Prosiding Seminar Nasional Fisika (SiNaFi) Vol 4 No 1 (2018) by Alobatnic

“ Membangun Kemandirian dan Daya Saing Bangsa melalui Pendidikan dan Penelitian Fisika ”

Editor: Dr. Endi Suhendi, M.Si. Duden Saepuzaman, M.Pd., M.Si.

Reviewer: Prof. Dr. Parlindungan Sinaga, M.Si. Dr. Parsaoran Siahaan, M.Pd. Irma Rahma Suwarma, Ph.D. Dr. Muslim, M.Pd. Dr. Winny Liliawati, M.Si. Dr. Ridwan Efendi, M.Pd. Dr. Lilik Hasanah, M.Si. Nanang Dwi Ardi, M.T Dr. Ahmad Aminudin, M.Si.

DEPARTEMEN PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

Seminar Nasional Fisika (SiNaFi) 2018 â&#x20AC;&#x153; Membangun Kemandirian dan Daya Saing Bangsa melalui Pendidikan dan Penelitian Fisikaâ&#x20AC;?

Bandung, Indonesia: Departemen Pendidikan Fisika ISBN: 978-602-74598-2-3 Desain sampul dan tata letak:

Duden Saepuzaman, M.Pd., M.Si.

Penerbit: Departemen Pendidikan Fisika, FPMIPA UPI

Redaksi: Jl. Dr. Setiabudhi 229, Bandung, Indonesia Telp : (022) 2004548 Fax : (022) 2004548 Email : fisika@upi.edu Website : http://fisika.upi.edu/

Cetakan pertama, Juni 2019

Hak cipta dilindungi oleh Undang-Undang Dilarang memperbanyak karya tulis ini dalam bentuk dan dengan cara apapun tanpa izin tertulis dari penerbit

iii

KATA PENGANTAR Puji syukur Kami panjatkan ke hadirat ALLAH SWT, Tuhan Yang maha Pengasih lagi Maha Penyayang, yang dengan pertolonganNYA prosiding Seminar Nasional Fisika (SiNaFi) IV pada 24 November 2018 silam dengan tema â&#x20AC;&#x153;Membangun Kemandirian dan Daya Saing Bangsa melalui Pendidikan dan Penelitian Fisikaâ&#x20AC;? dapat diselesaikan. Dalam Seminar Nasional Fisika yang menghadirkan pembicara utama Prof. Dr. Taufiq Hidayat, DEA (mantan kepala Observatorium Bosscha FMIPA ITB (2006-2010), yang namanya disematkan pada asteroid anggota Sabuk Utama 12179 Taufiq (5030 T-3)) dan Dr. Didi Teguh Chandra, M.Si. (anggota Senat Akademik Universitas Pendidikan Indonesia yang dikenal berkat upayanya mengembangkan kurikulum Pendidikan Teknologi Dasar (PTD) di jenjang pendidikan tinggi), telah dipresentasikan 125 makalah, yang terdiri atas 116 makalah oral dan 9 makalah poster. Topik yang disajikan memiliki cakupan yang luas, meliputi pendidikan Fisika dan Fisika serta bidang ilmu terkait. Tidak kurang dari 145 peserta menghadiri seminar ini dengan afiliasi yang beragam, yaitu Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN), Lembaga Penjamin Mutu Pendidikan, berbagai perguruan tinggi negeri dan swasta, dan berbagai sekolah menengah negeri dan swasta. Makalah yang dipresentasikan telah menjalani proses seleksi oleh tim penelaah untuk dapat dipublikasikan di dalam Jurnal Wahana Fisika (terindeks SINTA RISTEKDIKTI, DOAJ, dan Google Scholar), Jurnal Wahana Pendidikan Fisika (terindeks Google Scholar), maupun Prosiding Seminar Nasional Fisika ini (berISBN terindeks Google Scholar). Semoga pengetahuan yang terangkum di dalam prosiding ini dapat menginspirasi kita semua dalam mempercepat pengembangan pendidikan fisika dan keilmuan fisika di Indonesia guna mencapai kemandirian dan meningkatkan daya saing bangsa. Bandung, Juni 2019 Ketua Panitia Seminar Nasional Fisika 2018 Dr. Judhistira Aria Utama, M.Si.

DAFTAR ISI Kata Pengantar ....................................................................................................................................................... iv Daftar Isi ..................................................................................................................................................................... v Perkembangan Kompetensi Literasi Saintifik Siswa SMA Dalam Pembelajaran Inquiry with Reading Infussion Pada Topik Getaran Harmonis Di SMA Ade Rima Nurhalimah .......................................................................................................................................... 1 Penerapan Pendekatan Saintifik Untuk Melatih Literasi Saintifik Dalam Domain Kompetensi Pada Topik Gerak Lurus di Sekolah Menengah Pertama Adib Rifqi Setiawan ............................................................................................................................................... 7 Profil Hambatan Balajar Epistimologis Siswa Pada Materi Hukum Newton Tentang Gravitasi Kelas X SMA Berbasis Analisis Tes Kemampuan Responden Dhini Islamiati Karsa ......................................................................................................................................... 14 Profil Keterampilan Abad 21 Pada Pembelajaran Project Based Learning (PjBL) Materi Gelombang Bunyi Dian Raniah ............................................................................................................................................................ 19 Desain Didaktis Pada Materi Hukum Newton Tentang Gerak Berdasarkan Hambatan Belajar Siswa Kelas X Sekolah Menengah Atas Rai Rahmawati ...................................................................................................................................................... 25 Desain Didaktis Pada Materi Cepat Rambat Bunyi Berdasarkan Hambatan Belajar Siswa Kelas Xi Sekolah Menengah Atas Windi Awaliah....................................................................................................................................................... 30 Desain Didaktis Pada Materi Energi Berdasarkan Hambatan Epistimologis Siswa Sekolah Menengah Atas Siska Cikal Pratiwi............................................................................................................................................... 36 Karakterisasi Tes Penalaran Ilmiah Materi Suhu Dan Kalor Berdasarkan Teori Respon Butir Wilianti Saptawulan ........................................................................................................................................... 41 Penggunaan Media Komik Sains Untuk Meningkatkan Minat Dan Hasil Belajar Siswa Pada Konsep Gejala Pemanasan Global Di Kelas Xi Ipa 1 SMAN 10 Bandung Semester Genap Tahun Pelajaran 2017-2018 Elly Cholisoh .......................................................................................................................................................... 49 Implementasi Strategi Wrting to Learn Yang Disisipkan Pada Model Pembelajaran Demonstrasi Interaktif Untuk Meningkatkan Kemampuan Kognitif Dan Kemampuan Menulis Siswa SMA Pada Materi Suhu Dan Kalor David Edison Tarigan......................................................................................................................................... 54 Pengembangan Media Pembelajaran Berbasis Android Untuk Meningkatkan Pemahaman Konsep Pada Materi Fluida Eidelweis Dewi Jannati ..................................................................................................................................... 59 Analisis Keterampilan Berpikir Kreatif Siswa Smp Melalui Torrance Test of Creative

Thinking Salma Fauziyah ..................................................................................................................................................... 64

Menguji Berpikir Kreatif Siswa Sekolah Menengah Pertama Melalui TTCT (Torrance Test Creative Thinking) Hani Ramastiwi .................................................................................................................................................... 69 Integrasi ESD (Education Sustainable Development) Dalam Pembelajaran Problem Based Learning (PBL) Untuk Meningkatkan Penguasaan Konsep Siswa SMP Iif Latifah ................................................................................................................................................................. 75

Text Based Analogy (TBA) Dalam Mengubah Konsepsi Rangkaian Listrik Paralel Reza Hesti ............................................................................................................................................................... 82 Penggunaan Soal Keterampilan Proses Sains Untuk Mengetahui Profil Kemampuan Siswa SMP Dalam Menerapkan Konsep Rizky Kurniawati ................................................................................................................................................. 93 Menggali Engineering Design Behaviour (EDB) Siswa SMP Dalam Membuat Solusi Krisis Energi Dalam Pembelajaran STEM Irna Rosnia ............................................................................................................................................................. 97 Interpretasi Profil Kecerdasan Majemuk Dominan Siswa Sekolah Menengah Pertama Melalui Test Kecerdasan Majemuk Howard Gardner Mohamad Ismi Raskanda .............................................................................................................................. 102 Profil Keterampilan Pemodelan Siswa SMP Pada Pembelajaran Tata Surya Berbantuan Aplikasi Solar System Scope Syifa Fauziah Ahmad ....................................................................................................................................... 106 Kajian Implementasi Pendekatan Flipped Classroom Pada Pembelajaran Fisika Seli Nurpianti...................................................................................................................................................... 115 Pengembangan Media Pembelajaran Gelombang Bunyi Ayu Fauziah......................................................................................................................................................... 120 Implementasi Pembelajaran STEM: Kajian Terhadap Pencapaian Hasil Belajar Siswa Nurazizah ............................................................................................................................................................. 126 Mengukur Kemampuan Literasi Teknologi Dan Rekayasa (Engineering) Melalui Penerapan Pembelajaran Stem Dalam Fisika Thesiani Fatimah Zainurrisalah ................................................................................................................ 131 Pembuatan Alat Peraga Fisika Sederhana Roket Air Bersirip Untuk Membentuk Kerja Ilmiah Dan Sikap Ilmiah Di SMA Negeri 3 Demak Mustaqimah ........................................................................................................................................................ 136

Study of Improving Students Problem Solving Skills in Stem Learning Lulu Lolanessa ................................................................................................................................................... 143 Penerapan Strategi Writing to Learn Untuk Meningkatkan Literasi Sains Siswa SMA Pada Materi Optik Mimi Hamidah.................................................................................................................................................... 147 Profil Keterampilan 4c Siswa SMP: Studi Awal Pada Dua SMP Di Kabupaten Bandung Barat Intan Setiawati ................................................................................................................................................... 155

Upaya Meningkatkan Keterampilan Peserta Didik Dalam Berhipotesis Dan Menyimpulkan Hasil Percobaan Melalui Penerapan Metode Deminter Pada Materi Fluida Statis Selly Silva Agusti ............................................................................................................................................... 160 Upaya Meningkatkan Keterampilan Mengamati Dan Menerapkan Konsep Melalui Penerapan Model Pembelajaran Problem Based Learning (PBL) Pada Materi Fluida Statis Nurhadi ................................................................................................................................................................. 167 Penerapan Pendekatan Saintifik Untuk Melatihkan Keterampilan Proses Sains Siswa Pada Topik Fluida Dinamis Sifa Parwati ......................................................................................................................................................... 173 Pembelajaran Fisika Berorientasi Higher Order Thinking Skill (HOTS) Kardiawarman ................................................................................................................................................... 179 Penggunaan Attitude Toward Physics Inventory Untuk Mengukur Sikap Siswa SMA Terhadap Fisika I Made Risandy Dharma Putra.................................................................................................................... 184 Penerapan Pendekatan Saintifik Untuk Mengidentifikasi Perkembangan Keterampilan Proses Sains Siswa SMA Pada Materi Gerak Lurus Dyah Pangestuti ................................................................................................................................................ 189 Pengaruh Keterpaduan Pendidikan Pembangunan Berkelanjutan Dalam Pembelajaran Fisika Terhadap Kesadaran Berkelanjutan Pada Materi Suhu Dan Kalor Shopia Lestari..................................................................................................................................................... 194 Profil Hambatan Belajar Epistemologis Siswa SMA Pada Materi Ciri-Ciri Gelombang Mekanik Putri Afira Damayanti..................................................................................................................................... 200 Profil Sustainability Awareness Siswa Melalui Integrasi Esd Dalam Pembelajaran Berbasis Masalah Pada Topik Energi Di SMP Nursaidah............................................................................................................................................................. 207 Analisis Profil Hambatan Epistimologis Siswa Pada Materi Usaha Energi Dan Daya Yani Herliyani..................................................................................................................................................... 213 Analisis Profil Hambatan Epistimologis Siswa Pada Materi Momentum Dan Impuls Marwah Hayati Nufus ..................................................................................................................................... 218 Analisis Buku Teks Fisika Untuk SMP Berdasarkan Representasi Tipe Kecerdasan Majemuk Fida Hanifah ........................................................................................................................................................ 222 Penggunaan Sticky Notes Online Dalam Pembelajaran Dengan Pendekatan Conceptual Change Text Pada Materi Gerak Planet Dan Gaya Gravitasi Lissiana Nussifera ............................................................................................................................................ 227 Profil Hambatan Belajar Epistemologis Siswa Kelas X SMA pada Konsep Usaha Berbasis Analisis Tes Kemampuan Responden Sangganing Pangasa ........................................................................................................................................ 231 Umbra Bumi Dan Jarak Bumi-Bulan Dalam Peristiwa Gerhana Bulan Total 31 Januari & 28 Juli 2018 Judhistira Aria Utama ..................................................................................................................................... 239 vii

Karakteristik Daerah Aktif Di Matahari Penghasil Flare Besar Pada Siklus Ke-24 Najmy Yaritsul Firdaus .................................................................................................................................. 245 Penentuan Seismisitas Gempa Bumi Berdasarkan Hubungan Intensitas Gempa Dan Magnitudo Gempa Di Daerah Provinsi Jawa Barat Siti Azizah Sutisna ............................................................................................................................................ 253 Implementasi Metode Random Forest Dalam Memprediksi Peristiwa Flare Di Siklus Ke23 Dan 24 Menggunakan Weka Data Mining Mohamad Dena Nugraha............................................................................................................................... 258 Studi Perubahan Struktur Pori 3d Pada Batuan Clay Cap Panas Bumi Akibat Pengaruh Tekanan Uniaxial Daerah Potensi Panas Bumi Semarang Sumarni ................................................................................................................................................................. 264 Studi Penentuan Arah Kiblat Dan Koreksi Arah Kiblat Menggunakan Kompas Digital Dan Gps Berbasis Microcontroller Arduino Fakhrizal Muttaqien ........................................................................................................................................ 271 Orbit Satelit-Satelit Galakmi Bima Sakti Melalui Tinjauan Data Kinematik Wildan Hidayat .................................................................................................................................................. 276 Hilal Hari Pertama Dan Kedua Novi Sopwan ....................................................................................................................................................... 282 Analisis Mekanisme Fokus Gempabumi Menggunakan Metode Inversi Moment Tensor (Studi Kasus: Zona Tumbukan Laut Maluku Pada Tahun 2010-2017) Anggia Nur Abiyyah......................................................................................................................................... 289 Pemodelan Kelengkungan Kurva Dan Perumusan Gaya Antar Butiran Pada Kasus Rantai Butiran Magnetik Terentang Horizontal Aufa Rudiawan................................................................................................................................................... 297 Rancang Bangun Real Time Monitoring Dan Peringatan Dini Tanah Longsor Berbasis Risiko Hapsoro Agung Nugroho ............................................................................................................................... 302 Kajian Awal Instrumentasi Pengamatan Antariksa Untuk Observatorium Nasional Timau Di Nusa Tenggara Timur Timbul Manik ..................................................................................................................................................... 307 Rancang Bangun Dan Karakteristik Generator Termoelektrik Dengan Menggunakan Energi Panas Sinar Matahari Khilyatul Khoiriyah.......................................................................................................................................... 317 Analisis Sensor Vibrasi Main Cooling Water Pump Di PT Indonesia Power UPJP Kamojang Unit PLTP Kamojang Tiara Syafitri ....................................................................................................................................................... 323 Pengaruh Jumlah Elektroda Sensor Kapasitif Terhadap Sensitivitas Pengukuran Kadar Air Tanah Ahmad Aminuddin ........................................................................................................................................... 329 Karakteristik Kelistrikan Dye-Sensitized Solar Cells Dengan Menggunakan 3 Jenis Semikonduktor TiO2 Fauzan Muhammad Rabbani ....................................................................................................................... 334

viii

Kendala Massa Total Neutrino Dari Pengamatan Baryon Acoustic Oscillation Ni Putu Audita Placida Emas ....................................................................................................................... 339 Simulasi Peracunan Xenon Dan Samarium Menggunakan Gui Durotul Intokiyah ............................................................................................................................................. 344 Perancangan Dan Simulasi Microring Resonator Optik Dengan Variasi Indeks Bias Cladding Untuk Aplikasi Sensor Amonia Pada Air Tambak Fahmi Juliansyah............................................................................................................................................... 349 Analisis Pengaruh Gerhana Bulan Total 31 Januari 2018 pada Percepatan Gravitasi Di Permukaan Bumi menggunakan Sensor Photogate pada Bandul Matematis Teroptimalisasi Harbi Setyo Nugroho....................................................................................................................................... 358

Ade Rima Nurhalimah, dkk. Perkembangan Kompetensi Literasi â&#x20AC;Ś

Perkembangan Kompetensi Literasi Saintifik Siswa SMA dalam Pembelajaran Inquiry with Reading Infusion pada Topik Getaran Harmonis di SMA Ade Rima Nurhalimah*, Ida Kaniawati, Setiya Utari Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi No.229, Bandung 40154, Indonesia *Corresponding author e-mail: aderima@student.upi.edu, Telp: +628980259786

ABSTRAK Literasi saintifik merupakan kemampuan yang perlu dibekalkan kepada siswa untuk membangun pengetahuan sains dan keterampilan sains dalam menghadapi era globalisasi. Domain literasi saintifik terdiri daridomain konteks, domain kompetensi, domain pengetahuan, dan domain sikap. Peneliti memfokuskan pada satu domain literasi saintifikyaitu domain kompetensi dengan tujuan untuk melihat peningkatan kompetensi literasi saintifik siswa dalam pembelajaran. Dengan kompetensi ini siswa dapat menggunakan pengetahuan ilmiahnya dalam konteks dan situasi berbeda misalnya untuk menyelesaikan permasalahan dan pengambilan keputusan dengan cara ilmiah di masyarakat. Penelitian ini menggunakan desainone shot casestudy design dengan populasi kelas X di salah satu SMA Negeri di Kota Bandung yang berjumlah 245 siswa dengan sampel satu kelas yang diambil secara purposive sampling yang berjumlah 30 siswa. Model pembelajaran Inquiry with Reading Infusion dipilih sebagai salah satu cara untuk membekalkan kompetensi literasi saintifik siswa mengingat Inquiry memiliki tahapan yang dipandang cocok serta memiliki keleluasan tahapan yang sistematis dan terstruktur dalam kegiatan pembelajaran. Sedangkan Reading Infusion dipandang dapat membantu siswa untuk melakukan proses inquiry dengan adanya pemberian tugas membaca kepada siswa. Kompetensi literasi saintifik yang diamati meliputi menjelaskan fenomena ilimah (K1), merancang dan mengevaluasi penelitian ilimah (K2), serta menginterpretasikan data dan bukti ilmiah (K3). Perkembangan kompetensi literasi saintifik ini, dianalisis berdasarkan jawaban lembar kerja siswa (LKS)yang merujuk pada rubrik Lati W., dkk., (2012). Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat perkembangan kompetensi literasi saintifik dari pertemuan satu sampai pertemuan tiga yaitu dari kategori fair hingga good. Walaupun demikian, apabila dilihat pada setiap aspek kompetensi literasi saintifik siswa yang dianalisis dari nilai rata-rata LKS, terjadi fluktuatif pada setiap pertemuannya. Oleh karenanya perlu dikembangkan cara-cara yang lebih fokus untuk melatihkan dominasi siswa dalam pembelajaran terutama pada tahap menginterpretasikan data dan bukti ilmiahagar siswa memiliki perkembangan yang lebih baik. Kata kunci: Inquiry; KompetensiLiterasi Saintifik; Reading Infusion.

ABSTRACT Scientific literacy is an ability that needs to be provided to students to build science knowledge and science skills in the face of the era of globalization. The domain of scientific literacy domain of context, domain of competence, knowledge domain, and attitude domain. The researcher focused on one domain of scientific literacy aimed at looking at increasing scientific literacy competencies in learning. With this competence, students can use scientific knowledge in different contexts and situations to solve problems and make decisions in a scientific way in society. The experimental study used the design of one-shot case study design with a population of class X in one of the high schools in Bandung, amounting to 245 students with one class sample taken by purposive sampling totaling 30 students. The Inquiry with Reading Infusion learning model was chosen as one way to provide scientific literacy competence of students considering that Inquiry has stages that are deemed suitable and have flexibility in systematic and structured stages in learning activities. While

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Ade Rima Nurhalimah, dkk. Perkembangan Kompetensi Literasi â&#x20AC;Ś Reading Infusion is seen to be able to help students to carry out the inquiry process with the provision of reading assignments to students. Observed scientific literacy competencies include explaining scientific phenomena (K1), designing and evaluating scientific research (K2), and interpreting scientific data and evidence (K3). The development of scientific literacy competencies was analyzed based on the answers to student worksheets which refer to the rubric of Lati W., et al., (2012). The results showed that there were developments in scientific literacy competencies from one meeting to three meetings, namely from fair to good categories. However, when viewed in each aspect of student scientific literacy competency which is analyzed from the average LKS score, fluctuations occur at each meeting. Therefore, it is necessary to develop ways that are more focused to train students'dominance in learning, especially at the stage of interpreting scientific data and evidence so that students have better development. Keyword: Inquiry; Reading Infusion; Scientific Literacy Competence.

1. Pendahuluan Sejak tahun 1950, istilah literasi saintifik telah menjadi bagian dari pembelajaran sains. Literasi saintifik merupakan kompetensi yang harus dibekalkan kepada siswa, sebagai salah satu kemampuan yang dimiliki seseorang dalam menggunakan pengetahuan dan proses sains agar lebih memahami fenomena ilmiah untuk menyelesaikan suatu permasalahan atau pengambilan suatu keputusan [1]. Menunjang hal tersebut, sudah seharusnya siswa dibekali ilmu yang lebih dari sekedar menyelesaikan tugas, namun juga dibekali kemampuan untuk berpartisipasi dalam proses pemecahan masalah dan pengambilan keputusan untuk mencapai pembangunan berkelanjutan di masyarakat modern [2]. Berkaitan dengan beberapa penjelasan diatas, kompetensi literasi saintifik perlu dilatihkan melalui kegiatan pembelajaran sains untuk menghadapi permasalahan dalam segala aspek kehidupan khususnya dalam menyambut segala perkembangan di abad 21 [3]. Pembahasan mengenai konsep literasi saintifik ini dapat dikatakan telah menjadi tanda reformasi pendidikan sains dibeberapa negara dalam dua dekade terakhir. Di Indonesia, kurikulum pembelajaran sains mengungkapkan bahwa dalam proses pembelajaran, siswa perlu dorongan untuk memahami dan menerapkan pengetahuan, memecahkan masalah, menemukan solusi untuk memecahkan masalah bagi dirinya sendiri, dan berupaya untuk mewujudkan ide-ide yang mereka miliki [4]. Hasil studi PISA (Program for International Student Assessment) pada tahun 2015, menyatakan bahwa kompetensi literasi saintifik siswa Indonesia berada di bawah skor rata-rata OECD (Organisation for Economic Co-operation and Development) atau berada di

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

urutan 9 terbawah dari total 72 negara [5]. Hal ini mengindikasikan bahwa masih banyak siswa Indonesia yangberada dalam level 1, artinya peserta didik mengalami kesulitan dalam menggunakan pengetahuan ilmiahnya dan hanya mampu menggunakan pengetahuan ilmiah yang terbatas pada konteks umum [2]. Berdasarkan hasil wawancara dengan dua orang guru fisika dan hasil observasi yang dilakukan di sekolah menengah atas di Kota Bandung, menunjukkan bahwa dalam proses pembelajaran fisika di sekolah, belum secara optimal melatihkan kompetensi literasi saintifik. Hal ini ditunjukkan dengan dominasi transfer pengetahuan yang masih besar dalam kegiatan pembelajaran fisika di sekolah. Sebagai contoh, pembelajaran fisika belum memberikan pengalaman belajar yang kontekstual dan kegiatan eksperimen yang dilakukan tidak dilakukan secara berkelanjutan, sehingga siswa terhambat dalam mengaplikasikan cara-cara saintifik dalam pembelajaran seperti menjelaskan fenomena ilmiah, mengajukan hipotesis, menentukan variabel, merumuskan prosedur percobaan, dan menganalisis data. Hasil penelitian mengenai profil kompetensi literasi saintifik dilima sekolah di Kota Bandung menunjukkan bahwa sebanyak 54,6% siswa mampu menjelaskan fenomena ilmiah dengan jelas, sejumlah 53,2% siswa dapat mengevaluasi dan merancang penelitian ilmiah, dan 49% siswa dapat menginterpretasi data dan bukti ilmiah [6]. Hasil ini menunjukkan bahwa kemampuan siswa dalam menginterpretasikan data dan bukti ilmiah masih rendah. Hal ini disebabkan oleh pembelajaran sains yang dilakukan di kelas belum memfasilitasi siswa untukmeningkatkan kemampuan literasi saintifik [6].

Ade Rima Nurhalimah, dkk. Perkembangan Kompetensi Literasi â&#x20AC;Ś Berkaitan dengan pemaparan di atas, peneliti terdahulu bahwa model pembelajaran inquiry dipandang tepat untuk melatihkan dan meningkatkan kompetensi literasi saintifik [7]. Mengadopsi dari Pedaste dkk., (2015), terdapat lima tahapan dalam proses pembelajaran inquiry, yaitu orientation, conceptualization, investigation, conclusion, dan discussion (project discussion) [8]. Pada tahap orientation, siswa mengamati fenomena ilmiah yang menarik atau menstimulus rasa ingin tahu siswa tentang suatu topik danmemberikan tantangan belajarmelalui suatu masalah. Pada tahap conceptualization, siswa menyatakan pertanyaan berbasis teori dan/atau hipotesis. Pada tahap investigation, siswa merencanakaneksperimen pembelajaran, mengumpulkan dan analisis data berdasarkan hasil eksperimen. Pada tahap ini terdapat sub tahapannya yaitu tahap exploration, experimentation, dan data interpretation. Pada tahap conclusion, siswa menyimpulkandata hasil eksperimen, lalu membandingkan kesimpulan yang dibuat berdasarkan data dengan hipotesis atau pertanyaan penelitian. Sedangkan pada tahap discussion, berbeda dengan yang dikemukakan Pedaste.Tahap discussion dalam penelitian ini, diadopsi dari Boss (2015); dengan tahapannya yaitu menyampaikan project; membangun pengetahuan, pemahaman, dan kemampuan; membangun dan merevisi ide serta produk; mempresentasikan dan menarik kesimpulan [9]. Berdasarkan tahapan inquiry di atas, pembelajaran berbasis inquiry dengan tahapan tersebut, tidak dapat dilaksanakan sekaligus kepada seluruh siswa, karena tidak semua siswa terbiasa mandiri dalam belajar [10]. Sehingga diperlukan suatu cara lain yang dipandang dapat meningkatkan kompetensi literasi saintifik siswa secara optimal. Berdasarkan hal tersebut, dalam melatihkan kompetensi literasi saintifik, siswa kesulitan dalam melakukan proses inquiry karena siswa tidak memiliki pengetahuan yang cukup untuk berdiskusi dengan guru. Mengingat hal tersebut, reading menjadi hal yang penting dalam proses inquiry agar siswa memperoleh pengetahuan baru. Penelitian yang telah dilakukan oleh Fang dan Wei (2010) mengungkapkan bahwa dengan mengitegrasikan inquiry dengan dan pemberian tugas membaca (reading infusion), lebih mampu meningkatkan kompetensi literasi saintifik siswa dibandingkan dengan

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

pembelajaran yang hanya menerapkan inquiry [11]. Oleh karena itu, untuk melatihkan kompetensi literasi saintifik, dilakukan penelitian dengan menerapkan model pembelajaran inquiry withreading infusion sebagai informasi pendukung proses inquiry pada topik getaran harmonik sederhana di kelas X. Luaran yang diharapkan, agar siswa memiliki kompetensi literasi saintifik yang dapat digunakan kelak dalam membuat keputusan atas masalah yang terjadi di masyarakat, sehingga bermanfaat bagi dirinya dan kesejahteraan lingkungannya. 2. Bahan dan Metode Dalam penelitian ini terdapat dua variabel, yaitu variabel bebas adalah pembelajaran fisika dengan tahapan inquiry with reading infusion, sedangkan variabel terikat adalah kompetensi literasi saintifik. Desain penelitian yang digunakan adalah oneshot case study design. Pada desain ini, siswa diberi perlakuan (treatment) ketika pembelajaran berlangsung. Kemudian diakhir pembelajaran siswa diberi tes berupa suatu kasus yang berhubungan dengan treatment yang telah diberikan dengan tanpa adanya kelas kontrol [12]. Penggunaan desain ini dilandasi tujuan utama dari penelitian ini yaitu untuk mengetahui perkembangan kompetensi literasi saintifik siswa setelah diterapkan model pembelajaran inquiry with reading infusion bukan untuk membandingkan dengan model pembelajaran yang lain. Oneshot case study design di gambarkan dalam Tabel 1. Tabel 1. One Group Pretest-Posttest Design [13] Subject Treatment Test Kelompok

Keterangan: X: penerapan model pembelajaran inquiry with reading infusion T: tes akhir setelah diberi perlakuan (treatment) Populasi pada penelitian ini adalah seluruh siswa kelas X di salah satu SMAN di kota Bandung yang berjumlah 245 siswa dengan sampel salah satu kelas yang berjumlah 30 siswa yang diambil secara purposive sampling. Sampel diambil berdasarkan nilai rata-rata ulangan fisika tertinggi dari populasi

Ade Rima Nurhalimah, dkk. Perkembangan Kompetensi Literasi â&#x20AC;Ś agar pengkondisian kelas dapat dilakukan dengam mudah dan siswa memiliki kemampuan unggul dibandingkan siswa lainnya karena dalam proses pembelajaran inkuiri dan tugas membaca membutuhkan siswa yang cepat tanggap dan siswa harus berperan aktif dalam kegiatan pembelajaran. Instrumen yang digunakan pada penelitian ini yaitu lembar kerja siswa (LKS) yang diberikan setiap pertemuan. Data yang terkumpul terdiri dari dua jenis yaitu data kuantitatif dan data kualitatif. Data kuantitatif yang diperoleh berupa data dari jabawan LKS siswa. Setelah data dari LKS ini diperoleh, kemudian data dihitung menggunakan rubrik Lati W. (2012) yang disajikan pada Tabel 2. Penelitian ini dilakukan selama tiga kali pertemuan. Pertemuan pertama mempelajari tentang sub materi ayunan bandul. Pertemuan kedua mempelajari tentang getaran pada pegas. Pertemuan ketiga mempelajari tentang energi getaran harmonis. Tabel 2. Kriteria Keberhasilan Kompetensi Literasi Saintifik Siswa [14] Skor Keterangan Sangat baik (excellent) 81-100 Baik (good) 71-80 Cukup (fair) 61-70 Jelek (poor) 51-60 Sangat jelek (very poor) 0-50

3. Hasil dan Pembahasan Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan pada tanggal 19 April â&#x20AC;&#x201C; 11 Mei 2018, pembelajaran inquiry with reading infusion dalam melatihkankompetensi literasi saintifik dengan topik getaran harmonic sederhanapada siswa kelas X disalah satu sekolah dikota Bandung, yang dilaksanakan tiga kali pertemuan. Alokasi waktu 120 menit untuk setiap pertemuan. Setiap pertemuan, siswa diberi LKS yang mengacu pada tahapan inquiry melatihkan literasi saintifik. Literasi saintifik merupakan salah satu studi analisis organisasi PISA (Programme for International Student Assessment). Indonesia telah menjadi anggota PISA sejak tahun 2000. Definisi literasi saintifik menurut PISA 2015 dipandang sebagai kemampuan untuk terlibat dengan isu ilmu pengetahuan, dengan gagasan sains, dan sebagai warga negara yang reflektif. Pembahasan konsep literasi saintifik dapat

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

dikatakan telah menjadi tanda reformasi pendidikan sains dibeberapa negara dalam dua dekade terakhir. Dalam freamewrok PISA 2015, domain literasi saintifik terdiri dari empat domain yang saling berkaitan satu dengan yang lainnya, yaitu domain konteks (contexts), kompetensi (competencies), pengetahuan (knowledge), dan sikap (attitude)[6].Namun dalam penelitian ini, hanya menggunakan satu domain literasi saintifik yaitu domain kompetensi (competencies). Adapun aspek untuk mengukur domain kompetensi literasi saintifik menurut kerangka PISA 2015 adalah menjelaskan fenomena ilmiah (K1), mengevaluasi dan membuat desain ilmiah (K2), serta menginterpretasikan data dan bukti ilmiah (K3). Dalam proses melatihkan kompetensi literasi saintifik, setiap aspek kompetensi tersebut dihadirkan dalam Lembar Kerja Siswa (LKS) pada setiap pertemuan dengan kasus pada demonstrasi dan project. Tabel 3 menunjukan perkembangan kompetensi literasi saintifik siswa menggunakan model pembelajaran inquiry with reading infusion. Tabel 3. Rekapitulasi Kategori Kompetensi Literasi Saintifik Siswa Aspek K1 K2 K3 Pertemuan 73 72 63 Pertemuan 1 Good Good Fair Pertemuan 2

74 Good

68 Fair

70 Fair

Pertemuan 3

73 Good

75 Good

70 Fair

Rata-rata

73.33 Good

71.67 Good

67.67 Fair

Keterangan: K1: Menjelaskan fenomena ilmiah K2: Mengevaluasi dan merancangpenelitian ilmiah K3: Menginterpretasikan data dan bukti ilmiah Berdasarkan Tabel 3, secara keseluruhan aspek kompetensi literasi saintifik siswa mengalami fluktuatif pada setiap pertemuannya ada yang termasuk kategori good dan ada pula yang termasuk kategori fair. Aspek menjelaskan fenomena ilmiah topik getaran

Ade Rima Nurhalimah, dkk. Perkembangan Kompetensi Literasi â&#x20AC;Ś harmonik sederhana untuk ketiga pertemuan memiliki kategori good. Aspek mengevaluasi dan merancang penelitian ilmiah topik getaran harmonik sederhana untuk ketiga pertemuan memiliki kategori good, fair, good. Aspek menginterpretasikan data dan bukti ilmiah untuk ketiga pertemuan memiliki kategori fair. Pada aspek menjelaskan fenomena ilmiah, diperoleh hasil yang baik untuk setiap pertemuannya. Aspek ini dilatihkan pada tahap orientation, conceptualization, dan diskusi proyek bagian awal. Hasil ini disebabkan beberapa faktor diantaranya dominasi guru untuk membimbing siswa dalam tahapan ini masih tinggi. Selain itu, tahapan ini merupakan tahap awal kegiatan pembelajaran sehingga siswa masih fokus untuk belajar dan mengisi pertanyaan LKS. Oleh karena itu, diperoleh hasil yang baik. Pada aspek mengevaluasi dan merancang desain ilmiah, yang dilatihkan pada tahap diskusi proyek untuk merancang prosedur eksperimen, mengalami fluktuatif dari kategori goof, menjadi fair, hingga good. Umumnya, siswa kesulitan dalam mendesain prosedur eksperimen sehingga belum mampu membuat prosedur eksperimen secara sistematis. Akan tetapi, hasil yang mengalami penurunan drastis, terjadi pada pertemuan dua. Hal ini terjadi karena kasus permasalahan proyek merupakan eksperimen yang baru bagi siswa dibandingkan pertemuan satu dan pertemuan tiga. Sehingga sebagian besar siswa keliru dalam membuat desain eksperimennya. Pada aspek menginterpretasikan data dan bukti ilmiah yang dilatihkan pada tahap investigation, conclusion, dan diskusi proyek, memiliki kategori cukup (fair). Jika dibandingkan dengan dua aspek sebelumnya, rata-rata aspek K3 ini paling rendah. Hal ini terjadi karena tahapan ini berada dibagian akhir kegiatan pembelajaran. Sehingga kegiatan pembelajaran sudah tidak kondusif seperti saat pembelajaran baru dimulai. Siswa sudah mulai tidak terkontrol dalam mengerjakan LKS. Oleh karena itu, tahapan ini tidak mengalami peningkatan yang baik. Perkembangan kompetensi literasi saintifik siswayang terjadi tidak signifikan karena siswa kurang serius dalam menginterpretasi data dan bukti ilmiah tertama pada tahap diskusi proyek serta siswa belum mampu mendesain prosedur eksperimen secara sistematis ketika kasus yang baru diberikan yaitu osilasi pegas di dalam fluida. Faktor

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

penyebabnya karena guru mengalami kesulitan dalam pengelolaan waktu sehingga proses pembelajaran penguatan tidak terlaksana. Akibatnya siswa tidak mengetahui dimana siswa melakukan kesalahan karena tidak adanya verifikasi dari guru. Seperti halnya ungkapan Carlson (2008) bahwa dalam pembelajaran model inquiry dengan durasi waktu yang sebentar menjadi salah satu kekurangan dalam penelitian [15]. Selain itu pada pembelajaran dengan menggunakan model inquiry with reading infusion, dominasi guru dalam membimbing siswa masih besar. Hal ini sejalan dengan pendapat Wenning (2005) bahwa pembelajaraninquiry memerlukan waktu, dan pembelajaran inquiry cukup menghabiskan waktu dan tenaga [7]. 4. Simpulan Hasil penelitian ini menunjukan bahwa dengan menerapkan Inquiry with Reading Infusion dapat mengidentifikasi perkembangan kompetensi literasi saintifik siswa, diantaranya aspek menjelaskan fenomena ilmiah, mengevaluasi dan merancang penelitian ilmiah, serta menginterpretasikan data dan bukti ilmiah. Dari ketiga aspek kompetensi literasi saintifik tersebut, hanya dua aspek saja yang mengalami peningkatan baik yang termasuk dalam kategori good (baik) yaitu aspek menjelaskan fenomena ilmiah dan mengevaluasi dan merancang penelitian ilmiah. Sedangkan pada aspek menginterpretasikan data dan bukti ilmiah masih berada dalam kategori fair (cukup). Oleh karena itu, diperlukan alternatif tambahan untuk membantu siswa dalam menginterpretasikan data dan bukti ilmiah, serta untuk melatihkankompetensi literasi saintifik siswa yang lebih baik, kegiatan pembelajaran dengan menggunakan Inquiry with Reading Infusion perlu dilakukan secara berkesinambungan atau berkelanjutan dan tidak cukup hanya dilakukan dengan tiga kali pertemuan di dalam kelas. 5. Ucapan Terima Kasih Dalam penelitian ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam melakukan penelitian dan penulisan artikel ini. Diantaranya kepada, Ibu Dr. Ida Kaniawati, M.Si., Ibu Dr. Setiya Utari, M.Si., Bapak Duden Saepuzaman M.Pd., M.Si., Bapak Muhamad Gina Nugraha, S.Pd., M.Pd., M.Si., dan Bapak Dr. Eka Cahya Prima, S.Pd., M.T.

Ade Rima Nurhalimah, dkk. Perkembangan Kompetensi Literasi … selaku dosen yang telah membimbing dan memberikan banyak masukan dan arahan dalam penelitian ini serta siswa kelas sepuluh (X) di salah satu SMA di Kota Bandung yang telah membantu penelitian ini. 6. Referensi [1] Novili, Wili I. dkk. (2016). Penerapan Scientific Approach untuk Meningkatkan Literasi Saintifik dalam Domain Kompetensi Siswa SMP pada Topik Kalor. JPPPF - Jurnal Penelitian & Pengembangan Pendidikan Fisika Volume 2 Nomor 1. [2] Vieira. (2014). Fostering Scientific Literacy and Critical Thinking in Elementary Science Education. Internasional Journal of Science and Math Education. [3] Wenning C.J. (2006). Assessing natureof-science literacy as one component of scientific literacy, J. Phys. Tchr. Educ. Online, (4) 3-14. [4] Permendikbud. 2013. Permendikbud. Indonesia: BSNP [5] OECD. (2013). PISA 2012: Assessment and Analytical Framework: Mathematics, Reading, Science, Problem Solving and Financial Literacy. OECD Publishing. Retrieved from: http://dx.doi.org/10.1787/978926419051 1-en. [6] Utari. dkk 2015. Designing Science Learning for Training Students’ Science Literacies at Junior High School Level. Internatonal Conference on Mathematics, Science, and Education. [7] Wenning, Carl J. (2005). Levels of inquiry: Hierarchies of pedagogical practices and inquiry processes. JPTEO. Illinois State University Physics Dept. hal 3-12. [8] Pedaste, Margus. dkk. (2015). Phases of Inquiry-Based Learning: Definitions and the Inquiry Cycle. Educational Research Review 14 (2015) 47–61. [9] Boss, Suzie. 2015. PBL FOR 21ST CENTURY SUCCES. California: Buck Institute for Education [10] Dewi, Ermawati. (2013). Penerapan Pemberian Tugas Awal “Integrated Reading and Writing” dalam Pembelajaran Berbasis Masalah untuk Meningkatan Literasi Fisika SMP.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

[11]

[12] [13] [14]

[15]

Prosiding Simposium Nasional Inovasi dan Pembelajaran Sains 2013. Fang, Zhihui. 2010 Improving Middle School Students’ Science Literacy Through Reading Infusion. The Journal of Educational Research. 103:4, 262-273, DOI: 10.1080/00220670903383051 Fraenkel, Jack, R., dkk., (2012). How to Design and Evaluate Research and Education. New York: McGraw-Hill. Sugiyono. (2016). Metode Penelitian Pendidikan (Pendekatan Kuantitatif, Kualitatif dan R&D). Bandung: Alfabeta. Lati, W., dkk. (2012). Enhancement of Learning Achievement and Integrated Science Process Skills Using Science Inquiry Learning Activities of Chemical Reaction Rate.Procedia-Social and Behavioral Science, hlm. 4471-4475. Carlson, J. L. (2008). Effect of ThemeBased, Guided Inquiry Instructyion on Sciences Literacy of Ecology. (Tesis). Muchigan Technological University.

Adib Rifqi Setiawan. Penerapan Pendekatan Saintfik â&#x20AC;Ś

Penerapan Pendekatan Saintifik untuk Melatih Literasi Saintifik dalam Domain Kompetensi pada Topik Gerak Lurus di Sekolah Menengah Pertama Adib Rifqi Setiawan Alobatnic Research Society (ARS), Jl. Kudus-Colo km. 20 Kudus, 59353, Indonesia Corresponding authorâ&#x20AC;&#x2122;s e-mail: alobatnic@gmail.com

ABSTRAK Penelitian menggunakan metode pre-experimental dengan desain one-group pretest-posttest terhadap sampel sebanyak 36 siswa yang dipilih menggunakan teknik convenience sampling di Kabupaten Bandung Barat ini menerapkan pendekatan saintifik untuk melatih literasi saintifik. Pengujian dilakukan menggunakan tes uraian sebanyak 18 soal dengan keandalan tes sebesar 0,73. Hasil penelitian menunjukkan bahwa setelah diterapkan pendekatan saintifik, siswa mengalami peningkatan literasi saintifik dalam domain kompetensi pada kategori sedang masing-masing: K1 <g> =0,52; K2 <g> =0,60; dan K1 <g> =0,69. Kata-kata kunci: Literasi Saintifik; Domain Kompetensi; Pendekatan Saintifik; Gerak Lurus.

