ISSN 1979-4959
Jurnal Pengajaran Fisika Sekolah Menengah Vol. 5, No. 1, November 2013
Penerapan Model Pembelajaran Learning Cycle 7E untuk Meningkatkan Keterampilan Berpikir Kritis dan Penguasaan Konsep Siswa SMA Deni Hardiansyah 1, Waslaluddin 2, dan Heni Rusnayati2 2 Jl.Dr.Setiabudhi No 229 Bandung, Indonesia 1 deni.hardiansyah @medma.uni-heidelberg.de 1 hardiansyahdeni7777 @gmail.com
Diterima Editor Diputuskan Publikasi
: :
10 November 2013 29 November 2013
Abstrak Penelitian ini dilaksanakan di salah satu SMA swasta di kota Bandung. Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan gambaran tentang peningkatan penguasaan konsep dan keterampilan berpikir kritis siswa sebagai hasil penerapan model pembelajaran Learning Cycle 7E dibandingkan dengan peningkatan penguasaan konsep dan keterampilan berpikir kritis siswa sebagai hasil penerapan model pembelajaran konvensional dalam pembelajaran materi rangkaian listrik arus searah. Desain penelitian yang digunakan adalah Nonequivalent Control Group Design. Sampel penelitian terdiri dari dua kelas yaitu kelas eksperimen dan kelas kontrol yang masing-masing terdiri dari 20 orang siswa dan 17 orang siswa. Pengambilan data dilakukan dengan menggunakan instrumen tes penguasaan konsep dan tes keterampilan berpikir kritis, lembar observasi aktivitas siswa dan guru serta angket tanggapan siswa. Efektivitas model pembelajaran yang diterapkan dalam meningkatkan penguasaan konsep dan keterampilan berpikir kritis siswa diketahui dari perbandingan nilai gain yang dinormalisasi dan uji hipotesis data gain kelompok eksperimen dan kelompok kontrol. Hasil analisis menunjukkan rata-rata gain yang dinormalisasi kelas eksperimen lebih besar daripada kelas kontrol. Hasil uji hipotesis menggunakan Uji Mann-Whitney U pada taraf kepercayaan 95% diperoleh bahwa penerapan model pembelajaran Learning Cycle 7E lebih meningkatkan penguasaan konsep dan keterampilan berpikir kritis dibanding penerapan model pembelajaran konvensional. Dengan demikian, penerapan model Learning Cycle 7E lebih efektif dalam meningkatkan penguasaan konsep dan keterampilan berpikir kritis siswa dibanding penerapan model pembelajaran konvensional. Kata Kunci: Model pembelajaran Learning Cycle 7E, Penguasaan Konsep Dan Keterampilan Berpikir kritis. Abstract The research was conducted in one of the private high school in the city of Bandung. The purpose of this study was to obtain an overview of the increasing mastery of concepts and critical thinking skills of students as a result of the application of the model 7E Learning Cycle compared with increased mastery of concepts and critical thinking skills of students as a result of the application of conventional learning models learning material in direct current (DC) electric circuits study. The study design used was Nonequivalent Control Group Design. The study sample consisted of two classes of experimental classes and control classes, each consisting of 20 students and 17 students. Data collection was performed using a test instrument mastery of concepts and critical thinking skills test. Normalized gain value comparisons and hypothesis testing are used to check the effectiveness of applied learning models. The analysis showed that the average normalized gain of experimental class larger than the average normalized gain of control class. Meanwhile, Results of hypothesis testing using the Mann - Whitney U test at 95% confidence level is obtained that the application of the model 7E Learning Cycle further enhance mastery of concepts and the application of critical thinking skills than conventional learning models . Therefore, the application of the model 7E Learning Cycle is more effective in improving the mastery of concepts and critical thinking skills of students than conventional learning model application. Key words: 7E Learning Cycle Model , Concept Mastery And Critical Thinking Skills. dan prinsip fisika, memiliki kecakapan ilmiah, memiliki keterampilan proses sains dan keterampilan berpikir kritis dan kreatif [1]. Namun demikian fakta dilapangan ternyata tidak demikian, penelitian pendahuluan yang telah dilakukan
1. Pendahuluan Penyelenggaraan mata pelajaran fisika di SMA dimaksudkan sebagai wahana atau sarana untuk melatih para siswa agar dapat menguasai pengetahuan, konsep 28
29
JPFSM Vol. 5, No. 1, November 2013
