PERSETUJUAN PEMBIMBING SKRIPSI YANG BERJUDUL IDENTIFIKASI KESULITAN MAHASISWA JURUSAN PENDIDIKAN KIMIA UNIVERSITAS NEGERI GORONTALO FMIPA DALAM MEMAHAMI KONSEP STRUKTUR ATOM
Jurnal
Oleh ASRAZULIDA UMAR 441 409 022
Telah diperiksa dan disetujui
Pembimbing I
Pembimbing II
Prof. Dr. Ishak Isa, M.Si NIP. 196105261987031005
Drs. Mangara Sihaloho M.Pd NIP. 19620529 198602 2 002
Mengetahui, Ketua Jurusan Pendidikan Kimia
Drs. Mardjan Paputungan, M.Si NIP. 196002151988031001
1
Identifikasi Kesulitan Mahasiswa Jurusan Pendidikan Kimia Universitas Negeri Gorontalo FMIPA dalam Memahami Konsep Struktur Atom Asrazulida Umar, Ishak Isa, Mangara Sihaloho Jurusan Pendidikan Kimia. FMIPA. UNG Alamat : Jl. Jendral Sudirman No. 6 Kota Gorontalo, KP 96128 ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui seberapa besar kesulitan mahasiswa dalam memahami konsep struktur atom. Jenis penelitian ini yaitu deskriptif kuantitatif. Jumlah sampel dalam penelitian ini adalah 126 orang mahasiswa yang terdiri dari semester I berjumlah 43 orang, semester III berjumlah 37 orang dan mahasiswa semester V berjumlah 46 orang, dengan pengambilan sampel menggunakan teknik Simple Random Sampling. Instrumen penelitian menggunakan tes pilihan ganda (objektif), dengan pengujian validasi dan reliabilitas sehingga diperoleh 44 butir soal yang valid dari 99 butir soal. Dari hasil uji coba instrumen tes diperoleh validasi isi 79,5 % dan koefisien reliabilitas sebesar 0,63. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sebanyak 94,94 % mahasiswa yang mengalami kesulitan dalam memahami konsep struktur atom. Kata kunci : kesulitan memahami konsep, struktur atom1
AsrazulidaUmar, Nim: 441 409 022, Jurusan Pendidikan Kimia, Fakultas MIPA, Pembimbing I : Prof. Dr. H. Ishak Isa, M.Si, Pembimbing II : Drs. Mangara Sihaloho, M.Pd
2
Mata pelajaran kimia merupakan salah satu mata pelajaran di Sekolah Menengah Atas (SMA) dan lebih lanjut dipelajari lebih mendalam di perguruan tinggi. Ilmu Kimia termasuk salah satu ilmu kunci dari Ilmu IPA sebagai dasar IPTEK (Faika, 2011 : 19). Menurut Middlecamp dan Kean (1985 : 9) (dalam Erlina, 2011 : 631) ilmu kimia mencakup materi yang amat luas yang terdiri dari fakta, konsep, aturan, hukum, prinsip, teori dan soal-soal. Dari cakupan materi ilmu kimia, sebagian besar terdiri dari konsep yang bersifat abstrak. Hal ini sesuai dengan karakteristik ilmu kimia itu sendiri yaitu : (1) bersifat abstrak, (2) penyederhanaan dari keadaan sebenarnya, (3) berurutan dan berjenjang. Karakteristik inilah yang seringkali menyebabkan siswa kesulitan memahami konsep-konsep kimia. Sejalan dengan hal tersebut, (Johnstone & MacGuire, 1987) (dalam Salirawati, 2010 : 6) menyatakan bahwa konsep-konsep sains yang sifatnya abstrak sulit dipahami oleh sebagian besar siswa. Sumber kesalahan yang dilakukan siswa ketika mempelajari kimia antara lain membaca kalimat dan istilah, memahami konsep, dan operasi matematika (Arifin, 1995 : 223) (dalam Salirawati, 2010 : 6). Hasil penelitian yang dilakukan oleh Sunyono (2005), mengemukakan bahwa hasil belajar siswa rendah umumnya disebabkan siswa mengalami kesulitan dalam menyelesaikan permasalahan yang menyangkut reaksi kimia dan hitungan kimia, akibat rendahnya pemahaman konsep-konsep kimia dan kurangnya minat siswa terhadap pelajaran kimia (Sunyono, dkk, 2009). Penelitian yang berkaitan dengan kesulitan siswa dalam memahami konsep mikroskopik yang telah dilakukan adalah sebagai berikut. Menurut Maskil & Helena (1977 : 101) (dalam Sihaloho, 2007 : 2) mengemukakan bahwa siswa kesulitan memahami konsep partikel pada tingkat mikroskopis. Sihaloho (2001 : 136) mengemukakan siswa maupun guru