PENGEMBANGAN INSTRUMEN DIAGNOSTIK THREE-TIER UNTUK MENGIDENTIFIKASI MISKONSEPSI LISTRIK DINAMIS SISWA KELAS X SMA Sri Budiningsih* Muhardjito** Asim*** *Jurusan Fisika FMIPA UM, e-mail:
[email protected] **Pembimbing I, Jurusan Fisika FMIPA UM, e-mail:
[email protected] ***Pembimbing II, Jurusan Fisika FMIPA UM, e-mail:
[email protected] Jalan Semarang 5 Malang 65145
ABSTRAK: Tujuan penelitian ini untuk mengetahui (1) tingkat kelayakan instrumen diagnostik three–tier, (2) mengidentifikasi miskonsepsi listrik dinamis pada siswa kelas X SMA. Data dikumpulkan berupa data kualitatif dan kuantitatif. Data kualitatif berupa saran dari validator dan miskonsepsi siswa. Data kuantitatif berupa persentase dari miskonsepsi yang dialami siswa. Hasil penelitian adalah: (1) validitas isi oleh ahli sebesar 90% sehingga instrumen tes memenuhi kriteria valid, (2) uji coba terbatas dilakukan pada siswa kelas X SMAN 1 Turen diperoleh 28 butir soal memenuhi kriteria valid dengan reliabilitas sangat tinggi, (3) hasil analisis deskriptif dari penerapan instrumen diagnostik three-tier yang dialakukan di kelas X-7 SMAN 1 Turen sebesar 27,7% siswa mengalami miskonsepsi listrik dinamis dan 23,1% siswa tidak tahu konsep listrik dinamis.
Kata Kunci: miskonsepi, listrik dinamis, instrumen diagnostik three–tier
Sesuai dengan Standar Isi mata pelajaran fisika untuk SMA/MA menyatakan bahwa tujuan mata pelajaran fisika adalah agar siswa menguasai konsep dan prinsip fisika serta mempunyai keterampilan mengembangkan pengetahuan, dan sikap percaya diri sebagai bekal untuk melanjutkan pendidikan pada jenjang yang lebih tinggi serta mengembangkan ilmu pengetahuan dan teknologi. Pada pelaksanaannya, terdapat siswa yang gagal dalam mencapai tujuan tersebut, yaitu ditandai nilai di bawah KKM atau tidak tuntas. Siswa yang gagal mencapai tujuan belajar adalah siswa yang mengalami kesulitan belajar. Salah satu kesulitan belajar pada siswa adalah karena terjadi miskonsepsi. Sesuai dengan focus group discussion (FGD) pada siswa kelas X SMA Negeri 1 Turen diperoleh beberapa miskonsepsi pada materi listrik dinamis, yaitu: (a) siswa beranggapan bahwa baterai yang dirangkai paralel menghasilkan beda potensial yang lebih besar daripada baterai yang dirangkai seri, (b) siswa beranggapan bahwa tegangan jepit merupakan hasil kali arus dengan hambatan dalam baterai, (c) siswa beranggapan bahwa hubungan pendek terjadi karena 1
2 hambatan sangat besar. Suwarto (2013: 115) mengungkapkan bahwa untuk mengetahui miskonsepsi pada topik tertentu digunakan tes diagnostik. Pesman (2010: 216) berpendapat bahwa instrumen diagnostik three tier merupakan instrumen tes yang paling valid, reliabel, dan akurat untuk mengidentifikasi miskonsepsi siswa. Instrumen diagnostik three tier memiliki kelebihan daripada two tier dan pilihan ganda biasa karena pada tier ketiga berupa item untuk meyakinkan respon siswa, sehingga peneliti memperoleh informasi lebih banyak tentang miskonsepsi siswa dan dapat membedakan dengan siswa yang kurang memahami konsep atau tidak tahu konsep (Pesman, 2010:216). Para peneliti di luar negeri telah banyak menemukan adanya miskonsepsi pada materi listrik dinamis. Pesman (2010) dan Engelhardt & Beichner (2004) menyebutkan bahwa banyak siswa mempunyai miskonsepsi pada materi listrik dinamis, khususnya pada rangkaian listrik sederhana yaitu power supply sebagai sumber arus konstan, pemakaian arus bersama pada suatu rangkaian (model arus konsumsi), dan local reasoning. Gejala miskonsepsi pada materi listrik dinamis juga terjadi pada siswa kelas X SMA di Indonesia, salah satunya adalah siswa SMAN 1 Turen, sehingga untuk mengetahui miskonsepsi listrik dinamis secara akurat peneliti melakukan penelitian pengembangan instrumen diagnostik three tier untuk mengidentifikasi miskonsepsi listrik dinamis.