oleh pengamat berupa wawancara, observasi dan penyebaran angket [2] pada salah satu SMA di daerah Bandung menghasilkan data sekitar 80% siswa SMA menyatakan bahwa suasana pembelajaran Fisika di kelas membosankan, dan hanya sekitar 30% siswa yang lulus KKM pada mata pelajaran Fisika semester sebelumnya. Disamping itu, dari hasil observasi kegiatan guru ditemukan fakta bahwa dari tahapan-tahapan pembelajaran yang dilakukan tidak memfasilitasi siswa untuk mengkonstruksi pengetahuannya sendiri. Kemudian berdasarkan analisis soal-soal yang diberikan dalam pada ulangan harian terakhir mata pelajaran Fisika materi optik geometri, pada umumnya soal-soal dibuat untuk menguji kemampuan kognitif siswa sampai C2 saja. Hal ini menunjukkan bahwa penguasaan konsep siswa dapat dikatakan masih rendah. Hal inilah yang mendasari pelaksanaan proses pembelajaran Fisika diharapkan menggunakan model pembelajaran yang berparadigma konstruktivisme dan dapat meningkatkan penguasaan konsep serta keterampilan berpikir kritis siswa, yang salah satunya adalah model pembelajaran Learning Cycle 7E [3]. Pembelajaran Learning Cycle 7E sangat cocok digunakan untuk mengajarkan materi yang banyak melibatkan konsep, prinsip, aturan serta perhitungan secara matematis. Aktivitas dalam pembelajaran Learning Cycle 7E lebih banyak ditentukan oleh siswa, sehingga siswa menjadi lebih aktif. Hal ini diperkuat oleh hasil penelitian terhadap pengaruh Learning Cycle 7E terdahulu seperti Uygar Kanli dan Rahmi Yagbasan [4] yang menyimpulkan meningkatnya keterampilan proses dan penguasaan konsep siswa, kemudian Rungrawee Siribunnam and Sombat Tayraukham [5] yang menyimpulkan meningkatnya kemampuan berpikir analitis siswa. Sedangkan, gambaran tentang pengaruh model pembelajaran Learning Cycle 7E terhadap keterampilan berpikir kritis belum diketahui. Tujuan dari penelitian ini untuk mendapatkan gambaran tentang peningkatan keterampilan berpikir kritis dan penguasaan konsep sebagai hasil penerapan model pembelajaran Learning Cycle 7E dibandingkan dengan peningkatan keterampilan berpikir kritis sebagai hasil penerapan model pembelajaran konvensional menggunakan uji hipotesis dan uji nilai gain ternormalisasi.Oleh karena itu, hipotesis alternative penelitian ini adalah : Ha 1 :
Ha 2 :
Peningkatan penguasaan konsep kelas eksperimen yang menerapkan model pembelajaran Learning Cycle 7E lebih besar daripada peningkatan penguasaan konsep kelas kontrol yang menerapkan model pembelajaran konvensional. Peningkatan keterampilan berpikir kritis kelas eksperimen yang menerapkan model pembelajaran Learning Cycle 7E lebih besar daripada peningkatan keterampilan berpikir kritis kelas kontrol yang menerapkan model pembelajaran konvensional.
2. Metodologi A. Metode penelitian Keterampilan Berpikir kritis yang dipakai dalam penelitian ini diambil dari definisi Ennis [6]. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah kuasi eksperimen yang mengontrol beberapa dari variabel-variabel relevan [7]. Variabel bebas dalam penelitian ini adalah model pembelajaran Learning Cycle 7E dan model pembelajaran konvensional sedangkan yang menjadi variabel terikatnya adalah peningkatan penguasaan konsep dan keterampilan berpikir kritis siswa. B. Desain penelitian Desain penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah Nonequivalent Control Group Design. Kelompok eksperimen adalah kelompok yang akan mendapatkan pembelajaran dengan model Learning Cycle 7E, sedangkan kelompok kontrol adalah kelompok yang mendapatkan model pembelajaran konvensional. Pengaruh model pembelajaran yang diterapkan terhadap penguasaan konsep dan keterampilan berpikir kritis siswa diketahui dari perbandingan gain yang dinormalisasi kelompok eksperimen dan gain yang dinormalisasi kelompok kontrol serta uji hipotesis. Secara bagan, desain penelitian ini digambarkan seperti Tabel 1.[8] Tabel 1. Nonequivalent Control Group Design. Kelompok Pretest Treatment Postest Eksperimen T1 Xa T2 T2 Kontrol T1 Xb T1 = T2 = Xa = Xb =
hasil tes awal hasil tes akhir model pembelajaran L C 7E model pembelajaran konvensional
C. Populasi dan sampel penelitian Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh siswa kelas X salah satu SMA swasta di kota Bandung yang terdiri dari dua kelas, Teknik sampling yang dilakukan adalah teknik Nonprobability Sampling [9]. Adapun jenis teknik sampling Nonprobability Sampling yang digunakan adalah Sampling Jenuh. Hal ini disebabkan oleh jumlah populasi yang relatif kecil atau penelitian ingin membuat generalisasi dengan kesalahan yang sangat kecil. D. Instrumen penelitian Seluruh instrument penelitian dan pengolahan data lebih detailnya dapat dilihat pada referensi [2]. Instrumen yang digunakan dalam penelitian meliputi instrumen tes awal dan tes akhir, lembar observasi aktivitas siswa dan guru. Materi pembelajaran dalam penelitian ini adalah rangkaian listrik arus searah. Perangkat pembelajaran untuk materi rangkaian listrik arus searah meliputi silabus, Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP), Skenario pembelajaran Lembar Kerja Siswa (LKS).
