POTRET PENGGUNAKAN ANALOGI DALAM PERKULIAHAN LISTRIK-MAGNET DI LPTK

Suseno, Potret Penggunaan Analogi dalam Perkuliahan | 1

POTRET PENGGUNAKAN ANALOGI DALAM PERKULIAHAN LISTRIK-MAGNET DI LPTK Nyoto Suseno, Agus Setiawan, dan Nuryani Y. Rustaman Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Muhammadiyah Metro email: [email protected]

Abstract. The objective of this research is to study about using analogies in electricity and magnetism lecturing. Preliminary study had been conducted on four physics education programs of Java and Sumatra island for one or two meeting time, with emphasis aspect to using analogy in class. The data are colected by documentation, observation and interview. The data was analyzed qualitatively through to steps: transcription, tabulation, coding, description so that this analysis decided the accuracy theme of research. The result of this research found that always used analogies in electricity and magnetism lecturing, where it often happened spontaneously, so that analogy can risky to causes misconceptions. Analogies had important role in electricity and magnetism lecturing, especially to represent abstract concept. Students’ analogy can be to detect students’ understanding and misconceptions. Keywords: analogy, abstract concept, electricity and magnetism, and misconceptions.

Listrik-magnet adalah salah satu kajian pokok dalam bidang ilmu fisika, dan menjadi matakuliah wajib pada setiap program studi pendidikan fisika sebagai Mata Kuliah Keahlian Program Studi (MKKPS). Hasil penelitian di beberapa negara (Maloney, et al., 2001; Demirci & Cirkinoglu, 2004; Engelhardt & Beichner, 2004; Narjaikaew, et al., 2005; Planinic, 2006) menemukan banyak mahasiswa mengalami kesulitan dalam mempelajari konsep listrik-magnet. Salah satu penyebabnya adalah karena konsep listrik-magnet tergolong abstrak, sesuai ungkapan Mukhopadhyay (2006) yang menyatakan bahwa kuliah listrikmagnet tidak populer karena konsepnya abstrak.

Pemahaman terhadap fenomena yang abstrak memerlukan perangkat eksperimen (menggunakan peralatan) untuk melihat adanya gejala dan perangkat analisis (menggunakan matematika) untuk menggambarkan gejala tersebut. Penggunaan alat praktikum hanya mampu menunjukkan adanya gejala makro, yang dapat direpresentasikan dengan menggunakan analisis matematis tanpa dapat mengetahui makna fisis dari gejala yang abstrak tersebut. Salah satu cara untuk mengkonkretkan hal yang abstrak adalah dengan menggunakan analogi. Hasil penelitian (Chiu and Lin, 2005; Olive, 2005; Padolefsky dan Finkelstein, 2006) menunjukkan bahwa penggunaan analogi dapat meningkatkan

Suseno, Potret Penggunaan Analogi dalam Perkuliahan | 27

hasil pembelajaran dan dapat mengatasi kesalahan konsep. Analogi adalah alat representasi untuk menunjukkan gejala yang abstrak atau belum diketahui (domain target) dengan menggunakan pengetahuan lain yang konkret atau yang telah dimiliki (domain dasar) berdasarkan kesesuaian konsep ataupun kesesuaian cara.

Fisika LPTK negeri di luar jawa (PPFNLJ), Prodi Pendidikan Fisika LPTK swasta di Jawa (PPF-SDJ), dan Prodi Pendidikan Fisika LPTK swasta di luar jawa (PPF-SLJ).

Penting untuk disadari bahwa pengetahuan baru akan lebih bermakna jika dihubungkan dengan pengetahuan yang sudah dimiliki sebelumnya. Berpikir analogi merupakan suatu alternatif yang dapat digunakan untuk menjadikan situasi baru yang terasa rumit atau aneh menjadi lebih akrab bagi mahasiswa. Dengan menggunakan analogi fenomena yang abstrak akan dapat digambarkan dengan lebih konkret sehingga dapat membantu mahasiswa untuk mengerti dan memahami tentang fenomena yang dipelajari. Berdasarkan uraian tersebut, maka tulisan ini akan mengungkapkan hasil penelitian tentang penggunaan analogi dan dampak yang ditimbulkan dalam perkuliahan listrikmagnet di LPTK.