METODE Metode penelitian ini memodifikasi dari sepuluh langkah penelitian dan pengembangan yang dikemukakan oleh Borg dan Gall (Sukmadinata, 2010: 169). Dari kesepuluh langkah yang dikembangkan oleh Brog dan Gall diatas, hanya 5 langkah yang diadaptasikan dalam penelitian ini, yaitu langkah pertama sampai langkah ke lima, kemudian dikelompokkan menjadi tiga langkah pokok yang telah dimodifikasi, yaitu (1) studi pendahuluan, (2) pengembangan produk, dan (3) uji coba produk. Studi pendahuluan berisi tentang kegiatan (1) studi kepustakaan dan (2) survai lapangan. Tahap pengembangan produk meliputi lima kegiatan, yaitu (1) identifikasi tujuan tes dan ruang lingkup materi, (2) penyusunan kisi-kisi tes, (3) penulisan butir soal, (4) validasi oleh ahli, dan (5) revisi I. Tahap uji coba produk terdiri dari tiga kegiatan utama yaitu (1) uji coba
3 butir soal, (2) analisis butir soal, dan (3) revisi II. Setelah produk direvisi berdasarkan hasil analisis butir soal, maka butir soal yang memenuhi kriteria valid dan reliabel diterapkan kepada siswa untuk mengetahui miskonsepsi sedangkan butir soal yang tidak valid dibuang atau tidak diikutsertakan pada penerapan produk. Hasil dari penerapan produk, dianalisis secara deskriptif untuk mengidentifikasi miskonsepsi siswa tentang konsep listrik dinamis. Ahli yang memvalidasi produk terdiri dari 5 orang, yaitu 2 dosen fisika Universitas Negeri Malang dan 3 guru fisika SMAN 1 Turen. Instrumen yang digunakan untuk memperoleh data dari ahli atau validator adalah dengan menggunakan angket penilaian. Kriteria penilaian angket kepada validator untuk mengetahui validitas isi instrumen dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1 Kriteria Penilaian Angket untuk Validator Keterangan Kriteria Butir soal tidak sesuai dengan indikator, bahasa yang Sekor 0 digunakan sulit dipahami Butir soal sesuai dengan indikator, bahasa yang Sekor 1 digunakan sulit dipahami atau apabila butir soal tidak sesuai dengan indikator, bahasa yang digunakan mudah dipahami Butir soal sesuai dengan indikator, bahasa yang Sekor 2 digunakan mudah dipahami
Saran
Para validator diminta memberikan penilaian. Penilaian tersebut dilakukan cukup dengan memberi tanda centang (√) pada tempat yang sudah tersedia dan mengisi kolom saran untu perbaikan penulisan butir soal. Adapun rumus yang digunakan untuk analisis data adalah
Hasil nilai dalam skala persentase menyatakan instrumen tersebut valid atau perlu direvisi ulang. Kriteria kevalidan instrumen tes dibagi menjadi empat kriteria. Kriteria dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2 Kriteria Kevalidan Data Angket Penilaian Validator Skala nilai (%) Keterangan 85,94-100 Valid (tidak revisi) 67,18-85,93 Cukup valid (tidak revisi) 48,44-67,17 Kurang valid (revisi) 25,00-48,43 Tidak valid (revisi) (Data diolah dari Ismail, 2007: 30)
4 Instrumen diagnostik yang telah valid kemudian diujicobakan pada siswa siswa. Uji coba produk dimaksudkan untuk mengetahui tingkat kelayakan produk yang dikembangkan. Subjek uji coba produk adalah siswa kelas X-1, X-2, X-6, X8, dan X-9 SMAN 1 Turen sebanyak 153 siswa. Adapun alasan pemilihan kelas sebagai uji coba karena siswa-siswanya berkemampuan sama. Hal ini berdasarkan nilai rata-rata rapor fisika semester ganjil tahun pelajaran 2011/2012 tiap kelas hampir sama. Hasil uji coba instrumen kemudian dianalisis validitas butir soal, reliabilitas, taraf kesukaran, dan daya pembeda. Rumus untuk mengalisis data uji coba instrumen diagnostik dapat dilihat pada Tabel 3 berikut. Tabel 3 Rumus untuk Analisis Butir Soal No. Analisis Rumus 1 Validitas butir M Mt P r p soal St q (Point Biserial)