30
JPFSM Vol. 5, No. 1, November 2013
Rencana pelaksanaan pembelajaran dibuat untuk 3 kali pertemuan dan untuk satu kompetensi dasar.
Data Tidak
E. Teknik pengolahan data Skor tes ini berasal dari nilai tes awal dan tes akhir. Tes ini terdiri dalam dua perangkat tes, yaitu tes untuk mengukur penguasaan konsep dan tes untuk mengetahui keterampilan berpikir kritis siswa. Dalam pengolahan datanya, kedua perangkat tes ini dilakukan terpisah. Langkah-langkah pengolahan skor sebagai berikut :
Uji Normalitas Ya
Tidak
Uji Homogenitas
Uji t’ Untuk data <30
Ya
a.
Perhitungan skor gain yang dinormalisasi Untuk perhitungan nilai gain yang dinormalisasi dan pengklasifikasiannya akan digunakan persamaan Hake [10]. Untuk menghitung rata-rata gain yang dinormalisasi (
) dirumuskan sebagai: =
Uji t Untuk data <30 Hasil
Hasil
(% < S f > −% < Si >) % = % < G >maks (100 − % < Si >)
Keterangan : 〈g〉 = rata-rata gain yang dinormalisasi 〈G〉 = rata-rata gain aktual 〈G〉maks= gain maksimum yang mungkin terjadi 〈Sf 〉 = rata-rata skor tes awal 〈Si〉 = rata-rata skor tes akhir Nilai 〈g〉 yang diperoleh diinterpretasikan dengan klasifikasi pada Tabel 2. Tabel 2 Interpretasi Nilai Gain yang Dinormalisasi. Klasifikasi Nilai 〈g〉 Tinggi 〈g〉 ≥ 0,7 Sedang 0,7 > 〈g〉 ≥ 0,3 Rendah 〈g〉 < 0,3 Pengujian Hipotesis Secara umum pengujian hipotesis bisa dilakukan dengan uji statistik parametrik dan uji statistik nonparametrik [11]. Adapun alur pengolahan data untuk menguji hipotesis secara lengkap ditunjukan oleh Gambar 1.
3. Hasil dan analisis A. Peningkatan penguasaan konsep siswa Setelah dilaksanakan proses pembelajaran sebanyak tiga seri, terjadi peningkatan penguasaan konsep siswa terhadap materi listrik dinamis baik untuk kelas eksperimen maupun kelas kontrol. Secara umum rata-rata skor gain ternormalisasi peningkatan penguasaan konsep yang diperoleh kelas eksperimen maupun kontrol dirangkum pada Tabel 3.
Hasil
Kesimpulan
Gambar 1. Alur Pengolahan Data Untuk Menguji Hipotesis
Tabel 3. Rekapitulasi Skor Siswa Pada Penguasaan Konsep. Kelas Ekperimen
Skor
%
Sk or
%
25. 28
9. 8
57. 56
Kriteria
Kelas Kontrol
Tes Akhir
Tes Awal
4.3 b.
Uji Mann Whitney U
Sedang
Tes Awal 0. 41
Sk or 3. 11
% 18 .3 3
Kriteria
Tes Akhir Sk or
%
5. 82
34 .2
0. 18
Rendah
Berdasarkan Tabel 3 terlihat bahwa rata-rata gain ternormalisasi penguasaan konsep kelas eksperimen (0,41) lebih besar daripada kelas kontrol (0,18). Hal ini menunjukan peningkatan penguasaan konsep siswa pada materi listrik dinamis kelas eksperimen lebih besar dari kelas kontrol. Untuk mengetahui peningkatan penguasaan konsep kelas ekperimen terhadap peningkatan penguasaan konsep kelas kontrol berbeda secara signifikan atau tidak dilakukan uji hipotesis. Setelah dilakukan Uji Normalitas, diperoleh data seperti pada Tabel 4.