ABSTRACT Research using pre experimental with one group pretest-posttest design on a sample of 36 students which were selected using convenience sampling technique in Kabupaten Bandung Barat was implemented the scientific approach to train scientific literacy. Tests used by 18 essay questions with a reliability of the test is 0.72. The reslut reports that after implemented scientific approach, studentsâ&#x20AC;&#x2122; scientific literacy improve at moderate category in each domain competence: C1 <g> =0,52; C2 <g> =0,60; and C3 <g> =0,69. Keywords: Scientific Literacy; Domain Competence; Scientific Approach; Linear Motion

1. Pendahuluan Pembelajaran Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) di Indonesia memiliki fenomena yang unik. Pasalnya siswa Indonesia beberapa kali meraih medali dalam kejuaraan olimpiade IPA. Di cabang Biologi, siswa Indonesia dapat meraih total 4 medali perak dalam kejuaraan International Biology Olympiad (IBO) di Tehran, Iran pada 15-22 Juli 2018 [1]. Kabar ini menunjukkan bahwa siswa Indonesia dapat bersaing dengan siswa dari 78 negara peserta di cabang Biologi. Di cabang Fisika pun demikian, siswa Indonesia dapat meraih total 5 medali dalam kejuaran International Physics Olympiad (IPhO) ke-49 di Lisbon, Portugal, pada 21-29 Juli 2018 dengan rincian 1 emas, 1 perak, dan 3 perunggu [2]. Berita ini menunjukkan bahwa siswa Indonesia dapat

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

bersaing dengan pelajar dari 90 negara peserta di cabang Fisika. Bahkan dalam ajang kejuaraan International Olympiad of Metropolises di Moskow, Rusia, pada 2-7 September 2018, yang mengadu matematika, fisika, kimia dan komputer, tim siswa Indonesia berhasil meraih silver trophy dari 25 negara peserta [3]. Uniknya, raihan siswa Indonesia dalam kejuaran olimpiade IPA tidak selaras dengan penilaian dari Programme for International Student Assessment (PISA). Informasi dari PISA menunjukkan bahwa siswa Indonesia berada di peringkat ke-62 dari 70 negara peserta [4]. Raihan olimpiade memang tidak bisa menjadi gambaran keberhasilan pembelajaran IPA secara umum. Pasalnya dalam kejuaraan tersebut, peserta yang ikutserta merupakan

Adib Rifqi Setiawan. Penerapan Pendekatan Saintfik â&#x20AC;Ś siswa yang sengaja dipilih, baik melalui seleksi maupun dilihat hasil unjuk kerja di pembelajaran IPA. Tak jarang dalam seleksi dilakukan secara bertahap dari tingkat kabupaten/kota sampai nasional. Karena Indonesia hampir tidak pernah mengikuti kejuaraan olimpiade dengan peserta yang diambil secara acak dari keseluruhan siswa, raihan olimpiade harus diperlakukan sebagai hiburan saja yang tidak boleh ditanggapi dengan kepuasaan yang berlebihan. Penilaian dari PISA pun bukan harga mati dalam mengukur hasil pembelajaran IPA. Pasalnya dari hasil yang diterbitkan, PISA tidak menunjukkan data lengkap pengambilan data berupa obyek penelitian tidak jelas. Ketidakjelasan ini karena PISA hanya menunjukkan umur saja, tidak menunjukkan sekolah yang menjadi lokasi pengambilan data. Kelengkapan data ini penting karena Indonesia masih memiliki masalah kesenjangan pendidikan antar wilayah [5]. Sehingga penilaian pelajar di wilayah tertentu, misalnya di Bandung, dengan pelajar di wilayah lain, seperti Kudus, memungkinkan hasil yang berbeda. Masalah lain dari penilian PISA ialah terkait instrumen yang digunakan. Sampai saat ini PISA belum pernah menunjukkan instrumen yang dipakai untuk mengukur siswa Indonesia. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan (Kemdikbud) juga enggan menunjukkan instrumen tersebut. Informasi yang diperoleh penulis dari Setiya Utari dalam wawancara informal di Cimahi pada 8 Juli 2018 pukul 21:00-22:00 waktu setempat menyebutkan bahwa hal ini karena instrumen yang dipakai ialah terjemahan instrumen versi Bahasa Inggris dari PISA. Letak masalah terkait instrumen ialah apakah instrumen terjemahan sudah sesuai dengan bahasa keseharian atau bahasa teknis keilmuan yang biasa dipakai oleh siswa Indonesia? Bisa jadi siswa Indonesia sulit mengerti intrumen yang dipakai karena bahasanya kurang akrab dengan mereka. Padahal bahasa memiliki peran penting dalam mengerjakan soal. Karena itulah kita tidak perlu terlalu terpaku dengan hasil yang diberikan oleh PISA. Meski demikian, bukan berarti penilaian PISA tidak perlu diperhatikan sama sekali. Selain menyediakan informasi sebagai bahan evaluasi pembelajaran di beberapa negara, PISA juga memberikan kerangka kerja yang digunakan dasar pengukuran. Kerangka kerja dari PISA dapat diadopsi atau minimal

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

diadaptasi sebagai bagian dari kegiatan pembelajaran karena menekankan kemampuan pelajar untuk menerapkan pengetahuan terhadap masalah keseharian. Kerangka kerja tersebut secara ringkas dapat disebut dengan literasi saintifik. Literasi saintifik dapat dimaknai sebagai kemampuan menerapkan penguasaan konsep dan proses terhadap keseharian. Dalam penilaian literasi saintifik berdasarkan kerangka kerja PISA, terdapat empat domain yang saling terkait [6], yaitu: a. Domain konteks, meliputi konteks personal, lokal/nasional dan global; b. Domain kompetensi, meliputi aspek kemampuan untuk menjelaskan fenomena sains, merancang dan mengevaluasi penyelidikan sains, serta menafsirkan data dan bukti sains; c. Domain pengetahuan, meliputi aspek pengetahuan konten, pengetahuan prosedural, dan pengetahuan epistemik; serta d. Domain sikap seseorang terhadap sains, ditandai dengan minat dalam sains dan teknologi, mengapresiasi pendekatan sains untuk penyelidikan, serta tanggapan dan kesadaran terhadap masalah lingkungan. Seiring perkembangan zaman, literasi saintifik dipilih sebagai tujuan utama pembelajaran IPA karena dianggap bisa digunakan untuk mempersiapkan generasi saat ini untuk menghadapi saat nanti [7]. Sebagai tujuan utama dalam pembelajaran IPA, literasi saintifik dalam keseharian masyarakat menjadi gambaran keberhasilan pembelajaran IPA yang dilakukan oleh setiap negara, seperti Singapura, Jepang, Finlandia, dan Kanada [4]. Amerika Serikat sendiri sudah lama memilih literasi saintifik sebagai tujuan utama pembelajaran IPA di negaranya, bahkan dari sanalah gagasan ini kali pertama muncul [8,9]. Sementara itu di Indonesia sudah diambil kebijakan untuk mendukung tujuan ini meski tidak dipaparkan secara gamblang [10]. Namun, hasil penilaian PISA terhadap siswa Indonesia terkait tingkat literasi saintifik menyebutkan bahwa siswa Indonesia sebagian besar berada dalam level 1 dan sebagian kecil berada dalam level 2 literasi saintifik [11]. Dua level ini terbilang rendah karena terdapat 6 level (diperluas menjadi 8 level) dalam penilaian PISA [6]. Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi hasil penilaian PISA terhadap

Adib Rifqi Setiawan. Penerapan Pendekatan Saintfik â&#x20AC;Ś siswa Indonesia terkait literasi saintifik ini. Salah satunya adalah proses pembelajaran yang belum bisa memfasilitasi secara optimal untuk meningkatkan literasi saintifik siswa. Sebagai contoh siswa belum dapat mengembangkan pertanyaan penyelidikan, eksperimen yang dibangun masih bersifat verifikasi terhadap buku teks (cookbook). Kebiasaan proses pembelajaran seperti ini bisa mengakibatkan literasi saintifik siswa menjadi rendah. Dengan demikian, diperlukan upaya perbaikan dalam proses pembelajaran supaya dapat meningkatkan literasi saintifik siswa. Upaya perbaikan yang dapat dilakukan bisa bermacam-macam, misalnya dengan menganalisis kandungan literasi saintifik dalam bahan ajar, mengembangkan tes literasi saintifik, serta menganalisis desain pembelajaran. Dalam penelitian ini, upaya perbaikan yang dipilih ialah dengan menganalisis desain pembelajaran yang diselaraskan terhadap domain literasi saintifik dan tuntutan kurikulum yang berlaku. Pilihan ini diambil karena dalam desain pembelajaran dapat menyertakan bahan ajar dan tes serta memberikan tindakan secara langsung pada siswa. Sehingga tujuan penelitian ini ialah untuk meningkatkan kemampuan literasi saintifik dengan menggunakan desain pembelajaran pendekatan saintifik. Peneliti bermaksud untuk menerapkan desain tersebut kemudian melihat peningkatan literasi saintifik siswa setelah pembelajaran. Dengan demikian, rumusan masalah dalam penelitian ini ialah, â&#x20AC;&#x153;Bagaimana penerapan pendekatan saintifik untuk melatih literasi saintifik dalam domain kompetensi pada topik gerak lurus di sekolah menengah pertama?â&#x20AC;?

dalam satu kelompok perlakuan, dan tidak memerlukan pengontrol variabel [12] Desain penelitian yang digunakan berupa dua kali observasi, yakni sebelum berupa pretest (O1) dan setelah berupa posttest (O2), serta perlakuan berupa penerapan pendekatan saintifik (X), ditunjukkan dengan pola berikut: O1____________ X____________ O2 Data yang diperoleh berupa skor pretest dan posttest diolah menggunakan gain yang dinormalisasi <g> untuk menggambarkan nilai peningkatan posttest terhadap pretest [13]. Subjek penelitian ini merupakan siswa dengan rentang usia 13-15 tahun. Populasi dalam penelitian ini adalah siswa kelas VII di salah satu SMP Negeri di Kabupaten Bandung Barat sebanyak 144 siswa. Sampel dalam penelitian ini sebanyak 25% dari populasi diambil menggunakan teknik convenience sampling [12,14]. Instrumen yang digunakan dalam penelitian adalah tes tipe uraian literasi saintifik yang disusun oleh Setiawan, Utari, & Nugraha (2017) [15]. Instrumen sebanyak 18 butir soal tersebut dipilih karena memiliki keabsahan (validity) sudah layak dan nilai koefisien keandalan (reliability) sebesar 0,73. Penyekoran pre-test dan post-test setiap siswa yang menjadi sampel penelitian dilakukan dengan menggunakan persamaan berikut: đ?&#x2018;&#x2020; = â&#x2C6;&#x2018; đ?&#x2018;&#x2026; (Persamaan 1. Penyekoran PreTest dan Post-Test) dengan: S = skor siswa dan R = jawaban tepat Dari skor pretest dan posttest, nilai gain yang dinormalisasi <g> dihitung dengan menggunakan persamaan berikut: % % < đ?&#x2018;&#x201D; >= %

2. Bahan dan Metode Penelitian ini bertujuan untuk melihat peningkatan literasi saintifik siswa setelah diterapkan pendekatan saintifik pada topik gerak lurus di Sekolah Menengah Pertama. Oleh karena itu, diperlukan data literasi saintifik siswa sebelum dan setelah melakukan kegiatan pembelajaran. Berdasarkan tujuan penelitian dan kebutuhan data, metode penelitian yang dipilih pre-experimental dengan desain one-group pretest-posttest design [12]. Dengan metode ini, tidak diperlukan kelompok kontrol untuk dibandingkan dengan kelompok eksperimen, tidak menggunakan penyamaan karakteristik

(Persamaan 2. Nilai Gain) [13] yang ditafsirkan berdasarkan tabel berikut:

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Tabel 1. Kategori Peningkatan Nilai Gain [13] <g> Kategori 0,00 < g â&#x2030;¤ 0,30

Rendah

0,30 < g â&#x2030;¤ 0,70

Sedang

0,70 < g â&#x2030;¤ 1,00

Tinggi

3. Hasil dan Pembahasan Berikut adalah hasil keseluruhan peningkatan literasi saintifik siswa yang

Adib Rifqi Setiawan. Penerapan Pendekatan Saintfik â&#x20AC;Ś didapatkan dengan menggunakan nilai gain yang dinormalisasi <g>. Tabel 2. Peningkatan Literasi Saintifik Rata-rata Rata-rata N-Gain pre-test post-test 4,61

15,52

0,61

Berdasarkan Tabel 1. maka peningkatan literasi saintifik siswa dalam domain kompetensi pada topik gerak lurus secara keseluruhan ialah pada kategori sedang. Peningkatan dengan nilai gain yang dinormalisasi sebesar 0,61 menunjukkan bahwa lebih dari setengah dari seluruh jumlah siswa dalam penelitian ini memenuhi indikator domain kompetensi literasi saintifik. Peningkatan pada kategori sedang tersebut serupa dengan hasil yang didapatkan oleh Novili, dkk. (2017), Melida, dkk. (2016), Agustina, dkk. (2017) [16-18]. Novili, dkk. (2017) melakukan penelelitian penerapan pendekatan saintifik, tapi pada topik kalor. Peneltian Melida, dkk. (2016) sendiri membandingkan pengaruh penerapan strategi writing to learn dalam pembelajaran Hukum Newton. Sedangkan Agustina, dkk. (2017) mengukur penerapan pembelajaran berbasis STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics) dalam pembelajaran Hukum Pascal. Berdasarkan perbandingan terhadap hasil Novili, dkk. (2017), dapat dilihat bahwa tidak ditemukan perbedaan menyolok pada topik pembelajaran yang berbeda. Hal ini juga didukung oleh hasil Melida, dkk. (2016) dan Agustina, dkk. (2017) yang menunjukkan bahwa tidak ditemukan perbedaan menyolok dengan model pembelajaran yang berbeda. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa belum ditemukan model terbaik untuk digunakan dalam pembelajaran tfisika di sekolah. Artinya, selama model tersebut tidak melupakan kegiatan pengamatan (observation) dan/atau peramalan (eksperiment) yang merupakan karakteristik Ilmu Pengetahuan Alam (IPA), termasuk fisika, maka tidak masalah diterapkan dalam pembelajaran [1921]. Secara rinci, domain kompetensi dikelompokkan ke dalam tiga kompetensi, yaitu Menjelaskan Fenomena Ilmiah (K1), Merancang dan Mengevaluasi Penyelidikan Ilmiah (K2), serta Menafsirkan Data dan Bukti

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Ilmiah (K3). Peningkatan literasi saintifik pada ketiga domain kompetensi dalam setiap pertemuan dapat dilihat pada Gambar 1. yang memperlihatkan bahwa peningkatan paling signifikan terjadi pada Pertemuan I dalam K3. Gambar 1. juga menunjukkan kecenderungan peningkatan literasi saintifik untuk setiap pertemuan hanya terjadi pada K2, sedangkan pada K1 dan K3 justru mengalami penurunan dan perubahan yang tidak laras untuk setiap pertemuan. 1.00

0.87 0.74

0.80 0.60

0.74 0.71 0.68

0.61 0.52 0.45 0.42

0.40

0.68

0.58

0.68 0.65

0.84 0.74

0.39

0.39 0.23

0.20 0.00 K1-1 K1-2 K2-3 K2-4 K3-2 K3-5 Pertemuan I

Pertemuan II

Pertemuan III

Gambar 1. Peningkatan Setiap Domain Dalam Setiap Pertemuan Peningkatan pada K1 dengan nilai gain yang dinormalisasi sebesar 0,52 menunjukkan bahwa siswa yang mampu menjelaskan fenomena secara ilmiah baru sekitar setengah dari seluruh jumlah siswa. K1 diukur berdasarkan dua indikator, ialah Mengingat dan Menerapkan Pengetahuan Ilmiah yang Sesuai (K1-1) serta Mengidentifikasi, Menggunakan, dan Menghasilkan Model yang Jelas dan Representatif (K1-2). Untuk setiap pertemuan, kedua indikator ini memberikan hasil yang berbeda. K1-1 mengalami perubahan yang tidak laras berupa penurunan dari Pertemuan 1 ke Pertemuan 2 serta peningkatan dari Pertemuan 2 ke Pertemuan 3 mengalami peningkatan. K1-2 mengalami perubahan yang laras berupa penurunan untuk setiap pertemuan. Perubahan tidak laras juga terjadi pada domain Menafsirkan Data dan Bukti Ilmiah (K3) dengan nilai gain yang dinormalisasi sebesar 0,69. K3 diukur berdasarkan dua indikator, ialah Mengevaluasi Argumen Ilmiah dan Bukti dari Berbagai Sumber (K3-2) serta Menganalisis dan Menafsirkan Data serta Menarik Kesimpulan yang Tepat (K3-5). K3-2 mengalami perubahan yang laras berupa penurunan untuk setiap pertemuan, bahkan penurunan sangat curam dari Pertemuan 1 ke Pertemuan 2. K3-5 mengalami perubahan yang

Adib Rifqi Setiawan. Penerapan Pendekatan Saintfik â&#x20AC;Ś tidak laras penurunan dari Pertemuan 1 ke Pertemuan 2 dan peningkatan dari Pertemuan 2 ke Pertemuan 3. Perbedaan yang sangat besar antara Pertemuan 2 dengan dua pertemuan lainnya pada K3-5 membuat penurunan dan peningkatan yang terjadi terlihat paling jelas. Dari ketiga domain, hanya peningkatan pada K2 dengan nilai gain yang dinormalisasi sebesar 0,60 yang menunjukkan perubahan yang laras. K2 diukur berdasarkan dua indikator, berupa Mengusulkan Cara Mengeksplorasi Pertanyaan yang Diberikan Secara Ilmiah (K2-3) serta Mengevaluasi Cara Mengeksplorasi Pertanyaan yang Diberikan Secara Ilmiah (K2-4), mengalami peningkatan untuk setiap pertemuan. Namun peningkatan untuk Pertemuan 1 ke Pertemuan 2 pada K2-4 terlihat paling tajam. Secara keseluruhan, peningkatan literasi saintifik siswa tidak terjadi secara konsisten dari domain ke domain serta dari pertemuan ke pertemuan yang ditunjukkan dengan simpangan nilai rata-rata yang cukup besar. Ketidakkonsistenan ini menyulitkan peneliti dalam menyimpulkan gambaran umum peningkatan literasi saintifik siswa berkaitan dengan pertemuan. Kesulitan ini terjadi karena pada indikator dan pertemuan tertentu peningkatan sangat tajam dan penurunan sangat curam dibanding nilai rata-rata peningkatan keseluruhan. Dari keseluruhan hasil yang didapatkan, peningkatan K2-4 pada Pertemuan 1 terbilang paling rendah. Rendahnya peningkatan didapatkan karena sebagian besar siswa tidak tepat dalam menjawab SLS. Pada SLS ditanyakan tentang pengukuran perpindahan menggunakan Odometer dengan jawaban yang diharapkan ialah siswa menjawab bahwa cara tersebut tidak tepat karena Odometer mengukur jarak bukan perpindahan. Namun sebagian besar siswa menjawab bahwa cara tersebut sudah tepat. Indikator pada Tugas Proyek menuntut siswa untuk bisa Mengevaluasi Cara Mengeksplorasi Pertanyaan yang Diberikan Secara Ilmiah. Evaluasi yang ditekankan berupa kecermatan siswa dalam menemukan kesalahan cara mengeksplorasi berdasarkan pengetahuan yang telah mereka miliki. Dari ketiga pertemuan, hanya pada Pertemuan 1 peningkatan yang dialami memberikan nilai paling kecil dengan nilai gain yang dinormalisasi sebesar 0,23 sedangkan pada

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Pertemuan 2 dan 3 masing-masing sebesar 0,58 dan 0,68. Konsep dasar yang diangkat pada bagian ini berupa perbedaan Jarak dan Perpindahan seperti pada indikator K1-1 dan K1-2 untuk Pertemuan I. Kedua indikator tersebut memberikan nilai gain yang dinormalisasi masing-masing sebesar 0,45 dan 0,74. Hasil ini menunjukkan bahwa siswa sudah bisa memahami perbedaan konsep jarak dan perpindahan namun belum bisa menerapkan untuk mengevaluasi cara mengeksplorasi pertanyaan yang memerlukan pemahaman terhadap perbedaan kedua konsep tersebut. Karena dibandingkan terhadap indikator dengan konsep yang sama serta tahapan yang sama simpangan nilainya sangat besar, peneliti menyebut bahwa siswa sudah bisa memahami konsep Jarak dan Perpindahan, tapi belum bisa menguasasi untuk diterapkan pada kasus tertentu yang memerlukan pemahaman terhadap kedua konsep tersebut. 4. Simpulan Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dapat dikatakan bahwa secara keseluruhan literasi saintifik siswa mengalami peningkatan pada kategori sedang setelah diterapkan pendekatan saintifik. Hasil ini menunjukkan bahwa kegiatan pembelajaran dengan menggunakan pendekatan saintifik bisa melatihkan literasi sainifik. Secara teoretis penelitian ini berhubungan dengan peran penelitian ini bagi pengembangan kajian pembelajaran fisika dan IPA untuk sekolah menengah. Sementara secara praktis penelitian ini ikut serta memberikan penguatan pelaksanaan pembelajaran fisika dan IPA yang bisa melatihkan literasi saintifik pada siswa untuk untuk sekolah menengah. Penelitian ini memiliki batasan sebagai berikut: a. Pada penelitian ini, peningkatan literasi saintifik siswa masih belum terungkap secara menyeluruh berdasarkan indikator pada kerangka kerja PISA; b. Topik yang diajarkan baru gerak lurus; c. Penerapan pendekatan saintifik yang dilakukan pada penelitian ini belum meningkatkan literasi saintifik siswa secara optimal; Karena itu peneliti memberikan saran terkait penelitian ini yang diharapkan dapat dijadikan sebagai bahan pertimbangan untuk

Adib Rifqi Setiawan. Penerapan Pendekatan Saintfik â&#x20AC;Ś perbaikan dan/atau kelanjutan penelitian ini, sebagai berikut: a. Melakukan pengembangan instrumen yang mampu mengukur seluruh indikator tersebut sehingga instrumen tersebut mampu menggambarkan peningkatan literasi saintifik siswa dengan tepat; b. Menyusun desain pembelajaran pada topik selain gerak lurus agar mampu meningkatkan literasi saintifik siswa pada seluruh topik pembelajaran, sehingga hasil pembelajaran bisa semakin optimal; c. Melakukan perbaikan berkelanjutan pada pelaksanaan maupun desain pembelajaran. Supaya perbaikan lebih optimal, peneliti menyarankan agar ujicoba dilakukan ke tiga sekolah setara dengan tingkat yang berbeda (tinggi, sedang, dan rendah); d. Untuk menegaskan bahwa pendekatan saintifik memang bisa meningkatkan literasi saintifik siswa, penelitian selanjutnya menggunakan kelas pembanding yang menerapkan desain pembelajaran tidak sama; e. Sebelum desain pembelajaran ini diterapkan, peneliti mengharapkan agar pengetahuan matematika yang diperlukan pada kegiatan pembelajaran sudah dikuasi atau minimal telah dipahami dengan tepat oleh siswa; serta f. Agar poin e dapat dilaksanakan dengan baik dan tidak saling tumpang tindih antar mata pelajaran, peneliti berharap agar dilakukan kajian ulang terhadap kurikulum matematika di sekolah yang fokus untuk memenuhi kebutuhan mata pelajaran lain terhadap konsep matematika. Penerapan desain pembelajaran dengan menggunakan pendekatan saintifik secara malar pada kegiatan pembelajaran topik gerak lurus dapat meningkatkan literasi saintifik siswa. Pendekatan saintifik dipandang cocok digunakan untuk melatihkan literasi saintifik siswa sekolah menengah pertama (SMP) karena siswa tidak hanya diberi informasi melainkan dipancing agar ikut serta mencari informasi dengan bekal pengetahuan yang telah dimiliki. Topik gerak lurus dipilih dalam penelitian ini dengan alasan bahwa banyak topik lain di fisika bergantung pada topik ini. Dengan demikian, desain pembelajaran yang dirancang pada penelitian ini dengan pendekatan saintifik untuk melatihkan literasi saintifik pada topik gerak lurus dapat ikut serta memperkaya kajian keilmuan pembelajaran fisika dan IPA.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

5. Ucapan Terima Kasih Penulis mengucapkan terima kasih atas bimbingan Setiya Utari dan Muhamad Gina Nugraha selama penelitian berlangsung; Tarma Anda beserta para siswanya yang memberikan kesempatan melakukan penelitian di kelas yang diajar; serta Laila Isrofatun Nahdiah atas dukungannya selama penelitian berlangsung. 6. Referensi [1] Abidin, Zaenal. (2018). Indonesia raih empat perak olimpiade biologi internasional. Antara, 22 Juli pukul 13:05. [lihat] [2] Indriani. (2018). Siswa indonesia raih emas olimpiade kimia dan fisika. Antara, 31 Juli pukul 10:16. [lihat] [3] Gibbons, Zeynita. (2018). Pelajar dki jakarta juara olimpiade di moskow. Antara, 10 September pukul 06:18. [lihat] [4] OECD. (2018). Pisa 2015 results in focus. Paris: OECD. [lihat] [5] Kemdikbud, (2018). Indonesia development forum 2018: terobosan dalam mengatasi kesenjangan tingkat regional. Kemdikbud, 12 Juli. [lihat] [6] OECD. (2017). Pisa for development assessment and analytical framework -draft version 03 may 2017. Paris: OECD. [lihat] [7] Setiawan, Adib Rifqi. (2017). Penerapan pendekatan saintifik untuk melatihkan literasi saintifik dalam domain kompetensi ada topik gerak lurus di sekolah menengah pertama. S1 thesis, Universitas Pendidikan Indonesia. [8] Hurd, Paul deHart. (1958). Science literacy: Its meaning for American schools. Educational Leadership, 16, hlm. 13â&#x20AC;&#x201C;16. [lihat] [9] NAS. (1996). National science education standards. Washington, D.C.: National Academy Press. [lihat] [10] Kemdikbud. (2016). peraturan menteri pendidikan dan kebudayaan republik indonesia nomor 24 tahun 2016 tentang kompetensi inti dan kompetensi dasar pelajaran pada kurikulum 2013 pada pendidikan dasar dan pendidikan menengah. Jakarta Pusat: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia. [lihat]

Adib Rifqi Setiawan. Penerapan Pendekatan Saintfik … [11] Utari, Setiya, dkk. (2015). Designing science learning for training students’ science literacies at junior high school level. International Conference on Mathematics, Science, and Education, hlm. 1─6. Semarang: Universitas Negeri Semarang. [lihat] [12] Creswell, James W. (2014). Research design: qualitative, quantitative, and mixed methods approaches (4th ed.). Thousand Oaks: SAGE Publications, Inc. [lihat] [13] Hake, Richard R. (1998). Interactiveengagement versus traditional methods: a six-thousand-student survey of mechanics test data for introductory physics courses. American Journal of Physics 66, (1), hlm. 64─74. [lihat] [14] Fraenkel, Jack R. & Wallen, Norman E. (2009). How to design and evaluate research in education (7th ed.). New York. McGraw-Hill Companies. [lihat] [15] Setiawan, Adib Rifqi, Utari, Setiya, & Nugraha, Muhamad Gina. (2017). Mengonstruksi rancangan soal domain kompetensi literasi saintifik siswa smp kelas viii pada topik gerak lurus. Wahana Pendidikan Fisika, 2(2), hlm. 44─48. [lihat] [16] Novili, Widi Ilhami, dkk. (2017). Penerapan Scientific Approach dalam Upaya Melatihkan Literasi Saintifik dalam Domain Kompetensi dan Domain Pengetahuan Siswa SMP pada Topik Kalor. Jurnal Penelitian Pembelajaran Fisika, 8(1), hlm. 57─63. [lihat] [17] Melida, Hilda Nurul, dkk. (2016). Implementasi strategi writing to learn untuk meningkatkan kemampuan kognitif dan keterampilan berpikir kritis siswa sma pada materi hukum newton. Jurnal Penelitian dan Pengembangan Pendidikan Fisika, 2(2), hlm. 31─38. [lihat] [18] Agustina, Dessy, dkk. (2017). Penerapan pembelajaran berbasis stem (science, technology, engineering and mathematics) untuk meningkatkan kemampuan control of variable siswa smp pada hukum pascal. Prosiding Seminar Nasional Fisika, 6, hlm. snf2017-eer-66─46). [lihat] [19] Giancoli, Douglas C. (2005). Physics: Principles with Applications -- 6th ed.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Upper Saddle River: Pearson Education. [lihat] [20] Reece, Jane B., dkk. (2011). Campbell biology. (9th ed.). San Francisco: Pearson Education. [lihat] [21] Feynman, Richard Phillips. (2011). Six easy pieces. New York City: Basic Books. [lihat]

Dhini Islamiati Karsa, dkk. Profil Hambatan Belajar Epistimologis …

Profil Hambatan Balajar Epistimologis Siswa pada Materi Hukum Newton tentang Gravitasi Kelas X SMA Berbasis Analisis Tes Kemampuan Responden Dhini Islamiati Karsa*, Parsaoran Siahaan, Harun Imansyah, Heni Rusnayati, A.F.C Wijaya

Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi No.229, Bandung 40154, Indonesia *Corresponding aruhtor’s e-mail: Dhiniislamiatikarsa@student.upi.edu Telp/hp: 085862542256

ABSTRAK Latar belakang penelitian ini adalah rendahnya kemampuan siswa dalam memahami konsep pada materi Hukum Newton tentang Gravitasi. Hal ini dapat dilihat dari hasil studi pendahuluan yang dilakukan peneliti melalui angket dan tes di salah satu SMAN di Kota Bandung. Hasil studi pendahuluan menunjukan bahwa 76,92% siswa memilih bahwa Hukum Keppler adalah materi tersulit dalam bab Hukum Newton tentang gravitasi, dan 38,46% siswa setuju bahwa kesulitan belajar yang dialami disebabkan terlalu banyak rumus. Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk mengetahui profil hambatan epistimologis siswa pada materi Hukum Newton tentang Gravitasi kelas X SMA berbasis analisis Tes Kemampuan Responden. Hambatan belajar epistimologis yaitu hambatan yang dikarenakan ketidaksesuaian materi ajar dengan tingkat pengetahuan siswa atau siswa hanya memahami konten tertentu sehingga siswa mengalami keterbatasan pola pikir dalam konsep ilmu pengetahuan. Metode yang digunakan adalah anilisis deskriptif melalui Tes Kemampuan Responden berupa empat soal uraian yang mencangkup konsep Hukum Newton tentang Gravitasi yang diberikan kepada siswa di salah satu SMAN di Kota Bandung. Dari hasil analisis Tes Kemampuan Responden, teridentifikasi beberapa hal yang menjadi hambatan belajar epistimologis siswa yaitu sebagai berikut: Pertama, 65,12% siswa tidak dapat menentukan gaya gravitasi terbesar yang dimiliki benda dan 69,78% siswa tidak dapat menentukan perumusan matematis dari soal. Kedua, 79,07% siswa tidak dapat menjelaskan perbandingan percepatan gravitasi di berbagai tempat dan 90,7% tidak mengetahui persamaan percepatan gravitasi. Ketiga, 93,02% siswa sulit mengaplikasikan Hukum II Kepler dalam soal. Keempat, 69,77% siswa tidak dapat menentukan besar periode dan jarak planet mengelilingi matahari. Kelima, 55,81% siswa tidak dapat mengurutkan periode dan jarak planet mengelilingi matahari. Dapat disimpulkan bahwa masih terdapat hambatan belajar epistimologis pada materi Hukum Newton tentang Gravitasi, sehingga perlu ada upaya untuk meminimalisir hambatan belajar yang mana peneliti akan menggunakan Didactical Design Research. Kata Kunci : Hambatan Belajar; Hukum Newton tentang Gravitasi; Tes Kemampuan Responden

ABSTRACT The background problem of this research is the low ability of students to understand the concept of Newton's Law on Gravity. This can be seen from the results of preliminary studies conducted by researchers through questionnaires and tests in one of Senior High School in Bandung. The result of preliminary study shows that 76.92% of students chose that Keppler's Law was the most difficult material in Newton's Law of gravity chapter, and 38.46% of students agreed that learning difficulties experienced were caused by too many formulas. The purpose of this research is to find out the profile of students’ epistimological obstacles on Newton’s Law about Gravity in grade X of Senior High School based on the analysis of Respondents Ability Test. The epistimological learning obstacles occurs because of the mismatch of teaching materials with the level of students’ knowledge or students only understand the certain content so it makes the students have the

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Dhini Islamiati Karsa, dkk. Profil Hambatan Belajar Epistimologis â&#x20AC;Ś limitation mindset of science concept. The method that was used is descriptive analysis through Respondents Ability Test in the form of four questions that cover the concept of Newton's Law about Gravity that was given to students in one of Senior High School in Bandung. From the analysis of Respondents Ability Test, several things that become epistimological learning obstacles are identified as follows: First, 65,12% the students can not determine the largest gravity of the object and 69.78% of students cannot mathematical formulation of the problem. Second, 79,07% the students can not explain the ratio of gravitational acceleration in various places and 90,7% do not know the equation of gravitational acceleration. Third, 93,02% the students have difficulties in applying the Keplerâ&#x20AC;&#x2122;s Second Law in the problem. Fourth, 69,77% the students can not determine the period and distance of the planet around the sun. Fifth, 55,81% the students can not arrange the period and distance of the planet around the sun. It can be concluded that there are still epistimological learning obstacles on Newton's Law about Gravity, so there should be an effort to minimize the learning obstacle which researchers will use Didactical Design Research. Keywords: Learning obstacle; Newton's Law of Gravity; Respondents Ability Test

1. Pendahuluan Fisika merupakan mata pelajaran yang dapat menumbuhkan kemampuan berpikir peserta didik yang berguna untuk memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari. Tujuan pembelajaran fisika yaitu menguasai konsepkonsep fisika dan saling keterkaitannya serta mampu menggunakan metode ilmiah yang dilandasi sikap illmiah untuk memecahkan masalah-masalah yang dihadapinya sehingga lebih menyadari keagungan Tuhan Yang Maha Esa (Mundilarto, 2002, hlm. 5) [1]. Belajar didefinisikan sebagai suatu proses dimana suatu organisasi berubah perilakunya sebagai akibat pengalaman [2]. Sedangkan pembelajaran adalah proses interaksi antara peserta didik dengan lingkungan, sehingga terjadi perubahan perilaku kearah yang lebih baik. Dalam proses pembelajaran, siswa selalu diarahkan untuk bisa memahami materi pembelajaran dengan sebaik-baiknya. Faktanya, selama proses pembelajaran siswa tidak selalu menyerap informasi sepenuhnya, terlebih lagi pada mata pelajaran Fisika yang memuat banyak konsep ilmiah. Siswa sebagai individu yang unik pastinya memiliki karakteristik yang berbedabeda. Oleh karena itu, siswa mempunyai pemahaman awal yang berbeda-beda mengenai suatu hal. Pemahaman awal siswa ini dapat memunculkan hambatan belajar. Hambatan belajar (learning obstacle) adalah keadaan dimana siswa menerima suatu informasi yang dianggap benar olehnya tetapi ternyata salah karena keterbatasan pengetahuan yang dimiliki siswa tersebut [4-11]. Menurut Brousseau (2002) hambatan atau hambatan belajar dibagi berdasarkan sistem (guru-siswamateri) menjadi tiga yaitu hambatan ontogeni Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

(faktor kesiapan mental), hambatan didaktis (faktor transfer ilmu dari guru kepada siswa), dan hambatan epistimologis (keterbatasan pengetahuan siswa pada konteks tertentu) [3]. Berdasarkan faktor penyebabnya, hambatan belajar dapat dijelaskan sebagai berikut [3]: a. Hambatan Ontogeni Hambatan Ontogeni adalah hambatan terkait ketidaksiapan mental belajar siswa karena perkembangan mental dan kognitif yang jauh tertinggal dengan perkembangan biologisnya. Salah satu penyebabnya yaitu pembatasan konsep pembelajaran pada saat perkembangan anak. b. Hambatan Didaktis Hambatan Didaktis adalah hambatan terkait kekeliruan proses pembelajaran di sekolah itu sendiri. Salah satu penyebabnya yaitu cara guru membuat atau merancang pembelajaran kurang tepat atau kesalahan dari sumber belajar siswa. c. Hambatan Epistimologis Hambatan Epistimologis adalah hambatan terkait pengetahuan siswa terhadap suatu konten. Salah satu penyebabnya yaitu keterbatasan pengetahuan yang dimiliki seseorang hanya pada suatu konteks tertentu atau pemahaman sebuah konsep yang tidak lengkap. Jika dihadapkan pada konteks lain yang berbeda, makan akan mengalami hambatan untuk menggunakan pengetahuan tersebut. Hambatan belajar siswa dapat dilihat dari hasil studi pendahuluan yang telah dilakukan peneliti melalui tes di salah satu SMA Negeri di Kota Bandung. Salah satu penyebab terjadinya hambatan belajar siswa yaitu keterbatasan

Dhini Islamiati Karsa, dkk. Profil Hambatan Belajar Epistimologis â&#x20AC;Ś siswa dalam memahami suatu konsep karena pemahamannya yang tidak lengkap disebut dengan hambatan epistimologis. Berdasarkan studi pendahuluan tersebut peneliti bertujuan untuk mengetahui profil hambatan belajar epistimologis siswa kelas X SMA pada materi Hukum Newton tentang Gravitasi berdasarkan analisis Tes Kemampuan Responden (TKR). Dalam buku yang berjudul Theory of Didactical Situasiaon, Bresseau (2002, hal 101) hambatan epistimologis dapat dilihat melalui analisis pendekatan historis siswa dalam [2]: a. Menjelaskan dan memahami pengetahuan yang dipelajari b. Memahami penggunaan pengetahuan yang mereka pelajari c. Melihat hubungan antara konsep yang dipelajari dengan konsep-konsep lain yang berhubungan d. Mengidentifikasi permasalahan dan menjelaskan alasan atas penyelesaian yang diberikan e. Mengulangi jawaban yang salah pada permasalahan yang sama, serta cara masing-masing siswa memahami permasalahan. 2. Bahan dan Metode Penelitian ini menggunakan metode analisis deskriptif [3]. Penelitian ini menggunanakan intrumen Tes Kemampuan Responden (TKR). Terdiri dari tes tertulis sebanyak 4 (empat) soal yang mencangkup konsep materi Hukum Newton tentang Gravitasi. Soal berbentuk essay ini bertujuan agar pola pikir siswa tergambar dalam menjawab soal serta jawaban yang dipilih merupakan hasil pemikiran terlebih dahulu. TKR diberikan pada siswa yang telah mempelajari materi Hukum Newton tentang Gravitasi. Subjek penelitian ini yaitu siswa yang telah mempelajari materi Hukum Newton tentang Gravitasi di salah satu SMA Negeri di Kota Bandung dengan jumlah siswa sebanyak 41 orang.

3. Hasil dan Pembahasan Tabel 1. Besar Hambatan Belajar siswa Coding

A.1.a

A.1.b

B.2.a

B.2.b

C.3.a

C.4.a

Keterangan a) Tidak dapat menentukkan gaya gravitasi terbesar yang dimiliki benda b) Siswa tidak mengetahui perumusan matematis dari soal a) Tidak dapat menjelaskan perbandingan percepatan gravitasi di berbagai tempat b) Tidak mengetahui persamaan kuat medan gravitasi a) Sulit mengaplikasikan hukum II Kepler dalam soal

b) C.4.b

Presentase TKR

65,12%

69,78%

79,07%

90,7%

93,02%

Tidak dapat menentukan periode dan jarak planet mengelilingi matahari

69,77%

Tidak dapat mengurutkan periode planet mengelilingi matahari

55,81%

3.1 Analisis Hambatan Siswa Berdasarkan tabel 1. Besar hambatan belajar dapat dilihat bahwa hambatan belajar terbesar yang dimiliki siswa adalah pada coding C.3.a yakni sulit mengaplikasikan hukum II Kepler dalam soal. Kemudian pada coding

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Dhini Islamiati Karsa, dkk. Profil Hambatan Belajar Epistimologis â&#x20AC;Ś B.2.a sebesar 79,07% siswa tidak dapat menjelaskan perbandingan percepatan gravitasi di berbagai tempat dan pada coding B.2.b 90,7% siswa tidak mengetahui persamaan kuat medan gravitasi. Pada konsep Hukum III Kepler pada coding C.4.a dan C.4.b terdapat 69,77% siswa tidak dapat menentukan besar periode dan jarak planet mengelilingi matahari. Kemudian 55,81% siswa tidak dapat mengurutkan periode dan jarak planet mengelilingi matahari. Pada bagian ini akan dijelaskan salah satu temuan hambatan siswa dalam menjawab tes tentang materi Gaya Gravitasi antar Benda [12-13]. Berdasarkan data yang diperoleh pada Tabel 1 terdapat 65,12% siswa tidak dapat menentukkan gaya gravitasi terbesar yang dimiliki benda dan 69,78% siswa tidak mengetahui perumusan matematis dari soal. Secara khusus, analisis terhadap hambatan yang dialami siswa untuk soal 1 dapat dijelaskan sebagai berikut.

diantara tiga buah gambar. Namun, jawaban siswa ini dapat dikatakan menebak, hal ini ditunjukan dengan siswa tidak mengetahui persamaan gaya gravitasi. Siswa ini, menjawab dengan menggunakan hubungan antara gaya, massa, dan jarak antar kedua benda. Pada dasarnya jawaban siswa tersebut benar yakni gaya berbanding lurus dengan massa kedua benda, dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar benda. Namun, siswa tersebut terjebak meskipun, pada gambar I memiliki jarak yang paling kecil namun massa benda B lebih kecil dengan massa benda C sehingga masih ada kemungkinan pada gambar II memiliki gaya gravitasi terbesar. Sehingga meskipun jawaban siswa benar, perlu adanya perhitungan matematis dengan menggunakan persamaan gaya gravitasi agar jawaban siswa benar mengerti konsep bukan hanya menebak. Karena siswa tersebut tidak menggunakan persamaan gaya gravitasi sehingga jawaban siswa tersebut tidak mencantumkan satuan.

Gambar 2. Contoh Jawaban Siswa Pada Soal Nomor 1 Konsep Gaya Gravitasi Antar Benda

Gambar 1. Contoh Soal No 1 Tentang Konsep Gaya Gravitasi Antar Benda Gambar 1 diambil dari soal No. 1 siswa diminta untuk menentukan gaya gravitasi terbesar yang dimiliki benda. Analisis dari hasil jawaban siswa berdasarkan gambar 1 diambil sebagai contoh hambatan yang terjadi pada konsep Gaya Gravitasi antar Benda yakni siswa tidak dapat menentukan gaya gravitasi antar benda dan tidak dapat membuktikannya dengan perhitungan matematis. Pada jawaban siswa diatas, dapat dilihat siswa tersebut sebenarnya dapat menetukan gaya gravitasi terbesar Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

4. Simpulan Berdasarkan data dan hasil pembahasan diperoleh kesimpulan bahwa profil hambatan belajar epistimologis siswa dapat terlihat dari hasil analisis Tes Kemampuan Responden (TKR), teridentifikasi beberapa hal yang menjadi hambatan belajar epistimologis siswa yaitu sebagai berikut: Pertama, siswa tidak dapat menentukan besar gaya gravitasi terbesar yang dimiliki benda dan tidak mengetahui persamaanya. Kedua, siswa tidak dapat menjelaskan perbandingan percepatan gravitasi di berbagai tempat dan tidak mengetahui persamaan percepatan gravitasi. Ketiga, siswa tidak dapat mengaplikasikan Hukum II Kepler dalam soal. Keempat, siswa tidak dapat

Dhini Islamiati Karsa, dkk. Profil Hambatan Belajar Epistimologis â&#x20AC;Ś menentuan besar periode dan jarak planet ketika mengelilingi matahari. Kelima, siswa tidak dapat mengurutkan periode dan jarak planet ketika mengitari matahari. Dapat disimpulkan bahwa masih terdapat hambatan belajar epistimologis pada materi Hukum Newton tentang Gravitasi, sehingga diperlukan adanya upaya untuk memperkecil hambatan belajar. 5. Ucapan Terima Kasih Penulis mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu dan terlibat dalam pelaksaan penelitian dan penulisan artikel ini. 6. Referensi [1] Mundilarto. 2002. Kapita Selekta Pendidikan Fisika. Yogyakarta: FMIPA UNY. [2] Dahar, Ratna Wilis. (2011). Teori belajar & pembelajaran. Jakarta: Erlangga [3] Brosseau, G. (2002). Theory of Didactical Simulations in Mathematics. New York: Kluwer Academic Publisher. [4] Suryadi, D. (2010). Metapedadidaktik dan didactical design research (DDR): sintesis hasil pemikiran berdasarkan lesson study. Teori, Paradigma, Prinsip, dan Pendekatan Pembelajaran MIPA dalam Konteks Indonesia. Bandung, FPMIPA UPI, hal 55-75. [5] Suryadi, D. (2010). Didactical Desaign Reaserch (DDR) dalam Pengembangan Pembelajaran Matematika 1. Seminar Nasional (SEMNAS) Matematika Universitas Negeri Semarang. Semarang, UNES, hlm. 1-12. [6] Suryadi. (2010). Didactical Design Research (DDR) Dalam Pengembangan Pembelajaran Matematika 1, Universitas Pendidikan Indonesia [7] Lestari, K. (2017). Profil Hambatan Belajar Epistimologis Siswa Kelas VIII SMP pada Materi Tekanan Zat Cair Melalui Tes Kemampuan Responden. Prosiding Seminar Nasional Fisika Volume VI [8] Septiani, S. (2018). Profil Hambatan Balajar Epistimologis Siswa Pada Materi Suhu Dan Kalor Kelas XI SMA Berbasis Analisis Tes Kemampuan Responden. Jurnal Wahana Pendidikan Fisika (2018) Vol.3 No.1: 29-34 [9] Budiarti A. (2018). Profil Hambatan Balajar Epistimologis Siswa Pada Materi

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

[10]

[11]

[12] [13]

Momentum Dan Impuls Kelas X SMA Berbasis Analisis Tes Kemampuan Responden. Jurnal Wahana Pendidikan Fisika (2018) Vol.3 No.1: 35-42 Marietta, FD. (2016). Desain Didaktis Konsep Gradien Grafik v(t) sebagai Percepatan atau Perlambatan berdasarkan Hambatan Belajar Peserta Didik Kelas X SMA. UNJ: Jurnal Penelitian & Pengembangan Pendidikan Fisika. 2 (2). Doi: http://doi.org/10.21009/1. Fatimah, Hendayana, & Supriatna A. (2018). Didactical design based on sharing and jumping tasks for senior high school chemistry learning. Doi : 10.1088/17426596/1013/1/012094. Astra, I. M., dan Setiawan, H. (2007). Fisika Untuk SMA dan MA Kelas XI. Jakarta: Piranti Darma Kalokatama. Resbiantoro dan Sarwanto, (2015). Pengembangan Modul Pedagogical Content Knowledge (Pck) Fisika Pada Materi Hukum Gravitasi Newton Untuk Sma Kelas XI. Universitas Sebelas Maret. Solo, UNS, Vol 4, No. I, 2015 (hal 121130).