Teknik pengambilan data dilakukan melalui dokumentasi, observasi dan wawancara. Proses pengolahan dan analisis data dilakukan melalui beberapa tahap. Tahap pertama adalah pemeriksaan dan pemilihan data yang terkait penting dengan masalah atau indikator yang diteliti. Tahap kedua, pengelompokan data atau informasi sesuai dengan aspek kebutuhan dan permasalahannya. Tahap ketiga, tabulasi data agar tampak golongan, sifat, jenis serta frekuensi data, sehingga memudahkan pembacaan, pengkategorian dan analisis. Tahap keempat, analisis data kualitatif, yaitu menganalisis dengan cara menguraikan serta menghubungkan data dan informasi yang berkaitan dengan fokus penelitian. Tahap kelima, adalah membuat interpretasi hasil analisis sesuai permasalahan dan pertanyaan penelitian serta membuat kesimpulan.

METODE

HASIL DAN PEMBAHASAN

Desain penelitian ini adalah menggunakan metode deskriptif untuk memotret penggunaan analogi dalam perkuliahan listrik-magnet serta dampak yang ditimbulkannya. Data yang digunakan dalam penelitian ini berupa data kualitatif yang diperoleh dari dokumen rencana program perkuliahan, rekaman pelaksanaan perkuliahan, serta dokumen hasil belajar mahasiswa dalam perkuliahan listrik-magnet di beberapa LPTK.

Dokumen yang diperoleh berupa silabus, rencana program perkuliahan, jadwal kuliah dan jadwal praktikum dari empat LPTK yang menjadi subyek penelitian. Hasil tabulasi dari dokumen diungkapkan pada Tabel 1.

Penelitian dilakukan pada tahun pelajaran 2009-2010 di empat LPTK, yaitu dua LPTK negeri dan dua LPTK swasta yang berada di pulau Jawa dan Sumatra. Subjek penelitian meliputi: Prodi Pendidikan Fisika LPTK negeri di Jawa (PPF-NDJ), Prodi Pendidikan

Data pada Tabel 1 memperlihatkan bahwa dalam perkuliahan listrik-magnet di beberapa LPTK selalu mengkombinasi metode diskusi (klasikal dan kelompok) dengan metode ceramah, media yang digunakan yaitu LCD dan papan tulis, dengan salah satu LPTK menambahkan media OHP, dan satu LPTK lainya menambahkan alat peraga. Kegiatan praktikum terpisah dengan perkuliahan, sehingga kurang dapat dilihat kontribusi kegiatan praktikum terhadap perkuliahan. Berdasarkan

Suseno, Potret Penggunaan Analogi dalam Perkuliahan | 28

dokumen tersebut, tidak ditemukan adanya rencana penggunaan analogi dalam perkuliahan listrik-magnet. Hasil observasi yang difokuskan pada penggunaan analogi dalam perkuliahan listrik-magnet disajikan pada Tabel 2. Berdasarkan data Tabel 2 tersebut, tampak bahwa dalam setiap perkuliahan listrik-magnet, analogi selalu digunakan oleh dosen (67%) dan mahasiswa (33%). Analogi tersebut meliputi analogi dalam satu bidang ilmu fisika (52%) dan tidak dalam satu bidang ilmu (48%), sedangkan berdasarkan representasi yang digunakan jenis analogi meliputi analogi verbal (52%), analogi gambar (5%), analogi simbol (10%), dan analogi gesture (33%). Wawancara dilakukan dosen dan mahasiswa pada tiga LPTK yang menjadi subyek penelitian. Rangkuman hasil wawancara terhadap dosen pengampu matakuliah listrik-magnet diungkapkan pada Tabel 3, dan hasil wawancara terhadap mahasiswa peserta kuliah listrik-magnet diungkapkan pada Tabel 4. Berdasarkan Tabel 3 hasil wawancara dengan dosen pengampu matakuliah listrik-magnet, ditemukan bahwa analogi yang digunakan muncul secara spontan tanpa direncanakan. Padahal menurut para dosen (Tabel 3) maupun mahasiswa (Tabel 4) analogi diperlukan dan dapat membantu dalam perkuliahan konsep abstrak listrikmagnet. Guna melihat dampak dari penggunaan analogi terhadap hasil belajar mahasiswa, maka digunakan dokumen portofolio hasil pemetaan analogi mahasiswa pada konsep potensial listrik di salah satu LPTK yang menjadi subyek penelitian dan hasilnya diungkapkan pada Tabel 5.