2
Reliabilitas butir soal (K-R. 20)
3
Taraf Kesukaran
4
Daya Pembeda
2 n S - pq r11 S2 n 1
fx 2 fx 2 N S2 N
Kriteria Menggunakan (rtab) dengan taraf signifikansi 5%. Jika r > rtab maka dikatakan butir tersebut valid dan tidak valid jika berlaku kebalikannya (Sumber: Arikunto, 2009: 78) 0,8 < r11 ≤ 1,0 = sangat tinggi 0,6 < r11 ≤ 0,8 = tinggi 0,4 < r11 ≤ 0,6 = sedang 0,2 < r11 ≤ 0,4 = rendah 0,0 < r11 ≤ 0,2 = sangat rendah (Sumber: Arikunto, 2009: 100)
B Js P = taraf kesukaran B = jumlah siswa menjawab benar Js = jumlah seluruh siswa
P: 0,71 - 1,00 → mudah P: 0,31 - 0,70 → sedang P: 0,0 - 0,30 → sukar (Sumber: Arikunto, 2009: 210)
B A BB = PA PB JA JB
D: 0,00 - 0,20 : jelek D: 0,21 - 0,40 : cukup D: 0,41 - 0,70 : baik D: 0,71 - 1,00 : baik sekali D: negatif : sangat jelek (sebaiknya soal dibuang) (Sumber: Arikunto, 2009: 218)
P
D
J = jumlah peserta tes JA = jumlah kelompok atas JB = jumlah kelompok bawah BA = kelompok atas menjawab benar BB = kelompok bawah menjawab benar PA = BA = kelompok atas menjawab benar JA
PB = BB = kelompok bawah menjawab JB benar
5 Butir soal yang nilai validitasnya rendah dilakukan revisi terlebih dahulu sebelum digunakan untuk penerapan produk. Produk akhir pada pengembangan ini adalah instrumen diagnostik berupa pilihan ganda tiga tingkat atau three-tier untuk mengidentifikasi miskonsepsi. Tier pertama merupakan soal pilhan ganda biasa dengan lima pilihan jawaban, tier kedua merupakan alasan terhadap pilihan jawaban, dan tier ketiga merupakan derajat keyakinan. Penerapan produk dilakukan dengan cara memberikan tes pada siswa kelas X-7 yang berjunlah 33 siswa dengan menggunakan instrumen diagnostik yang telah direvisi. Data hasil penerapan produk kemudian dianalisis secara deskriptif untuk mengetahui miskonsepsi-miskonsepsi listrik dinamis yang terjadi pada siswa. Kondisi false positive adalah siswa menjawab benar pada tier pertama dan salah pada tier kedua. Siswa pada kondisi false positive mengindikasikan terjadi miskonsepsi. Miskonsepsi juga terjadi pada siswa yang menjawab salah pada tier pertama dan kedua namun yakin pada tier ketiga. Siswa pada kondisi false negeative, yaitu menjawab salah pada tier pertama dan menjawab benar pada tier kedua merupakan siswa yang tidak tahu konsep. Siswa tidak tahu konsep juga ditunjukkan oleh respon tidak yakin pada tier ketiga (Pesman, 2010: 215). Siswa yang miskonsepsi dikelompokkan menjadi dua tipe. Tipe I adalah siswa pada kondisi false positive dan tipe II adalah siswa yang memberi respon pada tier pertama dan kedua salah namun pada tier ketiga yakin. Siswa yang tidak tahu konsep juga dikelompokkan menjadi dua tipe. Tipe A adalah siswa pada kondisi false negative dan tipe B adalah siswa yang tidak yakin pada tier ketiga. Analisis yang digunakan untuk menentukan siswa yang miskonsepsi dan siswa tidak tahu konsep menggunakan teknik persentase sebagai berikut. P
S x 100% Js
Keterangan: P = persentase jumlah siswa pada false positive, false negative, tidak yakin S = banyaknya siswa pada false positive, false negative, tidak yakin Js = jumlah seluruh siswa peserta tes.