Dian Raniah, dkk. Profil Keterampilan Abad 21 â&#x20AC;Ś

Profil Keterampilan Abad 21 pada Pembelajaran Project Based Learning (PjBL) Materi Gelombang Bunyi

Dian Raniah*, Ridwan Efendi, Winny Liliawati Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi No.229, Bandung 40154, Indonesia *Corresponding authorâ&#x20AC;&#x2122;s e-mail: dianraniah@student.upi.edu Telp: 082118764703 ABSTRAK Pada abad 21 ilmu pengetahuan dan teknologi berkembang dengan sangat pesat sehingga menimbulkan tantangan yang harus dihadapi oleh setiap individu yang dikenal dengan tantangan abad 21. Tantangan abad 21 dapat dicapai melalui pendidikan untuk dapat menghasilkan individu yang memiliki keterampilan abad 21 seperti Critical thinking, Creativity and Innovation, Collaboration, dan communication. Project Based Learning (PjBL) merupakan salah satu pembelajaran yang dapat melatihkan keterampilan abad 21 tersebut. Mengingat pentingnya keterampilan abad 21 sebagai bekal untuk menghadapi tantangan abad 21 maka tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui profil keterampilan abad 21 siswa kelas XI IPA di salah satu SMA swasta kota Bandung pada pembelajaran PjBL. Penelitian ini menggunakan metode deskriptif dengan strategi studi kasus dan analisis data menggunakan statistik deskriptif. Instrumen yang digunakan yaitu rubrik keterampilan abad 21 yang diadaptasi dari Buck Institute of Education. Hasil penelitian menunjukan untuk keterampilan berpikir kritis dan keterampilan kreatif dan inovatif sebagian besar siswa berada pada kategori dibawah standar, sedangkan untuk keterampilan kolaborasi dan komunikasi sebagian besar siswa berada pada kategori mendekati standar. Berdasarkan hasil tersebut keterampilan abad 21 (4C) siswa perlu ditingkatkan lagi. Kata Kunci: Keterampilan Abad 21; Project Based Learning

ABSTRACT In the 21st century science and technology are growing so rapidly that it poses challenges faced by every individual who is known for the challenges of the 21st century. 21st century challenges can be achieved through education to produce individuals with 21st century skills such as Critical thinking, Creativity and Innovation, Collaboration, and communication. Project Based Learning (PjBL) is one of the learning that can trill 21st century skills. Given the importance of 21st century skills as a provision to face the challenges of the 21st century hence the purpose of this research is to know the skill profile of 21st century students of science class XI in one of Bandung private high school on learning PjBL. This research uses descriptive method with case study strategy and data analysis using descriptive statistic. The instrument used is a 21st century skill piece adapted from the Buck Institute of Education. The research results show for critical thinking skills and creative and innovative skills most students are in the category under the standard, while for the collaboration and communication skills of most students are in the category close to the standard. Based on these results 21st century skills (4C) students need to be improved again. Keywords: 21st Century Skills; Project Based Learning

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Dian Raniah, dkk. Profil Keterampilan Abad 21 …

1. Pendahuluan Pada abad 21, arus globalisasi menyebabkan perkembangan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (IPTEK) berkembang dengan sangat pesat, sehingga berpengaruh pada berbagai aspek kehidupan manusia mulai dari politik, ekonomi, kesehatan, infrastruktur hingga pendidikan [1]. Perkembangan IPTEK juga menyebabkan pekerjaan yang bersifat rutin dan berulangulang dapat digantikan oleh mesin [2]. Tantangan dalam menguasai IPTEK menjadi penentu kemajuan suatu negara [3]. Oleh karena itu perkembangan IPTEK menjadi tantangan bagi semua orang yang ada di dunia dalam hidup di abad 21. The Partnership for 21st Century Skills (P21) mengemukakan keterampilan yang harus dimiliki oleh setiap individu pada abad 21 terdiri dari: 1) Keterampilan belajar dan inovasi (Learning and innovation skills), 2) Keterampilan untuk hidup dan karir (Life and career skills), 3) Keterampilan di bidang informasi, media, dan teknologi (Information media and technology skills) [4]. Untuk menciptakan SDM yang memiliki keterampilan abad 21, lembaga pendidikan menjadi lembaga yang sangat penting [5]. Pendidikan merupakan salah satu cara untuk menghasilkan siswa yang memiliki keterampilan abad 21 terutama pada keterampilan belajar dan inovasi yang terdiri dari critical thinking and problem solving,

creativity and Innovation, collaboration dan communication atau dikenal dengan “4Cs” [6] . Keterampilan-keterampilan abad 21 “4Cs” yang harus dimiliki oleh setiap siswa adalah sebagai berikut [6]: a. Critical thinking and problem solving (berpikir kritis dan memecahkan masalah) yaitu keterampilan siswa dalam mengemukakan pendapat, menganalisis pertanyaan dan mengajukan pertanyaan lanjutan, mengevaluasi berbagai sudut pandang atau sumber informasi, serta menarik kesimpulan yang sesuai berdasarkan bukti dan hasil penalaran dalam menerapkan strategi untuk memecahkan masalah. b. Creativity and Innovation (kreatif dan inovatif) merupakan keterampilan siswa

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

dalam menggunakan berbagai cara dalam menciptakan ide baru serta mengelaborasi ide tersebut untuk mampu menghasilkan dan memperbaiki solusi dari masalah atau tugas yang kompleks berdasarkan hasil sintesis, analisis, dan kemudian menggabungkan atau menyajikan apa yang telah mereka pelajari dengan cara baru dan orisinil. c. Collaboration (kolaborasi) merupakan salah satu keterampilan abad 21 yang menuntun siswa untuk bekerja secara efektif dan sistematis dalam berbagai kelompok, bertanggung jawab pada diri sendiri, menghargai dan membantu anggota kelompok untuk memecahkan masalah dalam mencapai tujuan bersama. d. Communication (komunikasi) keterampilan siswa dalam mengutarakan segala pemikirannya baik secara lisan maupun tulisan dalam rangka mengembangkan kemampuan dirinya dalam kegiatan belajar dan menghadapi tantangan abad 21. Project based learning (PjBL) merupakan pembelajaran dengan kegiatan yang melibatkan siswa secara aktif dalam mengkonstruksi pengetahuan dengan menggunakan potensi dan keterampilan yang dimiliki, bekerja secara kolaboratif dalam sebuah kelompok yang beragam, dan masalah yang diberikan pada pembelajaran berkaitan dengan kehidupan sehari-hari [7]. Suzie Boss dan Buck Instituet of Education (BIE) (2013) mengembangkan model pembelajaran PjBL untuk dapat melatihkan keterampilan abad 21 (4Cs) siswa. Berikut tahapan-tahapan pembelajaran PjBL dalam melatihkan keterampilan abad 21 [7]: 

Launching the Project Pada tahap awal, kegiatan pembelajaran dimulai dengan memberikan entry event untuk merangsang rasa keingintahuan siswa terakit dengan masalah yang diberikan. Selain itu pada tahap ini disajikan pertanyaan penuntun yang berfungsi untuk membimbing pengalaman inkuiri siswa. 

Building Knowledge, Understanding and Skills Pada tahap kedua siswa melakukan pencarian informasi yang dibutuhkan, menguji hipotesis, mengumpulkan dan menganalisis data yang telah dikumpulkan.

Dian Raniah, dkk. Profil Keterampilan Abad 21 â&#x20AC;Ś ď&#x201A;ˇ

Developing and Revising Ideas and Products Pada tahap ketiga siswa menerapkan apa yang telah mereka pelajari, dengan mempertimbangkan sudut pandang dan menghasilkan beberapa solusi, desain dan menjawab pertanyaan penuntun dan memecahkan masalah. ď&#x201A;ˇ Presenting Products and Answers to Driving Questions Pada tahap akhir dari PjBL ini adalah siswa membagikan dan menyajikan hasil dari usaha atau karya mereka dengan melakukan presentasi produk kepada audiens, dan mendemonstrasikan apa yang mereka dapatkan dari kegiatan project. 2. Bahan dan Metode Pada penelitian ini metode yang digunakan yaitu metode deskriptif dengan menggunakan strategi studi kasus. Metode ini digunakan untuk mengetahui profil keterampilan abad 21 (4C) siswa SMA kelas XI IPA selama dilakukan pembelajaran PjBL pada materi gelombang bunyi. Selama pembelajaran berlangsung, setiap siswa akan diobservasi bagaimana keterampilan abad 21 (4C) yang muncul dengan menggunakan lembar observasi yang mengacu pada rubrik yang di adaptasi dari Buck Institute of Education dan hasil wawancara dan dokumentasi digunakan untuk menunjang data mengenai keterampilan abad 21 (4C). Teknik analisis data yang digunakan yaitu statistik deskriptif yaitu statistik yang digunakan untuk menganalisis data dengan cara mendeskripsikan atau menggambarkan data dengan menggunakan tabel, grafik, dan uraian dekriptif dari data yang telah terkumpul dengan apa adanya tanpa bermaksud untuk membuat kesimpulan yang berlaku umum atau generalisasi [8]. Sampel pada penelitian ini berjumlah 103 siswa dari tiga kelas yang terdiri dari 51 laki-laki dan 52 Perempuan, yang mana pada setiap kelas dibentuk kelompok dengan jumlah siswa maksimal 6 orang. Selanjutnya siswa dalam kelompok diobservasi selama pembelajaran berlangsung oleh satu orang observer. Selama pembelajaran berlangsung observer menilai keterampilan abad 21 (4C)

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

siswa pada lembar observasi dengan menchecklist (â&#x2C6;&#x161;) pada kategori yang sesuai dengan rubrik yang digunakan. 3.

Hasil dan Pembahasan Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan perolehan dari setiap keterampilan abad 21 (4C) siswa, ditampilkan pada Gambar 1. 100% 80% 60% 40% 20% 0%

60% 34% 6%

61% 30%

47% 32% 21%

69% 25% 6%

Bawah Standar

Gambar 1 Grafik Perolehan Persentasi Setiap Keterampilan Abad 21 (4C) Siswa Berdasarkan Gambar 1 keterampilan berpikir kritis dan kreatif sebagian besar berada pada kategori di bawah standar, hal ini dikarenakan perolehan nilai setiap indikator pada keterampilan berpikir kritis dan kreatif siswa sebagian besar berada pada kategori dibawah standar, berikut ini ditampilkan secara rinci perolehan persentasi pada setiap indikator untuk setiap keterampilan dalam Tabel 1-4: Tabel 1. Data Perolehan Persentasi Keterampilan Berpikir Kritis Pada Setiap Indikator. Indikator Keterampilan BS MS No Berpikir Kritis

Menganalisis Pertanyaan Penuntun

1 9

Mengajukan Pertanyaan Lanjutan

Mengumpulkan Informasi

1 7

Mengevaluasi Informasi

Menggunakan fakta atau bukti untuk mengevaluasi argument

Dian Raniah, dkk. Profil Keterampilan Abad 21 â&#x20AC;Ś dalam mengembangkan dan memperbaiki ide atau produk yang dibuat 6

Menjelaskan atas pilihan 75 yang telah dibuat

Berdasarkan Tabel 1 hasil observasi pada seluruh indikator keterampilan berpikir kritis, terdapat beberapa indikator yang hampir sebagian masih berada pada kategori dibawah standar, hal ini terlihat oleh rendahnya indikator menggunakan fakta, menjelaskan alasan atas pilihan yang dibuat dan memberikan alternatif jawaban, hampir seluruh siswa berada pada kategori dibawah standar. Hal ini dikarenakan kebanyakan siswa tidak terbiasa untuk menyelesaikan tugas dengan menyajikan fakta secara rinci dalam memecahkan masalah yang disajikan pada kegiatan proyek, dan mampu memberikan alasan atas solusi dan produk yang telah dipilih berdasarkan hasil diskusi yang teah dilakukan serta memberikan alternatif jawaban dalam rangka untuk mendukung dan memperbaiki atas ide/solusi yang telah dibuatnya. Sebagian besar siswa tidak ahli dalam mengguakan alat yang disajikan untuk dicari solusinya sehingga mnghasilkan produk yang diinginkan audiens dari kegiatan proyek.

Menetapkan tantangan kreatif Mengumpulkan informasi dengan metode yang inovatif Mengembangkan Teknik

1 3

Membuat bahan presentasi

Berdasarkan Tabel 2 terlihat pada indikator penggunaan teknik dan membuat bahan presentasi sebagian besar siswa berada pada kategori dibawah standar. Dalam hal ini kebanyakan siswa tidak terbiasa untuk membuat sendiri langkah-langkah atau teknik yang akan digunakan untuk menyelesaikan masalah yang disajikan, ini disebabkan pembelajaran yang sering dilakukan hanya menggunakan metode ceramah atau siswa hanya diberi tugas menulis dan menyelesaikan soal-soal yang diberikan, selain itu pada kegiatan praktikum biasanya telah disajikan langkah-langkah yang harus dilakukan sehingga siswa tinggal mengikutinya. Dalam membuat bahan presentasi hampir seluruh siswa hanya membuat dengan mengguakan satu media presentasi yaitu power point dan tampilan yang disajikan pada power poit hanya menyantumkan kata-kata tanpa dilengkapi dengan desain yang menarik serta tambahan gambar atau video agar audiens tertarik menyimak hasil dari kegiatan proyek.

: Bawah Standar : Mendekati Standar : Standar : Jumlah Siswa : Nilai Persentase

Tabel 2. Perolehan persentasi keterampilan kreatif dan inovatif pada setiap indikator Indikator Keterampilan BS MS No Kreatif dan Inovatif

Memperbaiki Ide atau solusi

Keterangan: BS MS S N %

Tabel 3. Perolehan persentasi setiap indikator pada keerampilan kolaborasi Indikator Keterampilan BS MS No Kolaborasi

S 1 9

Bertanggung jawab pada diri sendiri

3 3

Mengatur Kerja

Membantu kelompok

1 3

Menerima dan memberi umpan balik untuk mengembangkan solusi

7 2

Bekerja sebagai keseluruhan kelompok

4 2

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Berdasarkan Tabel 3 beberapa indikator keterempilan kolaborasi yang diteliti selama pembelajaran berlangsung pada seluruh sampel

Dian Raniah, dkk. Profil Keterampilan Abad 21 â&#x20AC;Ś siswa menunjukan sebagian besar siswa sudah berada pada kategori mendekati standar dan standar artinya siswa sudah mulai menunjukan atau memiliki keterampilan kolaborasi dengan baik. Sehingga berdasarkan hasil tersebut siswa sudah bisa untuk bekerja pada kelompok yang beragam tanpa memandang ras, agama, serta latar belakang dari siswa lain. Berdasarkan hasil wawancara setiap siswa sudah memiliki rasa bertanggung jawab pada diri sendiri dengan melakukan persiapan seperti alat dan bahan yang diperlukan untuk menyelesaikan proyek, dan mulai bisa mengatur tugas yang harus dilakukan oleh setiap anggota kelompok sehingga dapat bekerja sebagai keseluruhan kelompok, tidak hanya satu atau dua orang yang bekerja terlalu banyak.

mempersentasikan hasil siswa sudah mulai bisa menjelaskan hal-hal yang diperlukan dalam rangka menyelesaikan proyek. 4.

Tabel 4. Perolehan persentasi setiap indikator pada keerampilan komunikasi. Indikator BS MS S No Keterampilan Komunikasi 1

Menjelaskan ide dan informasi

4 6

Menyesuaikan bahasa yang digunakan ketika berinteraksi dengan yang lain

5 8

Menjelaskan secara jelas dan persuasif

103

1 0 0

Mempersentasikan Hasil

4 6

Tabel 4 menunjukan bahwa keterampilan komunikasi berada pada kategori mendekati standar, hal terlihat pada setiap indikator sebagian besar siswa sudah berada pada kategori mendekati standar. Pada aspek ini siswa sudah mulai bisa mengkomunikasikan hasil dari pemikirannya, ide, pengetahuan dan informasi yang diperolehnya dalam rangka menyelesaikan masalah pada kegiatan proyek dengan menggunakan bahasa yang dapat dipahami oleh teman diskusi walau tidak semua siswa dapat memahami jalan pikiran yang dimaksud siswa tersebut. selain itu dalam

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Simpulan Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan pada siswa SMA kelas XI IPA pada pembelajaran PjBL, diketahui bahwa sebagian besar siswa masih berada pada kategori dibawah standar untuk keterampilan berpikir kritis dan keterampilan kreatif dan inovatif, sedangkan untuk keterampilan kolaborasi dan komunikasi sebagian besar siswa sudah berada pada kategori mendekati standar. Berdasarkan hasil tersebut perlu adanya tindak lanjut agar siswa memiliki keterampilan yang mencapai standar. Rekomendasi dari peneliti adalah pada saat pembelajaran dalam melatihkan keterampilan abad 21 siswa akan lebih baik jika ditambahkan dengan menggunakan strategi reading infusion hal ini berfungsi agar siswa dapat mempelajari hal-hal penting terkait dengan project yang akan dilakukan. Strategi reading infusion memberikan ruang pada peserta didik dalam mempersiapkan pengetahuan yang dibutuhkan sebelum proses pembelajaran dilakukan, langkah ini dipandang penting bagi peserta didik yang mengalami kesulitan berinquiry [9]. 5.

Ucapan Terima Kasih Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah terlibat dalam penelitian ini, Terutama pada ibu Lissiana Nusifera selaku guru fisika di salah satu SMA swasta di kota Bandung yang telah membantu sehingga terlaksananya penelitian ini. 6. Referensi [1] Nurhaidah & Insya, M. M. (2015). Dampak Pengaruh Globalisasi Bagi Kehidupan Bangsa Indonesia. Jurnal Pesona Dasar, 3,1-14. [2] Wijaya, E.Y dkk. 2016. Transformasi Pendidikan Abad 21 Sebagai Tuntutan Pengembangan Sumber Daya Manusia Di Era Global. Prosiding Seminar Nasional Pendidikan Matematika 2016. Volume 1 Tahun 2016. ISSN 2528-259X. Universitas Kanjuruhan Malang (hlm. 263) [3] Nicholas & Yudhatama, P. 2017. Menampi Perkembangan Teknologi Melalui

Dian Raniah, dkk. Profil Keterampilan Abad 21 …

[4]

[5]

[6] [7]

[8] [9]

Keunggulan Keterbelakangan Dalam Global Value Chain. Esai. “Indonesia Challenge Economic Ideas” oleh Forum Studi dan Diskusi Ekonomi 2017 UGM Partnership for 21st Century Skills. 2009b. Framework for 21st Century Learning. Tucson, AZ: Partnership for 21st Century Skills. Available at : www.p21.org/storage/documents/P21_Fr amework.pdf [Diakses : 5 Januari 2018]. Yuni, E.W. dkk. (2016). Transformasi Pendidikan Abad 21 Sebagai Tuntutan Pengembangan Sumber Daya Manusia di Era Global. Prosiding Seminar Nasional Pendidikan Matematika. 1: 263-27 Abidin, Y. (2014). Desain Sistem Pembelajaran Dalam Konteks Kurikulum 2013. Bandung: PT Refika Aditama. Boss, S. (2013). PBL for 21st Century Success: Teaching Critical Thinking, Collaboration, Communication, and Creativity. Novato, CA: Buck Institute for Education. Sugiyono. (2015). Metode Penelitian Pendidikan Pendekatan Kuantitatif, Kuallitatif, dan R&D. Alfabeta: Bandung Ryan, M dkk. 2015. Profil Keterampilan Komunikasi Siswa SMP Pada Pembelajaran dengan Strategi Reading Infusion dan Penggunaan Socrative. Jurnal Pendidikan Sains, Vol. 3 No. 1, Maret 2015, Hal 1-9

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Rai Rahmawati, dkk. Desain Didaktis pada Materi Hukum Newton â&#x20AC;Ś

Desain Didaktis pada Materi Hukum Newton tentang Gerak Berdasarkan Hambatan Belajar Siswa Kelas X Sekolah Menengah Atas

Rai Rahmawati*, Harun Imansyah, Heni Rusnayati Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi No.229, Bandung 40154, Indonesia * Corresponding authorâ&#x20AC;&#x2122;s e-mail : rairahmawati@student.upi.edu hp: +62-897-7811585

ABSTRAK UU Republik Indonesia Nomor 20 Tahun 2003 tentang Sistem Pendidikan Nasional menyatakan bahwa pendidikan adalah usaha sadar dan terencana untuk mewujudkan susasana belajar dan proses pembelajaran agar peserta didik secara aktif mengembangkan potensi dirinya. Hal itu sejalan dengan salah satu karakteristik Kurikulum 2013 Revisi, yaitu siswa dituntut untuk aktif, kreatif dan inovatif dalam proses pembelajaran. Namun, proses pembelajaran itu sendiri tidak selamanya membuat siswa aktif dalam pembelajaran. Salah satu hambatan yang terjadi dalam suatu pembelajaran yaitu ketika siswa tidak membuka diri untuk mengikuti pembelajaran dikarenakan ketidakpahaman siswa terhadap materi yang disampaikan oleh guru di kelas. Berdasarkan TKR awal yang dilakukan oleh peneliti, terdapat hambatan sebesar 82,31% yang dialami siswa dalam materi Hukum Newton tentang Gerak. Sehingga penelitian ini bertujuan untuk meminimalisir hambatan epistimologis siswa pada materi Hukum Newton tentang Gerak melalui Didactical Design Research (DDR). Metode penelitian yang digunakan yaitu kualitatif deskriptif. Penelitian ini terdiri dari tiga tahapan, yaitu analisis situasi didaktis, analisis metapedadidaktik, dan analisis restrosfektif. Hasil penelitian yang telah dilakukan menunjukan bahwa hambatan belajar yang dialami siswa dapat terminimalisir ditunjukan dengan persentase, bahwa 0% siswa yang mengalami hambatan pada materi Hukum Newton tentang Gerak. Sehingga, dapat disimpulkan bahwa desain didaktis yang dibuat dan diimplementasikan dapat meminimalisir hambatan belajar epistimologis siswa pada materi Hukum Newton tentang Gerak. Kata kunci: Hambatan Belajar; Penelitian Desain Didaktis; Hukum Newton tentang Gerak.

ABSTRACT Law of the Republic of Indonesia Number 20 Year 2003 on National Education System states that education is a conscious and planned effort to realize learning atmosphere and learning process so that learners actively develop their potential. This is in line with one of the 2013 Revised Curriculum characteristics, namely students are required to be active, creative and innovative in the learning process. However, the learning process itself does not always make students active. One of the obstacles that occurs in a learning that is when students who become subjects of learning do not open themselves to follow the learning due to students' lack of understanding of the material presented by teachers in the class. Based on the initial TKR results, there were obstacles of 82.31% experienced by students in Newton's Law of Motion material. So this study aimed to minimize the epistemological obstacles of students in the material of Newton's Law of Motion through Didactical Design Research (DDR). The research method used is Descriptive Qualitative. This study consists of three stages, namely didactic situation analysis, metaped analysis oftidakik, and restrosfektif analysis. The results of the research that has proven that the learning obstacles experienced by students can be minimized as indicated by the percentage, that 0% of students experienced obstacles in the material of Newton's Law of Motion. So, it can be concluded that the didactic design created and implemented can minimize the obstacles to epistemological learning of students in Newton's Law of Motion material. Keyword : Learning obstacle; Didactical Design Research; Newtonâ&#x20AC;&#x2122;s Law of Motion.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Rai Rahmawati, dkk. Desain Didaktis pada Materi Hukum Newton â&#x20AC;Ś

1. Pendahuluan UU Republik Indonesia Nomor 20 Tahun 2003 tentang Sistem Pendidikan Nasional Pasal 1 angka 1 menyatakan bahwa pendidikan adalah usaha sadar dan terencana untuk mewujudkan susasana belajar dan proses pembelajaran agar peserta didik secara aktif mengembangkan potensi dirinya [1]. Hal itu sejalan dengan salah satu karakteristik Kurikulum 2013 Revisi, yaitu siswa dituntut untuk aktif, kreatif dan inovatif dalam proses pembelajaran. Namun, proses pembelajaran itu sendiri tidak selamanya membuat siswa aktif dalam pembelajaran. Salah satu hambatan yang terjadi dalam suatu pembelajaran yaitu ketika siswa tidak membuka diri untuk mengikuti pembelajaran dikarenakan ketidakpahaman siswa terhadap materi yang disampaikan oleh guru di kelas. Hambatan belajar ini bisa terjadi di semua mata pelajaran, khususnya dalam mata pelajaran fisika. Fisika adalah ilmu alam yang mempelajari materi beserta gerak dan perilakunya dalam lingkup ruang dan waktu, bersamaan dengan konsep yang berkaitan seperti energi dan gaya. Menurut Brosseau (2002) hambatan belajar dibagi berdasarkan sistem (gurusiswa-materi) menjadi tiga yaitu [2]: a. Hambatan Ontogeni Hambatan ontogeni muncul akibat keterbatasan yang dimiliki siswa (salah satunya neurofisiologis) pada tahap perkembangannya. Salah satu kasusnya adalah ketidaksiapan mental belajar siswa karena perkembangan mental dan kognitif yang jauh tertinggal dengan perkembangan biologisnya. b. Hambatan Didaktis Hambatan didaktis merupakan hambatan yang dialami siswa akibat proses transfer pengetahuan dari guru ke siswa. Hambatan ini sangat berkaitan dengan cara guru menyampaikan materi kepada siswa. c. Hambatan Epistimologis Hambatan ini disebabkan oleh terbatasnya pengetahuan seseorang pada konteks tertentu. Apabila siswa dihadapkan dengan konteks yang berbeda, mereka akan mengalami hambatan seolah pengetahuan yang telah dimiliki tidak berguna. Berdasarkan tes kemampuan responden (TKR) awal yang dilakukan oleh peneliti, terdapat hambatan epistimologis sebesar 82,31% yang dialami siswa dalam materi Hukum Newton tentang Gerak. Sehingga penelitian ini bertujuan untuk meminimalisir hambatan epistimologis

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

siswa pada materi Hukum Newton tentang Gerak melalui Didactical Design Research (DDR). 2. Metode Penelitian Metode yang digunakan dalam penelitian, yaitu metode kualitatif dengan jenis penelitian yang dilakukan merupakan penelitian deskriptif kualitatif. Desain yang digunakan dalam penelitian ini adalah Didactical Desain Research (DDR). Penelitian Desain Didaktis ini, menurut Suryadi (2010) terdiri dari tiga tahapan yaitu analisis situasi didaktis, analisis metapedadidaktik, dan analisis restrosfektif [3,4]. Penelitian desain didaktis ini lebih menekankan dalam mendeskripsikan hambatan-hambatan yang dialami siswa selama pembelajaran, mengapa hambatan itu muncul dan bagaimana desain didaktis yang disusun agar dapat mengantisipasi hambatan tersebut. Sampel penelitian ini adalah siswa di salah satu SMA Negeri di Kota Bandung dengan mengambil kelas X MIPA untuk menjadi subjek penelitian sebanyak tiga kelas dan kelas XII MIPA sebanyak satu kelas untuk menjadi subjek studi pendahuluan. Instrumen yang digunakan dalam penelitian ini adalah tes kemampuan responden yang terdiri dari satu soal yang sudah mencakup konsep esensial dari materi Hukum Newton tentang Gerak. Tes ini bertujuan untuk menganalisis kemampuan pemahaman konsep, pola pikir, dan lintasan belajar siswa pada materi Hukum Newton tentang Gerak. 3. Hasil dan Pembahasan 3.1 Hasil Hasil yang diperoleh dari jawaban TKR dapat menggambarkan hambatan epistimologis siswa yang disebabkan karena adanya keterbatasan pengetahuan seseorang pada konteks tertentu. Setelah dilakukan analisis pada TKR, maka didapatkan hasil persentase hambatan belajar yang dialami oleh siswa seperti yang terdapat pada Tabel 1 berikut ini.

Rai Rahmawati, dkk. Desain Didaktis pada Materi Hukum Newton â&#x20AC;Ś

Tabel 1. Persentase hambatan belajar siswa Coding

Hambatan Belajar

Tidak mengetahui keberlakuan Hukum I Newton pada kasus elevator Tidak mengetahui persamaan matematis Hukum I Newton Tidak mengetahui keberlakuan Hukum II Newton pada kasus elevator Tidak mengetahui persamaan matematis Hukum II Newton Tidak menyertakan perhitungan Tidak dapat mengurutkan gaya desakan kaki pada lantai elevator dari yang paling besar Tidak dapat menjelaskan alasan yang tepat dalam mengurutkan gaya desakan kaki pada lantai elevator dari yang paling besar (jika tidak menyertakan perhitungan)

2 3 4 5 6 7

3.2 Pembahasan Berdasarkan hambatan yang dialami oleh

TKR Awal

Persentase (%) TKR TKR 1 2

TKR 3

92,31

35,29

0,00

96,15

35,29

0,00

96,15

38,24

3,57

0,00

100

41,18

3,57

0,00

100

35,29

0,00

26,92

38,24

3,57

0,00

92,31

41,18

7,14

0,00

siswa, maka dibuatlah desain didaktis seperti pada Tabel 2.

Tabel 2. Desain Didaktis

Desain Didaktis Awal

Desain Didaktis Revisi 1

Desain Didaktis Revisi 2

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Rai Rahmawati, dkk. Desain Didaktis pada Materi Hukum Newton â&#x20AC;Ś Kegiatan pembelajaran pada implementasi pertama dimulai dengan menampilkan video tentang hukum I Newton pada slide power point. Kemudian guru meminta siswa untuk menyimpulkan isi dari video tersebut. Selanjutnya, guru menampilkam video tentang hukum II Newton. Kemudian guru meminta siswa untuk menyimpulkan isi dari video tersebut. Setelah itu, guru memberikan latihan soal yang berhubungan dengan hukum I dan hukum II Newton. Kegiatan ini membimbing siswa untuk memahami konsep yang sedang diajarkan. Setelah desain didaktis awal diimplementasikan di kelas pertama, kemampuan siswa-siswi di kelas tersebut diuji menggunakan TKR untuk mengetahui hambatan yang muncul pada materi yang diajarkan. Contoh soal TKR dapat dilihat pada gambar 1.

Gambar 1. Contoh soal TKR TKR ini berfungsi untuk melihat keefektifan dari desain didaktis untuk mengantisipasi hambatan tersebut muncul kembali. Setelah implementasi pertama dilaksanakan, kemudian hasil dari TKR 1 dianalisis. Berdasarkan hasil analisis TKR 1, masih terdapat hambatan yang muncul pada siswa. Hambatan pada siswa dapat dilihat melalui salah satu contoh jawaban siswa yang dapat dilihat pada gambar 2.

Gambar 2. Contoh jawaban siswa pada TKR 1

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Pada jawaban tersebut, dapat dilihat bahwa siswa masih belum mengetahui keberlakuan hukum I dan hukum II Newton pada kasus elevator. Siswa juga salah mengurutkan gaya desakan kaki pada lift yang didasarkan pada pemikirannya Pada implementasi pertama sudah terjadi penurunan hambatan belajar siswa pada materi essensial hukum I dan hukum II Newton pada enam coding hambatan dan terdapat kenaikan persentase hambatan di satu coding hambatan. Meski ada penurunan hambatan, namun hambatan masih ditemukan dan belum ada hambatan yang dapat diantisipasi sepenuhnya. Pada pelaksanaan implementasi kedua, proses pembelajaran mengalami beberapa perubahan dari implementasi pertama. Pada implementasi kedua, guru menekankan pemahaman konsep siswa melalui lembar mengamati dengan pertanyaan-pertanyaan yang dilontarkan guru. Adapun langkah-langkah yang dilakukan pada implementasi kedua, yaitu guru memperlihatkan video mengenai hukum I dan hukum II Newton. Pada implementasi kedua, hambatan belajar siswa sudah dapat diminimalisir secara signifikan. Meski hambatan belajar pada hukum I dan hukum II Newton ini sudah bisa teratasi secara signifikan, namun hambatan masih ditemukan dan belum bisa diantisipasi sepenuhnya. Pada pelaksanaan implementasi ketiga, proses pembelajaran mengalami beberapa perubahan dari implementasi kedua. Pada implementasi ketiga, guru menekankan pemahaman konsep siswa melalui lembar mengamati dan lembar kegiatan siswa dengan bimbingan guru. Adapun langkah-langkah yang dilakukan pada implementasi ketiga, yaitu guru menampilkan video tentang hukum I dan hukum II Newton. Pada implementasi ketiga, hambatan belajar siswa sudah dapat diatasi sepenuhnya pada materi hukum I dan II Newton. Desain didaktis revisi kedua ini tidak menimbulkan kenaikan hambatan ataupun hambatan epistimologis yang baru. Hal itu dikarenakan pada implementasi ketiga ini sedikit berbeda dengan implementasi kedua. Pada implementasi ketiga, siswa diberikan LKS pada tiap anggota kelompok untuk menunjang pembelajaran yang pada saat implementasi kedua hanya dibagikan per kelompok. Selain itu, LKS yang diberikan pada implementasi ketiga ini ada beberapa perubahan pada jumlah soalnya.

Rai Rahmawati, dkk. Desain Didaktis pada Materi Hukum Newton â&#x20AC;Ś 4.

Simpulan Berdasarkan penelitian yang telah dilaksanakan, dapat disimpulkan bahwa desain yang cocok untuk materi Hukum Newton tentang Gerak adalah desain didaktis revisi 2, yaitu mengamati animasi, mengamati gambar, demonstrasi, latihan soal, diskusi kelompok dan diskusi kelas. Desain didaktis yang digunakan berupa pembelajaran yang lebih menekankan pada interaksi, sehingga siswa dapat menemukan dan mengkonstruk pengetahuan dengan sendirinya.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Referensi

[1] Kementrian Pendidikan Nasional (2003). No. 20 Tahun 2003. Tentang Sistem Pendidikan Nasional, 9. Kemendiknas: Jakarta [2] Brosseau, G. (2002). Theory of Didactical Simulations in Mathematics. New York: Kluwer Academic Publisher. [3] Sugiyono. (2012). Metode penelitian administrasi. Bandung: Alfabeta. [4] Suryadi, D. (2010). Metapedidaktik dan didactical design research (DDR): sintesis hasil pemikiran berdasarkan lesson study. Terori, Paradigma, Prinsip, dan Pendekatan Pembelajaran MIPA dalam Konteks Indonesia. Bandung, FPMIPA UPI, hlm. 7.

Windi Awaliah, dkk. Disain Didaktis pada Materi Cepat Rambat â&#x20AC;Ś

Desain Didaktis pada Materi Cepat Rambat Bunyi Berdasarkan Hambatan Belajar Siswa Kelas XI Sekolah Menengah Atas Windi Awaliah*, Harun Imansyah, Agus Fany Chandra Wijaya, Heni Rusnayati

Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi No.229, Bandung 40154, Indonesia *Corresponding authorâ&#x20AC;&#x2122;s e-mail: windiawaliah95@student.upi.edu

ABSTRAK Pembelajaran merupakan proses interaksi antara peserta didik dengan pendidik dan sumber belajar dalam suatu lingkungan belajar untuk menghasilkan hasil belajar. Dalam menghasilkan hasil belajar yang diharapkan tidak mudah, hal ini dikarenakan dalam suatu pembelajaran pasti terdapat hambatan belajar yang dialami oleh siswa. Berdasarkan studi pendahuluan, terdapat siswa masih mengalami hambatan belajar pada materi cepat rambat gelombang bunyi, seperti (a) 93,5% siswa tidak mengetahui persamaan cepat rambat bunyi pada zat padat, (b) 96,8% siswa tidak mengetahui persamaan cepat rambat bunyi pada zat cair, (c) 96,8% siswa tidak mengetahui persamaan cepat rambat bunyi pada gas, (d) 96,8% siswa tidak dapat menyelesaikan persamaan matematis, (e) 93,5% siswa tidak dapat menentukan cepat rambat bunyi yang paling besar, dan (a) 96,8% tidak dapat menentukan zat cair yang paling sulit mengantarkan bunyi. Tujuan dari penelitian ini untuk meminimalisir hambatan belajar yang dialami siswa pada materi cepat rambat gelombang bunyi dengan menggunakan DDR (Didactical Design Research). Metode penelitian yang digunakan yaitu kualitatif deskriptif, dan melalui tiga tahapan, yaitu 1) analisis situasi didaktis, 2) analisis metapedadidaktik, dan 3) analisis restrosfektif. Instrumen yang digunakan yaitu tes kemampuan responden. Hasil penelitian didapatkan (a) 51,9% siswa tidak mengetahui persamaan cepat rambat bunyi pada zat padat, (b) 51,9% siswa tidak mengetahui persamaan cepat rambat bunyi pada zat cair, (c) 51.9% siswa tidak mengetahui persamaan cepat rambat bunyi pada gas, (d) 81,5% siswa tidak dapat menyelesaikan persamaan matematis, (e) 81,5% siswa tidak dapat menentukan cepat rambat bunyi yang paling besar, dan (a) 7,4% siswa tidak dapat menentukan zat cair yang paling sulit mengantarkan bunyi. Berdasarkan hasil tersebut maka desain didaktis yang digunakan pada penelitian pertama harus diperbaiki. Pada implementasi kedua didapatkan hasil (a) 3,0% siswa tidak mengetahui persamaan cepat rambat bunyi pada zat padat, (b) 3,0% siswa tidak mengetahui persamaan cepat rambat bunyi pada zat cair, (c) 6,1% siswa tidak mengetahui persamaan cepat rambat bunyi pada gas, (d) 6,1% siswa tidak dapat menyelesaikan persamaan matematis, (e) 45,5% siswa tidak dapat menentukan cepat rambat bunyi yang paling besar, dan (a) 3,0% siswa tidak dapat menentukan zat cair yang paling sulit mengantarkan bunyi. Setelah implementasi ketiga didapatkan hasil bahwa (a) 0,0% siswa tidak mengetahui persamaan cepat rambat bunyi pada zat padat, (b) 0,0% siswa tidak mengetahui persamaan cepat rambat bunyi pada zat cair, (c) 0,0% siswa tidak mengetahui persamaan cepat rambat bunyi pada gas, (d) 0,0% siswa tidak dapat menyelesaikan persamaan matematis, (e) 0,0% siswa tidak dapat menentukan cepat rambat bunyi yang paling besar, dan (a) 0,0% siswa tidak dapat menentukan zat cair yang paling sulit mengantarkan bunyi. Sehingga, dapat disimpulkan bahwa desain didaktis yang dibuat dan diimplementasikan dapat meminimalisir hambatan belajar epistimologis siswa pada materi cepat rambat bunyi. Kata kunci: Hambatan Belajar, Desain Didaktis, Cepat Rambat Gelombang Bunyi.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Windi Awaliah, dkk. Disain Didaktis pada Materi Cepat Rambat …

ABSTRACT Learning is a process of interaction between students and teacher and learning resources in learning environment used to produce learning outcomes. To produce learning outcomes that are expected is not easy, because there must be learning obstacle exprienced by students in the learning process. Based on the preliminary study, there are students still have learning obstacle in the sound wave propagation material, such as (a) 93.5% of students didn’t know the equation of sound propagation in solids, (b) 96.8% of students didn’t know the sound propagation equation in liquid, (c) 96.8% of students didn’t know the sound propagation equation in gas, (d) 96.8% of students cannot solve the mathematical equations, (e) 93.5% of students cannot determine the greatest velocity of sound propagation, and (a) 96.8% cannot determine type of liquid that is the most difficult to transmit the sound. The purpose of this study is to minimize learning obstacle experienced by students in sound wave propagation material using DDR (Didactical Design Research). The research method used is descriptive qualitative, and through three stages, there are 1) didactic situation analysis, 2) analysis of metapedicactics, and 3) effective analysis. The instrument used is the test of the respondent's ability (TKR). The results showed that (a) 51.9% of students didn’t know the equation of sound propagation in solids, (b) 51.9% of students didn’t know the sound propagation equation in liquid, (c) 51.9% of students didn’t know the sound propagation equation in gas, (d) 81.5% of students cannot solve the mathematical equations, (e) 81.5% of students cannot determine the greatest velocity of sound propagation, and (a) 7.4% cannot determine type of liquid that is the most difficult to transmit the sound. Based on these results, the didactic design used in the first study must be improved. In the second implementation the results were obtained (a) 3.0% of students didn’t know the equation of sound propagation in solids, (b) 3.0% of students didn’t know the sound propagation equation in liquid, (c) 6.1% of students didn’t know the sound propagation equation in gas, (d) 6.1% of students cannot solve the mathematical equations, (e) 45.5% of students cannot determine the greatest velocity of sound propagation, and (a) 3.0% cannot determine type of liquid that is the most difficult to transmit the sound. After the third implementation, it was found that(a) 0.0% of students did not know the sound propagation equation for solids, (b) 0.0% of students did not know the sound propagation equation in liquid, (c) 0.0% of students did not know sound propagation equation in gas, (d) 0.0% of students cannot solve the mathematical equations, (e) 0.0% of students cannot determine the greatest velocity of sound propagation, and (a) 0.0% of students cannot determine type of liquid that is the most difficult liquid to transmit sound. The conclusion is didactic design created and implemented can minimize the obstacle to students' epistemological learning in sound propagation material. Keywords: Learning Obstacle, Didactic Design, Velocity of Sound Waves.