Berdasarkan Tabel 5 dapat dikemukakan bahwa mahasiswa yang menganalogikan petensial listrik statis dengan potensial gravitasi (analogi yang sesuai) mencapai 63% dari jumlah mahasiswa, namun berdasarkan Tabel 6 ditemukan bahwa hanya 31% mahasiswa yang menuliskan analogi dengan tepat (kelompok A), yaitu hanya menuliskan pemetaan analogi potensial listrik statis dengan potensial gravitasi. Sedangkan 32% yang lain, selain menuliskan analogi potensial listrik statis dengan potensial gravitasi mereka juga menuliskan analogi lain yang tidak sesuai. Hasil wawancara terhadap 3 mahasiswa dari kelompok A menemukan bahwa ketiga responden secara konsisten menganalogikan potensial listrik statis dengan potensial gravitasi. Hal ini menunjukkan bahwa 31% mahasiswa (kelompok A) telah memahami konsep potensial listrik statis. Berdasarkan Tabel 5, juga diperoleh data bahwa mahasiswa yang menuliskan analogi potensial listrik statis dengan percepatan gravitasi mencapai 66%, namun berdasarkan Tabel 6 ditemukan bahwa mahasiswa (kelompok B) yang hanya menganalogikan potensial listrik statis dengan percepatan gravitasi mencapai 20%. Hasil wawancara secara terpisah terhadap 3 mahasiswa dari kelompok B, tentang analogi dari potensial listrik statis ternyata meraka secara konsisten menjawab bahwa analogi dari potenslial listrik statis adalah percepatan gravitasi. Dengan demikian maka dapat dikatakan bahwa 20% mahasiswa (kelompok B) mengalami kesalahan konsep pada konsep potensial listrik statis. Wawancara terhadap 6 mahasiswa dari kelompok selain A dan B, ditemukan bahwa mereka tidak memahami konsep potensial listrik statis.

Suseno, Potret Penggunaan Analogi dalam Perkuliahan | 29

Tabel 1. Tabulasi dokumen rencana program perkuliahan listrik-magnet LPTK I

II III IV

Metode yang digunakan Ceramah dan Diskusi Kelompok Ceramah dan Diskusi Diskusi Kelompok Ceramah, diskusi dan Demonstrasi

Media yang digunakan LCD OHP Papan tulis LCD Papan Tulis LCD Papan tulis LCD, papan tulis dan Alat peraga

Kegiatan Praktikum Terpisah pada matakuliah tersendiri Terpisah dalam satu matakuliah Terpisah dalam satu matakuliah Terpisah dalam satu matakuliah

Rencana penggunaan analogi Tidak ada

Tidak ada Tidak ada Tidak ada

Tabel 2. Data hasil observasi penggunaan analogi dalam perkuliahan listrik-magnet LPTK

I

Tatap muka (Jam) 2 kali (200 menit)

II

1 kali / (150 menit)

III

2 kali (200 menit)

IV

1 kali (100 menit)

Pokok Bahasan

Jenis Analogi Dosen

Jenis Analogi Mahasiswa

Tidak ada  Jumlah medan polarisasi dianalogikan dengan jumlah uang yang dibelanjakan (verbal)  Arus listrik dianalogikan dengan aliran air  Arus listrik pada selang (verbal) dianalogikan dengan efek domino (verbal) Muatan  Gaya listrik statis dianalogikan dengan  Gaya Coulomb listrik, gaya gravitasi (simbol) dianalogikan dengan Hukum gaya gravitasi (verbal)  Medan listrik dianalogikan dengan Coulomb percepatan gravitasi. (simbol)  Medan listrik dan medan  Medan dianalogikan dengan kekuasaan dianalogikan dengan listrik percepatan gravitasi raja pada suatu daerah di sekitarnya (verbal) (verbal) Hukum  Arah medan pada solenoida dianalogikan  Arah medan yang Ampere dengan kaidah tangan kanan (gesture) ditimbulkan kawat berarus di analogikan  Curl dianalogikan dengan arah putaran dengan kaedah tangan baut (gambar) kanan (gesture)  Bentuk solenoida dianalogikan dengan bentuk batang, dan toroida dianalogikan dengan bentuk kue donat. (verbal) Spektro Arah gaya pada spektrometer  Arah gaya pada meter dianalogikan dengan kaedah tangan partikel yang bergerak massa dan kanan. (gesture) di dalam medan Flourosensi  Lintasan partikel spectrometer massa magnet dianalogikan dengan kaedah tangan dianalogikan dengan lintasan batu yang kanan (gesture) dilempar mendatar. (gesture) Hukum  Kumparan berarus dianalogikan dengan  Arah gaya pada kawat Ampere magnet batang (verbal) berarus dalam medan dianalogikan dengan  Efek putusnya arus pada percobaan kaedah tangan kanan hukum ampere dianalogikan dengan (gesture) putusnya hubungan laki-laki dan perempuan (verbal)  Gaya magnet seperti halnya gaya gravitasi  Arah medan magnet dan gaya (verbal) dianalogikan dengan kaidah tangan kanan (gesture)  Prinsip kerja generator dianalogikan dengan motor listrik/ kipas angin yang prinsip kerjanya di balik. (verbal) Bahan Dielektrikum Listrik Dinamis

Suseno, Potret Penggunaan Analogi dalam Perkuliahan | 30

Tabel 3. Hasil wawancara dosen pengampu matakuliah listrik-magnet LPTK I

Jawaban dosen berkaitan dengan perencanaan penggunaan analogi dan alasan menggunakan analogi  Analogi digunakan secara spontan, tidak dipilih dan direncanakan.  Analogi dapat membantu pemahaman mahasiswa, serta analogi sebagai alat yang mudah dan murah untuk digunakan.