6 HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil pengembangan pada penelitian ini berupa soal diagnostik three-tier untuk konsep listrik dinamis. Jumlah soal yang dikembangkan dan digunakan sejumlah 28 butir soal, dengan lima pilihan jawaban, lima pilihan alasan, dan derajat keyakinan. Instrumen tersebut mewakili 8 konsep dalam listrik dinamis, dengan rincian: 4 soal mewakili konsep arus listrik, 2 soal mewakili konsep hambatan listrik, 3 soal mewakili konsep beda potensial, 3 soal mewakili konsep hukum Ohm, 4 soal mewakili konsep hukum Kirchhoff, 7 soal mewakili konsep energi dan daya listrik, 3 soal mewakili konsep hubungan pendek, dan 2 soal mewakili konsep alat ukur listrik. Hasil analisis data uji coba kepada ahli diperoleh validitas isi instrumen sebesar 90% berarti secara keseluruhan butir soal instrumen diagnostik valid. Berdasarkan analisis butir soal diperoleh 28 butir soal valid dengan nilai reliabilitas sangat tinggi. Taraf kesukaran pada instrumen diagnostik diperoleh 5 butir soal mudah, 17 butir soal sedang, dan 8 butir soal sukar sehingga memiliki taraf kesukaran berdasarkan kurva normal. Hasil daya pembeda butir soal diperoleh kriteria baik sekali sejumlah 5 butir soal, kriteria baik sejumlah 15 butir soal, kriteria cukup sejumlah 7 butir soal, dan kriteria jelek sejumlah 3 butir soal. Butir soal yang tidak valid sehingga tidak diikutkan pada penerapan produk. Hasil penerapan instrumen diagnostik three-tier dianalisis untuk menunjukkan persentase miskonsepsi siswa. Miskonsepsi-miskonsepsi yang terjadi pada siswa dapat dilihat pada tabel 4 berikut. Tabel 4 Miskonsepsi Listrik Dinamis yang Dialami Siswa Konsep yang Benar
Miskonsepsi Siswa
(1) Konsep Arus Listrik (1) Konsep Arus Listrik Arah arus listrik pada rangkaian adalah dari Arus listrik mengalir dari lampu kutub positif baterai menuju alat kemudian menunju sumber tegangan. ke kutub negatif Pada rangkaian sederhana, besar arus listrik Semakin jauh dari kutub postitif baterai, sama pada setiap titik arus listrik semakin kecil (sebagian arus diserap lampu, model konsumsi). (2) Konsep Hambatan pada Penghantar (2) Konsep Hambatan pada Penghantar Hambatan pada penghantar sebanding Hambatan listrik pada kawat penghantar dengan hambatan jenis dan panjang kawat, sebanding dengan luas penampang, dan serta berbanding terbalik dengan luas berbanding terbalik dengan panjang penampang. kawat.
Jumlah siswa (%)
24
21,2
27,3
7 Lanjutan Tabel 4 Miskonsepsi Listrik Dinamis yang Dialami Siswa
Konsep yang Benar (3) Konsep Beda Potensial atau Tegangan Baterai dirangkai paralel menghasilkan beda potensial sebesar beda potensial satu baterai. Baterai dirangkai seri menghasilkan beda potensial sebesar penjumlahan beda potensial beberapa baterai yang dirangkai. Beda potensial pada rangkaian terbuka sebesar ggl baterai. Beda potensial pada rangkaian tertutup (saat arus mengalir) adalah tegangan jepit, yaitu .
Miskonsepsi Siswa (3) Konsep Beda Potensial atau Tegangan Baterai yang dirangkai paralel menghasilkan beda potensial yang besar. Baterai yang dirangkai seri menghasilkan beda potensial yang kecil.