1. Pendahuluan Pembelajaran menurut UU No.20 Tahun 2003 tentang Sistem Pendidikan Nasional Pasal 1 Ayat 20 merupakan proses interaksi antara peserta didik dengan pendidik dan sumber belajar dalam suatu lingkungan belajar [2]. Interaksi antara peserta didik dengan pendidik bertujuan untuk menghasilkan suatu hasil belajar. Dalam menghasilkan hasil belajar yang diharapkan tidak mudah, hal ini dikarenakan dalam suatu pembelajaran pasti terdapat hambatan belajar yang dialami oleh siswa, seperti tidak membuka diri untuk mengikuti pembelajaran dikarenakan siswa tersebut tidak memahami materi yang sedang disampaikan. Hal ini sering terjadi pada mata pelajaran fisika, karena siswa selalu beranggapan bahwa mata pelajaran fisika merupakan mata pelajaran yang Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

sulit, sehingga siswa tidak mau membuka diri untuk mempelajari fisika yang pada akhirnya menyebabkan siswa tersebut tidak memahami materi yang sedang disampaikan. Berdasarkan studi pendahuluan terdapat siswa yang masih mengalami hambatan belajar pada materi cepat rambat gelombang bunyi, seperti (a) 93,5% siswa tidak mengetahui persamaan cepat rambat bunyi pada zat padat, (b) 96,8% siswa tidak mengetahui persamaan cepat rambat bunyi pada zat cair, (c) 96,8% siswa tidak mengetahui persamaan cepat rambat bunyi pada gas, (d) 96,8% siswa tidak dapat menyelesaikan persamaan matematis, (e) 93,5% siswa tidak dapat menentukan cepat rambat bunyi yang paling besar, dan (a) 96,8% siswa tidak dapat menentukan zat cair yang paling sulit mengantarkan bunyi. Menurut 31

Windi Awaliah, dkk. Disain Didaktis pada Materi Cepat Rambat â&#x20AC;Ś Brosseau (2002) hambatan belajar dibagi berdasarkan sistem (guru-siswa-materi) menjadi tiga [1]. a. Hambatan Ontogeni Hambatan ontogeni muncul akibat keterbatasan yang dimiliki yang dimiliki siswa (salah satunya neurofisiologis) pada tahap perkembangannya. Salah satu kasusnya adalah ketidaksiapan mental belajar siswa karena perkembangan mental dan kognitif yang jauh tertinggal dengan perkembangan biologisnya. b. Hambatan Didaktis Hambatan didaktis merupakan hambatan yang dialami siswa akibat proses transfer pengetahuan dari guru ke siswa. Hambatan ini sangat berkaitan dengan cara guru menyampaikan materi kepada siswa. c. Hambatan Epistimologis Hambatan ini disebabkan oleh terbatasnya pengetahuan seseorang pada konteks tertentu. Apabila siswa dihadapkan dengan konteks yang berbeda, mereka akan mengalami hambatan seolah pengetahuan yang telah dimiliki tidak berguna Menurut Brosseau (2002) untuk dapat menentukan hambatan belajar epistimologis yang terjadi dapat dilakukan analisis pendekatan historis diantaranya: (1) menjelaskan pengetahuan yang dipelajari, (2) memahami penggunaan pengetahuan yang mereka pelajari, (3) melihat hubungan konsep yang dipelajari dengan konsep-konsep lain yang mungkin berhubungan, (4) mengidentifikasi keadaan permasalahan dan memberikan alasan atas penyelesaian yang diberikan[1]. Peneliti bertujuan untuk mengidentifikasi hambatan belajar siswa pada materi cepat rambat bunyikelas XI SMA berdasarkan analisis tes kemampuan responden (TKR) dan meminimalisir hambatan belajar siswa dengan menggunakan DDR (Didactical Design Research). 2. Metode Penelitian Metode yang digunakan dalam penelitian, yaitu metode kualitatif dengan jenis penelitian yang dilakukan merupakan penelitian deskriptif kualitatif. Penelitian ini melalui tiga tahapan, yaitu 1) analisis situasi didaktis, 2) analisis metapedadidaktik, dan 3) analisis restrosfektif. Penelitian desain didaktis ini lebih menekankan dalam mendeskripsikan hambatan-hambatan yang dialami siswa selama pembelajaran, mengapa hambatan itu muncul dan bagaimana desain didaktis yang disusun

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

agar dapat mengantisipasi hambatan tersebut. Sampel penelitian ini adalah siswa di salah satu SMA Negeri di Kota Bandung. Instrumen yang digunakan dalam penelitian ini adalah tes kemampuan responden yang terdiri dari dua soal yang sudah mencakup konsep esensial dari materi cepat rambat bunyi. Tes ini bertujuan untuk menganalisis kemampuan pemahaman konsep, pola pikir, dan lintasan belajar siswa pada materi cepat rambat bunyi. 3. Hasil dan Pembahasan 3.1 Hasil Hasil yang diperoleh berdasarkan jawaban TKR yang menggambarkan hambatan siswa yang disebabkan karena adanya keterbatasan pengetahuan seseorang pada konteks tertentu, yang disebut hambatan epistimologis. Hambatan yang diperoleh dari hasil TKR awal dapat dilihat pada tabel.1. 3.2 Pembahasan Berdasarkan hambatan yang dialami oleh siswa yang diperoleh dari hasil TKR awal, maka dibuat Antisipasi Didaktis (Desain Didaktis Awal) untuk meminimalisir hambatan yang dialami oleh siswa desain didaktis ditunjukkan pada tabel 2. Antisipasi didaktis (Desain Didaktis Awal) yang dilakukan yaitu dengan menampilkan beberapa gambar kepada siswa seperti, gambar anak yang sedang mendengarkan bunyi pada rel kereta, kapal yang memancarkan gelombang ultrasonik dengan menggunakan alat SONAR di lautan, dan orang yang sedang berteriak yang terdapat pada slide power point. Siswa diminta untuk mengamati gambar-gambar tersebut. Setelah itu guru bertanya kepada siswa terkait dengan gambar yang ditampilkan dan jawaban siswa dianggap sebagai hipotesis. Selanjutnya guru meminta siswa untuk duduk secara berkelompok untuk mengerjakan LKS terkait dengan cepat rambat bunyi. Pada saat mengerjakan LKS siswa diharapkan menganalisis fenomena yang ditampilkan guru dengan mengisi LKS, dan guru membimbing siswa untuk mendapatkan jawaban dengan diskusi kelompok. Setelah selesai mengerjakan LKS, siswa dari perwakilan kelompok mempresentasikan hasil diskusi, dan siswa dari kelompok lain menanggapinya. Setelah itu, guru memberikan penguatan dengan menjelaskan tentang cepat rambat bunyi, pada zat pdat, zat cair, dan gas.

Windi Awaliah, dkk. Disain Didaktis pada Materi Cepat Rambat â&#x20AC;Ś

Tabel 1. Presentase hambatan siswa Hambatan Siswa

Persentase (%)

Coding a. Tidak mengetahui persamaan cepat rambat bunyi di zat padat b. Tidak mengetahui persamaan cepat rambat bunyi di zat cair c. Tidak mengetahui persamaan cepat rambat bunyi di gas d. Tidak dapat menyelesaikan persamaan matematis e. Tidak dapat menentukan cepat rambat yang paling besar a. Tidak dapat menentukan zat cair yang paling sulit menghantarkan bunyi

TKR Awal 93,5

TKR I 51,9

TKR II 3,0

TKR III 0

96,8

51,9

3,0

96,8

51,9

6,1

96,8

81,5

6,1

93.5

81,5

45,5

96,8

7,4

3,0

Tabel.2 Rancangan Desain Didaktis Kegiatan Mengamati Menanya Mencoba Mengumpulkan Informasi Mengkomunikasikan

Desain Didaktis Awal Siswa mengamati gambar Guru bertanya kepada siswa Siswa mengerjakan LKS Siswa mengerjakan soal Siswa persentasi di depan kelas

Berdasarkan kegiatan yang telah dilakukan, guru dan siswa bersama-sama menyimpulkan materi cepat rambat bunyi. Pada akhir pembelajaran siswa diberi tes yaitu menggunakan TKR terkait dengan cepat rambat bunyi, dan siswa menyelesaikan tes tersebut menggunakan pemahaman yang telah didapatkan. Setelah dilakukan implementasi dengan menggunakan desain didaktis awal, didapatkan hasil TKR I. Setelah dilakukan analisis TKR pertama maka didapatkan hasil persentase

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Desain Didaktis Revisi I Siswa mengamati gambar Siswa diminta untuk bertanya Siswa mengerjakan LKS Siswa mengerjakan soal Siswa persentasi di depan kelas

Desain Didaktis Revisi II Siswa mengamati gambar Guru bertanya kepada siswa Siswa mengerjakan LKS Siswa mengerjakan soal Siswa persentasi di depan kelas

hambatan belajar yang dialami oleh siswa seperti yang terdapat pada tabel.1. Berdasarkan hasil TKR pertama, masih terdapat siswa yang mengalami hambatan belajar. Hambatan yang dialami siswa dapat dilihat berdasarkan salah satu jawaban siswa seperti pada gambar 2. Pada jawaban tersebut dapat terlihat bahwa siswa hanya mengetahui persamaan cepat rambat bunyi pada zat padat. Sedangkan untuk persamaan cepat rambat bunyi pada zat cair dan gas siswa tersebut tidak mengetahuinya. Sehingga peneliti melihat video pembelajaran

Windi Awaliah, dkk. Disain Didaktis pada Materi Cepat Rambat â&#x20AC;Ś

Gambar.1 Contoh Soal TKR tentang Cepat Rambat Gelombang Bunyi

Gambar.2 Jawaban Siswa mengenai Soal Cepat Rambat Bunyi pada saat menggunakan desain didaktis awal. Hasil TKR pertama dan video pembelajaran pada saat implementasi pertama menjadi dasar dalam melakukan revisi desain didaktis untuk implementasi berikutnya. Maka, dibuatlah desain revisi I yaitu pada desain didaktis awal (antisipasi didaktis), guru bertanya kepada siswa terkait dengan gambar yang ditampilkan, namun pada desain revisi I guru menekankan agar siswa untuk bertanya terkait dengan gambar yang ditampilkan, dan guru membimbing siswa untuk mendapatkan jawabannya dengan memberikan kesempatan kepada siswa yang lain menjawab. Selain itu juga guru banyak memberikan soal latihan. Pada implementasi pertama guru hanya memberikan dua soal latihan sedangkan pada implementasi kedua guru memberikan lima soal latihan. Berdasarkan hasil bahwa hambatan belajar mengalami penurunan yang signifikan setelah implementasi kedua dilakukan. Namun, masih terdapat beberapa siswa yang mengalami hambatan dalam memahami materi cepat rambat gelombang bunyi.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Desain didaktis untuk implementasi ketiga, yaitu menggunakan desain didaktis revisi II yang lebih menekankan pada latihan soal dengan memberikan tujuh soal latihan. Guru lebih banyak memberikan soal-soal latihan sehingga siswa dapat menganalisis cepat rambat bunyi pada zat padat, zat cair dan gas. Setelah melakukan implementasi dengan menggunakan desain revisi II, maka tidak ada siswa yang mengalami hambatan belajar seperti terdapat pada tabel.1. Sehingga desain didaktis revisi II sudah meminimalisir hambatan belajar yang dialami oleh siswa pada materi cepat rambat gelombang bunyi. 4. Kesimpulan Berdasarkan penelitian yang telah dilaksanaan dengan menggunakan desain didaktis pada materi cepat rambat gelombang bunyi, maka dapat disimpulkan bahwa: 1. Hambatan belajar yang dialami siswa pada materi cepat rambat bunyi yaitu, (a) tidak mengetahui persamaan cepat rambat bunyi pada zat padat, (b) tidak mengetahui persamaan cepat rambat bunyi pada zat cair,

Windi Awaliah, dkk. Disain Didaktis pada Materi Cepat Rambat â&#x20AC;Ś (c) tidak mengetahui cepat rambat bunyi pada gas, (d) tidak dapat menyelesaikan persamaan matematis, (e) tidak dapat menentukan cepat rambat yang paling besar dan (a) tidak dapat menentukan zat cair yang paling sulit menghantarkan bunyi dapat diminimalisir dengan baik sehingga hambatan yang dialami oleh siswa yang berawal sebesar 96,1% siswa mengalami hambatan belajar epistimologis menjadi 0% siswa yang mengalami hambatan belajar epistimologis. 2. Desain didaktis yang digunakan pada penelitian ini yaitu dengan memberikan gambar, LKS, dan latihan soal. Pada implementasi kedua dan ketiga menggunakan desain didaktis yang sama seperti implementasi pertama, namun siswa diberikan soal latihan lebih banyak.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

5. Referensi [1] Brosseau, G. (2002). Theory of Didactical Simulations in Mathematics. New York: Kluwer Academic Publisher. [2] Kementrian Pendidikan Nasional (2003). No. 20 Tahun 2003. Tentang Sistem Pendidikan Nasional, 9. Kemendiknas: Jakarta [3] Suryadi, D. (2010). Metapedadidaktik dan didactical design research (DDR): sintesis hasil pemikiran berdasarkan lesson study. Teori, Paradigma, Prinsip, dan Pendekatan Pembelajaran MIPA dalam Konteks Indonesia. Bandung, FPMIPA UPI, hal 55-75. [4] Suryadi, D. dkk. (2016). Monograf Didactical Design Research (DDR). Bandung: Rizqi Press.

Siska Cikal Pratiwi, dkk. Disain Didaktis pada Materi Energi â&#x20AC;Ś

Desain Didaktis pada Materi Energi Berdasarkan Hambatan Epistimologis Siswa Sekolah Menengah Atas

Siska Cikal Pratiwi*, Harun Imansyah, Agus Fany Chandra Wijaya, Heni Rusnayati Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi No.229, Bandung 40154, Indonesia * E-mail: siskacikal@student.upi.edu

ABSTRAK Salah satu proses pembelajaran fisika harus memperhatikan respon siswa. Berbagai respon siswa yang menimbulkan hambatan belajar yang berbeda, hambatan belajar yang ditimbulkan pada penelitian ini dikategorikan menjadi tiga bagian yaitu hambatan epistimologis, hambatan ontogenik dan hambatan didaktis. Salah satu upaya untuk mengatasinya yaitu dengan penyusunan desain didaktis melalui hambatan belajar siswa sebagai prediksi respon yang akan muncul pada saat proses pembelajaran berlangsung. Masalah yang melatarbelakangi penelitian ini adalah rendahnya kemampuan siswa dalam memahami konsep pada materi energi. Hal ini dapat dilihat dari hasil penelitian yang dilakukan melalui TKR (Tes Kemampuan Responden) awal di salah satu SMAN di Kota Bandung. Hasil penelitian menunjukan bahwa 74,32% siswa mengalami hambatan pada materi energi kinetik, 56,17% pada materi energi potensial dan 68,92% pada materi energi mekanik. Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk meminimalisir hambatan belajar siswa dengan membuat suatu desain didaktis dengan tiga tahapan analisis, yakni analisis situasi didaktis, analisis metapedadidaktis dan analisis retrosfektif . Penelitian ini menggunakan metode deskriptif kualitatif dan desain yang digunakan adalah Didactical Design Research (DDR) yang diimplementasikan kepada siswa salah satu SMAN di kota Bandung dengan Hypothetical Learning Trejectory (HLT) yaitu energi kinetik, energi potensial, dan energi mekanik. Setelah diimplementasikan desain ini dapat meminimalisir hambatan belajar siswa yakni menjadi 6,9 % pada materi energi kinetik, 3,4% materi energi potensial dan 6,9% materi energi mekanik. Kata Kunci : Desain Didaktis; Hambatan Belajar; Energi

ABTRACT One of Physics learning process must be concerned on students responses. Various students responses appearing different study obstacles, study obstacles which occurred in this research classified into 3 topic, that is epistomology obstacle, ontogenic obstacle, and didactical obstacle. One of many way to solve the problem is composing didactical design as a predictior for responses that could be appear when learning process occurred. Foundation of the problem on this research is students skills in understand energy subject is still low. This result can be seen according to prior research through TKR (Tes Kemampuan Responden) at one of senior highschool in Bandung. The Result show that 74,32% studentâ&#x20AC;&#x2122;s appear to have any difficulties especially on kinetic energy subject, 56,17% in potensial energy and 68,92% in mechanic energy subject. The purpose of this research is to minimize students studies obstacle with creating a desain on three analysis steps, that is didaktis analyse situation, metapedadidaktis analyse, and retrosfektif analyze. This study uses descriptive qualitative method and the design used is Didactical Design Research (DDR) which is implemented to students of one of the high schools in Bandung with Hypothetical Learning Trejectory (HLT), namely kinetic energy, potential energy, and mechanical energy. The design enable to minimize students studies obstacle into 6,90% in kinetic energy subject, 3,40% potential energy subject, and 6,90 % in mechanic energy subject. Kata Kunci : Didactic Design; Learning Obstacle ; Energy

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Siska Cikal Pratiwi, dkk. Disain Didaktis pada Materi Energi â&#x20AC;Ś

1. Pendahuluan Pendidikan merupakan salah satu aspek yang berpengaruh terhadap kemajuan bangsa untuk meningkatkan mutu sumber daya manusia. Hal ini dikarenakan pendidikan memiliki peran yang signifikan dan bahkan masih menjadi pranata utama dalam penyiapan sumber daya manusia (Wagiran, 2007 dalam Nurmalasari Riana, dkk.). Berbagai riset dan analisis menunjukkan bahwa ilmu pengetahuan dan teknologi serta kualitas sumber daya manusia merupakan faktor kunci dalam menentukan daya saing suatu bangsa (Wen, 2003:23). Pemerintah Indonesia dengan giat menyusun dan mengembangkan program untuk meningkatkan mutu pendidikan, salah satunya dengan penyempurnaan kurikulum. Menurut Undang-Undang No 20 Tahun 2003 Tentang Sistem Pendidikan Nasional disebutkan bahwa pendidikan berfungsi mengembangkan kemampuan dan membentuk watak serta peradaban bangsa yang bermartabat dalam rangka mencerdaskan kehidupan bangsa, bertujuan untuk berkembangnya potensi peserta didik agar menjadi manusia yang beriman dan bertaqwa kepada Tuhan Yang Maha Esa, berakhlak mulia, sehat, berilmu, cakap, kreatif, mandiri, dan menjadi warga negara yang demokratis serta bertanggung jawab. Kurikulum 2013 adalah kurikulum berbasis kompetensi dan karakter secara terpadu yang merupakan penyempurnaan dari Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP). Kurikulum ini dipandang sesuai dengan program pendidikan yang berbeda dengan kurikulum-kurikulum sebelumnya. Perbedaan tersebut nampak pada beberapa karakteristik Kurikulum 2013 yakni pendekatan saintifik dan penilaian otentik dalam pembelajaran. Namun fakta dilapangan pada proses pembelajaran didalam kelas berlangsung, siswa memiliki hambatan belajar (Learning Obstacle). Bachelard dan Piaget (dalam Brousseau, 2002, hlm.82) menyebutkan bahwa kesalahan yang dilakukan oleh siswa itu bukan hanya sematamata karena ketidaktahuan yang dimiliki tetapi merupakan akibat dari potongan pengetahuan yang telah dimiliki yang ternyata keliru. Kesalahan jenis ini tidak menentu dan tak terduga, yang merupakan suatu hambatan. Dari hasil studi pendahuluan yang telah dilakukan peneliti melalui TKR awal di salah satu SMA Negeri di Kota Bandung. Hasil

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

penelitian menunjukan bahwa 74,32% siswa mengalami hambatan pada materi energi kinetik, 56,17% pada materi energi potensial dan 68,92% pada materi energi mekanik. Salah satu penyebab terjadinya hambatan belajar siswa yaitu keterbatasan siswa dalam memahami suatu konsep karena pemahamannya yang tidak lengkap disebut dengan hambatan epistimologis. Brousseau (2002, hlm. 86) menyebutkan ada tiga jenis hambatan yang dibagi berdasarkan sistem (guru-siswa-materi) yaitu hambatan ontogeni, hambatan didaktis dan hambatan epistimologis. a. Hambatan Ontogeni (Ontogenic Obstacle) Hambatan ontogeni muncul akibat keterbatasan yang dimiliki yang dimiliki siswa (salah satunya neurofisiologis) pada tahap perkembangannya. Salah satu kasusnya adalah ketidaksiapan mental belajar peserta didik karena perkembangan mental dan kognitif yang jauh tertinggal dengan perkembangan biologisnya. b. Hambatan Didaktis (Didactical Obstacle) Hambatan didaktis merupakan hambatan yang dialami siswa akibat proses transfer pengetahuan dari guru ke siswa. Hambatan ini sangat berkaitan dengan cara guru menyampaikan materi kepada siswa. c. Hambatan Epistemologis (Epistemological Obstacle) Hambatan ini disebabkan oleh terbatasnya pengetahuan seseorang pada konteks tertentu. Apabila siswa dihadapkan dengan konteks yang berbeda, mereka akan mengalami hambatan seolah pengetahuan yang telah dimiliki tidak berguna. 2. Metode Penelitian Penelitian ini menggunakan metode analisis deskriptif kualitatif seperti pada buku Theory of Didactical Situation, Bresseau (2002, hal 101) dengan menggunanakan Tes Kemampuan Responden (TKR) Berupa tes uraian yang terdiri dari atas tes tertulis sebanyak 2 (dua) soal mengacu pada keluasan materi Energi berdasarkan beberapa sumber yakni pada KD.3.9 yakni â&#x20AC;&#x153;menganalisis konsep energi, usaha(kerja), hubungan usaha(kerja) dan perubahan energi, hukum kekekalan energi, serta penerapannya dalam peristiwa sehari-hariâ&#x20AC;?. Soal berbentuk essay ini bertujuan supaya tergambar pola pikir siswa dalam menjawab soal serta jawaban yang dipilih merupakan hasil pemikiran terlebih

Siska Cikal Pratiwi, dkk. Disain Didaktis pada Materi Energi â&#x20AC;Ś dahulu. TKR diberikan pada siswa yang telah mempelajari materi Energi. Subjek penelitian ini yaitu siswa yang telah mempelajari materi Energi di salah satu SMA Negeri di Kota Bandung. Berdasarkan studi pendahuluan tersebut peneliti bertujuan untuk meminimalisir hambatan belajar siswa dengan membuat suatu desain dengan tiga tahapan analisis, yakni analisis situasi didaktis, analisis metapedadidaktis dan analisis retrosfektif.

3. Hasil dan Pembahasan Setelah diimplementasikan desain didaktis ini diperoleh hasil pada tabel dibawah ini. Tabel.1 Persentase Hambatan Belajar Siswa

Gambar 1. Contoh soal mengenai energi kinetik, energi potensial, dan energi mekanik.

Persentase (%) TKR TKR TKR 1 2 3

Coding

Hambatan

TKR Awal

Menentukan Energi Kinetik maksimum yang dialami apel Menentukan Energi Potensial maksimum yang dialami apel Menentukan Energi Mekanik disetiap titik yang dialami apel Siswa tidak menyampaikan alasan matematis dari soal

54,04

12,50

31,25

3,12

Gambar 2. Contoh jawaban siswa mengenai energi kinetik, energi potensial, dan energi mekanik. 62,16

34,37

8,82

3,44

29,72

2,94

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Hambatan yang diperoleh dari hasil TKR awal dapat menggambarkan hambatan epistimologis siswa. Oleh karena itu, dibuatlah soal TKR awal dalam bentuk soal uraian seperti pada gambar.1 Soal pada gambar.1 mengenai perubahan energi pada soal ini terdapat gambar sebuah apel terjatuh pada ketinggian tertentu dan diberi keterangan disetiap titik. Soal ini betujuan untuk mengukur hambatan epistimologis siswa materi energi pada sebuah kasus. Selain itu siswa diperintahkan untuk memberikan alasan atas jawabannya menentukan dititik manakah energi kinetik, energi potensial, dan energi mekanik paling maksimal dan menuliskan perumusan matematisnya. Berdasarkan hambatan yang dialami oleh siswa dari soal tersebut, maka dibuatlah desain didaktis awal. Pada implementasi pertama ini mengenai konsep energi kinetik guru mendemonstrasikan kelereng yang akan digelindingkan pada lintasan miring, siswa dibimbing untuk berdiskusi dan mengisi pertanyaan yang telah disediakan didalam LKS, setelah itu guru dan 38

Siska Cikal Pratiwi, dkk. Disain Didaktis pada Materi Energi â&#x20AC;Ś siswa melakukan tanya jawab, merumuskan persamaan matematis energi kinetik dan mengerjakan contoh soal yang setelahnya dibahas bersama. Tahap selanjutnya untuk menyampaikan materi energi potensial guru menayangkan video seorang anak jatuh ke kolam, dua orang anak dengan massa yang berbeda dengan ketinggian yang sama jatuh ke kolam dan dua orang anak dengan massa yang sama dan ketinggian yang berbeda jatuh ke kolam. siswa menganalisis video tersebut, tayangan video ini bertujuan untuk menarik perhatian siswa agar pembelajaran di kelas lebih variatif. Agar siswa lebih memahami konsep yang sudah dimiliki, guru membagikan alat dan bahan untuk melakukan pratikum bersama teman sekelompoknya. Setelah selesai dan mendapatkan hasilnya siswa memilih perwakilan kelompok untuk mempresentasikan hasil dari praktikum yang telah dilakukan kemudian melakukan tanya jawab antar kelompok dan menarik kesimpulan dibimbing oleh guru. Untuk menyampaikan materi energi mekanik guru mendemonstrasikan video seorang anak sedang bermain skateboard dengan lintasan hampir seperti huruf U pada aplikasi pHet, kemudian siswa memperhatikan, diskusi dan menjawab LKS yang sebelumnya sudah dibagikan. Kemudian siswa mengejakan soal TKR pertama untuk mengetahui hambatan yang masih dialami siswa. Setelah dianalisis dan siswa masih memiliki hambatan maka dibuatlah desain didaktis yang pertama. Pada implementasi yang kedua ini sedikit perubahan untuk menyampaikan konsep energi kinetik, peneliti meminta siswa untuk melakukan demonstrasi di depan kelas. Demonstrasi yang dilakukan adalah menggelindingkan kelereng dengan dua massa yang berbeda pada lintasan miring. Pada implementasi yang kedua guru menyampaikan energi potensial pada berbagai kasus dan memberikan beberapa contoh soal agar siswa lebih memahami konsep energi potensial, guru menegaskan bahwa energi potensial maksimum berada pada ketinggian maksimum terbukti jika kita masukan kedalam rumus Ep = mgh, kemudian siswa melakukan praktikum seperti pada implementasi pertama kemudian guru berkeliling untuk membimbing siswa agar siswa fokus mengerjakan praktikum. Pada implementasi yang kedua ini guru menambahkan kasus lain untuk menyampaikan energi mekanik yaitu mendemonstrasikan bandul sederhana pada aplikasi pHet, siswa

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

memperhatikan, berdiskusi dan dibimbing oleh guru untuk mengisi pertanyaan yang ada dalam LKS. Kemudian siswa mengejakan soal TKR kedua, setelah dianalisis pada materi energi kinetik dan energi potensial mengalami hambatan sampai 0,00% namun pada materi energi mekanik hambatan masih 8,82%. Oleh karena itu peneliti merevisi desain didaktis kedua. Pada implementasi ketiga ini pada materi energi kinetik dan energi potensial sama seperti kegiatan implementasi sebelumnya karena hambatannya 0,00% sehingga tidak ada desain yang kita ubah, kegiatan pembelajaran dimulai dengan tahap pra intruksional atau tahap apersepsi. Pada tahapan ini peneliti kembali mencoba menggali pengetahuan awal siswa yang berguna saat mempelajari konsep energi. Penggalian pengetahuan awal siswa dilakukan dengan memberikan pertanyaanpertanyaan terkait materi energi secara umum. Hasilnya tidak berbeda dengan kelas implementasi kedua, pada kelas implementasi ketiga juga terdapat beberapa siswa yang telah mengenal dan dapat menyampaikan konsep energi kinetik, energi potensial, dan energi mekanik secara umum. Demonstrasi yang dilakukan pada kegiatan implementasi ketiga ini Guru menekankan secara detail bahwa energi mekanik itu kekal dan menyampaikan hubungan energi kinetik, energi potensial dan energi mekanik agar meminimalisir hambatan yang dimiliki siswa dan memberikan contoh soal agar siswa dapat lebih memahami konsep energi mekanik. Setelah melakukan implementasi dengan menggunakan desain revisi kedua, siswa yang mengalami hambatan belajar seperti terdapat pada tabel.1 berkurang. Sehingga desain didaktis revisi kedua sudah meminimalisir hambatan belajar yang dialami oleh siswa pada materi energi. 4. Simpulan Berdasarkan hasil temuan dan pembahasan, berikut adalah paparan simpulan dalam penelitian ini. 1. Hambatan epistimologis yang dialami siswa materi energi ada 4 hambatan pada soal TKR 1 yaitu siswa tidak dapat menentukan energi kinetik maksimum, siswa tidak dapat menentukan energi potensial maksimum, siswa tidak dapat menentukan energi mekanik dan siswa belum dapat menyampaikan alasan matematisnya. Hambatan epistimologis

Siska Cikal Pratiwi, dkk. Disain Didaktis pada Materi Energi â&#x20AC;Ś yang dialami siswa materi energi ada 3 hambatan pada soal TKR 2 yaitu siswa belum memahami aplikasi dari energi kinetik, siswa belum memahami aplikasi dari energi potensial dan siswa belum dapat memahami aplikasi dari energi mekanik. 2. Desain didaktis yang paling baik untuk mengatasi hambatan belajar yang dialami siswa pada konsep energi dengan pembelajaran yang interaktif dan variatif, dengan memberikan LKS, menayangkan video, mengunakan aplikasi pHet, praktikum dan presentasi.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

5. Referensi [1] Wagiran. (2007). Inovasi Pembelajaran dalam Penyiapan tenaga Kerja Masa Depan. Jurnal Pendidikan Teknologi & Kejuruan. 16(1): 43-55. [2] Wen. 2003. Future of Education. Batam: Lucky Publishers. [3] Brosseau, G. (2002). Theory of Didactical Simulations in Mathematics. New York: Kluwer Academic Publisher. [4] Suryadi, dkk.(2016).Monograf Didactical Desain Research (DDR). Bandung:Rizqi Press. [5] Suryadi. (2010). Didactical Design Research (DDR) Dalam Pengembangan Pembelajaran Matematika 1, Universitas Pendidikan Indonesia. [6] Kementrian Pendidikan Nasional (2003). No. 20 Tahun 2003. Tentang Sistem Pendidikan Nasional, 9. Kemendiknas: Jakarta.

Wilianti Saptawulan, dkk. Karakterisasi Tes Penalaran Ilmiah â&#x20AC;Ś

Karakterisasi Tes Penalaran Ilmiah Materi Suhu Dan Kalor Berdasarkan Teori Respon Butir Wilianti Saptawulan, Taufik Ramlan Ramalis, dan Muslim* Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi No.229, Bandung 40154, Indonesia *Corresponding authorâ&#x20AC;&#x2122;s e-mail: muslim@upi.edu

ABSTRAK Penalaran ilmiah merupakan salah satu keterampilan yang penting dimiliki oleh setiap siswa. Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan produk berupa instrumen tes penalaran ilmiah materi suhu dan kalor dan untuk mengetahui karakterisasi instrumen tes berdasarkan teori respon butir. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode kombinasi desain concurrent embedded. Data kualitatif diperoleh dari judgement ahli dan data kuantitatif diperoleh dari hasil uji instrumen tes yang dibuat oleh peneliti dengan mengacu pada lawsonâ&#x20AC;&#x2122;s classroom test of scientific reasoning (LCTSR). Partisipan penelitian berjumlah 139 siswa yang dipilih secara acak dari 3 sekolah menengah pertama di Kota Cilegon dengan kriteria pernah mempelajari materi suhu dan kalor. Hasil penelitian menunjukkan bahwa instrumen tes yang dibuat memiliki daya pembeda dalam kategori baik, tingkat kesukaran dalam kategori sedang, dan faktor tebakan semu dalam kategori baik. Tes penalan ilmiah ini memiliki fungsi informasi sebesar 3,695 dengan sem 0,520. Dapat disimpulkan bahwa tes penalaran ilmiah sesuai jika diberikan kepada siswa dengan kemampuan sedang dan tes penalaran ilmiah ini akan reliabel jika diberikan pada siswa dengan kemampuan rendah hingga kemampuan tinggi. Kata kunci: Karakterisasi Tes, Penalaran Ilmiah, Teori Respon Butir

1. Pendahuluan Penalaran adalah proses menarik kesimpulan dari prinsip-prinsip dan bukti untuk membuat kesimpulan baru atau mengevaluasi kesimpulan yang diajukan [1]. Dari perspektif literasi sains Bao (2006) menyatakan bahwa penalaran ilmiah merupakan keterampilan kognitif yang diperlukan untuk memahami dan mengevaluasi informasi ilmiah, yang sering melibatkan pemahaman dan mengevaluasi teoritis, hipotesis statistik, dan kausal [2]. Shermer (2002) mengungkapkan bahwa penalaran ilmiah adalah seperangkat metode yang dirancang untuk menggambarkan dan menginterpretasikan pengamatan atau menyimpulkan fenomena, masa lalu atau sekarang, dan bertujuan menguji bidang pengetahuan sebagai penolakan atau konfirmasi [3]. Dalam sudut pandang yang lebih operasional, penalaran ilmiah dinilai berkaitan dengan serangkaian keterampilan penalaran dasar yang biasanya dibutuhkan agar siswa berhasil melakukan penyelidikan ilmiah, Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

termasuk menjajaki masalah, merumuskan dan menguji hipotesis, memanipulasi dan mengisolasi variabel, dan mengamati dan mengevaluasi konsekuensinya [4]. Han (2013) menyatakan bahwa keterampilan penalaran ilmiah penting karena berkaitan dengan domain Pendidikan [4]. Keterampilan penalaran ilmiah adalah alat yang memungkinkan seseorang untuk memperoleh pengetahuan baru dan berpikir kritis. Selain itu Bao (2009) mengemukakan bahwa keterampilan penalaran ilmiah memiliki hubungan dengan keterampilan berpikir kritis dan kemampuan bernalar yang sesuai dengan aspek pengetahuan pada science, technology, engineering, and mathematics (STEM) serta sangat penting dimiliki oleh setiap siswa [2]. Terdapat beberapa jenis format tes yang digunakan untuk mengukur penalaran ilmiah siswa, salah satunya adalah format tes yang dikembangkan oleh Lawson (1978) yang memiliki sebutan LTSR (Lawson Test of Scientific Reasoning) yang sekarang disebut sebagai CTSR (Classroom Test of Scientific

Wilianti Saptawulan, dkk. Karakterisasi Tes Penalaran Ilmiah â&#x20AC;Ś Reasoning) (2000). Lawson (2000) mengembangkan instrumen yang tediri dari beberapa dimensi penalaran diantaranya penalaran proporsional, penalaran korelasional, penalaran kontrol variabel, dan penalaran hipotesis-deduktif. Dalam penelitian ini instrumen tes penalaran yang digunakan merupakan seperangkat soal pilihan ganda berjumlah 13 butir yang mengacu pada empat dimensi penalaran tes Lawson yang telah dijudgement ahli. Penelitian terdahulu pernah dilakukan oleh Colleta dan Philips [5] mengenai konsep gaya dengan mengembangkan tes penalaran milik Lawson. Penelitian lainnya juga dilakukan oleh Stephens dan Clement [6] pada pada materi gerak dan gaya. Padahal banyak materi fisika lain yang dapat dijadikan pengukuran penalaran ilmiah seseorang, seperti materi suhu dan kalor. Materi suhu dan kalor dipilih dalam penelitian ini karena dianggap sebagai salah satu materi dasar dalam fisika dan kontekstual dalam kehidupan sehari-hari. Selain itu, berdasarkan studi literatur belum ada yang mengembangkan instrumen tes penalaran ilmiah dengan topik materi suhu dan kalor. Ketika sebuah tes telah diujikan pada sampel, maka diperlukan suatu analisis tes untuk mengetahui hasil dari uji tes. Hasil dari uji tes akan mengkarakterisasi tes yang diujikan. Terdapat dua jenis analisis tes yang masih digunakan sampai saat ini yakni analisis tes menggunakan teori tes klasik dan analisis tes dengan menggunakan teori tes modern (item response theory/IRT). Keunggulan analisis tes secara klasik terletak pada kemudahan dalam penggunaannya. Namun kelemahan teori ini memiliki ciri bahwa karakteristik butir tes tidak dapat dipisahkan dari karakteristik peserta tes karena hasil estimasi parameter tergantung pada karakteristik peserta tes (group dependent) dan

Masalah dan Rumusan Masalah

Kesimpulan dan Saran

hasil estimasi kemampuan peserta yang bergantung pada karakteristik butir. Adapun kelebihan IRT adalah bahwa: (1) IRT tidak bergantung grup, (2) skor peserta didik dideskripsikan bukan test dependent, (3) model ini menekankan pada tingkat butir soal bukan tes, (4) IRT tidak memerlukan paralel tes untuk menentukan relilabilitas tes, (5) IRT suatu model yang memerlukan suatu pengukuran ketepatan untuk setiap skor tingkat kemampuan [7]. Selain itu dalam penggunaannya juga analisis IRT dapat digunakan pada menu addins Microsoft Excel. Terdapat tiga asumsi teori respon butir, yaitu 1) unidimensi, setiap butir tes hanya mengukur satu kemampuan, 2) independensi lokal, tidak ada korelasi antara peserta tes dengan peserta tes lainnya pada butir soal yang sama maupun berbeda, dan 3) invariansi parameter, karakteristik butir soal tidak tergantung pada distribusi parameter kemampuan peserta tes dan parameter yang menjadi ciri peserta tes tidak bergantung dari ciri butir soal [7]. Berdasarkan respon instrumen teori respon butir terbagi menjadi dua jenis model respon, yakni model dikotomi dan model politomi. Model dikotomi berlaku ketika pilihan jawaban instrumen hanya terdapat dua pilihan jawaban, seperti iya atau tidak, benar atau salah, maupun setuju atau tidak setuju. Jawaban pada model dikotomi memiliki skor 1 dan 0. Sedangkan untuk model politomi memiliki respon instrumen yang bervariasi seperti pada kuesioner yang diberikan skala 1-5 ataupun dengan pilihan jawaban dari sangat tidak setuju, tidak setuju, setuju hingga sangat setuju. Retnawati (2014) memaparkan bahwa ada 3 model yang dapat digunakan untuk melakukan analisis dengan menggunakan teori respon butir model dikotomi, yakni model 1

Landasan Teori dan Hipotesis

Penyajian Data Hasil Penelitian

Pengumpulan Data Kualitatif Pengumpulan Data Kuantitatif

Analisis Data Kualilatif dan Kuantitatif

Gambar 1. Desain penelitian Concurrent Embedded Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Wilianti Saptawulan, dkk. Karakterisasi Tes Penalaran Ilmiah â&#x20AC;Ś parameter logistik, 2 parameter logistik, dan 3 parameter logistik (yang kemudian akan digunakan istilah: 1 PL, 2 PL, dan 3 PL) [8]. Pengguna teori ini perlu memilih, data yang dianalisis apakah sesuai dengan salah satu dari ketiga model tersebut berdasarkan fungsi informasi. Model 1 parameter logistik hanya menitikberatkan pada parameter tingkat kesukaran butir soal (parameter b). Model 1 PL ini juga disebut sebagai model Rasch [7]. Model 2 parameter logistik melibatkan dua parameter diantaranya tingkat kesukaran (b) dan daya pembeda butir (a). Model 3 parameter logistik melibatkan tiga parameter yakni tingkat kesukaran (b), daya pembeda butir (a), dan faktor tebakan (guessing) (c). Untuk mengetahui kekuatan suatu tes maka diperlukan reliabilitas tes. Reliabilitas merupakan derajat keajegan hasil pengukuran pada objek yang sama, jika dilakukan pengukuran mengenai kemampuan seorang siswa, hasil pengukurannya akan sama meskipun penguji dan butir soal berbeda namun memiliki karakteristik yang sama [8]. Estimasi reliabilitas tes berdasarkan teori respon butir diperoleh dengan fungsi informasi dan kesalahan pengukurannya atau standard error measurement (SEM). Fungsi informasi memiliki hubungan yang berlawanan dengan SEM, semakin rendah fungsi informasi sebuah butir, maka semakin besar SEM pada butir tersebut. Semakin kecil SEM pengukuran akan semakin tepat, reliabel, dan dapat dipercaya hasil pengukurannya [9]. 2. Metode Penelitian Metode penelitian yang digunakan yaitu metode kombinasi dengan desain Concurrent Embedded. Metode kombinasi dengan desain Concurrent Embedded adalah metode penelitian yang menggabungkan antara metode kuantitatif dan metode kualitatif dengan cara mencampur metode tersebut secara tidak seimbang [10]. Penelitian ini dilakukan dengan 7 tahap seperti yang disajikan pada Gambar 1. Tahap pertama dengan melakukan studi pendahuluan untuk mengetahui masalah dan untuk merumuskan masalah. Tahap kedua dengan studi literatur untuk mengetahui teori yang berkaitan dan untuk membuat hipotesis. Setelah tahap kedua peneliti mengembangkan instrumen tes berdasarkan teori yang didapat dari studi literatur. Tahap yang ketiga adalah mengumpulkan data kualitatif. Pengumpulan data kualitatif dilakukan dengan cara melakukan Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

judgement ahli terhadap instrumen yang telah dibuat. Hasil judgement dapat berupa catatan saran dan skor. Catatan saran penilai akan menjadi data kualitatif dan skor judgement akan menjadi data kuantitatif. data kuantitaif juga didapat dari hasil uji lapangan instrument tes. Kemudian tahap keempat yaitu menganalisis data. Hasil validasi dari beberapa ahli akan diolah dengan menerapkan metode validasi Aikenâ&#x20AC;&#x2122;V yang nantinya dapat diketahui bahwa tes tersebut valid atau tidak valid. Sedangkan hasil yang didapat dari pengumpulan data kuantitatif kemudian dianalisis berdasarkan Teori Respon Butir dengan menggunakan aplikasi eirt 2.0 yang terpasang pada menu addins Microsoft Excel. Tahap keenam yaitu penyajian data hasil analisis serta pembahasannya. Terakhir dengan menyajikan simpulan dan saran dari penelitian. Partisipan penelitian dipilih secara purposive sampling dalam hal ini adalah peserta didik pada tingkat sekolah menengah pertama yang sudah mempelajari materi Suhu dan Kalor dan pemilihan kelas didasarkan atas rekomendasi dari guru fisika di sekolah partisipan. Partisipan dalam penelitian ini yaitu 48 siswa dari SMPN 1 Cilegon, 32 siswa dari SMPN 2 Cilegon, dan 59 siswa dari SMP IT Raudhatul Jannah Cilegon. Sehingga jumlah total partisipan dalam penelitian ini yaitu 139 orang. 3. Hasil Dan Pembahasan Pada tahap studi pendahuluan dilakukan studi literatur untuk menemukan dan merumuskan masalah. Studi literatur juga dilakukan untuk mengetahui instrumen yang sesuai dan dapat digunakan untuk mengukur penalaran ilmiah serta untuk mengetahui hasil penelitian-penelitian yang telah dilakukan selama ini mengenai tes penalaran ilmiah sebagai perbandingan. Selain itu dari studi literatur juga dapat diketahui cara mengukur validasi tes yang telah dibuat. Adapun untuk mengetahui analisis tes berdasarkan teori respon butir menggunakan software eirt yang sudah terpasang pada toolbar add-ins Microsoft excel. Hasil dari studi literatur menjadi landasan teori dalam penelitian. Tahap selanjutnya adalah pembuatan instrument tes. Instrumen tes yang dibuat berupa seperangkat tes penalaran ilmiah materi suhu dan kalor dengan mengacu pada 4 dimensi penalaran Lawson. Dimensi penalaran yang digunakan yaitu penalaran proporsional,