II

 Analogi biasa digunakan, tetapi tidak direncanakan sebelumnya.  Analogi sangat membantu dalam menjelaskan konsep listrik-magnet, serta dapat digunakan setiap saat kapan diperlukan.

IV

 Dalam perkuliahan belum pernah merencanakan penggunaan analogi dengan sungguh-sungguh.  Analogi sangat diperlukan dalam membantu mengkonkretkan konsep listrikmagnet yang abstrak, tatapi harus hati-hati karena analogi dapat menimbulkan kesalahan konsep.

Tabel 4. Hasil wawancara Mahasiswa LPTK I II IV

Jawaban mahasiswa berkaitan peran analogi Analogi diperlukan dalam membantu mengkonkretkan konsep listrik-magnet yang abstrak Analogi cukup membantu dalam mempelajari konsep listrik-magnet Analogi sangat membantu dalam belajar listrik-magnet

Tabel 5. Pemetaan analogi yang dibuat mahasiswa pada pokok bahasan potensial listrik No. 1.

Domain target Potensial listrik V 

EP q

V  k

2.

3.

Q r

Potensial listrik

Domain dasar Potensial gravitasi  

Ep m M r

  G

Percepatan gravitasi

Q V k r

M g  G R2

Potensial listrik

Induksi Magnetik

V  k

Q r

Responden yang Kesesuaian Analogi menuliskan 22 Memiliki kesesuain (63 %) konsep

B  k

I r

23 (66 %)

Tidak sesuai

6 (17 %)

Kurang sesuai

4.

Potensial listrik V = E.d

Hukum Ohm V = I.R

1 (3 %)

Tidak sesuai

5.

Potensial listrik

hambatan listrik kawat penghantar

2 (6 %)

Tidak sesuai

Q V k r

R  

l A

Catatan : jumlah responden 35 mahasiswa

Suseno, Potret Penggunaan Analogi dalam Perkuliahan | 31

Tabel 6. Pengelompokan mahasiswa berdasarkan hasil pemetaan analogi Kelompok Pemetaan Analogi Responden yang Mahasiswa menuliskan Mahasiswa yang hanya menganalogikan Potensial listrik dengan A 11 potensial gravitasi (31 %) Mahasiswa yang hanya menganalogikan Potensial listrik dengan B 7 percepatan gravitasi (20 %) Mahasiswa yang menganalogikan potensial listrik dengan potensial C 9 gravitasi dan percepatan gravitasi (26 %) Mahasiswa yang hanya menganalogikan potensial listrik dengan D 4 percepatan gravitasi dan induksi elektromagnetik (11 %) Mahasiswa yang menganalogikan potensial listrik dengan potensial E 2 gravitasi, percepatan gravitasi dan juga induksi elektromagnetik (6 %) Mahasiswa yang menganalogikan potensial listrik dengan percepatan F 1 gravitasi dan hambatan listrik kawat penghantar (3 %) G Mahasiswa yang hanya menganalogikan potensial listrik dengan 1 hambatan listrik kawat penghantar dan hukum Ohm (3 %)

Berdasarkan uraian di atas, maka dapat dikatakan bahwa penggunaan analogi dalam perkuliahan listrik-magnet memiliki dampak positif dan negatif. Dampak negatifnya adalah, penggunaan analogi yang tidak direncanakan dapat menimbulkan kesalahan konsep, sedangkan dampak positifnya adalah analogi dapat membantu dalam mempelajari konsep abstrak listrikmagnet, serta dengan analogi yang dikemukakan oleh mahasiswa, maka dapat diketahui tingkat pemahaman mahasiswa, dan bahkan dapat mengungkap adanya kesalahan konsep. Hal ini tentu sangat bermanfaat untuk memperbaiki atau melakukan remediasi dalam perkuliahan listrik-magnet, ini sesuai dengan ungkapan Holyoak dan Thagard (Chin and Lin, 2005), di mana analogi memiliki empat penggunaan yaitu: penemuan, pengembangan, evaluasi, dan pengungkapan. Hasil wawancara baik terhadap dosen maupun mahasiswa, menemukan bahwa analogi diperlukan dan dapat membantu dalam menjelaskan konsep abstrak listrik-magnet, hal ini sesuai dengan hasil penelitian Chiu and Lin (2005) yang menemukan bahwa penggunaan analogi tidak hanya

