sisi konseptual, kriteria 3; perolehan pengetahuan mengandung konsep-konsep yang sesuai dengan pertanyaan fokus dan sesuai dengan hasil pencatatan dan transformasi, dan kriteria 4; perolehan pengetahuan mengandung konsep-konsep yang sesuai dengan pertanyaan fokus dan sesuai dengan hasil pencatatan dan transformasi serta perolehan pengetahuan mengarah kepada pembentukan pertanyaan fokus yang baru. Menurut Novak & Gowin (1985) manfaat penggunaan diagram Vee, yaitu: 1. Mengembangkan kemampuan siswa dalam memecahkan masalah 2. Mengembangkan kemampuan berfikir kritis siswa 3. Mengembangkan kemampuan metakognitif 4. Membantu siswa untuk berpikir lebih baik dengan cara mengorganisir konsep secara lebih koheren (saling terpadu atau relevan) dan komprehensif (menyeluruh) 5. Membuat kerja praktikum siswa menjadi lebih efisien dan produktif. Siswa juga merasakan lebih baik mengenai dirinya karena mereka memahami apa yang mereka lakukan. 6. Meningkatkan pemahaman siswa karena siswa tidak hanya dituntut untuk melakukan interpretasi data saja, namun terjadi pula analisis, sintesis dan evaluasi pengetahuan.
17
C. Metakognitif Berdasarkan Diagram Vee pada Desain Praktikum Berdasarkan pendapat Blakey & Spence (1990) ketika metakognitif mendasari desain praktikum yang digunakan oleh para siswa maka secara otomatis siswa akan aktif dalam proses berpikir. Desain praktikum yang telah menerapkan metakognitif dapat berperan dalam memfasilitasi siswa dalam menyadari dan mengontrol proses interaksi antara proses berpikirnya dengan kegiatan praktikum yang sedang dilakukannya sehingga dapat membangun pengetahuan baru dengan mengintegrasikan ide-ide dalam pikirannya berdasarkan pengetahuan awal (prior knowledge) yang telah dimilikinya. Salah satu instrumen yang dapat mengembangkan metakognitif yaitu diagram Vee (Novak & Gowin, 1985; Alvarez, 2007). Sejak tahun 1977, Gowin menemukan diagram Vee sebagai perangkat analisis lembar kerja yang digunakan sebagai perencanaan pembelajaran (Novak & Gowin, 1985). Desain praktikum yang telah menerapkan komponen-komponen diagram Vee dapat membimbing siswa dalam memahami kegiatan praktikum yang sedang dilaksanakan dan meningkatkan self awarnes siswa yang merupakan komponen metakognitif (Perfect & Schwartz, 2002). Komponen-komponen diagram Vee dapat membantu siswa dalam mengembangkan tahapan-tahapan metakognitif
dalam mengonstruk dan memahami pengetahuannya
sehingga siswa menyadari apa yang akan dilaksanakan, apa yang sedang dipelajari, serta pengetahuan apa yang harus diperoleh setelah melaksanakan kegiatan praktikum. Selain itu, diagram Vee sebagai perangkat metakognitif dapat membantu siswa dalam
18
memonitoring konsep, peristiwa, dan fakta-fakta yang diperlukan dalam menjawab pertanyaan-pertanyaan khususnya pertanyaan fokus (Alvarez, 2007). D. Materi Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan Dalam KTSP 2006 Standar Kompetensi materi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan di SMA adalah melakukan percobaan pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan, dengan
Kompetensi
Dasar yaitu merencanakan percobaan pengaruh luar
terhadap pertumbuhan tumbuhan, melaksanakan percobaan pengaruh faktor luar terhadap pertumbuhan tumbuhan, dan mengkomunikasikan hasil percobaan pengaruh faktor luar terhadap pertumbuhan tumbuhan (BSNP, 2006). Berdasarkan kurikulum KTSP 2006 tersebut materi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan ini diharapkan akan menghasilkan fakta-fakta mengenai gejala-gejala pertumbuhan dan pengaruh faktor luar terhadap pertumbuhan tumbuhan. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan yaitu faktor dari dalam dan faktor luar. Faktor-faktor dalam yang berpengaruh antara lain yaitu faktor genetis, enzim dan hormon. Faktor genetis mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan karena gen adalah pembawa sifat atau pembawa kode untuk pembentukan protein yang dengan demikian mempengaruhi berbagai reaksi metabolisme. Faktor enzim juga mempengaruhi pertumbuhan hasil dari sederet reaksi metabolisme, maka enzim-enzim yang mempengaruhi metabolisme secara tidak langsung mempengaruhi pertumbuhan, disamping enzim-enzim lain yang berperan dalam fungsi kehidupan lainnya (Nasir, 1993). Faktor hormon juga berpengaruh terhadap pertumbuhan tumbuhan (Winatasasmita, 1986). Adapun hormon yang penting dalam