Wilianti Saptawulan, dkk. Karakterisasi Tes Penalaran Ilmiah â&#x20AC;Ś penalaran korelasional, penalaran kontrol variabel, dan penalaran hipotesis-deduktif. 3.1 Validitas Validasi ahli dianalisis berdasarkan metode Aikenâ&#x20AC;&#x2122;V untuk mengetahui kesepakatan hasil validasi. Berdasarkan validasi juga dapat diketahui butir mana yang harus diperbaiki sehingga butir valid dan dapat diujikan. Hasil judgement para ahli dalam penelitian ini diolah berdasarkan metode Aikenâ&#x20AC;&#x2122;V dengan menggunakan persamaan [11]: đ?&#x2018;&#x2030; = đ?&#x203A;´đ?&#x2018;&#x2020;/[đ?&#x2018;&#x203A;(đ?&#x2018;? â&#x2C6;&#x2019; 1)] (1) đ?&#x2018;&#x2020; = đ?&#x2018;&#x; â&#x2C6;&#x2019; đ?&#x2018;&#x2122;đ?&#x2018;&#x153; (2) Keterangan V : koefisien validitas isi lo : angka penilaian validitas yang terendah (misalnya 1) c : angka penilaian validitas tertinggi (misalnya 4) r : angka yang diberikan oleh penilai Koefisien validitas isi (V) memiliki kemungkinan 0 sampai dengan 1, nilai tersebut menunjukkan derajat dari validitas butir. Sebuah butir dapat dianggap valid jika nilai V â&#x2030;Ľ 0,5 [12]. Interpretasi indeks validasi ahli dapat juga menggunakan kriteria sesuai dengan Tabel 1. Tabel 1. Interpretasi Aikenâ&#x20AC;&#x2122;V Hasil Validasi Kriteria Sangat Tinggi 0,80 < V â&#x2030;¤ 1,00 Tinggi 0,60 < V â&#x2030;¤ 0,80 Cukup 0,40 < V â&#x2030;¤ 0,60 Rendah 0,20 < V â&#x2030;¤ 0,40 Sangat Rendah 0,00 < V â&#x2030;¤ 0,20 Untuk interpretasi lebih rinci dari hasil judgement ahli disajikan pada Tabel 2. dengan A, B, dan C merupakan penilai (judger). Berdasarkan hasil judgement ahli dengan menggunakan metode Aikenâ&#x20AC;&#x2122;V dapat diketahui terdapat 11 butir soal dengan tingkat kevalidan sangat tinggi dan 2 butir soal dengan tingkat kevalidan tinggi. Selain itu dari analisis secara kualitatif terdapat beberapa soal harus diperbaiki karena terdapat kesalahan penulisan, pemilihan kata yang kurang sesuai, ilustrasi gambar yang kurang jelas, dan pilihan jawaban yang harus disesuaikan dengan pertanyaan. Sehingga beberapa butir dilakukan perbaikan. 3.2 Hasil Uji Lapangan Hasil uji lapangan dianalisis berdasarkan teori respon butir (item response theory/IRT). Model yang digunakan untuk menganalisis adalah model dikotomi 3 parameter logistik. Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Hasil uji lapangan digunakan untuk mengetahui estimasi karakteristik tes dan estimasi kemampuan partisipan. Hasil estimasi karakteristik tes disajikan sesuai dengan model logistik 3 parameter butir yaitu daya pembeda (a), tingkat kesukaran (b), dan tebakan semu (c). Pada kurva karakteristik, parameter a ditunjukkan oleh kemiringan kurva. Semakin besar kemiringan kurva maka semakin besar daya pembeda butir [8]. Secara teoretis, nilai a terletak antara -â&#x2C6;&#x17E; dan +â&#x2C6;&#x17E;. Pada butir yang baik nilai ini mempunyai hubungan positif dengan performen pada butir dan a terletak antara 0 dan 2 [13]. Parameter b merupakan suatu titik pada skala kemampuan agar peluang menjawab benar sebesar 50%. Semakin besar nilai parameter b, maka semakin besar kemampuan yang diperlukan untuk menjawab benar dengan peluang 50%. Dengan kata lain, semakin besar nilai parameter b maka semakin sulit butir soal tersebut [14]. Suatu butir dikatakan baik jika nilai b berkisar antara -2 dan +2, jika nilai b mendekati -2 maka indeks kesukaran butir sangat rendah sedangkan jika nilai b mendekati +2 maka indeks kesukaran butir sangat tinggi [13]. Dan nilai c termasuk dalam kategori baik jika c<1/k, dengan k adalah banyaknya pilihan jawaban. Secara matematis model logistik tiga parameter dapat dituliskan sebagai berikut: đ?&#x2018;&#x192; (đ?&#x153;&#x192;) = đ?&#x2018;? + (1 â&#x2C6;&#x2019; đ?&#x2018;? )

(3)

Keterangan Pi (Î¸) :probabilitas peserta tes yang memiliki kemampuan Î¸ dipilih secara acak dapat menjawab butir I dengan benar Î¸ :tingkat kemampuan subjek (sebagai variabel bebas) ai : indeks daya pembeda butir ke-i bi : indeks kesukaran butir ke-i ci : indeks tebakan semu butir ke-i e : bilangan natural yang nilainya mendekati 2,718 n : banyaknya butir dalam tes Berdasarkan hasil analisis dengan teori respon butir didapat hasil estimasi parameter butir model 3 PL sebagai berikut:

Wilianti Saptawulan, dkk. Karakterisasi Tes Penalaran Ilmiah … Tabel 2. Hasil Analisis Judgement Ahli berdasarkan Aiken’V Penilai Butir

Skor = 3; s = 2

Skor = 2; s = 1

Skor = 3; s = 2

Skor = 4; s = 3

Skor = 3; s = 2

Skor = 4; s = 3

Skor = 3; s = 2

Butir 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Daya Pembeda (a) 1.125 0.438 1.202 0.330 2.707 1.610 3.250 1.348 1.702 1.304 0.491 1.913 0.773

B Skor = 4; s = 3 Skor = 4; s = 3 Skor = 4; s = 3 Skor = 4; s = 3 Skor = 4; s = 3 Skor = 4; s = 3 Skor = 4; s = 3 Skor = 4; s = 3 Skor = 4; s = 3 Skor = 4; s = 3 Skor = 4; s = 3 Skor = 4; s = 3 Skor = 4; s = 3

Σs

n(c-1)

Interpretasi

Skor = 4; s = 3

0,89

Sangat Tinggi

Skor = 4; s = 3

0,78

Tinggi

Skor = 4; s = 3

0,89

Sangat Tinggi

Skor = 4; s = 3

Sangat Tinggi

Skor = 4; s = 3

0,89

Sangat Tinggi

Skor = 4; s = 3

Sangat Tinggi

Skor = 4; s = 3

Sangat Tinggi

Skor = 4; s = 3

Sangat Tinggi

Skor = 4; s = 3

Sangat Tinggi

Skor = 3; s = 2

0,78

Tinggi

Skor = 4; s = 3

0,89

Sangat Tinggi

Skor = 4; s = 3

0,89

Sangat Tinggi

Skor = 4; s = 3

0,89

Sangat Tinggi

Tabel 3. Hasil estimasi parameter butir model 3 PL Tingkat Tebakan Kriteria Kriteria Kesukaran (b) semu (c) Baik 0.426 Baik 0.171 Baik -2.474 Tidak Baik 0.170 Baik 2.367 Tidak Baik 0.143 Baik 3.246 Tidak Baik 0.195 Tidak Baik -2.854 Tidak Baik 0.166 Baik -1.263 Baik 0.160 Tidak Baik -0.844 Baik 0.149 Baik 0.305 Baik 0.187 Baik 0.000 Baik 0.200 Baik -0.547 Baik 0.157 Baik 1.193 Baik 0.186 Baik -0.105 Baik 0.124 Baik 0.842 Baik 0.167

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Kriteria Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik

Wilianti Saptawulan, dkk. Karakterisasi Tes Penalaran Ilmiah â&#x20AC;Ś Berdasarkan Tabel 3 dapat diketahui bahwa untuk daya pembeda (a) terdapat 11 butir termasuk dalam kategori baik dan dan 2 butir tidak baik. Untuk tingkat kesukaran terdapat 9 butir dalam kategori baik dan 4 butir tidak baik termasuk sangat mudah atau sangat sukar. Sedangkan untuk tebakan semu keseluruhan butir termasuk dalam kategori baik. Dalam analisis teori respon butir hasil analisis karakterisasi tes secara keseluruhan dapat dilihat dari kurva karakteristik total (TCC). Kurva karakteristik total akan menunjukkan hasil estimasi skor yang diperoleh partisipan dari mengerjakan 13 butir soal untuk setiap kemampuan. Kurva karakteristik total model 3 PL disajikan pada Gambar 2. Partisipan dengan tingkat kemampuan -4 (sangat rendah) akan memperoleh skor 3 dari skor total 13, artinya hanya mampu menjawab benar 3 butir soal dari jumlah total 13 butir soal. Sedangkan partisipan dengan kemampuan 4 (sangat tinggi) akan memperoleh skor 12 dari Îą partisipan dengan skor total 13, artinya kemampuan sangat tinggi akan mampu menjawab benar 12 butir soal dari jumlah total 13 butir soal. Maka dapat disimpulkan bahwa kemampuan partisipan dari rentang -4 sampai dengan 4, rentang skor yang diperoleh yaitu 3 sampai 12.

karakteristik total yaitu sebesar -0,25 atau dalam kategori tingkat kesukaran sedang. Nilai parameter c merupakan asimtot dari kurva karakteristik yang mempresentasikan asumsi faktor tebakan semu dari partisipan. Berdasarkan kurva karakteristik total diketahui bahwa nilai parameter c untuk tes penalaran ilmiah berada pada skor 3 sehingga probabilitasnya adalah 0,231 artinya berada dalam kategori baik karena nilai parameter c berada pada nilai kurang dari 1/k yaitu kurang dari 0,25. Sedangkan nilai parameter a diperoleh dari kemiringan lereng kurva atau dapat diketahui dengan tan Îą. Berdasarkan kurva karakteristik total diperoleh kemiringan kurva sebesar 450, sehingga tan Îą= tan 450 = 1,00 artinya daya pembeda (parameter a) tes penalaran ilmiah sebesar 1,00 dalam kategori baik. 3.3 Fungsi Informasi dan SEM Reliabilitas merupakan derajat keajegan hasil pengukuran pada objek yang sama, jika dilakukan pengukuran mengenai kemampuan seorang siswa, hasil pengukurannya akan sama meskipun penguji dan butir soal berbeda namun memiliki karakteristik yang sama [8]. Estimasi reliabilitas tes berdasarkan teori respon butir diperoleh dengan fungsi informasi dan kesalahan pengukurannya atau standard error measurement (SEM). Secara matematis, fungsi informasi butir memenuhi persamaan sebagai berikut. đ??ź (đ?&#x153;&#x192;) =

Gambar 2. Kurva karakteristik total Probablitas 1 berada pada skor 12 dan probabilitas 0 berada pada skor 3, artinya probabilitas 0,5 berada di skor 7,5 pada kurva karakteristik total. Berdasarkan gambar 4.36 dapat diketahui nilai parameter b dengan cara menarik garis horizontal pada nilai probabilitas 0,5 sampai kurva karakteristik total. Kemudian garis vertikal dibuat tepat pada perpotongannya. Nilai yang ditunjukkan pada sumbu X merupakan nilai parameter b dari TCC. Nilai parameter b atau tingkat kesukaran tes penalaran ilmiah berdasarkan kurva

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

( ) ( )

( )

(4)

Keterangan i : 1, 2, 3, â&#x20AC;Ś, n đ??ź (đ?&#x153;&#x192;) : fungsi informasi butir ke-i đ?&#x2018;&#x192; (đ?&#x153;&#x192;) : peluang peserta dengan kemampuan Î¸ menjawab benar butir i đ?&#x2018;&#x192; (đ?&#x153;&#x192;) : turunan fungsi đ?&#x2018;&#x192; (đ?&#x153;&#x192;) terhadap Î¸ đ?&#x2018;&#x201E; (đ?&#x153;&#x192;) : peluang peserta dengan kemampuan Î¸ menjawab benar butir i Fungsi informasi tes merupakan jumlah dari fungsi informasi butir penyusun tes tersebut [13]. Berhubungan dengan hal ini, fungsi informasi perangkat tes akan tingkat tinggi jika butir tes mempunyai fungsi informasi yang tinggi pula. Fungsi informasi perangkat tes secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut. đ??šđ??ź (đ?&#x153;&#x192;) = â&#x2C6;&#x2018; đ??ź (đ?&#x153;&#x192;) (5) Keterangan I : 1, 2, 3, â&#x20AC;Ś, n

Wilianti Saptawulan, dkk. Karakterisasi Tes Penalaran Ilmiah â&#x20AC;Ś đ??ź (đ?&#x153;&#x192;) : fungsi informasi butir ke-i đ??šđ??ź (đ?&#x153;&#x192;) : fungsi informasi tes Dalam teori respon butir, kesalahan penaksiran standar (Standard Error of Measurement, SEM) berkaitan erat dengan fungsi informasi. Fungsi informasi dengan SEM mempunyai hubungan yang berbanding terbalik kuadratik, semakin besar fungsi informasi maka semakin kecil atau sebaliknya [7]. Secara matematis, nilai estimasi SEM dapat dinyatakan dengan persamaan berikut. đ?&#x2018;&#x2020;đ??¸đ?&#x2018;&#x20AC; (đ?&#x153;&#x192;) =

(6)

( )

Keterangan đ?&#x2018;&#x2020;đ??¸đ?&#x2018;&#x20AC; (đ?&#x153;&#x192;) : kesalahan baku pengukuran đ??šđ??ź (đ?&#x153;&#x192;) : fungsi informasi tes

dalam

Hasil pengolahan data hubungan antara fungsi informasi dengan SEM pada model 3 PL disajikan oleh Gambar 3 4 3.5

Fungsi Informasi

SEM

2.5 2 1.5 1 0.5 0 -4

-2

Gambar 3. Fungsi informasi dan SEM model 3PL Puncak fungsi informasi total model 3 PL berada pada nilai 3,695 dengan kesalahan penaksiran (SEM) sebesar 0,520. Berdasarkan kurva pada Gambar 3 tes penalaran ilmiah yang dikembangkan terdiri dari 13 butir soal yang diberikan kepada 139 partisipan siswa menunjukkan butir-butir soal akan reliabel jika diberikan pada siswa dengan taraf kemampuan sedang. Perpotongan antara kedua kurva juga menunjukkan bahwa butir-butir soal dalam tes penalaran ilmiah akan cocok untuk mengetahui tingkat kemampuan partisipan dalam rentang 1,84 sampai 1,71 yaitu partisipan dengan kategori kemampuan rendah hingga kemampuan tinggi.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

4. Simpulan Simpulan yang dapat diambil berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan adalah tes keterampilan penalaran ilmiah materi suhu dan kalor memiliki karakteristik tes yang baik dan akan reliabel jika diberikan pada siswa dengan tingkat kemampuan sedang. 5. Referensi [1] Lee, C.-Q., & She, H.-C. (2010). Facilitating Studentsâ&#x20AC;&#x; Conceptual Change and Scientific Reasoning Involving the Unit of Combustion. Research Science Education, 40, 479-504 [2] Bao, L. Cai, T., Koenig, K., Fang, K., Han, J., Wang, J., Liu, Q., Ding, L., Cui, L., Luo, Y., Wang, Y., Li, L., & Wu, N. (2009). Learning and Scientific Reasoning. Science AAAS, 323 (586) 1-9. [3] Shermer, M. (2002). Why People Believe Weird Things: Pseudo -Science, Superstition, And Bogus Notions Of Our Time. New York, NY: Henry Holt and Company, LLC. [4] Han. J. (2013). Scientific Reasoning: Research, Development, and Assessment. (Disertasi). Ohio State: The Ohio State University [5] Coletta, P.V. & Phillips, A.J. (2005) Interpreting FCI scores: Normalized gain, pre-instruction scores, and scientific reasoning ability. American Journal of Physics. [6] Stephens, A.L. & Clement, J.J. (2010). Documenting the use of expert scientific reasoning processes by high school physics students. Physical Review Special Topics-Physics Education Research 6, 020122. DOI: 10.1103/PhysRevSTPER.6.020122 [7] Hambleton, R.K., Swaminathan, H & Rogers, H.J. (1991). Fundamental of Item Response Theory. Newbury Park, CA: Sage Publication Inc. [8] Retnawati, H. (2014). Teori Respon Butir dan Penerapannya. Yogyakarta: Nuha Medika. [9] Setiawati, F. A., Mardapi, D., & Azwar, S., (2013). Penskalaan Teori Klasik Instrumen Multiple Intelligences Tipe Thurstone dan Likert. Jurnal Penelitian dan Evaluasi Pendidikan vol 17, No 2. [10] Sugiyono, (2016). Metode Penelitian Kombinasi. Bandung: Alfabeta

Wilianti Saptawulan, dkk. Karakterisasi Tes Penalaran Ilmiah â&#x20AC;Ś [11] Hendryadi. (2014). Content Validity (Validitas Isi). Teorioline Personal Paper. No. 01 [12] Suseno, M. N. (2014). Pengembangan Pengujian Validitas Isi dan Validitas Konstrak: Interpretasi Hasil Pengujian Validitas. Proceeding Seminar Nasional Psikometri. 70-83. Yogyakarta: Publikasi Ilmiah [13] Hambleton, R.K. & Swaminathan, H. (1985). Item Response Theory: Principles and Applications. Boston, MA: Kluwer [14] Sainuddin, S. (2018). Analisis Karakteristik Butir Tes Matematika Pada Tes Buatan MGMP Matematika Kota Makassar Berdasarkan Teori Modern (Teori Respon Butir. Jurnal Penelitian Matematika dan Pendidikan Matematika. Vol 1 No 1.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Elly Cholisoh. Penggunaan Media Komik Sains untuk â&#x20AC;Ś

Penggunaan Media Komik Sains untuk Meningkatkan Minat dan Hasil Belajar Siswa pada Konsep Gejala Pemanasan Global di Kelas XI IPA 1 SMAN 10 Bandung Semester Genap Tahun Pelajaran 2017 -2018 Elly Cholisoh SMA Negeri 10 Bandung, Jl. Cikutra No.77, Cikutra, Kec. Cibeunying Kidul, Kota Bandung, Jawa Barat 40124, Indonesia Corresponding authorâ&#x20AC;&#x2122;s e-mail: echofisika@gmail.com

ABSTRAK Penelitian ini dilatarbelakangi oleh rendahnya kemauan siswa untuk membaca buku pelajaran, tidak suka mencatat, selalu mengandalkan teman saat diskusi dan jarang mengerjakan tugas dari guru mata pelajaran, sehingga kebiasaan ini mengimbas pada hasil belajar yang dicapai siswa tidak memuaskan. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui sejauh mana komik sains sebagai media pembelajaran mampu meningkatkan minat dan hasil belajar siswa pada konsep gejala pemanasan global. Penelitian ini dilakukan sebanyak 2 siklus dan dilaksanakan di salah satu SMA Negeri yang ada di Bandung di bulan Mei 2018 dengan mengambil sampel sebanyak 30 orang siswa kelas XI IPA. Instrumen yang digunakan dalam penelitian tersebut adalah (1) RPP, (2) Komik Sains, (3) Soal pre test dan post test, (4) Kuisioner minat siswa. Data hasil penelitian diperoleh melalui pre test dan post test pada siklus I rata rata 64,93 dan 66,83 dengan kategori belum tuntas, sedangkan pada siklus II didapat nilai rata rata pre test 74,37 dan post test 88,66 dengan kategori tuntas. Hasil analisis data menunjukkan bahwa hasil belajar meningkat, sedangkan hasil kuisioner minat siswa menunjukkan 92,59 % siswa sangat minat dan 7,41 % siswa minat. Data yang terkumpul dianalisis juga dengan perhitungan N-gain dan uji-t menghasilkan N-gain pada Siklus I = 0,05 kategori rendah sedangkan N-gain pada siklus II = 0,56 kategori sedang. Hasil perhitungan uji-t bahwa đ?&#x2018;Ą = 9,69 sedang đ?&#x2018;Ą = 2,05, sehingga đ?&#x2018;Ą đ?&#x2018;Ą . Berdasarkan data hasil penelitian tersebut dapat disimpulkan bahwa komik sains dapat meningkatkan minat dan hasil belajar siswa pada konsep gejala pemanasan global. Kata kunci: Komik Sains, minat dan hasil belajar.

1. Pendahuluan Fisika merupakan bidang studi yang menduduki peranan penting dalam bidang pendidikan. Tujuan diberikan pelajaran Fisika pada setiap jenjang pendidikan dasar dan menengah, menurut Badan Standar Nasional Pendidikan (BSNP) (Hidayat, 2009:1) bertujuan agar siswa dapat menggunakan fisika sebagai cara bernalar (berpikir logis, analitis, sistematis, kritis, kreatif komunikatif dan kolaborasi). Menurut Munandar (2005:13) bahwa pendidikan di sekolah lebih berorientasi pada pembelajaran fisika perlu diperbaiki guna mendidik para siswa agar tumbuh menjadi orang orang yang aktif dan kreatif dalam

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

mempelajari ilmu fisika. Usaha ini dimulai dengan pembenahan proses pembelajaran yang dilakukan guru dengan menawarkan suatu pendekatan, model, metode dan media pembelajaran. Menurut Oemar Hamalik kemampuan-kemampuan yang selama ini yang harus dikuasai guru akan lebih dituntut aktualisasinya. Berdasarkan pengamatan peneliti di kelas XI IPA I SMAN 10 Bandung pada pelajaran fisika masih ditemui gejalagejala dalam pembelajaran yaitu siswa kurang respon terhadap penjelasan guru, siswa tidak menulis penjelasan guru, siswa masih lemah dalam mengingat, siswa tidak efektif dalam berfikir serta siswa masih belum maksimal dalam mengerjakan tugas atau latihan. Berdasarkan gejala-gejala tersebut dapat 49

Elly Cholisoh. Penggunaan Media Komik Sains untuk â&#x20AC;Ś dikatakan bahwa minat siswa dalam belajar fisika masih rendah, sehingga dibutuhkan suasana belajar yang menyenangkan dan media pembelajaran yang tepat. Peneliti mencoba menggunakan perangkat pembelajaran berupa media ajar yang berbeda, yaitu komik. Komik merupakan bahan bacaan yang disukai oleh berbagai kalangan usia. Penyajian sederhana dan penceritaan sebuah situasi dituangkan dalam bentuk gambar dapat lebih mudah untuk membangkitkan gairah dan minat siswa untuk membacanya. Komik biasanya dilengkapi dengan adanya tokoh, latar belakang, balon baca, narasi dan efek warna yang semakin membuat cerita lebih hidup. Komik sains dibuat oleh siswa secara berkelompok dengan tujuan bahasa yang digunakan dapat dipahami juga oleh temantemannya. Komik ini diharapkan dapat membantu siswa untuk lebih memahami materi fisika khususnya gejala pemanasan global yang sering kita dapatkan dalam kehidupan seharihari. Dengan menggunakan bahasa, gambar dan cerita yang sesuai dengan situasi dan kondisi yang ada, siswa lebih mudah dalam menyerap informasi yang disampaikan. Berdasarkan latar belakang di atas, peneliti tertarik mengujicobakan media komik sains sebagai media pembelajaran yang diharapkan dapat meningkatkan minat dan hasil belajar siswa kelas XI IPA 1 SMAN 10 Bandung. Penelitian ini memiliki beberapa manfaat sebagai berikut: 1) Bagi Siswa a. Membantu meningkatkan minat dan hasil belajar siswa karena dapat memberikan kesempatan pada siswa untuk terlibat aktif dalam pembelajaran dan mendapat hasil memuaskan. b. Membantu mengembangkan ketrampilan berpikir kritis, kreatif, komunikatif dan kolaboratif siswa dalam pembuatan komik sains. 2) Bagi Guru a. Sebagai bahan masukan dan pertimbangan bagi guru guru fisika dalam merencakan pembelajaran dalam membuat skenario pembelajaran. b. Sebagai bahan pertimbangan dan masukan bagi guru-guru fisika dalam mencari alternatif inovasi media pembelajaran dalam proses pembelajaran di sekolah

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

sehingga proses pembelajaran menjadi lebih efektif dan efisien dalam upaya meningkatkan minat dan hasil belajar siswa dalam mempelajari ilmu fisika. 3) Bagi Sekolah Dapat meningkatkan kualitas dan efektifitas mengajar fisika dan menghasilkan media pembelajaran yang baik dalam rangka perbaikan pembelajaran fisika pada khususnya. 4) Bagi Peneliti Meningkatan minat dan hasil belajar siswa melalui media komik sains sebagai alternatif pembelajaran yang dapat diterapkan pada konsep fisika pada materi gejala pemanasan global. 2. Bahan dan Metode 2.1. Minat Belajar Minat sebagai salah satu aspek psikologis dipengaruhi oleh beberapa faktor, baik yang sifatnya internal maupun eksternal. Menurut Slameto (1995) faktor yang disebutkan diatas dapat diatasi oleh guru di sekolah dengan cara menyajikan materi yang dirancang secara sistematis lebih praktis dan penyajiannya lebih bersemi. Minat belajar dapat diingatkan melalui latihan konsentrasi. 2.2. Hasil Belajar Menurut Dimyati dan Mudjiono (2013:49), hasil belajar merupakan hasil dari suatu interaksi tindak belajar dan tindak mengajar. Menurut Susanto (2013: 5) â&#x20AC;&#x153;Perubahan yang terjadi pada diri siswa, baik yang menyangkut aspek kognitif, afektif dan psikomotor sebagai hasil dari belajarâ&#x20AC;?. Pengertian tentang hasil belajar dipertegas oleh Nawawi (dalam Susanto: 2013:5) menyatakan bahwa â&#x20AC;&#x153;Hasil belajar dapat diartikan sebagai tingkat keberhasilan siswa dalam mempelajari materi pelajaran di sekolahâ&#x20AC;?. Adapun menurut Munadi dan Rusman (2013:124), faktor-faktor yang mempengaruhi hasil belajar antara lain meliputi faktor internal dan faktor eksternal. Faktor internal meliputi faktor fisiologis dan psikologis. Sedangkan faktor eksternal meliputi faktor lingkungan dan faktor instrumental.

Elly Cholisoh. Penggunaan Media Komik Sains untuk …

2.3. Komik Kata komik berasal dari Bahasa Inggris “comic” yang memiliki arti segala sesuatu yang lucu serta bersifat menghibur. Pada tahun 1985, Will Eisner yang dikenal sebagai Master komik dunia dalam buku Comics&Sequential Art mendefinisikan komik sebagai seni sekuensial susunan gambar dan kata kata untuk menceritakann sesuatu atau mendramatisasi suatu ide. Komik memiliki karakter tersendiri, yaitu (1) Ekspresi wajah dalam karakter, (2) Balon baca fungsinya seperti pada saat berbicara biasa, berpikir, atau bicara dalam hati, berbisik dan berteriak, (3) Narasi, kotak dialog yang menerangkan waktu, tempat dan situasi. (4) Ikon, gambar yang mempresentasikan seseorang, tempat, benda, ekspresi atau ide, (5) Efek Suara, yang menerangkan suatu situasi, misalnya “BOOM’ atau “DUARR”.

Penggunaan Media Komik Sains untuk meningkatkan minat dan hasil belajar siswa pada Konsep Gejala Pemanasan Global di Kelas XI IPA 1 SMAN 10 Bandung Semester Genap Tahun Pelajaran 2017 –2018. 2.7. Metode Penelitian Metode yang digunakan adalah metode tindakan kelas. Metode penelitian tindakan kelas adalah kajian sistematik dari upaya perbaikan, pelaksanaan praktek pendidikan oleh sekelompok guru dengan melakukan tindakan-tindakan dalam pembelajaran, berdasarkan refleksi mengenai hasil dari tindakan tersebut untuk memperbaiki pembelajaran yang dilakukan sebelumnya (Supriyadi:2003). Penelitian tindakan kelas terdiri dari tiga langkah utama yaitu rencana tindakan, pelaksanaan tindakan dan refleksi. Pelaksanaan tahap implementasi pembelajaran gejala pemanasan global menggunakan media komik sains dilakukan dengan 2 siklus sesuai dengan langkah PTK.

Gambar 2 Tahapan Kerangka Berpikir 2.4. Kerangka Berpikir. Media pembelajaran guru yang digunakan hendaknya bervariasi sesuai dengan tujuan dan bahan yang diajarkan. Dengan media pembelajaran yang bervariasi, akan mengembangkan ketrampilan kritis, kreatif, kolaboratif dan komunikatif. 2.5. Tahapan Kerangka Berpikir Ditunjukkan pada gambar 1. 2.6. Hipotesa Tindakan

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

2.8. Populasi dan Sampel Populasi dalam penelitian ini adalah semua siswa kelas XI IPA I SMAN 10 Bandung. Sampel dalam penelitian ini adalah siswa kelas XI IPA 1 SMAN 10 Bandung TP 2017-2018 sebanyak 30 siswa. 2.9. Waktu dan Tempat Penelitian dilakukan pada tanggal 13 April 2017 dan 20 April 2017 di kelas XI IPA 1 SMAN 10 Bandung.

Elly Cholisoh. Penggunaan Media Komik Sains untuk â&#x20AC;Ś 2.10.

Teknik Pengumpulan Data Pengumpulan data dilakukan melalui angket minat, observasi, pretest dan posttest. 2.11.

Teknik Pengolahan Data Teknik pengolahan data menggunakan point to view yaitu: đ?&#x2018;&#x201C; đ?&#x2018;&#x192; = Ă&#x2014; 100% đ?&#x2018;

dengan

Sehingga dapat diperoleh gambaran hasil pencapaian belajar antara siklus I yang menggunakan media konvensional dengan siklus II yang menggunakan media komik sains. 2.12. Prosedur Penelitian Prosedur penelitian tindakan terdiri dari beberapa siklus sampai pembelajaran tuntas. Setiap siklus dilaksanakan sesuai perubahan yang ingin dicapai berdasarkan refleksi pada observer pada siklus sebelumnya. 2.13. Rencana Tindakan Dalam penelitian ini direncanakan tindakan-tindakan sebagai berikut: ď&#x201A;ˇ Menyiapkan instrumen yang diperlukan yang terdiri dari RPP, Silabus, LKS non eksperimen, angket dan observasi, pretest dan posttest. ď&#x201A;ˇ Untuk menentukan kelompok dilakukan secara random. ď&#x201A;ˇ Menentukan kelas yang akan dijadikan tempat dilakukannya penelitian tindakan kelas. ď&#x201A;ˇ Membuat deskripsi pembelajaran. ď&#x201A;ˇ Melakukan sosialisasi pada siswa tentang media komik sains. ď&#x201A;ˇ Membuat rancangan praktikum non eksperimen. ď&#x201A;ˇ Membuat soal tes setiap siklus.

hasil observasi yang dilakukan observer untuk digunakan pada pembelajaran pada siklus II. Siklus II: a. Melaksanakan PTK dengan komik sains selama 1 pertemuan dalam 4 JP. b. Sebelum pembelajaran dilanjutkan diadakan pre-test dilanjutkan dengan pembelajaran dengan komik sains, diobservasi oleh observer dan dilaksanakan post tes pada siklus II. c. Kegiatan PTK dilakukan dengan metode diskusi dan tanya jawab menggunakan komik sains dengan model pembelajaran discovery learning. 2.14. Alur Penelitian Penelitian diawali dengan identifikasi Kurikulum Nasional, materi gejala pemanasan global, instrumen penelitian, LKS, evaluasi setiap siklus, format observasi dan angket siswa. Setelah itu, implementasi komik sains, dimana sebelumnya diadakan pretest dan postest. 3. Hasil dan Pembahasan 3.1 Hasil Penelitian Berikut adalah hasil penelitian dengan analisis kuantitatif dan kualitatif: Tabel 1 Analisa Kuantitatif SIKLUS I II

PRE TEST 64,93 74,37

POST TEST 66,83 88,66

Nilai Pre test Dan Post test 100 80

2.12.1. Tindakan dan Refleksi Siklus I: a. Melaksanakan PTK dengan media komik sains 2 pertemuan dalam 4 JP. b. Sebelum pembelajaran dilaksanakan, diadakan pre-test dilanjutkan dengan mendiskusikan materi dan mengisi LKS non eksperimen. Proses ini pembelajaran diamati oleh observer. c. Selesai pembelajaran, dilakukan evaluasi dan refleksi untuk mengetahui kekurangan dan kelebihan pembelajaran dan menyusun perbaikan pada perangkat pembelajaran

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

60 40 20 0 Siklus 1 Pretest

Siklus 2 Post test

Gambar 2 Grafik Penilaian Kuantitatif

Elly Cholisoh. Penggunaan Media Komik Sains untuk â&#x20AC;Ś 0,56 kategori sedangkan dan đ?&#x2018;Ą = 9,69 sedangkan đ?&#x2018;Ą = 2,05 berarti đ?&#x2018;Ą > đ?&#x2018;Ą . Tabel 2 Data Perkembangan Pengetahuan Anak Keterangan Pre Jumlah Post Jumlah test siswa test siswa Nilai 90 2 100 9 tertinggi Nilai 33 1 60 1 terendah Rerata Pencapaian 74,37% 88.66% Ketuntasan Berdasarkan data diatas, tingkat pengetahuan yang diperoleh mengalami peningkatan cukup tinggi. Hal ini menunjukkan bahwa peningkatan nilai yang diperoleh siswa, menunjukkan bahwa media komik sains dapat meningkatkakan hasil belajar siswa. 3.2 Analisa Kualitatif Berdasarkan penelitian yang dilakukan pada siklus I, siswa melaksanakan pretest, pembelajaran dengan media konvensional dan melaksanakan posttest. Sedangkan pada siklus II, siswa perkelompok membuat komik sains yang dibuat berdasarkan banyaknya anggota kelompok yang terdiri dari 6 bahasan, yaitu: 1). Pengertian gejala pemanasan global 2) Penyebab gejala pemanasan global 3). Dampak pemanasan global. 4). Proses terjadinya pemanasan global. 5). Pengendalian pemanasan global. 6). Latihan soal-soal tentang gejala pemanasan global. Tiap bahasan materi dipresentasikan oleh perwakilan kelompok masing-masing dan kelompok lain memperhatikan dan mereview kembali cerita yang disampaikan melalui komik sains. 3.3 Analisa kualitatif Data analisa kualitatif didapat dari angket yang diisi siswa: Jumlah Siswa 30 Orang

SM 25

M 5

4. Simpulan Pembelajaran dengan menggunakan media komik dapat meningkatkan minat dan hasil belajar siswa. Hal ini dapat terlihat pada peningkatan presentase pretest dan posttest sebesar 88,93 % dan minat siswa terhadap pelajaran fisika dengan menggunakan media komik sains sebesar 92,59% kategori sangat minat dan 7,41% kategori minat. Melalui pengumpulan data analisis kuantitafif dan analisis kualitatif dengan menggunakan perhitungan ujiâ&#x20AC;&#x201C;t dan N gain ternormalisasi didapat đ?&#x2018;Ą = 9,69 dan đ?&#x2018;Ą = 2,05 maka đ?&#x2018;Ą > đ?&#x2018;Ą artinya penelitian ini berhasil. Pembelajaran dengan menggunakan media komik sains secara tidak langsung, siswa mengembangkan ketrampilan berupa kritis, kreatif, kolaboratif dan komunikatif sesuai dengan tuntutan abad 21. 5. Referensi [1] Arsyad, Azhar. (2011). Media Pembelajaran. Jakarta: PT. Raja Grafindo Persada. [2] Daryanto. (2010). Media Pembelajaran. Yogyakarta: Gava Media. [3] Musfiqon. (2012). Pengembangan Media dan Sumber Pembelajaran. Jakarta: Prestasi Pustaka. [4] Sudjana, Nana dan Rivai Ahmad. (2011). Media Pengajaran Bandung: Sinar Baru Algesindo Offset Bandung. [5] Insar, Damopolli, dkk. (2018). Meningkatkan KPS dan Hasil Belajar Siswa melalui Pembelajaran Berbasis Inkuiri. [Jurnal]. [6] Nunik, Anda Juanda dan Yuyun Maryuningsih. (2015). Jurnal Pengembangan Media Pembelajaran Komik Sains yang disertai Foto untuk Meningkatkan Hasil Belajar Siswa kelas VII SMPN 2 pada Pokok Bahasan Ekosistem. [Jurnal].

Data yang terkumpul dianalisis dengan menggunakan perhitungan uji-t dan N gain ternormalisasi, didapat siklus I N gain = 0,05 kategori rendah sedangkan siklus II N gain =

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

David E Tarigan, dkk. Implementasi Srategi Writin to Learn â&#x20AC;Ś

Implementasi Strategi Wrting to Learn yang Disisipkan pada Model Pembelajaran Demonstrasi Interaktif untuk Meningkatkan Kemampuan Kognitif dan Kemampuan Menulis Siswa SMA pada Materi Suhu dan Kalor David E. Tarigan*, Desti Miftahus Solihah, Parlindungan Sinaga Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi No.229, Bandung 40154, Indonesia *Corresponding author e-mail: davidtarigan@upi.edu

ABSTRAK Kemampuan kognitif sering dijadikan sebagai indikator apakah seorang siswa menguasai konsep terhadap materi atau tidak. Berdasarkan studi pendahuluan yang telah dilakukan menunjukkan bahwa kemampuan kognitif siswa pada materi suhu dan kalor masih rendah. Kemampuan menulis siswa pun perlu diperhatikan untuk membantu siswa dalam hal mengingat materi yang telah dipelajari. Tujuan penelitian ini ialah untuk meningkatkan kemampuan kognitif dan kemampuan menulis siswa yaitu dengan menerapkan strategi writing to learn yang disisipkan pada model pembelajaran demonstrasi interaktif. Metode penelitian yang digunakan adalah metode quasi eksperimen dengan desain pre-test-post-test non-equivalent group design. Peserta didik yang terlibat dalam penelitian ini berjumlah 34 orang di kelas eksperimen dan 32 orang di kelas kontrol pada kelas X di salah satu SMAN di Kota Tasikmalaya. Instrumen yang digunakan dalam penelitian ini berjumlah 20 soal pilihan ganda untuk tes kemampuan kognitif dan tugas menulis satu dan dua untuk tes kemampuan menulis siswa. Hasil penelitian menunjukkan bahwa strategi writing to learn yang disisipkan pada model pembelajaran demonstrasi interaktif efektif untuk meningkatkan kemampuan kognitif dan kemampuan menulis siswa pada materi suhu dan kalor yaitu di kelas eksperimen dengan nilai masing-masing n-gain 0,54 dan 0,27, effect size 1,26, koefisien korelasi 0,68, dan koefisien determinasi 0,46. Kata kunci: strategi writing to learn, model pembelajaran demonstrasi interaktif, kemampuan kognitif, kemampuan menulis, suhu dan kalor ABSTRACT Cognitive ability is often used as an indicator whether a student master the concept of the material or not. Based on preliminary studies that have been conducted, it showed that students' cognitive abilities on temperature and heat materials are still low. Student writing ability also need to be considered to help students in terms of remembering material that has been studied. The purpose of this research is to improve cognitive and writing ability of students by applying the writing-to-learn strategy that is inserted in the interactive demonstration learning model. The research method used is quasi experimental method with pre-test-post-test design non-equivalent group design. Students involved in this study amounted to 34 students in the experimental class and 32 students in the control class which is class X students in one of Senior High Schools in Tasikmalaya City. The instruments used in this study amounted to 20 multiple choice questions for cognitive ability tests and writing assignments one and two for students' writing ability tests. The results showed that the writing-to-learn strategy inserted in the interactive demonstration learning model was effective to improve the students' cognitive and writing ability on the temperature and heat materials in the experimental class with the values of each n-gain Âą 0.54 and 0.27, effect size 1.26, correlation coefficient 0.68, and coefficient of determination 0.46. Keywords: writing to learn strategy, interactive demonstration learning model, cognitive ability, writing ability, temperature and heat.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

David E Tarigan, dkk. Implementasi Srategi Writin to Learn â&#x20AC;Ś

1. Pendahuluan Pembelajaran merupakan suatu proses membelajarkan siswa secara aktif untuk mencapai tujuan pembelajarannya. Pembelajaran merupakan hal penting yang harus diperhatikan oleh guru agar tercapai tujuannya untuk siswa belajar aktif. Siswa dikatakan menguasai sebuah konsep apabila siswa tersebut telah mampu melakukan serangkaian proses mental yang oleh Anderson & Krathwohl (2001) disebut dengan proses kognitif. Proses kognitif inilah yang sering dijadikan sebagai indikator apakah seorang siswa menguasai konsep atau tidak. Berdasarkan hasil angket yang telah disebarkan pada 32 siswa , sekitar 84% siswa tidak menyukai mata pelajaran Fisika, 92% siswa memiliki anggapan bahwa fisika sulit karena konsep yang abstrak dan banyak rumus, 68% motivasi belajar siswa rendah seperti semangat belajar, bersungguh-sungguh dan minat untuk belajar fisika masih rendah, 79% siswa tidak melakukan persiapan sebelum belajar Fisika seperti rajin membaca buku mata pelajaran Fisika yaitu membaca materi yang akan dipelajari pertemuan berikutnya, 76% siswa tidak senang diberi banyak soal dan mengerjakannya untuk melatih kepahaman mereka terhadap fisika, 71% siswa menyatakan bahwa guru mereka dalam memberikan materi fisika di kelas menggunakan metode ceramah, 68% siswa menyatakan guru mereka tidak pernah menggunakan metode demonstrasi dalam pemberian materi di kelas, 74% siswa sangat senang jika belajar fisika menggunakan metode demonstrasi, tidak hanya ceramah saja, 61% siswa menyatakan guru mereka tidak memberikan tugas menulis jurnal terkait materi pembelajaran, dan 63% siswa menyatakan sering membuat catatan harian terkait materi pembelajaran karena inisiatif siswa sendiri agar dapat membantu mereka dalam mengingat materi yang telah disampaikan oleh guru di dalam kelas. Terkait permasalahan tersebut, maka diperlukan adanya strategi pembelajaran yang dapat meningkatkan kemampuan kognitif siswa. Strategi yang digunakan yaitu strategi writing to learn yang disisipkan model pembelajaran demonstrasi interaktif, berikut penjelasannya: 1.1. Strategi Writing to Learn Strategi writing to learn merupakan kegiatan menulis yang diberikan oleh guru pada

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

siswa saat pembelajaran dan di akhir pembelajaran dan siswa tidak memiliki persiapan apapun. Dalam strategi ini, siswa menggunakan berbagai jenis tulisan sebagai alat berpikir dalam pembelajaran agar menjadi lebih efektif. Strategi writing to learn membantu siswa dalam meningkatkan kemampuan kognitifnya ketika membangun pemahaman konsep (Atasoy, 2013). Langkah-langkah kegiatan pembelajaran dengan menggunakan stategi Writing to Learn yang mengacu pada Fulwiler, N. R (2007) yaitu sebagai berikut: 1. Sesi sains: Pembelajaran di kelas a) Engagement Pada tahap ini ketika pembelajaran dimulai, siswa menuliskan tanggal dan fokus untuk menuliskan pemikiran siswa dalam perencanaan penulisan b) Active investigation Pada tahap ini, siswa menuliskan beberapa catatan terkait materi yang sedang dipelajarinya. Diskusi dengan siswa lainnya maupun dengan guru dapat membantu siswa untuk menambah pemahamannya. c) Shared reflection Siswa mempresentasikan hasil catatan dan diskusinya kepada siswa lain. d) Application Pada akhir pembelajaran, guru menyampaikan konfirmasi terkait penerpaan materi yang sedang diajarkan dengan kehidupan sehari-hari dan membimbing siswa untuk menyelidikinya lagi melalui sumber lain seperti internet, buku, dan lain sebagainya. 2. Sesi menulis: a) Shared review Pada akhir pembelajaran, siswa meninjau kembali dan menyimpulkan hasil pembelajarannya b) Shared writing Setelah meninjau bersama, guru menjelaskan tujuan menulis dan format khusus untuk menulis jurnal c) Scaffolding Guru memberikan umpan balik sebagai dorongan dan bantuan, misalnya petunjuk pengerjaan jurnal, contoh penyajian data, dan lain-lain d) Independent writing Siswa menulis jurnalnya masing-masing (dapat dilakukan di kelas pada saat akhir pembelajaran ataupun di rumah) yang di dalamnya merupakan pemahaman siswa yang telah didapatkan pada saat pembelajaran di