membantu dalam menjelaskan konsep sains yang kompleks (seperti kelistrikan), tetapi juga membantu siswa dalam memperbaiki kesalahan konsep. Berdasarkan uraian di atas, maka perlu ditekankan bahwa penggunaan analogi dapat membantu dalam perkuliahan listrik-magnet, dan bahkan dapat mengatasi kesalahan konsep, jika penggunaannya direncanakan dan dikelola dengan baik, namun sebaliknya penggunaan analogi justru dapat beresiko menimbulkan kesalahan konsep jika penggunaanya sembarangan tanpa direncanakan dengan baik. KESIMPULAN DAN SARAN

Hasil penelitian ini menemukan bahwa analogi sering digunakan dalam setiap perkuliahan listrik-magnet, tetapi penggunaannya muncul secara spontan, tanpa melalui perencanaan sebelumnya. Penggunaan analogi yang demikian, beresiko dapat menimbulkan kesalahan konsep bagi mahasiswa. Penggunaan analogi dapat menimbulkan dampak positif dan negatif. Dampak positif penggunaan analogi adalah dapat membantu mahasiswa dalam perkuliahan listrikmagnet, yaitu sebagai alat representasi

Suseno, Potret Penggunaan Analogi dalam Perkuliahan | 32

dalam mempelajari konsep abstrak listrik-magnet. Sedangkan dampak negatifnya adalah penggunaan analogi yang tidak tepat dapat menimbulkan kesalahan konsep pada diri mahasiswa. Analogi sangat diperlukan dalam perkuliahan listrik-magnet, dengan analogi konsep yang abstrak dapat terasa lebih konkret, sehingga memudahkan mahasiswa dalam memahami konsep yang abstrak listrik-magnet. Selain itu analogi yang diungkapkan mahasiswa dalam perkuliahan listrik-magnet, dapat memberikan informasi yang cukup tentang pemahaman dan penguasaan konsep mahasiswa, dan bahkan dapat digunakan dalam mengungkap adanya kesalahan konsep mahasiswa. Berdasarkan uraian di atas, maka disarankan agar setiap penggunaan analogi dalam perkuliahan listrikmagnet, hendaknya direncanakan dengan baik dan analogi yang digunakan dipilih yang paling sesuai, serta dipahami mengenai kesesuaian dan perbedaannya, sehingga penggunaan analogi dalam perkuliahan konsep abstrak listrikmagnet tidak menimbulkan kesalahan konsep.

Engelhardt, P. V. dan Beichner, R. J. (2004). “Students' Understanding of Direct Current Resistive Electrical Circuits”. American Journal Physics. 72, (1), 98 - 115.

DAFTAR PUSTAKA

Podolefsky, N. S. and Finkelstein, N. D. (2006). “Use of Analogy in Learning Physics: The Role of Representation”. Physics Review Special Topics, Physics Education Research. 2, (020101), 1 – 10.

Chiu, M. H. dan Lin, L. W. (2005). “Promoting Fourth Graders' Conceptual Change of Their Understanding of Electric Current via Multiple Analogies”. Journal of Research in Science Teaching. 42, (4), 429 - 464. Demirci, N. dan Cirkinoglu, A. (2004). “Ditermining Students' Preconception/Misconceptions in Electricity and Magnetism”. Journal of Turkish science education. 1, (2), 50- 54.

Maloney, D. P. et al. (2001). “Surveying Student's Conceptual Knowledge of Electricity and Magnetism”. American Journal Physics. 69, (7), 12 - 23. Mukhopadhyay, S. C. (2006). “Teaching electromagnetics at the undergraduate level: a comprehensive approach”. European Journal of Physics. 27, 727-742. Narjaikaew, P. et al. (2005). Year-1 Thai University Students’ Conceptions of Electricity and Megnetism. Physics Educational Network of Thailand (PENThai) and The Centre for science and Technology Education Research (CSTER). Oliva, J. M. (2005). “What Professional Knowledge Should we as Physics Teachers have about The Use of Analogies?”. Journal Physics Teacher Education. 3, (1), 11 – 16.

Planinic, M. (2006). “Assessment of Difficulties of Same Conceptual areas from Electricity and Magnetism Using The Conceptual Survey of Electricity and magnetism”. American Journal of Physics. 74, (12), 1143 – 1148.