19
tumbuhan yaitu diantaranya hormon auksin yang fungsi utamanya merangsang pemanjangan batang, pertumbuhan dan diferensiasi serta percabangan akar (Campbell et al., 2003). Faktor luar yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan yaitu diantaranya cahaya dan temperatur (Nasir, 1993). Adapun faktor cahaya merupakan salah satu faktor eksternal yang mempengaruhi perkecambahan. Biji yang tidak diterangi cahaya, memperpanjang hipokotil yang berlebihan dengan suatu kait pada ujungnya, dan helai daun tidak mampu berubah menjadi warna hijau. Setelah biji kehabisan cadangan makanannya, biji yang berbentuk gelendong berhenti tumbuh dan kemudian mati. Temperatur juga merupakan faktor luar yang mempengaruhi pertumbuhan tumbuhan. Panas yang berlebihan dapat mengganggu dan akhirnya membunuh suatu tumbuhan dengan cara mendenaturasi enzim-enzimnya dan merusak metabolismenya (Campbell et al., 2003). Adapun tujuan pembelajaran yang harus dicapai siswa dalam materi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan yaitu siswa mampu mengumpulkan informasi faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan, menemukan adanya gejala pertumbuhan, dapat merumuskan masalah, merumuskan hipotesis dan menyusun variabel penelitian. Siswa juga diharapkan membuat rencana penelitian tertulis, membuat unit-unit penelitian, memberi perlakuan, mengukur kecepatan pertumbuhan, mencatat hasil pengukuran dalam tabel pengamatan, mengolah data hasil pengamatan, dan menarik kesimpulan berdasarkan data yang diolah. Selain itu, siswa juga
diharapkan untuk melaporkan hasil penelitian, menyusun hasil
penelitian dalam bentuk laporan tertulis, menyusun laporan penelitian untuk presentasi, mempresentasikan hasil penelitian (Pratiwi et al., 2007).
20
Menurut Salandanan (2000) kegiatan praktikum pengaruh faktor luar terhadap pertumbuhan tumbuhan ini mengembangkan kemampuan siswa dalam keterampilan eksperimen yang meliputi kemampuan dalam merencanakan/merancang suatu percobaan berdasarkan metode ilmiah, berhipotesis, proses penemuan fakta (observasi dan pengumpulan data), interpretasi, menerapkan konsep dan prinsip dari hasil kegiatan praktikum, dan kemampuan berkomunikasi, yang dapat digunakan untuk mengembangkan sikap ilmiah dan keterampilan dasar laboratorium tertentu lainnya, sehingga pada akhirnya siswa dapat mencapai tujuan pembelajaran. E. Hasil Penelitian Alvarez (2007) dalam penelitiannya mengenai penerapan diagram Vee pada praktikum perkecambahan biji, menyimpulkan bahwa para siswa dapat memahami konsep lebih baik karena terjadinya konstruksi pengetahuan yang melibatkan keterkaitan antara konsepkonsep, kejadian, pencatatan, dan transformasi yang diformulasikan menjadi pengetahuan baru. Selain itu, para siswa juga menjadi lebih tertarik dengan praktikum, hal ini dilihat dari aktifnya semua anggota kelompok dalam diskusi knowledge claims. Hasil penelitian juga menyimpulkan bahwa diagram Vee dapat berperan sebagai perangkat metakognitif karena membantu siswa dalam memantau konsep, peristiwa, dan fakta-fakta yang diperlukan ketika menjawab pertanyaan-pertanyaan yang berkaitan dengan perkecambahan. Evren dan Sulun (2010) dalam penelitiannya mengenai pengaruh penggunaan diagram Vee terhadap kemampuan retensi siswa pada praktikum Fisiologi Hewan, menyimpulkan bahwa kemampuan retensi pada kelas eksperimen lebih tinggi dibandingkan dengan kelas kontrol yang hanya menggunakan metode praktikum konvensional. Evren dan Sulun
21
menjelaskan bahwa komponen diagram Vee membimbing siswa selama proses penemuan (inquiri).