David E Tarigan, dkk. Implementasi Srategi Writin to Learn â&#x20AC;Ś kelas maupun sumber lain, misalnya internet, buku, dan sebagainya. 1.2. Model Pembelajaran Demonstrasi Interaktif Pada hakikatnya demonstrasi bukanlah sebuah model, melainkan sebuah metode yang digunakan oleh guru saat pembelajaran berlangsung. Namun, yang perlu kita perhatikan bahwa sub-judul ini dibubuhi kata interaktif. Hal ini mengesankan bahwa guru tidak hanya dituntut melakukan kegiatan demonstrasi saja, melainkan juga menggabungkan metode demonstrasi dengan metode lainnya yang berbasis pembelajaran interaktif, seperti diskusi kelas, tanya jawab, Role Playing, Investigating Group, Think-PairShare, dll. Dengan demikian sebuah metode utama pembelajaran, dalam hal ini demonstrasi, akan menjadi sebuah model pembelajaran interaktif yang disebut sebagai demonstrasi interaktif. Delapan langkah prosedur demonstrasi interaktif menurut Sokoloff (2012) yang melibatkan siklus belajar prediksi, observasi, dan perbandingan. Kedelapan langkah tersebut adalah 1) Guru menyajikan demonstrasi dalam kelas tanpa melakukan pengukuran 2) Siswa mencatat prediksi individual mereka pada lembar prediksi 3) Siswa mendiskusikan prediksi-prediksi mereka dengan teman sebangku 4) Guru mengungkapkan prediksi umum dari seluruh kelas 5) Siswa mencatat prediksi akhir mereka pada lembar prediksi 6) Guru menyajikan demonstrasi dan menampilkan hasil pengukuran 7) Beberapa siswa diminta untuk memberikan penjelasan hasil demonstrasi dan mencatatnya pada lembar hasil 8) Guru dan siswa mendiskusikan situasi fisis lain yan analogi dengan demonstasi yang disajikan. 2. Bahan dan Metode 2.1. Metode dan Desain Penelitian Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen semu (Quasi Eksperimen), di mana sampel pada quasi eksperimental dipilih tidak secara acak (non-random), sehingga kelemahan quasi eksperimental adalah tidak dapat sepenuhnya mengontrol variabel-variabel luar yang dapat mempengaruhi pelaksanaan eksperimen.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Desain yang digunakan adalah pre-test-posttest non-equivalent group design. Gambaran dari Non-equivalent control group design, yaitu sebagai berikut Tabel 1 Skema Pretest dan Posttest Control Grup Desain O1 X O2 O3 O4 dengan: O1 : keadaan sebelum diberi perlakuan untuk kelompok eksperimen (pre-test) X : perlakuan yang diberikan untuk kelompok eksperimen (treatment) O2 : keadaan setelah diberi perlakuan untuk kelompok eksperimen (post-test) O3 : keadaan sebelum diberi perlakuan untuk kelompok kontrol (pre-test) O4 : keadaan setelah diberi perlakuan untuk kelompok kontrol (post-test) 2.2. Populasi dan Sampel Penelitian Populasi yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah siswa kelas X MIPA tahun ajaran 2017/2018 di SMAN 4 Tasikmalaya. Sampel yang digunakan peneliti yaitu kelas X MIPA 2 sebagai kelas eksperimen sebanyak 34 orang dan X MIPA 3 sebagai kelas kontrol sebanyak 32 orang. Pemilihan kedua kelas tersebut ditentukan oleh guru fisika setempat berdasarkan kelas yang memiliki kemampuan yang hampir sama. 2.3. Prosedur Penelitian Prosedur yang dilakukan oleh peneliti, yaitu: a. Tahap Persiapan b. Tahap Pelaksanaan c. Tahap Pelaporan 3. Hasil dan Pembahasan 1) Peningkatan Kemampuan Kognitif Siswa Tabel 2 Rata-rata Skor Pretest dan Posttest, serta N-Gain Kemampuan Kognitif Siswa Kelas Kontrol dan Kelas Eksperimen Kelas Kontrol Pre test

Post test

42, 03

61,7 2

< g > 0, 34

Kelas Eksperimen Kate gori

Pre test

Post test

Seda ng

36, 91

70,8 8

< g > 0, 54

Kate gori Seda ng

David E Tarigan, dkk. Implementasi Srategi Writin to Learn â&#x20AC;Ś Berdasarkan tabel 2 di atas, diketahui bahwa nilai pretest kelas kontrol lebih besar daripada kelas eksperimen. Namun, pada nilai posttest, terlihat bahwa nilai posttest kelas kontrol lebih kecil daripada kelas eksperimen. Rata-rata nilai pretest dan posttest pada kelas kontrol yaitu 42,03 dan 61,72, serta rata-rata nilai pretest dan posttest pada kelas eksperimen yaitu 36,91 dan 70,88. Kedua kelas mengalami peningkatan kemampuan kognitif. Tetapi, besar peningkatan kemampuan kognitif kelas eksperimen lebih besar daripada kelas kontrol. Hal ini terlihat dalam tabel yang menandakan nilai n-gain kelas kontrol yaitu 0,34 dan kelas eksperimen yaitu 0,54. Nilai n-gain kedua kelas termasuk kategori sedang, tetapi nilai n-gain kelas eksperimen lebih besar daripada kelas kontrol. Berdasarkan perbedaan nilai n-gain tersebut, dapat disimpulkan bahwa strategi writing to learn yang disisipkan model pembelajaran demonstrasi interaktif efektif dalam meningkatkan kemampuan kognitif siswa dalam materi suhu dan kalor. 2) Peningkatan Kemampuan Menulis Siswa Rata-rata nilai tugas menulis siswa serta nilai n-gain kemampuan menulis siswa pada kelas eksperimen dapat dilihat tabel 3 berikut Tabel 3 Rata-rata Nilai Tugas Menulis Siswa, serta N-Gain Kemampuan Menulis Siswa Kelas Eksperimen Kelas Eksperimen Rata-rata Rata-rata Tugas Tugas Menulis 1 Menulis 2

56,39

<g>

67,97

Kategori

0,27 Rendah

Berdasarkan tabel 3 tersebut, dapat disimpulkan bahwa kemampuan menulis siswa mengalami peningkatan yaitu 56,39 untuk tugas menulis 1 dan 67,97 untuk tugas menulis 2. Nilai n-gain kemampuan menulis siswa yaitu 0,27 dengan kategori rendah. Berdasarkan nilai n-gain tersebut, dapat disimpulkan bahwa strategi writing to learn yang disisipkan model pembelajaran demonstrasi interaktif efektif dalam meningkatkan kemampuan kognitif siswa dalam materi suhu dan kalor. 3) Keefektifan Strategi Writing to Learn yang Disisipkan Model Pembelajaran

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Demonstrasi Interaktif Terhadap Kemampuan Kognitif Siswa Keefektifan strategi writing to learn yang disisipkan model pembelajaran demonstrasi interaktif dapat diketahui dengan menggunakan Cohenâ&#x20AC;&#x2122;s d effect size yaitu dengan cara membandingkan kelas kontrol dan kelas eksperimen. Peneliti terlebih dahulu menghitung rata-rata gain nilai total kelas kontrol dan eksperimen, serta standar deviasinya lalu dapat menentukan nilai effect size. Rata-rata gain nilai total kelas kontrol dan kelas eksperimen, serta standar deviasi dan effect size strategi writing to learn yang disisipkan model pembelajaran demonstrasi interaktif terhadap kemampuan kognitif siswa dapat dilihat pada tabel 4. Tabel 4 Rata-rata Gain Nilai Total Kelas Kontrol dan Kelas Eksperimen, Standar Deviasi, serta Effect Size Strategi Writing to Learn yang Disisipkan Model Pembelajaran Demonstrasi Interaktif Terhadap Kemampuan Kognitif Siswa Kelas Kontrol Eksperi men

Rata-rata Gain <G> NILAI TOTAL 19,69 33,97

Standar Deviasi 10,60 12,30

Jumlah Siswa

32 34

đ?&#x2018;&#x2020;

d (Effec t Size)

Kategori

11,33

1,26

TINGGI

Berdasarkan tabel 3, dapat disimpulkan bahwa strategi writing to learn yang disisipkan model pembelajaran demonstrasi interaktif efektif meningkatkan kemampuan kognitif siswa dengan nilai effect size yang didapatkan yaitu 1,26 dan termasuk kategori tinggi. 4) Hubungan antara Kualitas Menulis dengan Peningkatan Kemampuan Kognitif Siswa Berdasarkan hasil pengolahan data yang dilakukan, diperoleh nilai regresi kualitas menulis terhadap peningkatan kemampuan kognitif siswa yaitu đ??š = 2 < đ??š , ( / ) = 2,41, maka dapat disimpulkan bahwa persamaan regresi tersebut linier. Dengan kata lain terdapat hubungan antara kualitas menulis dengan peningkatan kemampuan kognitif siswa. Setelah itu, untuk mengetahui sejauh atau sebesar apa hubungan tersebut yaitu dengan menghitung koefisien korelasi. Koefisien korelasi yang diperoleh dengan menggunakan Pearson product moment yaitu 0,68. Nilai koefisien korelasi tersebut termasuk dalam kategori tingkat hubungan tinggi.

David E Tarigan, dkk. Implementasi Srategi Writin to Learn â&#x20AC;Ś Sehingga, dapat disimpulkan bahwa kualitas menulis mempunyai hubungan positif tinggi dengan peningkatan kemampuan kognitif siswa. 4. Simpulan Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan mengenai implementasi strategi writing to learn yang disisipkan pada model pembelajaran demonstrasi interaktif, didapatkan simpulan sebagai berikut: 1. Peningkatan kemampuan kognitif siswa kelas eksperimen lebih tinggi dibandingkan dengan siswa kelas kontrol. Kelompok siswa yang menggunakan strategi writing to learn yang disisipkan pada model pembelajaran demonstrasi interaktif yaitu kelas eksperimen, mengalami peningkatan kemampuan kognitif dengan n-gain berada dalam kategori sedang. Kelompok siswa yang menggunakan model pembelajaran demonstrasi interaktif saja tanpa strategi writing to learn yaitu kelas kontrol, meningkat dengan n-gain berada dalam kategori sedang. 2. Kemampuan menulis siswa yang menggunakan strategi writing to learn yang disisipkan pada model pembelajaran demonstrasi interaktif meningkat dengan kriteria rendah. 3. Strategi writing to learn yang disisipkan pada model pembelajaran demonstrasi interaktif memberikan dampak yang dapat dibedakan dengan kriteria tinggi dalam meningkatkan kemampuan kognitif siswa pada materi suhu dan kalor dibandingkan dengan kelas siswa yang pembelajarannya hanya menggunakan model demonstrasi interaktif saja. 4. Hubungan antara kemampuan menulis siswa dengan peningkatan kemampuan kognitif siswa yaitu positif dengan kategori tinggi, 46% peningkatan kemampuan kognitif dipengaruhi oleh kualitas menulis, sedangkan 54% dipengaruhi oleh faktor lain.

[2]

Atasoy, S. (2013). Effect of Writing-tolearn Strategy on Undergraduatesâ&#x20AC;&#x2122; Conceptual Understanding of Electrostatics. Asia-Pacific Edu Res: 22 (4) hlm. 593-602 [3] Fulwiler, B. R. (2007). Writing in Science. Portsmouth: A division of Reed Elsevier Inc. [4] Hake, R. R. (1998). Analyzing Change/Gain Score. Dept. of Physics, Indiana University. [5] Ornek, F. dkk. (2008). What makes physics difficult? IJESE from Australia, 3 (1) hlm. 30-34 [6] Riduan & Sunarto, (2013). Pengantar Statistika. Bandung: Alfabeta. [7] Russek, Bernadette. Writing to Learn Mathematics. Writing Across the Curriculum, vol.9: Agustus 1998. [8] Sinaga, P. (2014). Pengembangan Program Perkuliahan Fisika Sekolah untuk Meningkatkan Kompetensi Menulis Materi Ajar Calon Guru Menggunakan Multi Modus Representasi [Disertasi]. Universitas Pendidikan Indonesia: Sekolah Pasca Sarjana. [9] Sinaga, P. (2017). Enhancing critical thinking skills and writing skills through the variation in non-traditional writing task. International Journal of Instruction: 10 (2) hlm. 69-84. [10] Sokoloff, David R. and Thornton, Ronald K. (1997). Using Interactive Lecture Demonstrations to Create an Active Learning Environtment. [Online]. AIP Conference Proceedings (399). 10611074. [11] Suryadi, Yadi. (2016). Penerapan Pembelajaran Active Learning dengan Demonstrasi Interaktif Untuk Meningkatkan Penguasaan Konsep dan Keterampilan Berkomunikasi Siswa pada Pokok Bahasan Gerak. [online] Tersedia di: http://repository.upi.edu/23809/4/T_IPA_ 1102544_Chapter1.pdf [diakses 17 September 2017].

5. Referensi

[1] Anderson, L., & Krathwohl, D. (2010). Kerangka Landasan untuk Pembelajaran, Pengajaran, dan Asesmen: Revisi Taksonomi Bloom. Yogyakarta: Pustaka Pelajar.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Eidelweis Dewi Jannati, dkk. Pengembangan Media Pembelajaran Bebasis â&#x20AC;Ś

Pengembangan Media Pembelajaran Berbasis Android untuk Meningkatkan Pemahaman Konsep pada materi Fluida Eidelweis Dewi Jannati1*, A. Setiawan3 , P. Siahaan4, D. Susanti2 , Yudi Samantha1, Devi Sukrisna2 1

Program Studi Teknik Mesin, Universitas Majalengka, Jl. Universitas Majalengka No. 01 Majalengka 45418

Program Studi Teknik Informatika, Universitas Majalengka, Jl. Universitas Majalengka No. 01 Majalengka 45418

Program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Universitas Pendidikan Indonesia Jl. Dr. Setiabudhi 229 Bandung 40154, Indonesia

Program Studi Pendidikan Fisika, Universitas Pendidikan Indonesia Jl. Dr. Setiabudhi 229 Bandung 40154, Indonesia *Corresponding author. Email: eidelweis_unma@yahoo.com hp: 6281322411186

ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui peningkatan pemahaman konsep mahasiswa Teknik Mesin Universitas Majalengka terhadap matakuliah Fisika Dasar I setelah diterapkan pengembangan media pembelajaran berbasis android. Rumusan masalahnya adalah, 'bagaimana peningkatan pemahaman konsep mahasiswa teknik mesin setelah diterapkan pengembangan media pembelajaran berbasis android?' Penelitian ini dilakukan dengan metode quasi experimental. Objek penelitian adalah mahasiswa semester pertama teknik mesin sebagai kelas eksperimen. Instrumen berupa tes keterbacaan media pembelajaran dan tes pemahaman konsep. Dari hasil validasi media pembelajaran berbasis android, menunjukan bahwa media pembelajaran berbasis android telah layak digunakan dalam pembelajaran. Pemahaman konsep N-Gain rata-rata adalah 0,72 dalam kategori tinggi. Dapat disimpulkan bahwa pengembangan media pembelajaran berbasis android dapat meningkatkan pemahaman konsep mahasiswa Teknik Mesin Universitas Majalengka. Kata Kunci: Pemahaman Konsep; Pengembangan Media Pembelajaran Berbasis Android; Fluida

ABSTRACT This study aims to determine the increase in understanding of the concept of Mechanical Engineering students at the University of Majalengka towards the Basic Physics course I after applying the development of android-based learning media. The formulation of the problem is, 'how to improve the understanding of the concept of mechanical engineering students after implementing the development of android-based learning media?' This research was carried out by the quash experimental method. The object of the study was the first semester students of mechanical engineering as an experimental class. The instrument is a test of readability of learning media and concept understanding tests. From the results of the android-based learning media validation, it shows that the android-based learning media has been used properly in learning. Understanding the concept of N-Gain on average is 0.72 in the high category. It can be concluded that the learning media of Android-based learning can improve the understanding of the concepts of Majalengka University Mechanical Engineering students. Keywords: Concept Understanding; Development of Android-Based Learning Media; Fluid

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Eidelweis Dewi Jannati, dkk. Pengembangan Media Pembelajaran Bebasis â&#x20AC;Ś

1. Pendahuluan Ilmu pengetahuan atau sains tidak dapat dipisahkan dari kehidupan kita sehari-hari. Misalnya saja saat menimba air di sumur, secara sadar atau tidak kita telah menggunakan salah satu bidang dalam ilmu sains yaitu prinsip pesawat sederhana berupa katrol. Tak terkecuali di Perguruan Tinggi, terutama di Fakultas Teknik Universitas Majalengka. Menurut Muslichah (2006) belajar sains bertujuan mengembangkan pengetahuaan melalui (fakta, konsep, teori) keterampilan, sikap dan nilai-nilai ilmiah kepada peserta didik [1]. Menurut Widodo dan Jasmadi (2008) bahan ajar merupakan seperangkat sarana atau alat pembelajaran yang berisikan materi pembelajaran, metode, batasan-batasan dan cara mengevaluasi yang didesain secara sistematis dan menarik dalam rangka mencapai tujuan yang diharapkan, yaitu mencapai kompetensi atau sub-kompetensi dengan segala kompleksitasnya [2,3]. Akan tetapi, keadaan laboratorium Fisika Dasar di Fakultas Teknik Universitas Majalengka, alat-alat praktikumnya sebagian rusak dan tidak layak pakai, sehingga sebagian materi fisika tidak dilakukan praktikum. Hal tersebut berimbas pada minat brlajar mahasiswa. Berikut adalah hasil angket pada studi pendahuluan terhadap mahasiswa yang mengikuti perkuliahan Fisika dasar. Table 1. Persentasi hasil tanggapan mahasiswa. RataPernyataan rata Kategori (%) Persepsi mahasiswa 36,67 Tidak tentang ketertarikan setuju terhadap matakuliah fisika Ketertarikan mahasiswa 73,88 Setuju terhadap model pembelajaran yang diterapkan oleh dosen Pendapat mahasiswa 78,83 Setuju tentang perlunya media pembelajaran interaktif Persepsi mahasiswa 100 Setuju tentang fisika itu

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

bersifat abstrak dan terlalu banyak rumus matematis* Ketertarikan mahasiswa terhadap mata kuliah Fisika dasar sangat rendah. Penyebab lain yaitu dosen cenderung menggunakan pendekatan matematis dalam mengajarkan konsep-konsep fisika. Agar konsep-konsep pendahuluan fisika dasar mudah dipahami oleh mahasiswa perlu adanya inovasi dalam perkuliahan. Salah satu inovasi dalam perkuliahan yaitu dengan pengintegrasian teknologi informasi dan komunikasi dalam bentuk multimedia interaktif berupa media pembelajaran berbasis android. Bahan ajar merupakan komponen penting dalam suatu pembelajaran. Bahan ajar yang disampaikan oleh pengajar hendaknya mengacu pada tujuan yang telah digariskan dalam kurikulum. Selain itu, bahan ajar idealnya juga sesuai dengan kondisi lingkungan setempat. Proses belajar mengajar pada dasarnya juga merupakan proses komunikasi, sehingga media yang digunakan dalam penyampaian bahan ajar disebut media pembelajaran. Media pembelajaran merupakan bagian dari sumber belajar yang merupakan kombinasi antara perangkat lunak (bahan ajar) dan perangkat keras (alat belajar). Model-model yang direkomendasikan salah satunya pembelajaran berbasis komputer/gadget, secara khusus disebut pembelajaran berbasis multimedia. Dalam matakuliah Fisika Dasar I membutuhkan praktikum disamping pembelajaran didalam kelas, karena ilmu Fisika erat kaitannya dengan kehidupan kita seharihari. Seperti kata Sund dan Trowbridge (1973), â&#x20AC;&#x153;â&#x20AC;Śscience is not really science unless it is accompanied by experimentation and laboratory work.â&#x20AC;? [4]. Sains bukanlah sains yang hakiki tanpa disertai eksperimen dan kerja laboratorium (praktikum). Praktikum memiliki peranan penting dalam kegiatan pembelajaran Fisika. Namun tentunya dengan banyak materi yang dipelajari dalam ilmu Fisika maka banyak juga alat praktek yang dibutuhkan dalam kegiatan praktikum Fisika.

Eidelweis Dewi Jannati, dkk. Pengembangan Media Pembelajaran Bebasis â&#x20AC;Ś 2. Metode Penelitian ini dilakukan dengan metode quasi eksperimen (eksperimen semu) dengan desain penelitian one group pretest-posttes [5].

Tabel 2. Desain Penelitian Pretest Perlakuan Postest T1

T1 = Pretest, X1 = Pembelajaran dengan menerapkan pengembangan media pembelajaran berbasis android, T2 = Postest Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh mahasiswa semester satu Fakultas Teknik Universitas di Majalengka tahun akademik 2017-2018. Sedangkan sampel dalam penelitian ini diambil satu kelas eksperimen yaitu kelas teknik mesin yang berjumlah 13 mahasiswa. Pengambilan sampel dilakukan dengan teknik simple random sampling karena pengambilan sampel secara acak tanpa memperhatikan strata yang ada dalam populasi [6]. Langkah-langkah penelitiannya yaitu tahap persiapan, pelaksanaan dan tahap akhir. Pada tahap persiapan: (1) Merancang GBPP, SAP pengembangan media pembelajaran berbasis android materi Fluida. (2) Membuat instrumen berupa soal pemahaman konsep berbentuk soal pilihan ganda (PG). (3) Melakukan uji coba instrumen kemudian menganalisis dan memperbaiki hasil uji coba instrumen pemahaman konsep. (4) Validasi media pembelajaran berbasis android. Tahap pelaksanaan dalam penelitian ini yaitu: (1) 3. Hasil dan Pembahasan Media pembelajaran berbasis android menggunakan program flash. Berikut ini adalah tampilan media pembelajaran berbasis android.

Gambar 1. Tampilan Menu

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Melaksanakan pretest untuk mengetahui kemampuan awal mahasiswa mengenai pemahaman konsep mahasiswa. (2) Melaksanakan proses belajar mengajar dengan menggunakan media pembelajaran berbasis android. (3) Melaksanakan posttest untuk mengetahui kemampuan pemahaman konsep mahasiswa. Tahap akhir dalam penelitian ini yaitu sebagai berikut: (1) Pengumpulan data pemahaman konsep. (2) Melakukan pengolahan data pretest dan posttest untuk mengetahui peningkatan pemahaman konsep mahasiswa atau menentukan N-gain dari hasil pretest dan posttest. (3) Menganalisis hasil penelitian. (4) Membuat kesimpulan penelitian berdasarkan hasil yang diperoleh dari pengolahan data untuk menjawab permasalahan penelitian. Adapun teknik pengumpulan data dapat dilihat pada Tabel 3 berikut ini. Tabel 3. Teknik Pengumpulan Data Jenis Data Validasi media pembelajaran berbasis Android Tes pemahaman konsep

Teknik Pengumpulan Data Validasi media oleh ahli konten dan media Pretest dan postest

Keterangan Dilakukan sebelum pembelajaran Dilakukan sebelum dan sesudah pembelajaran

Analisis data pemahaman konsep yaitu dengan langkah-langkah: (1) menghitung Gain, (2) Menghitung gain ternormalisasi [7], (3) Uji normalitas dengan menghitung chi kudrat [8], (4) Uji Hipotes Media pembelajaran berbasis android tersebut telah divalidasi oleh 3 ahli, yaitu 1 ahli media dan 2 ahli konten. Hasil validasi menunjukan bahwa media pembelajaran berbasis android telah layak digunakan dalam pembelajaran. Untuk mengetahui pemahaman konsep mahasiswa teknik mesin Universitas Majalengka, maka diberikn tes berupa soal pilihan ganda 19 butir soal. Tes ini diberikan sebelum (pretest) dan sesudah (Postest) perkuliahan dengan menerapkan media pembelajaran berbasis android. Hasil pretest dan posttest selanjutnya dilakukan uji normalitas untuk mengetahui apakah data

Eidelweis Dewi Jannati, dkk. Pengembangan Media Pembelajaran Bebasis â&#x20AC;Ś berdistribusi normal atau tidak dengan menggunakan chi kuadrad ( ). Hasil pengujian normalitas tersebut diperlihatkan pada Tabel 4. Tabel 4. Hasil Uji Normalitas Pretes dan Postes Hasil Soal

Nilai

Pretes

2,25

11,07

Normal

Postes

4,25

11,07

Normal

Keterangan

Karena sebaran data pretes dan postes semuanya berdistribusi normal, maka selanjutnya dilakukan uji t dengan menggunakan taraf signifikansi 5%. Hasil perhitungan diperoleh bahwa nilai thitung adalah 3,5 dan nilai ttabel adalah 3,106. Data ini menunjukkan bahwa thitung > ttabel yang berarti bahwa Ha diterima, yaitu terdapat perbedaan yang signifikan hasil pemahaman konsep mahasiswa setelah menerapkan media pembelajaran berbasis android pada matakuliah Fisika Dasar I Materi Fluida. Pada gambar 5 terlihat rata-rata skor pretes pemahaman konsep mahasiswa masih rendah, ini menunjukkan bahwa sebelum pembelajaran mahasiswa belum memahami materi pelajaran, dan setelah diberi perlakuan hasil tes pemahaman konsep mahasiswa meningkat. Kemudian apabila skor rata-rata pretes dengen postes kita bandingkan, diperoleh rata-rata pretes 5,69 < rata-rata postes 15,23 dengan skor maksimal 24. Maka berdasarkan data tersebut terdapat perbedaan yang signifikan antara ratarata pretes dan postes. Pemahaman Konsep 15.23

20 10

5.69

0.72

0 PRETEST POSTEST N-Gain

Gambar 5. Peningkatan pemahaman konsep Jika hasil pretes ini dibandingkan dengan hasil postes maka dikatakan terdapat peningkatan pemahaman konsep mahasiswa dengan nilai N-Gain sebesar 0,71 termasuk

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

dalam kategori tinggi. Hal ini menunjukkan bahwa penerapan pengembangan media pembelajaran berbasis android efektif untuk meningkatkan pemahaman konsep mahasiswa. Komponen pemahaman konsep dalam taxonomy Blooms menurut Andrew Churches (2008), Interpreting, Summarising, inferring, paraphrasing, classifying, comparing, explaining, exemplifying [9]. Penulis membatasi hanya mengukur 5 aspek dari komponen pemahaman konsep tersebut. Komponen pemahaman konsep yang diukur diantaranya: menafsirkan, mencontohkan, menyimpulkan, membandingkan dan menjelaskan. Untuk mengetahui skor tiap aspek pemahaman konsep ditunjukkan oleh tabel 5. Tabel 5. Rata-rata Tiap Aspek Pemahaman Konsep Aspek Pemhaman Konsep

Skor rata-rata

Ngain

Pretes

Postes

Menafsirkan

0,65

Mencontohkan

0,64

Menyimpulkan

0,75

Membandingkan

0,84

Menjelaskan

0,73

Pada tabel dan diagram di atas terlihat rata-rata skor pretes pada tiap aspek pemahaman konsep mahasiswa masih rendah, ini menunjukkan bahwa sebelum pembelajaran mahasiswa belum terbiasa untuk melakukan menafsirkan, mencontohkan, menyimpulkan, membandingkan dan menjelaskan. Kemudian apabila skor rata-rata pretes dengan postes kita bandingkan, diperoleh rata-rata pretes pada aspek menafsirkan adalah 37 < dari rata-rata postes yaitu 78 dengan skor maksimal 100, aspek mencontohkan diperoleh rata-rata pretes adalah 26 < dari rata-rata postes yaitu 73 dengan skor maksimal 100, aspek menyimpulkan diperoleh rata-rata pretes adalah 28 < dari rata-rata postes yaitu 82 dengan skor maksimal 100, aspek membandingkan diperoleh rata-rata pretes adalah 31 < dari rata-rata postes yaitu 89 dengan skor maksimal 100, dan aspek menjelaskan diperoleh rata-rata pretes adalah 38 < dari rata-rata postes yaitu 83 dengan skor maksimal 100. Aspek pemahaman konseptual

Eidelweis Dewi Jannati, dkk. Pengembangan Media Pembelajaran Bebasis â&#x20AC;Ś dengan skor gain tertinggi adalah menyimpulkan dengan dapatkan skor 0,75, membandingkan dengan skor 0,84 dan menjelaskan dengan skor 0,73. Berdasarkan kriteria kategori skor gain menurut Hake (1998), itu dalam kategori tinggi [10]. Adapun aspek lain dari pemahaman konsep yaitu menafsirkan dan mencontohkan, skor masih dalam kategori sedang. Maka berdasarkan data tersebut terdapat peningkatan pada tiap aspek pemahaman konsep mahasiswa setelah pembelajaran. Seperti penelitian yang telah dilaksanakan oleh Arista dan Kuswanto (2018) [11], Aplikasi ViPhyLab yang dikembangkan dalam sistem operasi Android hasil pengujian lapangan mampu meningkatkan kemandirian belajar siswa dan pemahaman konseptual. 4. Simpulan Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa pemahaman konsep mahasiswa teknik mesin meningkat setelah diterapkan media pembelajaran berbasis android. 5. Ucapan Terima Kasih Kami mengucapkan terima kasih kepada Kementerian Riset, Teknologi, dan Pendidikan Tinggi Republik Indonesia atas dana yang digunakan untuk mendanai penelitian ini. 6. Referensi [1]

[2]

Asyari, Muslichah. (2006). Penerapan Sains Teknologi Masyarakat Dalam Pembelajaran Sains di SD. Depdiknas Dirjen Dikti Direktorat Ketenagaan. Widodo, Chomsin S. dan Jasmadi. (2008). Panduan Menyusun Bahan Ajar Berbasis

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Kompetensi. Jakarta: PT Elex Media Kompetindo [3] Ramdani, Ilyas. (2014). Pengembangan Bahan Ajar dengan Pendekatan Pendidikan Matematika Realistik Indonesia (PMRI) untuk Memfasilitasi Pencapaian Literasi Matematika Siswa Kelas VII. Universitas Negeri Yogyakarta. [4] Sund dan Trowbridge. (1973). Teaching Science by Inquiry in The Secondary School. Ohio: Colombus. [5] Sugiyono, Dr. (2010). Metode penelitian Kuantitatif Kualitatif dan R&D. Penerbit: Alfabeta [6] Sugiyono. (2006). Statistika untuk Penelitian. Bandung: Alfabeta [7] Herlanti, Yani. (2006). Tanya Jawab Seputar Penelitian Pendidikan Sains. Jakarta: UIN Syarif Hidayatullah. [8] Subana. (2000). Statistik Pendidikan. Bandung: Pustaka Setia. [9] Churches, A. (2008). Bloom's Taxonomy Blooms Digitally. http://www.techlearning.com/showArticl e.php?articleID=196605124 [10] Hake, R. R. (1998). Interactiveengagement versus traditional methods: a sixthousandstudent survey of mechanics test data for introductory physics courses. American Journal of Physics Research. 66 (1), 64-74. [11] Arista, Fitra Suci dan Heru Kuswant. (2018). Virtual Physics Laboratory Application Based on the Android Smartphone to Improve Learning Independence and Conceptual Understanding. International Journal of Instruction. 11, 1

Salma Fauziyyah, dkk. Analisis Keterampilan Berpikir Kreatif â&#x20AC;Ś

Analisis Keterampilan Berpikir Kreatif Siswa SMP melalui Torrance Test of Creative Thinking Salma Fauziyyah*, Irma Rahma Suwarma, Agus Jauhari Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi No.229, Bandung 40154, Indonesia *Corresponding authorâ&#x20AC;&#x2122;s e-mail: salmafauziyyah@student.upi.edu

ABSTRAK Pelitian ini dilakukan untuk menganalisis keterampilan berpikir kreatif siswa yang melibatkan sampel sebanyak 30 orang siswa kelas VII di salah satu SMP Negeri 15 Bandung. Keterampilan berpikir kreatif siswa diukur dengan menggunakan instrumen Torrance Test of Creative Thinking. keterampilan berpikir kreatif yang di maksud pada penelitian ini meliputi aspek fluency, flexibility, originality, dan elaboration. Aspek fluency diperoleh nilai rata-rata sebesar 1,67 dengan persentase siswa yang termasuk kategori fluency sebesar 20%, aspek flexibility diperoleh nilai rata-rata sebesar 1,93 dengan persentase siswa yang termasuk kategory flexibility sebesar 30%, aspek originality diperoleh nilai rata-rata sebesar 2,57 dengan persentase siswa yang termasuk kedalam kategori originality sebesar 46,67%, dan aspek elaboration diperoleh nilai rata-rata sebesar 2,40 dengan kategori siswa yang termasuk kedalam aspek ini sebesar 50%. Hasil diatas dapat dikategorikan sebagai nilai keterampilan berpikir kreatif siswa rendah. Hal tersebut dapat dipengaruhi oleh kurangnya pembelajaran yang melatihkan siswa untuk dapat lebih mengembangkan ide atau gagasan. Sehingga untuk rekomendasi selanjutnya diperlukan pembelajaran yang mampu mengembangkan ide atau gagasan siswa yaitu pembelajaran berbasis STEM (science, technology, enginering, and mathematic) Kata kunci: Berpikir Kreatif; STEM; TTCT

ABSTRACT This Research for analyze creative thinking student ability. This research use 30 student sample 7th grade in one of Junior High School (at SMP 15 Bandung) creative thinking student ability was measured which is used Torrance Test of Creative Thinking (TTCT) Methode. This methode have 4 aspects to see how long students use creative thinking. That aspects are Fluency, Flexibilities, Originality, and Ellaboration. Fluency aspect has average value amount 1.67 with persentage of student who able to apply this aspect amount 20%. Flexibilities aspect has average value 1.93 with persentage of student who able to apply this aspect amount 30%. Originality aspect has average value amount 2.57 with persentage of student who able to apply this aspect amount 46.67%. Last, Ellaboration aspect has average value amount 2.40 with persentage of studenr who able to apply this aspect amount 50%. This result indicate creative thinking student ability was weak. It could be caused by learning system whom thereâ&#x20AC;&#x2122;s no training creative thinking student ability. Thus, recommendation of this result is apply STEM (Science Technology Engineering and Mathematic) learning system at this school. Keyword: Creative Thinking; STEM; TTCT

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Salma Fauziyyah, dkk. Analisis Keterampilan Berpikir Kreatif â&#x20AC;Ś

1. Pendahuluan Pada abad ke-21, dunia dihadapkan pada perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang berkembang secara pesat. Dengan perkembangan ini, dunia dituntut untuk dapat membentuk sumber daya manusia yang memiliki berbagai keterampilan khusus yang dikenal dengan 21st Century Skills atau keterampilan abad 21. Untuk memiliki keterampilan-keterampilan tersebut, sistem pendidikan menjadi faktor pendukung utama yang dapat membantu dalam mengembangkan keterampilan dalam diri setiap individu. Keterampilan abad ke-21 yang harus dipelajari dan dikuasai oleh setiap individu meliputi cara berpikir kreatif dan inovatif, kritis dan mampu menyelesaian masalah, cara bekerja termasuk kemampuan berkomunikasi dan berkolaborasi, kemampuan untuk menggunakan teknologi dan informasi [1]. Kreativitas merupakan kemampuan seseorang untuk melahirkan sesuatu yang baru dan menciptakan sesuatu yang baru [2]. Dalam kreativitas, keterampilan berpikir kreatif menjadi salah satu proses kreatif. Torrance menyatakan bahwa keterampilan berpikir kreatif adalah proses menjadi peka terhadap masalah, mengidentifikasi kesulitan, mencari solusi, membuat hipotesis, dan menguji kembali hipotesis tersebut sehingga dapat menghasilkan sesuatu yang baru [3]. Untuk mengetahui seseorang berpikir kreatif atau tidak dapat dilihat melalui beberapa aspek berpikir kreatif yaitu a. Fluency fluency merupakan kemampuan untuk menjawab pertanyaan dengan lancar sehingga dapat mengungkapkan gagasan-gagasan, serta dapat memecahkan masalah dengan cepat setelah distimulus oleh pertanyaan-pertanyaan sebelumnya [4]. Fluency diukur berdasarkan pada kuantitas jawaban yang diberikan, banyaknya jumlah ide yang relevan yang menunjukan sebuah kemampuan untuk menghasilkan gambar figural [5]. b. Flexibility Flexibility merupakan kemampuan untuk menafsirkan bermacam-macam penafsiran terhadap suatu gambar, cerita atau masalah dan dapat memikirkan bermacam-macam cara yang berbeda untuk menyelesaikannya atau dapat diartikan sebagai kemampuan untuk melihat suatu topik atau permasalahan dari berbagai

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

perspektif [6]. Flexibility diukur berdasarkan pada keberagaman jawaban yang diberikan. c. Originality Originality merupakan kemampuan untuk menyelesaikan masalah dengan cara yang baru dengan didasari dengan gagasan yang sudah ada [4]. Originality diukur berdasarkan jumlah ide yang mengalami kelangkaan statistik, hal tersebut menunjukan bahwa jawaban yang diberikan tidak biasa atau jarang muncul pada respon subjek [7]. d. Elaboration Elaboration merupakan kemampuan untuk mencari arti yang lebih mendalam terhadap jawaban atau pemecahan masalah dengan melakukan langkah â&#x20AC;&#x201C; langkah terperinci kemudian Mencoba dan mengembangkan langkah-langkah yang sudah ada secara terperinci [4]. Elaboration mengacu pada kemampuan untuk menambahkan detail dan memperluas ide [8]. Akan tetapi berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan oleh Mulyani menunjukkan bahwa kemampuan berpikir kreatif siswa masih rendah dengan persentase siswa yang termasuk kedalam kategori sangat tinggi pada aspek fluency sebesar 5%, Flexibility sebesar 55%, Originality 25% dan Elaboration 0%. Maka dari itu dibutuhkan proses pembelajaran yang mampu meningkatkan keterampilan berfikir kreatif siswa [9]. Dalam hal tersebut diketahui bahwa model Problem Based Learning (PBL) dapat meningkatkan keterampilan berfikir kreatif siswa, hal ini dibuktikan oleh penelitian yang dilakukan Suparman dari penelitiannya dilakukan dua siklus dengan menggunakan model Problem Based Learning dan di peroleh peningkatan hasil berfikir kreatif siswa dari siklus I ke siklus II pada setiap aspek adalah 34,4 menjadi 87,0 untuk aspek fluency, 11,7 menjadi 74,1 untuk aspel flexibility, 11,5 menjadi 50,5 untuk aspek originality, dan 1,8 menjadi 85,0 untuk aspek elaboration [10]. Selain PBL, pada abad ke-21 ini, keterampilan berfikir kreatif siswa dapat ditingkatkan dengan system pembelajaran baru yang sudah diterapkan di negara-negara maju, yakni STEM (science, technologi, enginering, and mathematic). Sistem pembelajaran ini melatihkan keterampilan abad 21. Adapun tujuan dari pendidikan STEM (STEM education) bagi semua siswa adalah menerapkan dan mempraktekan konten dasar dari STEM (science, technology, engineering and mathematics) pada situasi yang mereka

Salma Fauziyyah, dkk. Analisis Keterampilan Berpikir Kreatif … hadapi/temukan di dalam kehidupan, menjadi melek STEM (STEM literacy)’ [11]. Bybee Menyatakan bahwa dalam pembelajaran STEM banyak menyediakan kesempatan untuk mengembangkan keterampilan abad 21 [12]. Adapun keterampilan dan kemauan yang di latihkan pada program STEM adalah Adaptability, complex comunication and social skills, nonroutin problem solving, Self– management and self–development [13]. Adaptability yaitu kemampuan untuk mengatasi kondisi yang tidak pasti, baru, dan berubah dengan cepat, termasuk merespon situasi darurat atau krisis secara efektif [11]. complex comunication and social skills yaitu keterampilan dalam memproses dan menafsirkan informasi verbal dan non verbal dari orang lain untuk merespon dengan tepat [11], nonroutin problem solving yaitu kemampuan menghubungkan pengetahuan tentang bagaimana informasi dihubungkan secara konseptual dan melibatkan metakognisi, kemampuan untuk merefleksikan apakah strategi penyelesaian masalah bekerja dengan baik atau tidak [14], Kemampuan ini termasuk kreativitas untuk menghasilkan solusi baru dan inovasi, [15], dan Self–management and self– development yaitu keterampilan manajemen diri yang didalamnya termasuk kemampuan untuk bekerja jarak jauh dalam tim virtual, untuk bekerja secara mandiri dan menjadi motivasi diri dan pemantauan diri, Salah satu aspek manajemen diri adalah kemauan dan kemampuan untuk memperoleh informasi dan keterampilan baru yang terkait dengan pekerjaan [15]. 2. Bahan dan Metode 2.1. Sampel Sampel dalam penelitian ini adalah 30 orang siswa kelas VII yang berada pada salah satu sekolah di Kota Bandung yang diambil secara Cluster Random Sampling 2.2. Metode Metode penelitian yang digunakan adalah metode Explanatory survey. Dimana metode ini dilakukan dengan mengumpulkan 30 responden lalu setiap responden diberi torrancen test of creative thinking. Responden dipacu untuk berpikir kreatif untuk menjawab tes tersebut. 2.3. Instrumen Pada penelitian ini instrumen yang digunakan adalah Torrance Test of Creative thinking yang terdiri dari satu soal tes. pada tes

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

ini siswa diminta untuk menyempurnakan sebuah gambar dari tes yang di berikan dan memberikan penjelasan mengenai gambar tersebut. Pada instrumen ini siswa diberikan waktu sebanyak 3 menit untuk dapat menjawa soal tes yang diberikan. 3. Hasil dan Pembahasan Data yang diperoleh dari tes yang diberikan di ukur dengan menggunakan rubrik penilaian keterampilan berpikir kreatif yang telah disesuaikan dengan aspek berpikir kreatif Torrance. Berikut ini adalah hasil penilaian keterampilan berpikir kreatif siswa untuk spek fluency, flexibility, originality, dan elaboration. Tabel 1. Skor aspek originality siswa Jumlah Kategori Persentase siswa Sangat 10 33,33 % tinggi Tinggi 4 18,33 % Sedang 9 20,00 % Rendah 7 23,33 % Berdasarkan pada data diatas, menunjukan bahwa 14 siswa memiliki kategori originality yang tinggi dan 16 siswa lainnya berada pada kategori sedang dan rendah. Rendahnya hasil originality menunjukan bahwa siswa belum bisa memberikan gagasan yang berbeda daripada yang lain. Tabel 2. Skor aspek flexibility siswa Jumlah Kategori Persentase siswa Sangat 5 16,67 % tinggi Tinggi 4 13,33 % Sedang 5 16,67 % Rendah 16 53,33 % Berdasarkan pada data diatas, menunjukan bahwa 9 siswa memiliki kategori flexibility yang tinggi dan 21 siswa lainnya berada pada kategori sedang dan rendah. Banyaknya siswa dengan kategori flexibility sedang atau rendah menunjukan bahwa siswa belum bisa mengembangkan gagasan atau ide dari sebuah gambar atau sebuah pemecahan masalah.