kesulitan memahami tentang proses yang diperlukan untuk memberikan gambaran mikroskopik larutan elektrolit berkaitan dengan interaksi antara spesies-spesies yang terdapat dalam larutan. Penelitian-penelitian lain yang melaporkan tentang kesalahan siswa dalam memahami konsep-konsep pada tingkat mikroskopis antara lain adalah keadaan partikel asam basa (Nakheh, 1994 : 495) (dalam Sihaloho, 2007 : 2) dan elektrokimia (Huddle, Margaret & Rogers, 2000 : 104) (dalam Sihaloho, 2007 : 2). Nakhleh (1996 : 343) (dalam Sihaloho, 2007 : 2) mengemukakan bahwa kesulitan siswa dalam memahami konsep mikroskopis dapat menimbulkan pemahaman yang salah, yang mana apabila pemahaman yang salah ini berlangsung secara konsisten akan menimbulkan terjadinya salah konsep. Salah satu penyebab awal kesulitan belajar siswa adalah anggapan siswa yang tidak pernah hilang bahwa kimia merupakan salah satu mata pelajaran yang sulit dipahami. Pemahaman yang melekat pada siswa ini mempengaruhi minat belajar siswa yang menurun sehingga pada akhirnya berdampak pada rendahnya hasil belajar. Selain daripada itu, hal yang menjadi ukuran untuk mengetahui penyebab kesulitan belajar mahasiswa adalah hambatan-hambatan yang dialami mahasiswa dalam proses pembelajaran. Hambatan yang dimaksud yaitu; pada
3
kompetensi pendukung dalam penguasaan konsep, pada proses pembelajaran, dan pada faktor lingkungan mahasiswa (Faika, 2011 : 20). Berdasarkan hasil observasi di Jurusan Kimia FMIPA UNG diperoleh hasil belajar mahasiswa pada sebaran nilai kelulusan mahasiswa untuk mata kuliah Kimia Dasar I pada semester ganjil tahun akademik 2011/2012 dan 2012/2013 dengan jumlah mahasiswa sebanyak 144 orang adalah 9 orang memperoleh nilai A, 85 orang memperoleh nilai B, 36 memperoleh nilai C, 3 memperoleh nilai D dan sisanya 11 orang memperoleh nilai E (Administrasi Jurusan Kimia FMIPA UNG 2013). Dengan demikian, 25 % mahasiswa memperoleh nilai kelulusan minim, dan terdapat sekitar 9,72 % yang tidak lulus. Hal ini memberikan bukti bahwa masih terdapat mahasiswa yang mengalami kesulitan dalam perkuliahan dan praktikum Kimia Dasar, sehingga hasil belajar yang diinginkan tidak tercapai sebagaimana mestinya. Menurut penelitian Selamat (2006 : 16) dari beberapa kompetensi dasar pada pokok bahasan Materi dan Perubahannya, serta Struktur Atom, umumnya mahasiswa dengan mudah dapat memahami terjadinya perubahan materi, klasifikasi materi, pemisahan campuran, maupun penulisan konfigurasi elektron. Namun demikian, mahasiswa kesulitan untuk memahami teori atom modern, yaitu teori atom Bohr dan mekanika gelombang yang termasuk materi dengan tingkat abstraksi yang tinggi (Huddle, 1998; Wilson, 1998). Hanya sebagian mahasiswa saja yang dapat memahami teori atom ini, yaitu mereka dengan tingkat penalaran yang tinggi (dalam Selamat, 2006 : 16). Pada kenyataannya, siswa sering mengalami kesulitan dalam memahami berbagai konsep kimia. Bahkan sebagian siswa mengalami miskonsepsi karena pemahamannya terhadap konsep kimia tidak sesuai dengan konsep kimia yang benar menurut para ahli kimia. Mengingat konsep-konsep kimia saling berkaitan satu dengan yang lain, maka miskonsepsi pada suatu konsep dapat menyebabkan miskonsepsi pada konsep lainnya. Akibatnya jika miskonsepsi ini terjadi berlarutlarut prestasi belajar kimia akan semakin rendah. Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk mengetahui kesulitan yang dialami mahasiswa Jurusan Pendidikan Kimia angkatan 2011/2012, 2012/2013 dan 2013/2014 Universitas Negeri Gorontalo FMIPA tahun pelajaran 2012/2013, dalam memahami konsep struktur atom tergolong rendah, sedang, atau tinggi. Metode Penelitian Lokasi penelitian dilakukan di Universitas Negeri Gorontalo Fakultas MIPA pada Jurusan Pendidikan Kimia dengan waktu yang digunakan dalam penelitian ± 4 bulan. Metode yang digunakan adalah metode deskriptif yaitu penelitian yang bertujuan untuk menguraikan atau mendeskripsikan peristiwa-peristiwa sebagaimana adanya Sampel dalam penelitian ini yaitu mahasiswa kimia yang sudah memprogramkan mata kuliah kimia dasar I pada Tahun Ajaran 2012/2013 yang terdiri atas 3 semester yaitu mahasiswa kimia semester I, III, dan V dengan jumlah 126 orang yang tersebar pada tiga kelas. Pengambilan sampel dilakukan dengan teknik Simple Random Sampling dengan rincian mahasiswa semester I
4
berjumlah 43 orang, semester III berjumlah 37 orang, dan semester V berjumlah 46 orang. Instrumen penelitian yang digunakan dalam bentuk tes pilihan ganda (objektif) sebanyak 44 nomor. Jenis validitas yang digunakan yaitu validitas butir soal. Rumus yang digunakan untuk validasi soal sebagai berikut : P=
x 100%
Reliabilitas tes menunjukkan ketetapan suatu tes apabila diteskan kepada subjek yang sama. Untuk mengetahui hal ini, maka dapat digunakan metode tes ulang (test-retest method), (Arikunto, 2009 : 91). Perolehan indeks reliabilitas digunakan rumus korelasi product moment, yang dikemukakan oleh Pearson dalam (Arikunto, 2009 : 72). Analisis data yang digunakan bertujuan untuk memberikan makna terhadap data yang telah dikumpulkan dari sampel penelitian dengan menggunakan tes. Pada penelitian ini analisis data dilakukan secara deskriptif dengan persamaan sebagai berikut : P=
× 100%
Keterangan : P = Persentase mahasiswa yang menjawab benar X = Jumlah mahasiswa yang menjawab benar JS = Jumlah seluruh mahasiswa
(Arikunto, 2009 : 208)
Untuk memberikan deskripsi tentang kesulitan mahasiswa dalam menyelesaikan soal pada materi struktur atom, digunakan kriteria sebagai berikut : Bila P = 0 – 20% = tingkat pemahaman mahasiswa sangat rendah Bila P = 21 – 40% = tingkat pemahaman mahasiswa rendah Bila P = 41 – 60% = tingkat pemahaman mahasiswa sedang Bila P = 61 – 80% = tingkat pemahaman mahasiswa tinggi Bila P = 81 – 100% = tingkat pemahaman mahasiswa sangat tinggi. (Arikunto, 2008 : 245)
5
Hasil dan Pembahasan Berdasarkan hasil penelitian, diperoleh kesulitan mahasiswa dalam memahami konsep struktur atom dapat dilihat seperti pada Tabel 1. Tabel 1 Persentase Mahasiswa yang Menjawab Benar dan Salah dalam Setiap Aspek pada Konsep Struktur Atom. Persentase Persentase Jumlah Mahasiswa Mahasiswa No Konsep Soal Menjawab Menjawab Benar (%) Salah (%) 1. Menjelaskan perkembangan teori 10 4,88 95,12 atom John Dalton, J.J Thomson, E. Rutherford, dan Niels Bohr 2. Menentukan partikel dasar (proton, 9 7,68 92,32 elektron dan netron) berdasarkan nomor atom dan nomor massa 3. Menentukan isotop, isobar, isoton 5 5,61 94,39 berdasarkan nomor atom dan nomor massa 4. Menentukan konfigurasi elektron 20 2,07 97,93 dan elektron valensi Total rata-rata 44 5,06 94,94 Berdasarkan data pada Tabel 1 diperoleh persentase total rata-rata mahasiswa yang menjawab benar tentang materi struktur atom adalah 5,06 %. Sedangkan persentase rata-rata total mahasiswa yang menjawab salah yaitu 94,94 %. Persentase tersebut menunjukkan bahwa pemahaman mahasiswa pada materi ini termasuk dalam kategori rendah. Hal ini menunjukkan bahwa masih banyak mahasiswa yang belum mampu menyelesaikan soal-soal struktur atom. Pembahasan Berdasarkan hasil pengumpulan data diidentifikasi bentuk-bentuk kesalahan mahasiswa dalam memahami konsep struktur atom, yaitu (a) Menjelaskan perkembangan teori atom John Dalton, J.J Thomson, Ernest Rutherford, dan Niels Bohr, (b) Menentukan partikel dasar (proton, elektron dan netron) berdasarkan nomor atom dan nomor massa, (c) Mengklasifikasikan unsur ke dalam (isotop, isobar dan isoton) berdasarkan nomor atom dan nomor massa, (d) Menentukan konfigurasi elektron dan elektron valensi. Berdasarkan Tabel 1 persentase jawaban mahasiswa kimia semester I, III, dan V Universitas Negeri Gorontalo pada konsep struktur atom dapat dilihat pada Gambar dibawah ini :