31
JPFSM Vol. 5, No. 1, November 2013
Tabel 6. Hasil Uji Normalitas terhadap Gain 2 Kedua Kelas.
Tabel 4. Hasil Uji Normalitas terhadap Gain 1 Kedua Kelas. Normalitas Gain
χ 2 hitung
χ 2 tabel
Distribusi
Kelas Ekperimen
10.90
7.815
Tidak Normal
Kelas Kontrol
53.51
7.815
Tidak Normal
Normalitas Gain
Berdasarkan Tabel 4, tampak bahwa distribusi data gain kedua kelas tidak normal. Sehingga, pengujian hipotesis dilakukan dengan uji statistik nonparametrik Uji Mann-Whitney U. Setelah dilakukan Uji Mann-Whitney U secara manual seperti yang ditunjukan Tabel 5, diperoleh data nilai p untuk Z=-3,6 adalah (2* 0,0002=0,0004)< α dengan α = 0.05 maka hipotesis nol (H0 1) ditolak dan hipotesis alternatif pertama (Ha 1) diterima. Sehingga pada taraf kepercayaan 95 % penerapan model Pembelajaran Learning Cycle 7E dapat lebih meningkatkan penguasaan konsep siswa dibanding penggunaan model pembelajaran konvensional.
203.5
T2
499.5
R T1 R T2
12
n1
17
25
n2
20
µ
170
U1
289.5
α
32.81
U2
50.5
Z
-3.6
B. Peningkatan keterampilan berpikirkKritis siswa Rata-rata peningkatan keterampilan berpikir kritis yang dicapai siswa pada kelas eksperimen dan kelas kontrol untuk setiap indikator keterampilan berpikir kritis dirangkum dalam Tabel 7. Berdasarkan data pada Tabel 7 di atas, tampak bahwa pada kelas eksperimen semua indikator kemampuan berpikir kritis mengalami peningkatan dalam kategori sedang. Sedangkan pada kelas kontrol semua indikator kemampuan berpikir kritis mengalami peningkatan dalam kategori rendah. Selain itu, tampak juga secara umum rata-rata gain yang dinormalisasi kelas eksperimen lebih besar daripada ratarata gain yang dinormalisasi kelas kontrol. Untuk mengetahui peningkatan keterampilan berpikir kritis kelas ekperimen terhadap peningkatan penguasaan konsep kelas kontrol berbeda secara signifikan atau tidak dilakukan uji hipotesis. Setelah dilakukan Uji Normalitas, diperoleh data seperti pada Tabel 6.
χ 2 tabel
Distribusi
Kelas Ekperimen
21.26
7.815
Tidak Normal
Kelas Kontrol
20.93
7.815
Tidak Normal
Berdasarkan Tabel 6, tampak bahwa distribusi data gain kedua kelas tidak normal. Karena distribusi data gain kedua kelas tidak normal, maka pengujian hipotesis dilakukan dengan uji statistik nonparametrik Uji MannWhitney U. Setelah dilakukan Uji Mann-Whitney U secara manual seperti yang ditunjukan Tabel 8, diperoleh data nilai p untuk Z=-4,6 adalah (2* 0,0000=0,0000)< α dengan α = 0.05 maka hipotesis nol (H0 2) ditolak dan hipotesis alternatif kedua (Ha 2) diterima. Sehingga pada taraf kepercayaan 95 % penerapan model Pembelajaran Learning Cycle 7E dapat lebih meningkatkan keterampilan berpikir kritis siswa dibanding penggunaan model pembelajaran konvensional.
Tabel 5.Pengolahan Data Mann Whitney U Penguasaan Konsep Mann-Whitney Test T1
χ 2 hitung
Tabel 7. Pengolahan Data Mann Whitney U Keterampilan Berpikir Kritis T1
173.5
T2
529.5
R T1 R T2
10.2
n1
17
26.5
n2
20
µ
170
U1
319.5
α
32.81
U2
20.5
Z
-4.6
5. Kesimpulan Berdasarkan data hasil penelitian, pengolahan data, analisis dan pembahasan data maka dapat diperoleh kesimpulan penerapan model pembelajaran Learning Cycle 7E ditingkat SMA secara signifikan dapat lebih meningkatkan keterampilan berpikir kritis dan penguasaan konsep siswa dibanding penerapan model pembelajaran konvensional. Dari penelitian yang telah dilakukan, dapat di ajukan saran yaitu model pembelajaran Learning Cycle 7E hendaknya dijadikan salah satu alternatif pembelajaran untuk memfasilitasi dan memudahkan siswa dalam menguasai konsep fisika serta mengembangkan keterampilan berpikir kritis siswa.