Salma Fauziyyah, dkk. Analisis Keterampilan Berpikir Kreatif â&#x20AC;Ś Tabel 3. Skor aspek fluency siswa Jumlah Kategori Persentase siswa Sangat 2 6,67 % tinggi Tinggi 4 13,33 % Sedang 6 20,00 % Rendah 18 60,00 % Berdasarkan pada data diatas, menunjukan bahwa 6 siswa memiliki kategori fluency yang tinggi dan 24 siswa lainnya berada pada kategori sedang dan rendah. Rendahnya hasil fluency menunjukan bahwa siswa belum bisa mengungkapakan gagasan secara luwes, dan belum bisa memberikan banyak gagasan atau ide pada waktu yang telah ditentukan. Tabel 4. Skor aspek elaboration siswa Jumlah Kategori Persentase siswa Sangat 6 20,00 % tinggi Tinggi 9 30,00 % Sedang 5 16,67 % Rendah 10 33,33 % Berdasarkan pada data diatas, menunjukan bahwa 15 siswa memiliki kategori elaboration yang tinggi dan 15 siswa lainnya berada pada kategori sedang dan rendah. Rendahnya hasil elaboration menunjukan bahwa siswa belum bisa menjelaskan secara rinci mengenai gambar yang telah mereka buat. Berdasarkan hasil diatas, diperoleh nilai ratarata keterampilan berfikir kreatif pada aspek originality adalah sebesar 2,67, flexibility 1,93, elaboration 2,40, dan fluency 1,67. 4. Simpulan Keterampilan berfikir kreatif siswa dapat diketahui melalu empat aspek berfikir kreatif yaitu aspek fluency, flexibility, originality, dan elaboration. Berdasarkan tes yag telah dilakukan diperoleh 14 siswa yang beradap pada kategory originality tinggi, 9 siswa yang berada pada kategori flexibility tinggi, 6 siswa yang berada pada kategory fluency tinggi, dan 15 siswa berada pada kategori elaboration tinggi. Berdasarkan hasil ini, diusulkan suatu pembelajaran yang sesuai untuk meningkatkan keterampilan berfikir kreatif siswa yaitu melalaui model pembelajaran berbasis STEM.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

5. Referensi [1] Griffin, P., McGau, B., & Care, E. (Eds). (2012). Assesment and teaching of 21st skills. New York: Springer Publishing Company. [2] Munandar, S. C. U. (1997). Mengembangkan Inisiatif dan Kreativitas Anak. Review of Psikologika, 2: 31 [3] Torrance, E. Paul. 1965. Scientific Views of Creativity and Factors Affecting Its Growth. Csmbridge: MIT publisher. [4] Freeman, E (2016). Torrance Journal for Applied Creativity. Chicago: The Center for Gifted [5] Kim, K.H. (2017). The The Torrance Test Creative Thinking â&#x20AC;&#x201C; Figural or Verbal Which One Should We Use ?. Reviews of Creative Research Journal, 4: 302 [6] Oriz, T. (2012). Creativity and Arts Education In Primery School Children From Socioeconomically Disadvantaged Backgrounds. Erasmus University Rotterdam [7] Guilford, J. P. (1950). Creativity. Reviews of American Psycology, 5: 444 [8] Tsaniyah, A. B., Poedjiastuti, S. (2017). Moge Learning model to improve creative thinking skills. Reviews of International journal of education research, 5:165 [9] Mulyani, R., Kurniawati Y. (2014). Profil Kemampuan Berfikir Kreatif Dan Peningkatan Hasil Belajar Kognitif Siswa Smp Melalui Pembelajaran Kognitif Tipe STAD. Reviews of Prosiding Seminar Nasional Fisika dan Pembelajaran Fisika, 5: 117 [10] Suparman, Husen D.N. (2015) Peningkatan Kemampuan Berfikir Kreatif Siswa Melalui Penerapan Model Pembelajaran Problem Based Learning. Reviews of Bioedukasi, 3: 367 [11] Suwarma, I.R., Puji, A., Endah, N.E. (2015). Balloon Powered Car Sebagai Media Pembelajaran IPA Berbasis STEM (science, technology, engineering and mathematics). Reviews of Prosiding Simposium Nasional Inovasi dan Pembelajaran Sains, 373 [12] Bybe, R.W. (2013). The Case for STEM Education Challenges and Opportunities. Virginia: NSTA Press. [13] National Research Council (NRC).

Salma Fauziyyah, dkk. Analisis Keterampilan Berpikir Kreatif â&#x20AC;Ś (2010). Exploring the intersection of science education and 21st century skills. Washington, DC: National Academies Press. [14] Levy, F. dan R. Murnane. (2004). The new division of labor: How computers are creating the next job market. Princeton, NJ: Princeton University Press. [15] Houstin, J. (2007). Future skills demands: From a corporate consultant perspective. Presentation at the Workshop on Research Evidence Related to Future Demands. Washington, DC: National Academies of Science.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Hani Ramastiwi, dkk. Menguji Berpikir Kreatif Siswa â&#x20AC;Ś

Menguji Berpikir Kreatif Siswa Sekolah Menengah Pertama melalui TTCT (Torrance Test Creative Thinking) Hani Ramastiwi*, Irma Rahma Suwarma, Purwanto Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi No.229, Bandung 40154, Indonesia *corresponding authorâ&#x20AC;&#x2122;s e-mail: ramastiwi@gmail.com Hp: 087800164540

ABSTRAK Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui kreativitas siswa dalam mengerjakan Torrance Test Creative. Kreativitas yang dimaksud adalah kemampuan berpikir kreatif pada siswa. Proses pengambilan data di salah satu SMP Negeri di Kota Bandung. Subjek penelitian adalah siswa kelas VII sebanyak 1 kelas, yaitu kelas VII-4 yang berjumlah 32 siswa. Pengumpulan data dilakukan melaluI TTCT-Figural untuk melengkapi gambar (Picture Completion) yang digunakan. Hasil dianalisis melalui rubrik penilaian yang terfokus pada Keaslian (Originality). Dari hasil analisis data yang tergolong kedalam kategori tinggi sebanyak 9 orang (28%), yang tergolong sedang sebanyak 13 orang (41%), dan kategori rendah sebanyak 10 orang (31%). Dari penelitian tersebut adalah Torrance Test Creative Thinking (TTCT) dapat mengetahui berpikir kreatif melalui pembuatan gambar yang dikerjakan oleh siswa. Solusi untuk meningkatkan berpikir kreatif siswa dapat menggunakan pembelajaran berbasis Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM). Kata Kunci: TTCT, Kreativitas, Torrance, Berpikir Kreatif, STEM

ABSTRACT This research was conducted to determine the creativity of students in working on the Torrance Test Creative. Creativity in question is the ability to think creatively on students. The process of retrieving data at one of the state junior high schools in the city of Bandung. The research subjects were class VII students as much as 1 class, namely class VII-4 which amounted to 32 students. Data collection is done through TTCT-Figural to complete the picture (Picture Completion) used. The results are analyzed through an assessment rubric that focuses on Originality. From the results of data analysis classified as high as many as 9 people (28%), classified as moderate as many as 13 people (41%), and the low category as many as 10 people (31%). From this study, Torrance Creative Thinking Test (TTCT) can find creative thinking through drawing made by students. Solutions to enhance creative thinking students can use learning based on Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM). Keywords: TTCT, Creativity, Torrance, Creative Thinking, STEM

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Hani Ramastiwi, dkk. Menguji Berpikir Kreatif Siswa â&#x20AC;Ś

Pendahuluan Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi merupakan perkembangan dari abad 21, yang ditandai pesatnya persaingan atau kompetensi yang sangat ketat antara negara yang berdampak pada globalisasi didunia. Keterampilan abad 21, setiap orang haruslah memiliki keterampilan 4Cs yaitu, (1) Critical Thinking and Problem Solving Skills; (2) Collaboration Skill; (3) Creativitas and Innovation Skills; dan (4) Communication Skill [1]. Kreativitas menjadi salah satu hal yang menjadi penentuan keunggulan seseorang. Kesuksesan individu ditentukan oleh kemampuan kreativitasnya dalam menyelesaikan masalah, baik skala besar maupun kecil. Pada kenyataannya data kreativitas di Indonesia masih tergolong rendah, hal ini terlihat dari The Global Creativity Index tahun 2015, Indonesia berada diperingkat ke-115 dari 139 negara [2] Mengingat pentingnya kreativitas bagi keberhasilan memupuk dan melatih kreativitas siswa menjadi agenda tersendiri dalam kurikulum sekolah. Hal ini sesuai dengan amanat kurikulum yang menyebutkan bahwa standar kompetensi lulus siswa SMP/MTS pada dimensi keterampilan yaitu memiliki keterampilan dan bertindak kreatif, produktif, kritis, mandiri, kolaboratif, dan komunikatif melalui pendekatan ilmiah sesuai dengan yang dipelajari di satuan pendidik dan sumber lain secara mandiri [3]. Terlihat bahwa aspek kreativitas menjadi hal penting yang perlu ditanamkan dalam setiap pembelajaran. Agar menghasilkan suatu yang kreatif dalam pembelajaran di sekolah, maka diperlukan suatu pembelajaran yang mendukung pentingnya keterampilan kreativitas. Kreativitas juga merupakan suatu kemampuan yang bersifat spontan, terjadi karena adanya arah yang bersifat internal, dan keberadaannya tidak diprediksi. Menurut Torrance [4], kreativitas adalah proses merasakan dan mengamati adanya masalah, membuat dugaan tentang kekurangan (masalah) ini, menilai dan menguji dugaan atau hipotesis, kemudian mengubah dan mengujinya lagi, dan akhirnya menyampikan hasi-hasilnya. Menurut Torrance [5], mendefinisikan kreativitas sebagai â&#x20AC;&#x2DC;a process of becoming sensitive to problemsâ&#x20AC;&#x2122; dan mengidentifikasi empat kompoen kreativitas: 1. Fluency, yaitu kemampuan untuk menghasilkan banyak

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

gagasan (large number of ideas); 2. Fleksibily, yaitu kemampuan untuk menghasilkan ragam gagasan (variety of ideas); 3. Elaboration, yaitu kemampuan untuk mengembangan gagasan; 4. Originality, yaitu kemampuan menghasilkan gagasan yang tidak biasa. Menurut Torrance [6], mengemukakan bahwa pengujian adalah cara belajar yang masuk akal tentang sifat kreativitas. Menurut Cramond [7], tes kreativitas juga dapat memastikan dimana kekuatan dan kelemahan seseorang. Oleh karena itu, tes kreativitas adalah pusat untuk mengukur potensi kreatif, untuk pemahaman seseorang dan kontribusi terhadap perkembangan kognitif individu. Menurut Torrance [8], Test Torrance Test Creative Thinking (TTCT) diterbitkan oleh E. Paul Torrance dan rekan-rekannya pada tahun 1966. Serta direvisi pada tahun 1974, 1984, 1990 dan 1998. Penelitian, eksperimen, dan perencanaan instruksional dan penentuan kekuatan siswa benar-benar menjadi tujuan awal TTCT. Ada dua bentuk (A dan B) bentuk TTCT-Verbal dan ada dua (A dan B) dari TTCT-Figural. Menurut Torrance [9], TTCTFigural terdiri dari tiga kegiatan: 1. Konstruksi gambar (picture construction), penyelesaian gambar (picture completion) dan mengulangi garis atau lingkaran tokoh-tokoh berulang garis atau lingkaran (repeated figures of lines or circles). Menutut Rhodes [10] Kreativitas dibedakan ke dalam empat dimensi yaitu person, proses, produk, dan press. Pada dimensi proses (process) yaitu langkah-langkah proses kreatif yang banyak diterapkan dalam pengembangan kreativitas, meliputi tahap persiapan, inkubasi, iluminasi dan verifikasi. Sehingga untuk mengembangkan kreativitas pada dimensi proses maka, harus mengembangkan terlebih dahulu berpikir kreatif. Berpikir kreatif adalah bagian dari kreativitas, lebih khususnya merupakan bagian dari proses kreatif. Menurut Guilford [11], Tes berpikir kratif untuk mengukur empat kemampuan berpikir kreatif, yaitu (a) Fluency, (b) Flexibility, (c) Originality, and (d) Elaboration, yang diambil dari factor-faktor pemikiran yang berbeda, berasal dari Guilfordâ&#x20AC;&#x2122;s Dimensions of Aptitude. Menurut Guilford [12], mengatakan bahwa berpikir kreatif sebagai kemampuan untuk melihat bermacam-macam kemungkinan penyelesaian suatu masalah, merupakan bentuk

Hani Ramastiwi, dkk. Menguji Berpikir Kreatif Siswa â&#x20AC;Ś pemikiran yang sampai saat ini masih kurang mendapatkan perhatian dalam pendidikan formal. Pada penelitian ini memiliki tujuan yaitu untuk mengetahui berpikir kreatif siswa dalam mengerjakan Torrance Test Creative Thinking. Dengan TTCT tersebut, peneliti dapat mengetahui berpikir kreatif dan mengembangkan kreativitas siswa. Menurut Bayindir dan Inan [13], menyatakan untuk dapat mengembangkan krativitas siswa bergantung pada guru dalam mengetahui bagaimana kreativitas tersebut dikembangkan. Menurut Munandar [14], menyatakan kebanyakan guru masih menerapkan pembelajaran yang bersifat konvensional, dimana proses pembelajaran pada umumnya hanya melatih proses berpikir konvergen, sehingga bila dihadapkan suatu permasalahan, siswa akan kesulitan memecahkan masalah tersebut secara kreatif. Seseorang guru menggunakan suatu pendekatan pembelajaran yang dapat melatih keterampilan berpikir kreatif siswa. Menurut Beerss [15], salah satu pendekatan pembelajaran yang dapat digunakan untuk melatih keterampian berpikir kreatif adalah pendekatan pembelajaran STEM. STEM merupakan akronim dari science, technology, engineering dan mathematics. Menurut Subramaniam et al [16], STEM dapat berkembang apabila dikaitkan dengan lingkungan, sehingga terwujud sebuah pembelajaran yang menghadirkan dunia nyata yang dialami siswa dalam kehidupan seharihari. Menutut Dwi [17] STEM merupakan sebuah pendekatan pembelajaran yang menggunakan pendekatan antara ilmu dimana pengaplikasian dilakukan dengan pembelajaran aktif berbasis permasalahan. Menurut Jaka [18] Pendekatan STEM dalam pembelajaran diharapkan dapat menghasilkan pembelajaran yang bermakna bagi siswa melalui integrase pengetahuan, konsep, dan keterampilan secara sistematis. Hal ini menunjukkan bahwa pendekatan STEM memiliki peran yang cukup penting dalam Pendidikan modern, karena saat ini siswa dituntut untuk menumbuhkan proses berpikir kreatif untuk memecahkan berbagai masalah yang ada dalam kehidupan sehari hari. 2.

Bahan dan Metode Metode penelitian yang digunakan yaitu penelitian diskriptif yang bertujuan untuk mengetahui keterampilan berpikir kreatif peserta didik SMP pada pembelajaran Fisika.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Teknik pengambilan sampel dalam penelitian ini menggunakan teknik convenience sampling. Menurut Sugiyono [19], convenience sampling yaitu pemilihan sampel sesuai dengan keinginan peneliti. Subjek penelitian adalah siswa kelas VII sebanyak satu kelas, yaitu kelas VII-4 di SMP Negeri Kota Bandung dengan jumlah sampel sebanyak 32 orang. Instrument penelitian yang diujikan adalah Torrance Test of Creative Thinking (TTCT) untuk mengukur berpikir kreatif. Soal yang diujikan terdiri dari satu soal yang mengenai TTCT-Figural, yaitu soal yang mengenai melengkapkan gambar (Picture Completion). Pada soal tersebut cara mengukur berpikir kreatifnya menggunakan indikator keaslian berpikir (originality). Indikator berpikir kreatif untuk Keaslian (Originality) mengacu pada produksi ide-ide baru, jarang, dan langkah. Untuk melihat keaslian menurut Torrance [20], bahwa membuat daftar tanggapan umum yang dianggap sebagai sesuatu yang umum, dan tanggapan diluar daftar dianggap sebagai sesuatu yang baru. 3.

Hasil dan Pembahasan Penilaian dilakukan dengan menggunakan rubrik skor dari 0-3. Analisis data yag dilakukan yaitu mengolah dan menghitung data keterampilan berpikir kreatif pada Torrance Test of Creative Thinking (TTCT)-Figural untuk melengkapi gambar (Picture Completion). Pensekorannya terfokus pada indicator keaslian berpikit (originality). Table 1. Skor Torrance Testof Creative Thinking (TTCT) Figural Skor Kategori 3 Tinggi 2 Sedang 1 Rendah 0 Sangat rendah Kriteria penskoran yaitu kemampuan untuk menghasilkan definisi yang langka dan asli dari ide-ide, kemampuan untuk menghasilkan ide-ide asli, teknik-teknik atau rancangan dari ekspresi yang jarang ditemui. Menurut Alrubaie dan Danie [21], Jawaban akan diteliti dan satu skor untuk semua jawaban asli pada semua tugas. Berdasarkan hasil perhitungan dan analisis data, secara keseluruhan, skor TTCT

Hani Ramastiwi, dkk. Menguji Berpikir Kreatif Siswa â&#x20AC;Ś pada 32 siswa SMP yang mengikuti tes dapat digambarkan pada grafik (dilihat pada gambar 1).

Gambar 1. Skor TTCT Siswa Secara Keseluruhan Berdasarkan gambar 1, terlihat bahwa originality berpikir kreatif untuk menjawab TTCT memiliki hasil yang berbeda-beda. Dari 32 jawaban siswa, dengan skor tinggi soal yaitu 3 point, maka total skor tinggi adalah 9 jawaban siswa yang memiliki originality baik. Sedangkan yang memiliki skor 2 point adalah 13 jawaban siswa, dan yang memiliki skor 1 point adalah 10 jawaban siswa, maka siswa yang mendapatkan skor 1 point yang memiliki originality yang rendah. Berdaarkan pengolahan yang telah dilakukan, diperoleh hasil presentase total skor setiap komponen (dilihat pada Gambar 2).

memiliki originality jawaban sedang berkisar skor 2, dan 31% siswa yang memiliki originality jawaban kurang berkisar skor 1. Tidak ada siswa yang memiliki originality jawaban yang sangat rendah berkisar skor 0. Sehingga jawaban yang memiliki originality paling tinggi untuk skor 3 pada presentase yang paling kecil, dan yang memiliki originality paling rendah untuk skor 1 memiliki presentase jauh lebih tinggi dibandingkan skor 3. Berikut merupakan dua contoh jawaban siswa mengenai Test Torrance Test Creative Thinking (TTCT)-Figural untuk melengkapi gambar (Picture Completion) dianggap paling baik dan jawaban siswa yang dianggap masih kurang (lihat gambar 3 dan 4).

Gambar 3. Jawaban siswa yang dianggap paling baik (buatan Ifan)

Presentase Total Skor 31%

28%

tinggi sedang

41%

sendah

Gambar 2. Hasil Presentase TTCT Figural untuk Orisinalitas Berdasarkan gambar 2, hasil presentase TTCT- Figural untuk originality pada 28% siswa yang memiliki originality jawaban yang sangat tinggi berkisar skor 3, 41% siswa yang Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Gambar 4. Jawaban siswa yang dianggap masih kurang (buatan Melly) Dari kedua jawaban di atas, dapat dilihat perbedaan jawaban siswa berpikir kreatif. Pada

Hani Ramastiwi, dkk. Menguji Berpikir Kreatif Siswa … gambar pertama, siswa sudah dapat melengkapi gambar yang di berikan dalam waktu 3 menit, dan siswa juga dapat memberi jawaban yang berbeda dari siswa lainnya. Pada gambar jawaban kedua, siswa masih belum dapat melengkapin gambar yang berbeda dari siswa lainnya, sehingga jawaban mereka memiliki arti gambar yang sama dengan kebanyakan siswa. Simpulan Dari hasil penelitian mengenai Test Torrance Test Creative Thinking (TTCT) Figural tipe B untuk melengkapi gambar (Picture Completion), dapat disimpulkan bahwa hasil presentase berpikir kreatif siswa untuk originality masih sangat rendah. Sehingga masih perlu perbaikan dalam proses berpikir kreatif siswa. Agar penelitian berikutnya dapat dilaksanakan dengan lebih baik, hendaknya guru memberikan pembelajaran berbasis Science, Technology, Engineering and Mathematics (STEM). Sehingga membantu siswa untuk mengasah kemampuan berpikir kreatif yang dimilikinya.

R. J. Sternberg (Ed.), The nature of

[5] [6]

Ucapan Terima Kasih Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Irma Rahma Suwarma, Bapa Purwanto atas bimbingan sehingga peneliti memperoleh banyak masukan terkait penelitian ini. Tidak lupa, ucapan terima kasih kepada siswa-siswi SMP Negeri di Kota Bandung kelas VII yang telah menjadi sampel dalam penelitian ini. 6. Referensi [1] Partnership for 21st Century Skills. (2011). Framework for 21st century learning. http://www.p21.org/storage/documents/ 1.__p21_framework_2-pager.pdf. [2] Richard Florida, Charlotta Mellander dan Karen King. (2015). The Global Creativity Index 2015. Martin Prosperity Institude, 55-57. [3] Menteri Pendidikan dan Kebudayaan (2013). Salinan Lampiran Peraturan Mentri Pendidikan dan Kebudayaan Nomor 68 Tahun 2013 tentang Keranga Dasar dan Struktur Kurikulum Sekolah Menengah Pertama/Madrasah Tsanawiyah. Depdiknas. Jakarta. [4] Torrance, E. P. (1988). The nature of

creativity as manifest in its testing. In Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

[7] [8]

[9]

[10] [11] [12]

[13]

[14]

[15]

[16]

creativity: Contemporary psychological perspectives (pp. 43-75). New York, NY, US: Cambridge University Press. Torrance, E. P. (1984). Torrance Tests of Creative Thinking. Bensenville, IL: Scholastic Testing Service. Torrance, E. P. (1988). The nature of creativity as manifest in its testing. In R.J. Sternberg (Ed.), The nature of creativity (pp. 43-75). New York: Cambridge University Press. Cramond, B. (1994). We can trusy creativity tests. Educational Leadership¸ 52(2), 70-71 Torrance, E. P. (1966). The Torrance Tests of Creative Thinking-Norms, Technical Manual Research EditionVerbal Tests, Forms A and B-Figural Tests, Forms A and B. Princeton, NJ: Personnel Press Torrance, E. P. (1984). The Torrance Tests of Creative Thinking Streamlined (Revised) Manual Figural A and B. Bensenville, IL: Scholastic Testing Service. Rhodes, M. (1961). An Analysis of Creativity. Phi: Delta Kappan. Guilford, J. P. (1959). Personality. New York: McGraw-Hill Munandar, Utami. (2014). Pengembangan Kreativitas Anak Berbakat. Jakarta: Pusat Perbukuan Depdikbud dan Rineka Cipta. Bayindir, N., & Inan, H. Z. 2008. Theory into practice: Examination of teacher practices in supporting children’s creativity and creative thinking. Ozean Journal of Social Science, 12(5/6), 23. Munandar, Utami. 2001. Mengembangkan Bakat dan Kreatifitas Anak Sekolah. Jakarta: PT. Gramedia Widiasarana. Beers, s. 2011. 21st Century Skills: Preparing Students For Future. Diakses dari http://www.yinghuaacademy.org/wpcontent/uploads/2014/10/21st_century.p df . Subramaniam, M. M., Ahn, J., Fleischmann, K. R., & Druin, A. (2012). Reimagining the role of school libraries in STEM education: Creating hybrid spaces for exploration. The Library Quarterly, 82(2), 161-182. 73

Hani Ramastiwi, dkk. Menguji Berpikir Kreatif Siswa â&#x20AC;Ś [17] Kaniawati, D. S., Karniawati, I, & Irma. (2015). Study literasi pengaruh pengintegrasian pendekatan stem dalam learning cycle 5e terhadap kemampuan pemecahan masalah siswa pada pembelajaran fisika. Bandung: Sinafi [18] Afriana, J., Permanasari, A., Fitriani, A. (2016). Penerapan Project Based Learning Terintegrasi STEM untuk meningkatkan literasi sains siswa ditinjau dari gender. Jurnal Inovasi Pendidikan IPA, 2(2). [19] Sugiyono. 2012. Metode Penelitian Kuantitatif Kualitatif dan R&D. Bandung: Alfabeta [20] Canel, A., N. (2015). A Program Based on the Guilford Model that Enhances Creativity and Creative Psycholgical Counseling. Journal of Sanitas Magisterium, 1, (2), hlm. 5-29. [21] Alrubaie, Farah & Esther. (2014). Developing a creative Thinking Test for Iraqi Pyhsics Students. International Journal of Mathematics and Physical Sciences Research, 2, (1), hlm. 80-84.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Iif Latifah, dkk. Integrasi ESD (Education Sustainable â&#x20AC;Ś

Integrasi ESD (Education Sustainable Development) dalam Pembelajaran Problem Based Learning (PBL) Untuk Meningkatkan Penguasaan Konsep Siswa SMP

Iif Latifah*, Muhammad Gina Nugraha, A. F.C. Wijaya Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi No.229, Bandung 40154, Indonesia *Corresponding author e-mail: davidtarigan@upi.edu * E-mail: iiflatifah@student.upi.edu Telp/HP: 082216904309

ABSTRAK Pendidikan merupakan cara yang paling strategis dalam menanamkan dan menerapkan nilai-nilai pembangunan berkelanjutan. Pembangunan dalam hal ini merupakan pembangunan pola berfikir siswa sebagai subjek pendidikan yang dipersiapkan untuk kehidupan yang akan datang. Siswa dituntut untuk berfikir kritis dalam mengatasi malasah saat ini tanpa mengorbankan kehidupan masa yang akan datang. Melalui kegiatan pembelajaran Problem Based Learning (PBL) yang diintegrasikan dengan Education Sustainable Development (ESD) siswa dituntut untuk membuat sebuah rancangan solusi dari permasalahan yang dikaitkan dengan konsep ESD, siswa harus berfikir secara logis dan kritis terhadap solusi yang akan ditawarkan secara tidak langsung akan meningkatkan penguasaan konsep siswa. Penelitian menggunakan one group pretest-posttest design dengan sampel sebanyak 35 siswa di salah satu SMP Negeri di Kabupaten Sumedang dengan instrumen yang digunakan adalah berupa soal pilihan ganda. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penerapan model pembelajaran Problem Based Learning (PBL) yang diintegrasikan dengan Education Sustainable Development (ESD) dapat menggambarkan rancangan solusi dari permasalahan yang dikaitkan dengan konsep ESD secara logis dan dapat meningkatkan penguasaan konsep secara signifikan melalui hasil pretest dan posttest dengan kategori sedang. Kata Kunci: PBL; ESD; Penguasaan Konsep.

ABSTRACT Education is the most strategic to still and apply the values of sustainable development. Development in this case is the development of a pattern of students thinking as subjects of education prepared for the life to come. Students are prepear to critical thinking in overcoming problem without sacrificing future life. Through Problem Based Learning (PBL) learning activities that are integrating with Education Sustainable Development (ESD) are used in this study to improve the mastery of concepts students. The study used one group pretest-posttest design with a sample of 35 students in one of the Public Middle Schools in Sumedang Regency with the instruments used were multiple choice questions. The results showed that the application of the Problem Based Learning (PBL) learning model integrating Education Sustainable Development (ESD) could signi ficant improve mastery of concepts through the results of the pretest and posttest in the moderate category. Keyword: PBL; ESD; Mastery of Concepts.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Iif Latifah, dkk. Integrasi ESD (Education Sustainable â&#x20AC;Ś 1. Pendahuluan Kesadaran manusia terhadap pentingnya keberlangsungan manusia dan alam semesta ditandai denan diselenggarakannya Konferensi Perserikatan Bangsa-Bangsa (PBB) tentang â&#x20AC;&#x153;Lingkungan Hidup Manusiaâ&#x20AC;? (the Human Environment) di Stockholm, Swedia pada tahun 1972. Konferensi ini menjadi tonggak penggerak bagi manusia untuk memfokuskan perhatian pada masalah lingkungan [1]. Konsep pendidikan untuk pembangunan keberlanjutan mencakup sebuah visi baru pendidikan yang mengusahakan pemberdayaan orang segala usia untuk turut bertanggung jawab dalam menciptakan sebuah masa depan berkelanjutan. Pendidikan untuk pembangunan berkelanjutan merupakan bagian integral dalam mencapai tiga pilar pembangunan manusia sebagaimana diusulkan oleh Program Pembangunan PBB (UNDP) dan dikukuhkan dalam KTT Dunia untuk Pembangunan Berkelanjutan di Johannesburg 2002. Tiga pilar itu ialah pertumbuhan ekonomi, pembangunan social, dan pelestarian lingkungan hidup [2]. Terdapat tiga perspektif dalam ESD yang menjadi pilar utamanya yakni sebagai berikut: 1. Sosial budaya yakni berkaitan dengan isu-isu hak asasi manusia, perdamaian dan keamanan manusia, kesetaraan gender, pemahaman tentang keragaman budaya dan antar budaya, kesehatan, HIV&AIDS, dan tata kelola pemerintahan 2. Lingkungan yakni berkaitan dengan isu-isu sumber daya alam (air, energi, pertanian, keanekaragaman hayati), perubahan iklim, pembangunan pedesaan, urbanisasi yang berkelanjutan, pencegahan bencana dan mitigasi 3. Ekonomi yakni berkaitan dengan isuisu pengurangan kemiskinan, tanggung jawab perusahaan, akuntabilitas dan reorientasi ekonomi pasar [3]. Menurut Undang-Undang No. 32 Tahun 2009 tentang Perlidungan dan Pengelolaan Lingkungan Hidup menegaskan bahwa pembangunan berkelanjutan (sustainable development) adalah upaya sadar dan terencana yang memadukan aspek lingkungan hidup, sosial, dan ekonomi ke dalam strategi pembangunan untuk menjamin keutuhan lingkungan hidup serta keselamatan, kemampuan, kesejahteraan, dan mutu hidup generasi masa kini dan generasi masa depan. Sehingga untuk mendukung konsep pembanguanan

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

berkelanjutan harus didukung dengan sikap peduli atau sadar akan lingkungan dan juga terhadap pembangunan. Khususnya di Indonesia pembangunan berkelanjutan sudah tertuang dalam kurikulum 2013. Pada tahun 2014 kemdikbud resmi memberlakukan kurikulum 2013. Didalam kompetensi inti pada Kurikulum 2013 memuat sikap religius dan sikap sosial di semua mata pelajaran. Kedua aspek sikap tersebut menunjukkan bahwa pendidikan karakter berlaku di Indonesia. Menurut Kemendiknas (2010) [4] pendidikan karakter adalah pendidikan nilai, pendidikan budi pekerti, pendidikan moral, pendidikan watak yang bertujuan mengembangkan kemampuan peserta didik untuk memberikan keputusan baik-buruk, memelihara apa yang baik dan mewujudkan kebaikan itu dalam kehidupan sehari-hari dengan sepenuh hati. Selain itu, kompetensi inti dan kompetensi dasar pada kurikulum 2013 khususnya pelajaran IPA secara implisit sudah mengarah pada konsep sustainability development (pembangunan berkelanjutan), seperti adanya penerapan ilmu pengetahuan didalam kehidupan sehari-hari dan isu-isu lingkungan sehingga diharapkan pembelajaran yang berlangsung di sekolah bisa lebih bermakna serta dapat mengarahkan peserta didik untuk berfikir ke depan sehingga siswa dituntut untuk berfikir kritis mengatasi permasalahan lingkungan [5]. Kegiatan pembelajaran seharusnya mengacu pada proses, belajar tidak hanya menghafal, siswa harus mengkonstruksi pengetahuan dibenak mereka sendiri, anak belajar dari mengalami, anak mencatat sendiri pola-pola bermakna dari pengetahuan baru dan bukan diberi begitu saja oleh guru, pengetahuan yang dimiliki seseorang itu terorganisasi dan mencerminkan pemahaman yang mendalam tentang suatu persoalan (subject matter). Berdasarkan teori belajar konstruktivitas bahwa pembelajaran yang aktif akan mengembangkan keterampilan kognitif siswa dan model Problem Based Learning (PBL) dapat memfasilitasi kegiatan aktif siswa sehingga dapat meningkatkan Penguasaan Konsep siswa [6]. Belajar dengan penemuan menunjukan beberapa kelebihan yaitu pengetahuan itu akan bertahan lama dalam ingatan, hasil belajar dengan penemuan mempunyai efek transfer yang lebih baik dari pada hasil belajar lainnya dan secara menyeluruh belajar dengan

Iif Latifah, dkk. Integrasi ESD (Education Sustainable â&#x20AC;Ś penemuan pemecahan masalah dapat meningkatkan penalaran siswa dan kemampuan untuk berpikir secara bebas dengan kata lain belajar dengan penemuan melatih keterampilan kognitif siswa untuk menemukan dan memecahkan masalah tanpa bantuan orang lain. Permasalahan yang ada saat ini semakin kompleks dan rumit mengenai kondisi lingkungan yang sudah terancam kelestariannya seperti pemanasan global, meluasnya gurun, krisis keragaman hayati, gangguan pada lapisan ozon dan hutan hujan tropis, polusi air dan udara [7]. Akan tetapi berdasarkan hasil observasi disalah satu sekolah menengah pertama negeri yang ada di Kota Bandung kegiatan pembelajaran tidak berdasarkan fenomena khususnya permasalahan yang ada baik itu lingkungan, ekonomi maupun sosial sehingga siswa tidak dituntut untuk berfikir secara logis dan kritis dalam mengatasi permasalahan. Sehingga kemampuan mengaplikasikan konsep yang sudah diberikan tidak terlaksana ditunjukkan dengan hasil penguasaan konsep yang kurang dimana hasil belajar berupa nilai ulangan harian siswa pada materi pencemaran lingkungan dan lapisan bumi, sebanyak 70% nilai yang didapatkan dibawah KKM. Berdasarkan pemaparan hasil observasi didapatkan permasalahan berupa kegiatan pembelajaran yang tidak mengacu pada fenomena berkaitan dengan kemampuan siswa dalam memecahkan masalah dan berdampak pada penguasaan konsep siswa yang lemah. Sehingga pembelajaran dengan pemecahan masalah khususnya masalah lingkungan perlu dilakukan yaitu dengan mengintegrasikan konsep ESD kedalam pembelajaran Problem Based Learning (PBL). Integrasi ESD dalam pembelajaran Problem Based Learning (PBL) disini berarti membaurkan isu-isu ESD atau memadukan isuisu ESD dalam pembelajaran PBL yang akan di pecahkan secara berkelompok oleh peserta didik dari berbagai sudut pandang ilmu pengetahuan yang berbeda misalnya dari sisi ekonomi, lingkungan, dan sosial budaya. Project yang diberikan yaitu berupa pembuatan denah rumah impian dengan mempertimbangkan aspek ESD. 2. Metode Penelitian Desain penelitian yang digunakan dalam penelitian ini pre-experimental designs. Bentuk pre-experimental designs yang digunakan

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

adalah one group pretest-posttest design. Kemudian pada setiap pertemuan pembelajaran, siswa pada kelas eksperimen diberikan pretest (O1), kemudian diberikan perlakuan (treatment), dan diakhiri dengan posttest (O2). Hasil pretest dan posttest kemudian dibandingkan untuk melihat peningkatan yang terjadi. Bentuk desain penelitian ini digambarkan pada gambar 1. O1 Pretest

X Treatment

O2 Posttest

Gambar 1. One Group Pretest-Posttest Design (Freankel, dkk, 2010) [8] Keterangan: O1 = Tes awal (pretest) penguasaan konsep siswa sebelum diberikan perlakuan (treatment) X = Penerapan Problem Based Learning (PBL) dengan pendekatan ESD (Education Sustainable Development) O2 = Tes akhir (posttest) penguasaan konsep siswa setelah diberikan perlakuan (treatment) Kegiatan pembelajaran dengan PBL siswa diberikan sebuah permasalahan mengenai kondisi bumi saat ini akibat dari pemanasan global dan salah satu penyumbang gas penyebab pemanasan global berasal dari rumah. Sehingga berdasarkan permasalahan tersebut siswa dituntut untuk membuat sebuah rumah masa depan atau disebut â&#x20AC;&#x153;Sustainable Houseâ&#x20AC;?, dengan solusi tersebut diharapkan dapat mengatassi permasalahan pemanasan global yang sudah terjadi. Populasi pada penelitian ini adalah seluruh siswa kelas VII tahun ajaran 2017/2018 di salah satu SMP Negeri di Kabupaten Sumedang. Di sekolah tersebut terdapat sembilan kelas VII. Dari sembilan kelas dipilih satu kelas dengan teknik convenience sampling dari populasi yang ada. Dari teknik ini diperoleh kelas VII-B sebagai sampel dengan jumlah siswa 35 siswa. Instrumen yang digunakan untuk mengetahui penguasaan konsep siswa yaitu menggunakan soal pilihan ganda. Hasil penguasaan konsep berupa nilai Pretest dan Poesttest diuji menggunkan uji-t dan n-gain ternormalisasi. Untuk mengetahui pengaruh integrasi ESD dalam pembelajaran PBL terhadap peningkatan penguasaan konsep menggunakan uji-t sedangkan untuk melihat peningkatannya menggunakan n-gain. Besarnya peningkatan sebelum dan sesudah pembelajaran dihitung 77

Iif Latifah, dkk. Integrasi ESD (Education Sustainable â&#x20AC;Ś dengan rumus gain ternormalisasi (normalized gain) yang dikembangkan oleh Hake (1999) sebagai berikut: đ??şđ?&#x2018;&#x17D;đ?&#x2018;&#x2013;đ?&#x2018;&#x203A; đ?&#x2018;Ąđ?&#x2018;&#x2019;đ?&#x2018;&#x;đ?&#x2018;&#x203A;đ?&#x2018;&#x153;đ?&#x2018;&#x;đ?&#x2018;&#x161;đ?&#x2018;&#x17D;đ?&#x2018;&#x2122;đ?&#x2018;&#x2013;đ?&#x2018; đ?&#x2018;&#x17D;đ?&#x2018; đ?&#x2018;&#x2013; (đ?&#x2018;&#x201D;) đ?&#x2018; đ?&#x2018;&#x2DC;đ?&#x2018;&#x153;đ?&#x2018;&#x; đ?&#x2018;?đ?&#x2018;&#x153;đ?&#x2018; đ?&#x2018;Ąđ?&#x2018;&#x2019;đ?&#x2018; đ?&#x2018;Ą â&#x2C6;&#x2019; đ?&#x2018; đ?&#x2018;&#x2DC;đ?&#x2018;&#x153;đ?&#x2018;&#x; đ?&#x2018;?đ?&#x2018;&#x;đ?&#x2018;&#x2019;đ?&#x2018;Ąđ?&#x2018;&#x2019;đ?&#x2018; = đ?&#x2018; đ?&#x2018;&#x2DC;đ?&#x2018;&#x153;đ?&#x2018;&#x; đ?&#x2018;&#x2013;đ?&#x2018;&#x2018;đ?&#x2018;&#x2019;đ?&#x2018;&#x17D;đ?&#x2018;&#x2122; â&#x2C6;&#x2019; đ?&#x2018; đ?&#x2018;&#x2DC;đ?&#x2018;&#x153;đ?&#x2018;&#x; đ?&#x2018;?đ?&#x2018;&#x;đ?&#x2018;&#x2019;đ?&#x2018;Ąđ?&#x2018;&#x2019;đ?&#x2018; Kategori gain ternormalisasi (g) menurut Hake (1999) dalam Sundayana (2015) [9] Tabel 1 Interpretasi Gain Ternormalisasi yang Dimodifikasi Nilai Gain Interpretasi Ternormalisasi Terjadi penurunan â&#x2C6;&#x2019;đ?&#x;?, đ?&#x;&#x17D;đ?&#x;&#x17D; â&#x2030;¤ đ?&#x2019;&#x2C6; < đ?&#x;&#x17D;, đ?&#x;&#x17D;đ?&#x;&#x17D; Tetap đ?&#x2019;&#x2C6; = đ?&#x;&#x17D;, đ?&#x;&#x17D;đ?&#x;&#x17D; Rendah đ?&#x;&#x17D;, đ?&#x;&#x17D;đ?&#x;&#x17D; < đ?&#x2019;&#x2C6; < đ?&#x;&#x17D;, đ?&#x;&#x2018;đ?&#x;&#x17D; Sedang đ?&#x;&#x17D;, đ?&#x;&#x2018;đ?&#x;&#x17D; â&#x2030;¤ đ?&#x2019;&#x2C6; < đ?&#x;&#x17D;, đ?&#x;&#x2022;đ?&#x;&#x17D; Tinggi đ?&#x;&#x17D;, đ?&#x;&#x2022;đ?&#x;&#x17D; â&#x2030;¤ đ?&#x2019;&#x2C6; â&#x2030;¤ đ?&#x;?, đ?&#x;&#x17D;đ?&#x;&#x17D; (Sundayana,2015: hal 151) [9] 3. Hasil dan Pembahasan Berdasarkan hasil penelitian bahwa penguasaan konsep siswa pada materi pemanasan global meningkat setelah diterapkan model pembelajaran PBL yang diintegrasikan dengan ESD. Permasalahan yang diberikan berupa solusi permasalahan lingkungan menggunakan rumah impian yang harus dikonsep. Model pembelajaran PBL yang diintegrasikan dengan ESD dirasa cukup efektif dalam mengatasi permasalahan lingkungan saat ini karena dengan ESD dapat mengatasi masalah saat ini tetapi memikirkan kehidupan yang akan datang. Kegiatan pembelajaran dengan mengintegrasikan ESD kedalam PBL dilakukan selama 3 kali pertemuan. Pertemuan pertama membahas mengenai efek rumah kaca, pertemuan kedua mengenai pemanasan global dan pertemuan ketiga mengenai solusi penaggulangan akibat perubahan iklim yang dikaitka dengan isuâ&#x20AC;&#x201D;isu atau fenomena lingkungan saat ini. Berdasarkan nilai Pretest dan Posttest yang terdistribusi normal kemudian diolah menggunakan uji-t didapatkan bahwa:

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Tabel 2 Statistik Deskriptif Skor Penguasaan Konsep Siswa secara Keseluruhan Rata-rata perbedaan pasangan 48.3 data ( đ?&#x2019;&#x2122;đ?&#x2019;&#x2026; ) Simpangan baku (đ?&#x2019;&#x201D;đ?&#x2019;&#x2026;đ?&#x2019;&#x160; ) 5.4 đ?&#x2019;&#x2022;đ?&#x2019;&#x2030;đ?&#x2019;&#x160;đ?&#x2019;&#x2022;đ?&#x2019;&#x2013;đ?&#x2019;?đ?&#x2019;&#x2C6; 52.62 đ?&#x2019;&#x2022;đ?&#x2019;&#x2022;đ?&#x2019;&#x201A;đ?&#x2019;&#x192;đ?&#x2019;&#x2020;đ?&#x2019;? (đ?&#x;&#x17D;. đ?&#x;&#x17D;đ?&#x;&#x201C;) 2.03 Berdasarkan tabel 2 mengenai perhitungan statistik dengan menggunakan ujit sampel berpasangan diperoleh bahwa nilai đ?&#x2018;Ą berada diluar daerah penerimaan đ??ť maka hipotesis nol ditolak dan đ??ť diterima, artinya pembelajaran dengan model Problem Based Learning (PBL) dengan pendekatan ESD (Education Sustainable Development) secara signifikan dapat meningkatkan Penguasaan Konsep pada materi perubahan iklim siswa kelas VII di SMP Negeri di Kabupaten Sumedang secara signifikan. Nilai n-gain dari peningkatan penguasaan konsep sebesar 0,68 dengan kategori sedang sesuai dengan tabel n-gain yang telah dipaparkan pada bab sebelumnya. Sehingga dapat dikatakan Penguasaan Konsep siswa itu meningkat setelah diterapkan model pembelajaran Problem Based Learning (PBL) dengan pendekatan ESD (Education Sustainable Development) dengan kategori sedang. Sesuai dengan yang telah dilakukan sebelumnya yang berjudul â&#x20AC;&#x153;Penerapan Model Pembelajaran PBL Untuk Meningkatkan Penguasaan Konsep Dan Keterampilan Berpikir Kritis Siswa Pada Konsep Elastisitas Dan Hukum 1 Hooke Di Sma Negeri Unggul Harapan Persadaâ&#x20AC;? [10] bahwa dengan menerapkan model pembelajaran PBL dapat meningkatkan pengukasaan konsep dan berfikir kritis siswa. 3.1 Penguasaan Konsep Untuk Setiap Ranah Kognitif Penguasaan konsep yang hendak diberikan yaitu pada level C1 kemampuan mengingat, C2 kemampuan memahami, C3 kemampuan mengaplikasikan dan C4 kemampuan menganalisis. Hasil rata-rata N-gain penguasaan konsep seluruhnya dari C1 sampai C4 ditampilkan pada Gambar 2.