6
Persentase jawaban mahasiswa 10 7,68
8
5,61
6 4,88 4
2,07
Jawaban Benar
2 0 Konsep 1
2
3
4
Gambar 1 Grafik persentase kemampuan mahasiswa yang menjawab benar dalam memahami konsep struktur atom Keterangan : 1 : Menjelaskan perkembangan teori atom menurut para ahli 2 : Menentukan partikel dasar (proton, elektron dan neutron) berdasarkan nomor atom dan nomor massa 3 : Mengklasifikasikan unsur ke dalam (isotop, isobar dan isoton) berdasarkan nomor atom dan nomor massa 4 : Menentukan konfigurasi elektron dan elektron valensi Berikut ini uraian kesulitan pemahaman mahasiswa pada konsep struktur atom berdasarkan empat aspek penyelesaian soal di atas. 1. Kesulitan mahasiswa dalam menjelaskan perkembangan teori atom menurut para ahli Kesulitan mahasiswa dalam memahami konsep struktur atom pada materi pertama terbagi menjadi 4 aspek yaitu : (1) Menjelaskan teori atom John Dalton; (2) Menjelaskan teori atom J.J Thomson; (3) Menjelaskan teori atom E. Rutherford; (4) Menjelaskan teori atom Niels Bohr. Berdasarkan Tabel 1 persentase jawaban mahasiswa kimia semester I, III, dan V pada keempat aspek di atas dapat dilihat pada Gambar di bawah ini : 30 20
Perkembangan teori atom menurut para ahli 19,41 Jawaban Benar
10
5,63 0,64
0 John Dalton
1,56
J.J E. Niels Bohr Thomson Rutherford
Gambar 2 Grafik persentase kemampuan mahasiswa yang menjawab benar dalam menjelaskan perkembangan teori atom menurut para ahli 2. Kesulitan mahasiswa dalam menentukan partikel dasar (proton, elektron dan neutron) berdasarkan nomor atom dan nomor massa.
7
Kesulitan mahasiswa dalam memahami konsep struktur atom pada materi kedua terbagi menjadi 4 aspek yaitu: (1) menghitung proton; (2) menghitung elektron; (3) menghitung neutron; (4) menghitung proton, elektron dan neutron. Berdasarkan Tabel 1 persentase jawaban mahasiswa kimia semester I, III, dan V pada keempat aspek di atas dapat dilihat pada Gambar di bawah ini : Menentukan partikel dasar 15 9,9
10
Jawaban Benar
9,45
7,55
5 5,82 0 Proton
Elektron Neutron p, e, dan n
Grafik 3 Grafik persentase kemampuan mahasiswa yang menjawab benar dalam menentukan partikel dasar (proton, elektron dan neutron) berdasarkan nomor atom dan nomor massa 3. Kesulitan mahasiswa dalam menentukan unsur ke dalam (isotop, isobar dan isoton) berdasarkan nomor atom dan nomor massa. Pada materi ketiga terdapat 3 aspek kesulitan mahasiswa dalam memahami konsep struktur atom yaitu : (1) menghitung isotop; (2) menentukan isobar dan isoton; (3) menentukan massa atom relatif. Berdasarkan Tabel 1 persentase jawaban mahasiswa kimia semester I, III, dan V pada ketiga aspek di atas dapat dilihat pada Gambar di bawah ini :
10 8 6 4 2 0
Menentukan Isotop, Isobar, Isoton & Massa atom relatif 9,08
Jawaban Benar 0
Isotop
Isobar & Isoton
0,76 Massa atom relatif
Gambar 4 Grafik persentase kemampuan mahasiswa yang menjawab benar dalam mengklasifikasi -kan unsur ke dalam (isotop, isobar dan isoton) berdasar -kan nomor atom dan nomor massa 4. Kesulitan mahasiswa dalam menentukan konfigurasi elektron dan elektron valensi. Terdapat 5 aspek kesulitan mahasiswa dalam memahami konsep struktur atom pada materi keempat antara lain : (1) menentukan konfigurasi elektron; (2) menentukan elektron valensi; (3) menentukan bilangan kuantum; (4) menentukan energi ionisasi; (5) aturan Hund.