JPFSM Vol. 5, No. 1, November 2013
Referensi [1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8] [9] [10]
[11]
Departemen Pendidikan Nasional Direktorat Jenderal Pendidikan Dasar dan Menengah Direktorat Pendidikan Menengah Umum. (2003). Kurikulum 2004 SMA Pedoman Khusus Pengembangan Silabus dan Penilaian Mata Pelajaran Fisika. Jakarta: Depdiknas. Hardiansyah, D. (2010) “Penerapan Model Pembelajaran Learning Cycle 7E untuk Meningkatkan Keterampilan Berpikir Kritis dan Penguasaan Konsep Siswa SMA (Skripsi UPI) Eisenkraft, A. (2003). “Expanding the 5E model”. The Sciences Teacher 70(6).56-59.[online]. Tersedia:http://www.its-about-time.com/htmls /ap/eisenkrafttst.pdf [3 januari 2010] Kanli,U dan Yagbasan. (2007). “The Effects of a Laboratory Approaches on the Development of University Students’ Science Process Skills and Conceptual Achievement”.143-153. Siribunnan,R dan Tayraukham,S. (2009). “Effects of 7-E, KWL and Conventional Instruction on Analytical Thinking, Learning Achievement and Attitudes toward Chemistry Learning”. Journal Of Social Sciences 5 (4):279282. Ennis. Robert H. (1985). Developing Mind : Goal for a critical Thinking Curriculum. Arthur L.Costa Editor. Panggabean, L. (1996). Penelitian Pendidikan (Diktat). Bandung: Jurusan Pendidikan Fisika Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Pendidikan Indonesia. Sugiyono. (2010). Metode Penelitian Pendidikan. Bandung: Alfabeta. Arikunto, S. (2003). Dasar-Dasar Evaluasi Pendidikan. Bandung: Bumi Aksara. Hake, R. (1998). Interactive-Engagement Versus Tradisional Methods : A Six-Thousand-Student Survey of Mechanics Tes Data For Introductory Physics Course, Am. J. Phys. 66 (1) 64-74. Arikunto, S. (2002). Prosedur Penelitian. Bandung: Bumi Aksara.
32
33
JPFSM Vol. 5, No. 1, November 2013
Tabel 8. Rekapitulasi Skor Siswa pada Tes Keterampilan Berpikir Kritis. Kelas Eksperimen Indikator Keterampilan Berpikir kritis
Tes Awal
Tes Akhir g2
Kategori
66.66
0.47
Sedang
2.15
71.66
0.64
Sedang
25
2.05
68.33
0.57
Sedang
0.85
28.33
1.8
60
0.44
Sedang
Mempertimbangkan Alternatif
0.95
31.66
1.8
60
0.41
Sedang
Kemampuan memberi alasan
0.55
18.33
1.6
53.33
0.42
Sedang
Jumlah
4.8
159.92
11.4
379.98
2.95
Mean
0.8
26.65
1.9
63.33
0.49
Sedang
g2
Kategori
Skor
%
Skor
%
Mencari Persamaan dan Perbedaan
1.1
36.6
2
Menggeneralisasi
0,6
20
Berhipotesis
0.75
Mengaplikasikan Konsep
Kelas Kontrol Indikator Keterampilan Berpikir kritis
Tes Awal
Tes Akhir
Skor
%
Skor
%
Mencari Persamaan dan Perbedaan
0.88
29.33
1.05
35
0.08
Rendah
Menggeneralisasi
0.70
23.33
0.94
31.33
0.10
Rendah
Berhipotesis
0.76
25.33
1.11
37
0.15
Rendah
Mengaplikasikan Konsep
0.58
19.33
0.88
29.33
0.12
Rendah
Mempertimbangkan Alternatif
0.64
21.33
0.88
29.33
0.10
Rendah
Kemampuan memberi alasan
0.47
15.66
1.11
37
0.25
Rendah
Jumlah
3.56
134.31
5.97
198.99
0.8
Rendah
Mean
0.59
22.38
0.95
33.16
0.13
Rendah
Keterangan:Nilai di atas adalah nilai rata-rata untuk seluruh siswa.