Beda potensial terdekat dengan kutub positif adalah yang terbesar. Beda potensial pada baterai yang memiliki hambatan dalam r, ketika mengalirkan arus I adalah I.r
Dengan r hambatan dalam, R hambatan luar. (4) Hukum Ohm (4) Hukum Ohm Semakin besar beda potensial V, arus listrik Semakin besar beda potensial V, arus I semakin besar pada hambatan R konstan. listrik I semakin besar, dan hambatan R menjadi kecil. Grafik hubungan V-I berupa garis lurus dengan gradien grafik merupan 1/R Baterai yang disusun paralel menghasilkan beda potensial besar sehingga nyala lampu lebih terang. (5) Hukum Kirchhoff (5) Hukum Kirchhoff Arus yang masuk percabangan sama dengan Arus listrik dikonsumsi lampu, sehingga arus yang ke luar percabangan. di akhir aliran arus menjadi kecil. Penjumlahan ggl (ε) sumber tegangan dan Arah arus listrik lebih mudah menuju ke penurunan tegangan (IR) sepanjang arah horisontal daripada ke arah vertikal rangkaian tertutup (loop) sama dengan nol. atau atas. (6) Energi dan Daya Listrik (6) Energi dan Daya Listrik Hambatan dirangkai seri menghasilkan R Hambatan yang dirangkai seri total besar sehingga energinya kecil. menghasilkan energi yang besar. Terang lampu dipengaruhi daya disipasi Terangnya lampu dipengaruhi yang diterima lampu. spesifikasi lampu bukan daya disipasi. (7) Hubungan Pendek (7) Hubungan Pendek Hubungan pendek terjadi karena arus yang Hubungan pendek terjadi karena sangat besar. hambatan yang sangat besar. Alat-alat listrik rumah tangga tidak bisa Alat-alat listrik bisa dipasang di rumah digunakan jika arus yang dihasilkan dengan arus yang melebihi spesifikasi melebihi spesifikasi sekring yang dipasang. sekring. Spesifikasi sekring lebih aman jika tidak Sekring dengan spesifikasi arus yang terlalu besar (sedikit lebih besar dari arus besar lebih aman. pada rangkaian) (8) Alat Ukur Listrik (8) Alat Ukur Listrik Penggunaan amperemeter dipasang seri. Penggunaan amperemeter adalah dipasang paralel pada rangkaian. Penggunaan voltmeter dipasang paralel.
Jumlah siswa (%) 45,5 21,2
57,6
42,4
78,8
30,3
15,2 18,2
15,2 27,3
51,6 51,5
15,2
27,3
8 PENUTUP Kesimpulan Hasil validitas isi kepada ahli diperoleh validitas isi sebesar 90%. Hasil analisis uji coba produk kepada siswa diperoleh 28 butir soal memenuhi kriteria valid. Rata-rata validitas butir soal sebesar 0,419 yang berarti instrumen diagnostik secara keseluruhan valid. Reliabilitas tes sangat tinggi, yaitu sebesar 0,83. Taraf kesukaran instrumen diagnostik termasuk kriteria sedang, yaitu ratarata taraf kesukaran sebesar 0,45. Daya pembeda instrumen diagnostik termasuk kriteria baik, yaitu rata-rata nilai daya pembeda sebesar 0,491. Hasil penerapan soal pada siswa kelas X-7 SMAN 1 Turen, sebesar 27,7% siswa mengalami miskonsepsi dan 23,1% tidak tahu konsep pada materi listrik dinamis. Jadi dapat disimpulkan bahwa instrumen diagnostik three-tier yang dikembangkan sudah memenuhi kriteria valid dan reliabel untuk menidentifikasi miskonsepsi. Saran Saran yang diberikan kepada pengguna produk media pembelajaran ini antara lain: (1) disarankan untuk melanjutkan penelitian sampai pada tahap uji coba lebih luas dan (2) diharapkan kepada pembaca untuk mengembangkan instrumen diagnostik three-tier pada materi dan mata pelajaran yang lain.
DAFTAR RUJUKAN Arikunto, S. 2009. Dasar-Dasar Evaluasi Pendidikan, Edisi Revisi. Jakarta: Bumi Aksara. Engelhardth, P.V. and Beichner, R. J. 2004. Student’s Understanding of Direc Current Resistive Electrical Circuits. American Journal Physics. 72, (1), 98-115. Ismail, T. 2007. Pengembangan Modul Ekosistem Untuk Pembelajaran Sains di SMP kelas VII dengan Model Pembelajaran Siklus Belajar yang Berorientasi Konstruktivis. Skripsi tidak diterbitkan. Malang: Universitas Negeri Malang. Pesman, Haki and Eryilmaz, Ali. 2010. Development of a Three-Tier Test to Assess Misconceptions About Simple Electric Circuits. The Journal Of Educational Research. 103: 208-222. Sukmadinata, Nana. 2010. Metode Penelitian Pendidikan. Bandung: Remaja Rosdakarya. Suwarto. 2013. Pengembangan Tes Diagnostik dalam Pembelajaran. Yogyakarta: Pustaka Belajar.