8
Berdasarkan Tabel 1 persentase jawaban mahasiswa kimia semester I, III, dan V pada kelima aspek di atas dapat dilihat pada Gambar di bawah ini :
8 6
Menentukan konf. elektron, elektron valensi, bil. kuantum, energi ionisasi dan aturan Hund Jawaban Benar
5,77 3,95
4 2
0,72
0 Konf. Elektron
Elektron Bil. Valensi Kuantum
0 Energi Ionisasi
0 Aturan Hund
Gambar 5 Grafik persentase kemampuan mahasiswa yang menjawab benar dalam menentukan konfigurasi elektron dan elektron valensi Kesimpulan Kesulitan mahasiswa Jurusan Kimia semester I, III, dan V Universitas Negeri Gorontalo dalam memahami konsep struktur atom tentang menjelaskan perkembangan teori atom Dalton hingga teori atom Niels Bohr 95,12 % (sangat tinggi), menentukan partikel dasar (proton, elektron dan neutron) berdasarkan nomor atom dan nomor massa 92,32 % (sangat tinggi), mengklasifikasikan unsur ke dalam (isotop, isobar, dan isoton) berdasarkan nomor atom dan nomor massa 94,39 % (sangat tinggi), menentukan konfigurasi elektron dan elektron valensi 97,93 % (sangat tinggi). Beberapa bentuk kesalahan mahasiswa Jurusan Kimia semester I, III, dan V Universitas Negeri Gorontalo dalam menyelesaikan soal konsep struktur atom adalah; menggambarkan model atom yang dikemukakan oleh beberapa ahli, menentukan teori atom menurut para ahli, menentukan partikel dasar (proton, elektron, dan neutron), menentukan atau membedakan isotop, isobar, dan isoton, serta menentukan konfigurasi elektron dan elektron valensi dari suatu atom. Saran 1. Dalam pembelajaran kimia perlu diterapkan strategi pembelajaran yang tepat sebagai upaya untuk meningkatkan kemampuan pemahaman mahasiswa pada materi struktur atom. 2. Kepada pihak lembaga, hendaknya dapat memediasi atau memfasilitasi sehingga proses belajar mengajar pada setiap pembelajaran dapat terlaksana dengan baik. 3. Perlu dilakukan penelitian yang lebih lanjut dengan meninjau dari aspek pengajar serta pelaksanaan proses belajar mengajar dengan pengambilan subjek penelitian untuk daerah yang lebih luas.
9
Daftar Pustaka Arikunto, Suharsimi. 2008. Dasar-Dasar Evaluasi Pendidikan. Jakarta : Rineka Cipta Arikunto, Suharsimi. 2009. Dasar-Dasar Evaluasi Pendidikan. Jakarta : Rineka Cipta Erlina. 2011. Deskripsi Kemampuan Berpikir Formal Mahasiswa Pendidikan Kimia. (http://jurnal .untan.ac.id/index.php/jvip/article/download/56/55) diakses tanggal 29 Juni 2013 Faika Sitti, dan Sumiati Side. 2011. Analisis Kesulitan Mahasiswa dalam Perkuliahan dan Praktikum Kimia Dasar di Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Makassar. Vol 12 (http://ojs.unm .ac.id/index.php/chemica/article/view/497/pdf) diakses tanggal 8 Maret 2013 Salirawati, Das. 2010. Pengembangan Model Instrrumen Pendeteksi Miskonsepsi Kimia Pada Peserta Didik SMA. Disertasi Doktor : Universitas Negeri Yogyakarta Selamat, I Nyoman. 2006. Implementasi Metode Pembelajaran SQ3R Berbantuan LKM Secara Kooperatif Untuk Meningkatkan Aktivitas Dan Hasil Belajar Mahasiswa. (http://www.undiksha .ac.id/images/imgitem/514.doc) diakses tanggal 8 Maret 2013 Sihaloho, Mangara. 2007. Analisis Pemahaman Konsep Pergeseran Kesetimbangan Kimia Pada Tingkat Makroskopis Dan Mikroskopis Siswa Di SMA Negeri Gorontalo. Sunyono, I Wayan Wirya, Eko Suyanto, dan Gimin Suyadi. 2009. Identifikasi Masalah Kesulitan dalam Pembelajaran Kimia SMA Kelas X di Propinsi Lampung. (http://sunyonoms.files.wordpress.com/2012/12/artikelpmipasunyono.doc) diakses tanggal 14 Februari 2013
10