Iif Latifah, dkk. Integrasi ESD (Education Sustainable â&#x20AC;Ś

1.0 0.8 0.6

0.6

0.7

0.8

0.5 n-gain

0.4

0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0

0.72

0.59

0.66

0.2 0.0 C1

Gambar 2. Diagram nilai N-gain Penguasaan Konsep Untuk Setiap Ranah Kognitif Berdasarkan nilai N-gain penguasaan konsep terlihat yang memiliki nilai 0.8 dengan kategori tinggi yaitu pada ranah kognitif C4 kemampuan menganalisis dan yang memiliki nilai N-gain terendah yaitu pada ranah kognitif C2 kemampuan memahami sebesar 0.53 dengan kategori sedang. Hal tersebut terjadi karena dalam ini ada pendekatan ESD terfokus dalam menganalisis permasalahan mengenai isu lingkungan yang didasarkan pada 3 aspek ESD yaitu sosial, ekonomi, dan lingkungan yang sesuai dengan penilitian sebelumnya yang dilakukan oleh [11] bahwa kemampuan menganalisis siswa meningkat setelah kegiatan pembelajaran menggunakan Problem Based Learning (PBL). Wardana (2010) [12] menunjukan siswa yang mendapat perlakuan model PBL memiliki kemampuan menganalisis berpikir tingkat tinggi dan dan pemahaman konsep fisika lebih baik. [13] Menunjukan model PBL memberikan hasil kemampuan berpikir kritis siswa yang lebih baik. 3.2 Penguasaan Konsep Untuk Setiap Sub Materi Untuk meilihat peningkatan penguasaan konsep pada setiap sub materi ditampilkan pada Gambar 3.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Gambar 3. Diagram nilai N-gain Penguasaan Konsep Untuk Setiap Sub Materi Hasil menunjukkan bahwa N-gain terbesar yaitu pada sub materi efek rumah kaca sebesar 0.72 dengan kategori tinggi. Setiap sub materi diberikan pada setiap pertemuan yang berbeda untuk sub materi efek rumah kaca diberikan pada pertemuan pertama pada awal kegiatan pebelajaran diberikan isu mengenai kondisi atmosfer planet Merkurius, venus dan Bumi saat ini kemudian pada kegiatan pembelajaran siswa diajak untuk bereksperimen mengenai efek rumah kaca yang dikaitkan dengan kondisi atmosfer planet dan konsep yang hendak diberikan cukup mudah untuk dipelajari siswa. Hal tersebut sesuai dengan sebelumnya bahwa dengan bereksperimen siswa akan lebih memingatnya dan memahaminya sehingga dapat meningkatkan penguasaan konsep yang dilakukan oleh Rahmawati (2014) [14]. Pada sub konsep pemanasan global diperoleh N-gain yang rendah dibandingkan 2 sub konsep yang lainnya. Pada sub materi pemanasan global diperoleh nilai N-gain sebesar 0.59 dengan kategori sedang yang diberikan pada pertemuan kedua. Kegiatan pembelajaran yang dilakukan untuk memperoleh konsep ini sama seperti pada pertemuan sub materi efek rumah kaca yaitu melakukan eksperimen, eksperimen yang dilakukan yaitu mengenai pemuaian air yang merupakan akibat dari perubahan suhu atau pada fenomenanya yaitu tentang naiknya permukaan air laut yang disebabkan oleh naiknya suhu rata-rata permukaan bumi. Nilai N-gain yang diperoleh rendah karena disebabkan pada saat kegiatan pembelajaran yaitu melakukan eksperimen dan kegiatan bertanya tidak berjalan secara efektif sehingga banyak kelompok yang melakukan kesalahan dalam kegiatan eksperimen. Dan konsep yang

Iif Latifah, dkk. Integrasi ESD (Education Sustainable â&#x20AC;Ś hendak dicapai kurang maksimal diperoleh siswa. 4. Simpulan Hasil penelitian menunjukan bahwa setelah diterapkan integrasi ESD dalam PBL bahwa penguasaan konsep siswa itu meningkat secara signifikan sedangkan berdasarkan pergitungan n-gain diperoleh nilai peningkatan penguasaan konsep sebesar 0.68 dengan katerogi sedang. Untuk nilai n-gain setiap sub materi paling besar diperoleh pada sub materi efek rumah kaca sedangkan terendah diperoleh sub materi pemanasan global. Dan untuk setiap ranah kognitif nilai n-gain terbesar diperoleh pada kemampuan C4 Menganalisis sedangkan nilai n-gain terendah diperoleh kemampuan kognitif C2 Memahami. Untuk penelitian selanjutnya sebaiknya siswa diperkenalkan terlebih dahulu dengan konsep ESD (Education for Sustainable Development) sehingga pada saat proses pembelajaran siswa sudah memiliki pemahaman tersebut. 5. Referensi [1] Pusat Penelitian Kebijakan. 2012. Kajian Model-model ESD Jenjang Pendidikan Dasar. Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. [2] UNESCO (2009) Review of Contexts and Structures for Education for Sustainable Development. [Online] Tersedia http://www.unesco.org/education/justpub lished_desd2009.pdf pada tanggal 14 Oktober 2018. [3] Agustia, dkk. (2016). ESD (Education for Sustainable Development) melalui Pembelajarahn Biologi. Prodi Pendidikan Biologi, FKIP, Universitas Ahmad Dahlan, [4] Kemdiknas. (2010). Model Pendidikan untuk Pembangunan Berkelanjutan (Education for Sustainable Development / ESD) melalui kegiatan Intrakulikuler. Jakarta: Pusat Penelitian Kebijakan, Balitbang Kemdiknas. [5] UNESCO Roadmap for Implementing the Global Action Programme on Education for Sustainable Development. 2014. [Online] Tersedia https://sustainabledevelopment.un.org/co ntent/documents/1674unescoroadmap.pd f pada tanggal 14 Oktober 2018. [6] Lestari, dkk. (2013). Pengaruh Model Pembelajaran Berbasis Masalah (Problem

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

[7]

[8]

[9] [10]

[11]

[12]

[13]

based Learning) Dan Motivasi Belajar Terhadap Prestasi Belajar Fisika Bagi Siswa Kelas VII. Jurnal Pendidikan Fisika Indonesia. Program Studi Teknologi Pembelajaran Program Pasca Sarjana Universitas Pendidikan Ganesha Singaraja Bayu, N. (2015). Education for Sustainable Development (ESD) sebuah upaya Mewujudkan Kelestarian Lingkungan. Sosio Didaktika: Social Science Education Journal, 2 (1),22-30. Fraenkel, J.R., Wallen, N.E., & Hyun, H.H. (2012). How to design and evaluate research in education (Eight Edition). New York: Mc. Graw-Hill. Ghalia Indonesia Sundayana, Rostina. (2015). Statistika PenelitianPendidikan.Bandung: Alfabeta. Muslim, dkk. (2015). Penerapan Model Pembelajaran PBL Untuk Meningkatkan Penguasaan Konsep Dan Keterampilan Berpikir Kritis Siswa Pada Konsep Elastisitas Dan Hukum 1 Hooke Di Sma Negeri Unggul Harapan Persada.Jurnal Pendidikan Sains Indonesia, Vol. 03, No.02, hlm 35-50. Utomo, Tomi, dkk. (2014). Pengaruh Model Pembelajaran Berbasis Masalah (Problem Based Learning) Terhadap Pemahaman Konsep dan Kemampuan Berpikir Kreatif Siswa (Siswa Kelas VIII Semester Gasal SMPN 1 Sumbermalang Kabupaten Situbondo Tahun Ajaran 2012/2013). Program Studi Pendidikan Biologi, Fakultas Keguruan Dan Ilmu Pendidikan, Universitas Jember (Unej): Jurnal Edukasi Unej Hal. 5-9 Wardana, N. (2010). Pengaruh model pembelajaran berbasis masalah dan ketahanmalangan terhadap kemampuan berpikir tingkat tinggi dan pemahaman konsep fisika. Jurnal Ilmiah Pendidikan dan pengajaran Program Pasca Sarjana Undiksh. Singaraja. Mardana, I G. 2011. Pengaruh model pembelajaran berbasis masalah (problem based learning) terhadap prestasi belajar fisika dan keterampilan berpikir kritis ditinjau dari bakat numerik. Tesis. Program Studi Pendidikan Sains Pasca Sarjana Universitas Pendidikan Ganesha. Singaraja.

Iif Latifah, dkk. Integrasi ESD (Education Sustainable â&#x20AC;Ś [14] Rahmawati, dkk. (2014). Model Pembelajaran Problem Based Learning untuk Meningkatkan Penguasaan Konsep Kalor Siswa SMA. Jurnal Pendidikan Sains Indonesia, Vol. 02, No.01, hlm 2732.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Reza Hesti, dkk. Text Based Analogy (TBA) dalam Mengubah Konsepsi â&#x20AC;Ś

Text Based Analogy (TBA) dalam Mengubah Konsepsi Rangkaian Listrik Paralel Reza Hesti1*, Johar Maknun2, Selly Feranie3 1

Madrasah Tsanawiyah Negeri 32 Jakarta, Jl. H. Liun, Muhtar Raya, Petukangan Utara, Pesanggrahan, Jakarta Selatan, DKI Jakarta 12260 2 Universitas Pendidikan Indonesia, Program Teknik Arsitektur, Fakultas Pendidikan Teknologi dan Kejuruan, Jl. Dr. Setiabudhi No. 229, Bandung 40154 3 Universitas Pendidikan Indonesia, Program Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Jl. Dr. Setiabudhi No. 229, Bandung 40154 * Corresponding authorâ&#x20AC;&#x2122;s e-mail: rhhesti@gmail.com Telp/hp: 08119692879 ABSTRAK Konsep yang abstrak dalam Fisika seringkali ditemukan terutama pada materi rangkaian listrik. Kesalahan dalam mengidentifikasi konsep Fisika membuat siswa mengalami masalah dalam memahami konsep Fisika dan menyebabkan terjadinya miskonsepsi. Pada akhirnya miskonsepsi menjadi salah satu penyebab utama yang membuat para siswa gagal dalam mempelajari Fisika. Agar dapat memberikan pengajaran Fisika yang efektif maka miskonsepsi harus dapat diatasi. Konsep abstrak dalam rangkaian listrik dapat diatasi dengan mengaitkan konsep tersebut dengan pengalaman kehidupan sehari-hari. Penjelasan dengan menggunakan analogi menggunakan konsep rujukan yang dipahami dengan baik oleh siswa untuk menjelaskan konsep target. Perbandingan antara kedua konsep tersebut dapat memperluas pola berpikir siswa dan mencegah terjadinya miskonsepsi. Wacana penggunaan teks analogi di dalam kelas akan mengantarkan pada penalaran analogis dan mengaktifkan pemahaman yang lebih mendalam. Penggunaan Text Based Analogi (TBA) merupakan salah satu cara dalam mengubah konsepsi dan membantu guru dalam menyampaikan kebenaran ilmiah dalam rangka mengatasi miskonsepsi. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kegunaan Text Based Analogi (TBA) dalam mengubah konsepsi siswa pada materi rangkaian listrik paralel. Sampel dari penelitian ini adalah 24 orang siswa yang diambil secara purposive dari satu madrasah di Jakarta Selatan. Adapun metode penelitian yang digunakan adalah metode pre-experimental dan desain yang digunakan adalah The One-Group PretestPosttest Design. Siswa yang dijadikan sebagai sampel sudah teridentifikasi miskonsepsi pada materi rangkaian listrik paralel dengan menggunakan Tes Diagnostik Rangkaian Listrik Sederhana. Untuk dapat mengukur sejauh mana TBA dalam mengubah konsepsi siswa digunakan instrumen pengubah konsepsi rangkaian listrik sederhana dalam bentuk two tier. Hasil dari penelitian ini didapatkan bahwa TBA dapat mengubah konsepsi siswa sebesar 52,2%. TBA dapat membantu mengubah kesalahan konsep yang dimiliki oleh siswa dan menggantinya dengan kebenaran ilmiah. TBA disampaikan dalam bentuk teks dengan cara yang mudah dipahami sehingga sangat dianjurkan untuk dibuat pada materi Fisika lainnya. Kata Kunci: Pengubahan konsepsi; Miskonsepsi; Text Based Analogy (TBA); Rangkaian listrik paralel.

ABSTRACT Abstract concepts in physics are often found especially in electrical circuit material. Errors in identifying the concept of physics make students experience problems in understanding the concepts of physics and causing misconceptions. In the end misconception became one of the main causes that made students fail in studying physics. In order to provide effective teaching of Physics, misconceptions must be overcome. Abstract concepts in electrical circuits can be overcome by

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Reza Hesti, dkk. Text Based Analogy (TBA) dalam Mengubah Konsepsi â&#x20AC;Ś linking these concepts with the experience of everyday life. Explanation by using analogies using reference concepts that are well understood by students to explain the target concept. Comparisons between the two concepts can broaden students' thinking patterns and prevent misconceptions. The discourse on the use of analogy text in the classroom will lead to analogical reasoning and activate a deeper understanding. The use of Text Based Analogy (TBA) is one way to change conception and help teachers convey scientific truths in order to overcome misconceptions. The purpose of this study was to find out the usefulness of Text Based Analogy (TBA) in changing students' conceptions in parallel electrical circuit material. The sample from this study was 24 students taken purposively from one madrasah in South Jakarta. The research method used is the pre-experimental method and the design used is The One-Group Pretest-Posttest Design. Students who are used as samples have identified misconceptions in parallel electrical circuit material using the Simple Electric Circuit Diagnostic Test. To be able to measure the extent to which TBA in changing students' conceptions is used the instrument to change the conception of a simple electric circuit in the form of two tiers. The results of this study found that TBA can change students' conceptions by 52.2%. TBA can help change the errors of concepts students have and replace them with scientific truths. TBA is delivered in text form in a way that is easy to understand so it is highly recommended to make it on other Physics material. Keywords: Changing conception; Misconception; Text Based Analogy (TBA); Parallel electrical circuit.

1. Pendahuluan Siswa di sekolah menengah banyak yang tidak menyukai fisika karena bersifat abstrak sehingga sulit untuk dipelajari. Ditambah lagi dengan kurangnya peralatan laboratorium yang menunjang, miskinnya metode pengajaran seperti masih banyak guru yang mengajar dengan metode ceramah, diskusi, dan mengandalkan sepenuhnya pada buku bacaan yang terfokus pada menghafal rumus dan lemahnya kemampuan matematis [1] membuat para siswa semakin tidak menyukai fisika. Sebelum mempelajari fisika, semua siswa sudah mengalami peristiwa-peristiwa fisika itu sendiri, misalnya melihat benda jatuh bebas, mengalami sengatan aliran listrik, melihat benda bertumbukan, dan lain-lain. Dengan pengalaman itu maka dibenak para siswa sudah terbentuk suatu prasangka dan teori siswa, mengenai peristiwa-peristiwa fisika tersebut. Prasangka dan singkatnya pengalaman dalam hidup seringkali menyebabkan pemikiran mengenai fenomena fisika belum tentu benar. Jika prasangka yang terbentuk tersebut salah, biasanya sulit sekali untuk diperbaiki, karena tanpa disengaja telah secara konsisten konsep fisika yang salah tersebut menjadi menetap. Hal ini menjadi salah satu sumber kesulitan utama dalam pembelajaran fisika karena akan menghambat jika tidak ditangani dengan tepat. Materi listrik merupakan salah satu materi dasar dalam Fisika. Aplikasinya mencakup banyak aspek dalam kehidupan

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

sehari-hari. Konsep-konsep fisika dalam bidang kelistrikan kebanyakan bersifat tidak tampak, serta sulit untuk dipelajari dan dibelajarkan secara nyata. Tidak sedikit siswa, mahasiswa calon guru maupun guru fisika mengalami kesulitan dalam memahami konsep-konsep kelistrikan terutama pada rangkaian listrik. Kesulitan siswa, mahasiswa calon guru maupun guru fisika untuk memahami suatu konsep dapat menimbulkan terjadinya miskonsepsi. Para siswa menggunakan fasilitas internet dalam mengerjakan tugas sekolah dan menggali berbagai informasi dengan menggunakan mesin pencari seperti google, yahoo, dan sebagainya. Namun, para siswa tidak memiliki cukup kemampuan dan pengetahuan untuk menilai kebenaran informasi yang diperolehnya. Siapa saja dapat membuat website dan memuat informasi di dalamnya tanpa mengecek keakuratannya. Sementara siswa juga menerima informasi dari internet tanpa mempertimbangkan sumber yang akurat dan diyakini kebenarannya. Siswa cenderung melakukan copy paste tanpa khawatir akan keandalan sumbernya. Kegiatan ini meyebabkan terjadinya kesalahan dalam belajar dan akhirnya menimbulkan miskonsepsi, maka peran serta guru dibutuhkan dalam mengarahkan siswa untuk menggunakan internet pada situs-situs yang tepat [2], [3]. Faktor lainnya yang dapat menimbulkan terjadinya miskonsepsi adalah kesalahan dalam pemilihan buku pelajaran yang dipakai di kelas. Penggunaan buku pelajaran fisika yang ada di

Reza Hesti, dkk. Text Based Analogy (TBA) dalam Mengubah Konsepsi â&#x20AC;Ś sekolah sangat dibutuhkan dalam melengkapi pembelajaran fisika baik di kelas maupun di rumah. Buku pelajaran fisika yang dibutuhkan adalah buku yang baik dalam penjelasan konsep dan ide-ide sentral, definisi, prosedur, serta kegiatan yang ada di dalamnya. Hal tersebut dimaksudkan agar tidak timbul miskonsepsi akibat dari penggunaan buku pelajaran regular [3]. Supaya buku atau teks dapat digunakan secara maksimal di kelas maka dibutuhkan metode dalam mencapai kejelasan teks, misalnya dengan meningkatkan bagian-bagian yang terkait pada teks secara tersirat sehingga akhirnya ingatan akan informasi tekstual akan menjadi lebih baik [4]. Terdapat beberapa metode dan strategi yang digunakan untuk menghilangkan miskonsepsi dan mempromosikan proses pengubahan konsepsi seperti analogi, Conceptual Change Text (CCT), teori multiple intelligence, pembelajaran bermakna, peta konsep konstruktivis, tabel analisis sematik, konsep jaringan, lembar kerja instruksi berbantuan komputer, dan metafora. Penggabungan antara CCT dengan menggunakan bahan komputer seperti simulasi komputer, animasi, slide proyeksi, dan video juga dapat memudahkan dan mempercepat proses pengubahan konsepsi [5]. Siswa membutuhkan strategi atau model pembelajaran yang dapat mendorong siswa supaya mencapai situasi pengubahan konsepsi. Model pembelajaran tradisional tidak memperhitungkan keyakinan pada diri siswa sehingga tidak efektif dalam mengubah miskonsepsi menjadi pemikiran ilmiah. Situasi pengubahan konsepsi membutuhkan pengembangan strategi yang dapat mendorong siswa untuk aktif merenung dan mengevaluasi pengetahuan yang sudah dimiliki [6]â&#x20AC;&#x201C;[8]. Model pembelajaran yang cukup efektif dalam mengubah konsepsi siswa adalah model pembelajaran analogi [9]. Peran analogi sebagai alat untuk mengajarkan konsep ilmu yang sulit telah banyak dibahas dalam ilmu pendidikan. Penggunaaan analogi yang tepat dapat memfasilitasi pemikiran dan mentransfer keterampilan analogis, serta mengembangkan kemampuan yang diperlukan untuk hidup dan belajar sepanjang hayat termasuk keberhasilan untuk berintegrasi ke dalam masyarakat yang menggunakan teknologi dalam hidupnya. Pemikiran analogis dapat membantu siswa membangun pengetahuan baru dengan cara

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

mengaktifkan, mentransfer, dan menerapkan pengetahuan yang ada [1]. Memahami pengetahuan ilmiah dari membaca sebuah teks tergantung pada pengetahuan awal pembacanya terhadap konsep yang dipelajari. Kegiatan praktik di laboratorium, demonstrasi, dan kegiatan lainnya harus diintegrasikan dengan teks agar siswa mendapatkan pemahaman pengetahuan ilmiah yang sedang dipelajarinya. Alasan tersebut yang menjadikan buku-buku pelajaran dan bahan ajar berupa teks menjadi sumber pengetahuan yang dominan. Metode berbasis teks memfasilitasi kebutuhan pada pengubahan konsepsi. Sehingga pengembangan pengetahuan konseptual, mengidentifikasi miskonsepsi, dan merancang bahan ajar saat ini sangat dibutuhkan untuk mendukung pengubahan konsepsi [10], [11]. Siswa mengggunakan konsep yang ada dalam pikirannya untuk memaknai fenomena baru, dalam proses pengubahan konsepsi tahap tersebut disebut dengan asimilasi. Namun konsep yang dibentuk siswa tersebut tidak memadai bagi siswa untuk memahami fenomena lainnya dengan baik, sehingga siswa harus mengatur ulang konsep utamanya tersebut, dalam proses pengubahan konsepsi tahap tersebut disebut dengan akomodasi [12]. Melalui asimilasi, siswa menggunakan pra pengetahuannya untuk merespon fenomena baru. Akomodasi merupakan proses konflik kognitif yang terjadi karena adanya perbedaan antara pra pengetahuan siswa dengan penjelasan ilmiah yang ada. Terdapat beberapa kondisi yang harus dipenuhi agar tahap akomodasi dapat dilalui oleh siswa dengan baik [12], diantaranya: a. Ketidakpuasan, siswa harus menyadari konsep yang dimilikinya tidak memadai. b. Kejelasan, konsep baru harus dimengerti oleh siswa. c. Masuk akal, siswa menemukan konsep logis baru dan dapat dibayangkan dalam pikirannya d. Berbuah, terbentuk gagasan baru dan siswa harus mampu memecahkan masalah yang sama dengan konsep baru yang dimilikinya. Analogi berbasis teks diyakini dapat mengatasi masalah dan efektif dalam menjelaskan konsep ilmu. Teks berbasis analogi sangat berguna bagi guru, tentunya dengan menyertakan dan menekankan uraian unsur-unsur relasional di dalamnya, sehingga dapat memberikan informasi yang

Reza Hesti, dkk. Text Based Analogy (TBA) dalam Mengubah Konsepsi â&#x20AC;Ś mengesankan. Teks ini membantu peserta didik untuk memahami perbedaan yang ada, supaya siswa tidak mengalami miskonsepsi akibat kesalahan dalam menentukan konsep yang dianalogikan atau miskonsepsi akibat dari konsep analogi dan konsep targetnya. Melalui proses membandingkan dan mendiskusikan perbedaan yang ada menjadi salah satu cara untuk memperbaiki potensi terjadinya miskonsepsi [13]. Materi listrik merupakan salah satu materi dasar dalam Fisika. Aplikasinya mencakup banyak aspek dalam kehidupan sehari-hari. Konsep-konsep fisika dalam bidang kelistrikan kebanyakan bersifat tidak tampak, serta sulit untuk dipelajari dan dibelajarkan secara nyata. Tidak sedikit siswa, mahasiswa calon guru maupun guru fisika mengalami kesulitan dalam memahami konsep-konsep kelistrikan terutama pada rangkaian listrik. Kesulitan siswa, mahasiswa calon guru maupun guru fisika untuk memahami suatu konsep dapat menimbulkan terjadinya miskonsepsi. Analogi dapat mempengaruhi pemahaman konsep siswa pada materi rangkaian listrik dan membantu siswa untuk mengoreksi miskonsepsi mereka pada materi ini [14], [15]. Pembelajaran dengan analogi cukup bermanfaat namun juga memiliki kekurangan. Untuk memaksimalkan manfaat dan meminimalkan kendala yang ditimbulkan analogi, dimunculkan wacana penggunaan buku teks analogi di dalam kelas yang akan mengantarkan pada penalaran analogis. Analisis analogi dalam teks di buku dapat mengaktifkan pemahaman yang lebih mendalam, meningkatkan penalaran analogis dan kelebihannya bagi guru terdapat kemampuan untuk mentransfer keterampilan ke siswa. Kemungkinan kerugian dalam menggunakan analogi karena ketidaktepatan antara konsep analogi dengan konsep target sehingga penggunaan analogi membutuhkan bimbingan dari guru dan membutuhkan elaborasi [16]. Setelah dideteksi dengan menggunakan SECDT (Simple Electric Circuit Diagnostic Test) yang berbentuk three tier test terdapat 79% siswa yang mengalami miskonsepsi pada materi rangkaian listrik paralel. Dengan keutamaan yang dapat diperoleh dari pemberian teks dan pengajaran analogi dalam mengatasi miskonsepsi, maka diperlukan adanya teks yang disisipkan pendekatan analogi di dalamnya sehingga tujuan utama yaitu

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

pengubahan konsepsi siswa dapat tercapai. Dalam penelitian ini teks yang dimaksud adalah Text Based Analogy (TBA). Berdasarkan uraian latar belakang masalah di atas, dapat dirumuskan masalah sebagai berikut: â&#x20AC;&#x153;Seberapa besar persentase siswa yang masih mengalami miskonsepsi materi rangkaian listrik paralel setelah diberikan treatment berupa TBA?â&#x20AC;? 1.1. Struktur TBA TBA yang dibuat dengan tujuan untuk mengubah konsepsi siswa mengacu pada pembuatan Conceptual Change Text (CCT). CCT dibuat dalam lima bagian yang telah direncanakan dengan kondisi ketidakpuasan, kejelasan, masuk akal dan berbuah seperti halnya pendekatan pengubahan konsepsi yang dikembangkan oleh Posner, dkk. Pendekatan analogi akan dimasukkan pada bagian-bagian penjelasan konsep dalam teks seperti yang dijelaskan dalam [17â&#x20AC;&#x201C;19], dengan demikian TBA dalam mengubah konsepsi merupakan CCT yang dimodifikasi pada bagian penjelasan. Berikut ini merupakan struktur TBA yang berorientasi untuk mengubah konsepsi siswa, diantaranya: 1) Pertama, identifikasi miskonsepsi siswa dengan memahami bagaimana siswa menggambarkan konsep tersebut dalam pikirannya. Tujuan utama dari bagian ini adalah agar siswa menyadari bahwa mereka kurang pengetahuan dalam menjawab pertanyaan-pertanyaan pada bagian pertama. Sangat penting untuk ditekankan bahwa cara dalam menyampaikan teks berkaitan dengan kehidupan sehari-hari. Hal ini membantu siswa untuk lebih mudah menyadari apa yang mereka tidak ketahui dan untuk menarik perhatian siswa agar melanjutkan membaca teks. Bagian pertama ini merupakan langkah dari ketidakpuasan siswa terhadap konsepsi yang ada pada dirinya. 2) Kedua, ditampilkan konsepsi yang secara umum terjadi beserta bukti yang menunjukkan bahwa konsepsi tersebut salah dan meyakinkan siswa akan kesalahan tersebut. Hal ini bertujuan agar siswa mempertanyakan konsepsi yang ada di dalam dirinya dan melihat kekurangan dari ketidaktahuannya. Dengan kata lain ini adalah bagian dimana konflik dibuat untuk

Reza Hesti, dkk. Text Based Analogy (TBA) dalam Mengubah Konsepsi â&#x20AC;Ś

a) b)

c) d)

f) 4)

memperkuat ketidakpuasan siswa akan konsepsi yang ada pada dirinya. Siswa didorong untuk berpikir lebih dalam mengenai topik tersebut sehingga pikiran siswa terjebak dalam kebingungan dan ketidakpastian. Pada kondisi ini siswa diharapkan untuk memiliki rasa ingin tahu yang tinggi terhadap informasi yang diberikan dalam teks. Ketiga, pada bagian ini kebenaran ilmiah mengenai konsep yang ditujukan diberikan dengan sangat jelas dan harus dimengerti. Sebagai contoh harus didukung dengan grafik dan gambar, yang merupakan alat visual yang mudah menarik perhatian siswa dan membuat pengetahuan menjadi permanen. Penjelasan kebenaran ilmiah pada bagian ini adalah: Memperkenalkan konsep yang menjadi target kepada siswa. Mengingatkan siswa konsep yang menjadi alat penganalogian, konsep tersebut dapat berasal dari benda, proses, atau peristiwa yang harus sudah diketahui oleh siswa sebelumnya. Mengidentifikasi relevansi konsep yang menjadi alat penganalogian dengan konsep yang menjadi target. Kemudian siswa diajak untuk menghubungkan hal yang serupa dari konsep yang menjadi alat penganalogian dengan konsep yang menjadi target. Siswa juga digiring untuk mengetahui bagian yang menjadi keterbatasan antara konsep yang menjadi alat penganalogian dengan konsep yang menjadi target. Pada akhirnya siswa diarahkan untuk lebih memahami konsep baru yang ditanamkan dengan kesimpulan yang diberikan. Keempat, ketika siswa sudah memahami perbedaan antara miskonsepsi dan penjelasan ilmiah yang benar, mereka diminta untuk mengekspresikan pendapat. Bagian ini bertujuan untuk mengukur berapa banyak kesadaran yang telah dibangkitkan dan melihat apakah siswa masih memiliki tanda tanya dalam pikirannya. Kelima, bagian ini bertujuan untuk memahami apakah siswa telah memahami teks dengan baik. Siswa dibantu dengan guru menarik kesimpulan atas dasar teks. Dengan konsep baru yang ada, siswa diharapkan dapat mentransfer pengetahuan itu dan dapat memecahkan masalah baru

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

agar pengetahuan yang baru didapat menjadi permanen. 1.2 Pengubahan Konsepsi Berdasarkan penelitian tingkatan pemahaman konsep siswa, maka proses terjadinya pengubahan konsepsi siswa dapat ditelusuri, diawali dari menganalisa hasil pre test dan disimpulkan dengan hasil pada post test. Dalam melacak gerakan pengubahan konsepsi siswa, berikut ini merupakan tingkatannya [7]: 1) SU (Sound Understanding) atau SC (Sound Conception) Pada tingkatan ini siswa telah memperoleh perspektif ilmiah secara terpadu. Mereka dapat merestrukturisasi gagasan mereka dan memberikan penjelasan yang koheren dari fenomena yang terjadi. 2) PU (Partial Understanding) atau TC (Transitional Conception) Pada tingkatan ini siswa hanya memiliki pengetahuan yang parsial mengenai fenomena atau konsep yang diberikan. Walaupun gagasan yang diberikan belum terintegrasi namun telah terjadi pemahaman konsep. 3) AC (Alternative Conception) Pada tingkatan ini, siswa hanya memberikan satu penjelasan yang benar, namun penjelasan tersebut tidak disertai alasan jawaban yang benar. Hal ini menunjukkan kurangnya pemahaman tentang fenomena atau konsep yang diberikan sehingga terjadi konsepsi alternatif. 4) NC (No Conception) Pada tingkatan ini siswa gagal merumuskan sebuah jawaban, karena mereka memberikan respon yang berlawanan, tidak berhubungan, atau bahkan tidak memberikan respon sama sekali. Pengubahan konsepsi dalam penelitian ini bertujuan untuk mengubah pola pikir dan penalaran siswa yang bergerak dari satu tingkat pengubahan konsepsi ke tingkat pengubahan konsepsi lainnya. Kemudian diamati pengubahannya sebagai akibat dari TBA materi rangkaian listrik paralel. Dalam menganalisis pengubahan konsepsi siswa digunakan hasil pretest dan posttest yang kemudian dibuat persentasenya

Reza Hesti, dkk. Text Based Analogy (TBA) dalam Mengubah Konsepsi â&#x20AC;Ś untuk mengetahui jenis kategori pengubahan konsepsinya. Untuk mengetahui kategori persentase pengubahan konsepsi siswa seperti pada Tabel 1 dan untuk mengetahui persentase siswa yang sudah mengalami pengubahan konsepsi [20] adalah: Persentase Pengubahan Konsepsi Siswa = đ?&#x2018;Ľ 100%

Tabel 1. Persentase pengubahan konsepsi siswa Persentase (%)

Kategori

0 < PKS ď&#x201A;Ł 30

Rendah

30 < PKS ď&#x201A;Ł 70

Sedang

70 < PKS ď&#x201A;Ł 100

Tinggi

2. Bahan dan Metode Metode penelitian merupakan cara ilmiah untuk mendapatkan data yang valid dengan tujuan dapat ditemukan, dikembangkan, dan dibuktikan, suatu pengetahuan tertentu sehingga pada gilirannya dapat digunakan untuk memahami, memecahkan dan mengantisipasi masalah dalam bidang pendidikan [21]. Dengan mempertimbangkan kebutuhan penelitian dan keterbatasan waktu, maka pemilihan sampel tidak dilakukan secara random, namun berdasarkan kelompok yang telah terbentuk sebelumnya yaitu kelas, metode penelitiannya adalah metode penelitian PreExperiment Design [22]. Desain penelitian merupakan rancangan bagaimana penelitian dilaksanakan. Desain penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah The One-Group Pretest-Posttest Design. Dalam rancangan ini, terdapat satu kelompok yang akan diukur atau diobservasi sebelum dan sesudah diberikan perlakuan [22]. Dimana terdapat kelompok yang diberikan perlakuan dengan Text Based Analogy (TBA) dengan materi Rangkain Listrik Paralel dan kemudian diobservasi perbedaan hasil tes sebelum dan sesudahnya [21], desain penelitian dapat dilihat pada Gambar 1.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Kelompok

Pretest

Perlakuan

Posttest

TBAparalel

Sumber: (Fraenkel, 2011) Gambar 1. Desain penelitian The One-Group Pretest-Posttest Design Keterangan gambar: O : Pretest dan Posttest untuk mengukur pengubahan konsepsi materi rangkaian listrik paralel TBA paralel : Text Based Analogy dengan materi rangkaian listrik paralel Populasi dari penelitian ini adalah siswa kelas 9 di MTsN 32 Jakarta tahun pelajaran 2016/2017 yang berjumlah 24 orang dengan 10 orang siswa dan 14 orang siswi. Teknik pengambilan sampel dengan purposive sampling bertujuan untuk memotret konsepsi rangkaian listrik paralel siswa. Sampel memiliki latar belakang sosial dan ekonomi yang sama, serta memiliki rata-rata kemampuan yang sama dalam menerima input materi pelajaran karena sampel diambil dari kelas non unggulan. Penelitian ini dilakukan melalui tiga tahap yaitu tahap studi kebutuhan meliputi studi literatur, analisis ketersediaan teks pada konsep rangkaian listrik, dan penentuan jenis miskonsepsi siswa. Tahap berikutnya adalah penyusunan instrumen penelitian dan perangkat pembelajaran, dan ujicoba instrumen, instrumen penelitian berupa instrumen pengubahan konsep rangkaian listrik paralel dalam bentuk two tier test yang akan digunakan saat pretest dan posttest. Tahap selanjutnya adalah pelaksanaan dimana dilakukan pretest dengan instrumen bentuk two tier test, kemudian penerapan TBA materi rangkaian listrik paralel sebagai treatment, dan selanjutnya diberikan posttest materi rangkaian listrik paralel. Selanjutnya, tahap pengolahan data berupa data kuantitatif yang diperoleh dari pretest dan posttest siswa serta pelaporan. Validitas instrumen yang dilakukan adalah berupa validitas isi dengan cara meminta pertimbangan para ahli dan uji coba dilakukan di MTsN 32 pada kelas yang berbeda dengan kelas sampel dan telah mempelajari materi Rangkaian Listrik. Berdasarkan dari data hasil validasi tes konsepsi materi rangkaian listrik dari para ahli, maka didapatkan tes konsepsi rangkaian listrik paralel sebanyak 6 soal, keduanya berbentuk two tier test. Data hasil

Reza Hesti, dkk. Text Based Analogy (TBA) dalam Mengubah Konsepsi â&#x20AC;Ś validasi instrumen rangkaian listrik paralel dari para ahli yang berjumlah 5 orang adalah 66,7 % pada kategori cukup dan diperbolehkan untuk dipakai. Setelah diperoleh hasil validasi dari para pakar maka diperoleh instrumen tes konsepsi rangkaian listrik paralel yang masing-masing berjumlah 6 soal. Selanjutnya, soal tersebut diujicobakan pada siswa kelas sembilan di salah satu MTs Negeri di Jakarta Selatan sejumlah 33 orang. Berikut ini merupakan hasil reliabilitas dari uji coba instrumen tes konsepsi rangkaian listrik paralel. Proses analisis uji coba dua paket tes konsepsi untuk melihat reliabilitas instrumen dilakukan secara manual. Dari hasil analisis jawaban test dan retest siswa diperoleh nilai reliabilitas instrumen pengubahan konsepsi rangkaian listrik paralel sebesar 0,62 berada pada kategori kuat (baik). 2.1 Tahap Studi Kebutuhan a) Studi literatur Tahap ini merupakan tahap eksplorasi mendalam mengenai permasalahan yang dikaji. Tujuan kegiatan pada tahap pertama ini adalah untuk mendapatkan gambaran mengenai permasalahan dan rencana dari solusi yang tepat untuk mengatasi sebuah permasalahan. Tahap analisis kebutuhan dimulai dengan melakukan studi pendahuluan ke madrasah untuk mengetahui masalah yang dialami siswa mengenai permasalahan pada materi rangkaian listrik melalui tes diagnostik. Hasil studi pendahuluan menghasilkan bahwa sebagian besar siswa mengalami miskonsepsi pada materi tersebut, setelah permasalahan diketahui maka diadakan analisis ketersediaan perangkat pembelajaran pada konsep rangkaian listrik untuk mengetahui bagaimana pembelajaran berlangsung dan menemukan penyebab siswa mengalami miskonsepsi. b) Analisis ketersediaan teks pada konsep rangkaian listrik. Kegiatan selanjutnya dari analisis kebutuhan adalah kegiatan analisis solusi untuk mengubah miskonsepsi yang dialami oleh siswa. Miskonsepsi yang siswa alami dapat diubah dengan menggunakan beberapa langkah sebagai berikut [23] yaitu terdiri dari 3 langkah. Langkah pertama adalah mendeteksi prakonsepsi siswa. Apa yang sudah ada dalam kepala siswa sebelum kita mulai memberikan treatment? Prakonsepsi apakah yang sudah terbentuk dalam kepala siswa akibat Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

pengalaman dengan peristiwa-peristiwa yang akan dipelajari? Apa kekurangan dari prakonsepsi tersebut? Prakonsepsi dapat diketahui dari literatur atau hasil-hasil penelitian sebelumnya, tes diagnostik, pengamatan, membaca jawaban-jawaban siswa langsung, dari lembar kerja siswa dan juga dari pengalaman guru. Literatur dan tes diagnostik sangat membantu yaitu dengan memfokuskan perhatian pada jawaban siswa yang salah. Langkah kedua adalah merancang pengalaman belajar yang bertolak dari prakonsepsi tersebut dan kemudian menghaluskan bagian yang sudah baik dan mengoreksi bagian konsep yang salah. Prinsip utama dalam koreksi miskonsepsi adalah bahwa siswa diberi pengalaman belajar yang menunjukkan pertentangan konsep mereka dengan peristiwa alam. Dengan demikian diharapkan bahwa pertentangan pengalaman ini dengan konsep yang lama akan menyebabkan koreksi konsepsi atau dengan memakai istilah Piaget dapat dikatakan bahwa pertentangan pengalaman baru dengan konsep yang salah akan menyebabkan akomodasi, yaitu penyesuaian struktur kognitif (otak) yang menghasilkan konsep baru yang lebih tepat, akan tetapi, belum tentu pengalaman yang tidak cocok dengan prakonsepsi akan berhasil. Langkah ketiga adalah latihan pertanyaan dan soal untuk melatih konsep baru dan menghaluskannya. Pertanyaan dan soal yang dipakai harus dipilih sedemikian rupa sehingga perbedaan antara konsepsi yang benar dan konsepsi yang salah akan muncul dengan jelas. Cara mengajar yang tidak membantu adalah jika gurunya hanya membahas soal tanpa memperhatikan konsep (drill), atau hanya menulis banyak rumus di papan tulis, atau hanya berceramah tanpa interaksi dengan siswa. Berdasarkan penyebab yang telah diungkapkan maka salah satu solusi yang tepat untuk mengubah konsepsi salah yang dialami siswa adalah dengan membuat perangkat pembelajaran seperti TBA. TBA yang dibuat merupakan perangkat yang digunakan untuk mengidentifikasi dan menganalisa miskonsepsi, membantah miskonsepsi, memperbaiki secara ilmiah, dan kemudian memperkenalkan konsep baru hasil perbaikan agar lebih memuaskan. TBA diawali dengan pertanyaan yang berhubungan dengan konsep sains yang berfungsi untuk menggali konsepsi awal siswa dan mengidentifikasi miskonsepsi

Reza Hesti, dkk. Text Based Analogy (TBA) dalam Mengubah Konsepsi â&#x20AC;Ś terkait konsep yang disajikan. Setelah diberi pertanyaan, beberapa miskonsepsi siswa mengenai pertanyaan yang diberikan dapat diidentifikasi. Kemudian, siswa disajikan penjelasan untuk menunjukan bahwa konsep yang siswa yakini memiliki keterbatasan dan bukan merupakan konsep yang ilmiah sehingga timbul konflik kognitif pada diri siswa, setelah timbul konflik kognitif siswa dikenalkan dengan konsep ilmiah, setelah tahap pengenalan penjelasan kemudian siswa diminta untuk menuliskan kembali pemikirannya apakah mengalami pengubahan atau tidak setelah diberi konflik kognitif serta penjelasan ilmiah. Pada tahap terakhir dari TBA yang dikembangkan adalah perluasan kedalaman konsep, pada tahap ini siswa diberikan pertanyaan untuk melihat sejauh mana konsep yang siswa miliki terkait konsep ilmiah yang telah ditanamkan sebelumnya. c) Penentuan jenis miskonsepsi siswa Setelah ditemukannya solusi maka kegiatan selanjutnya adalah melakukan analisis terhadap miskonsepsi secara umum yang dialami siswa. Analisis ini diperoleh dengan melakukan tes diagnostik (SECDT) [24] pada studi pendahuluan di salah satu madrasah di Jakarta serta merujuk pada laporan penelitian yang telah dilakukan sebelumnya. Berdasarkan hasil analisis laporan penelitian mengenai miskonsepsi siswa pada materi rangkaian listrik, ditemukan bahwa masih banyak siswa mengalami miskonsepsi pada materi rangkaian listrik paralel. 2.2. Tahap Penyusunan Instrumen Penelitian dan Perangkat Pembelajaran a) Menyiapkan instrumen penelitian berupa instrumen pengubahan konsep rangkaian listrik paralel dalam bentuk two tier test yang akan digunakan saat pretest dan posttest. b) Instrumen penelitian pengubahan konsepsi rangkaian listrik paralel akan divalidasi oleh lima orang pakar atau ahli. Validitas instrumen dalam penelitian ini meliputi beberapa aspek diantaranya kesesuaian dengan indikator soal, kesesuaian miskonsepsi dengan soal, dan kesesuaian kunci jawaban dengan soal. c) Evaluasi dan revisi instrumen. Penyusunan draf awal TBA, pada tahap ini dilakukan pembuatan rancangan teks yang akan dikembangkan dengan pendekatan

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

pengubahan konsepsi. Pembuatan draf awal merujuk pada miskonsepsi siswa dan konsep rangkaian listrik. d) Validitas sebuah teks terdiri dari validitas isi dan validitas konstruk. Validasi isi terdiri dari aspek kesesuaian konten Fisika, pendekatan analogi dan pendekatan pengubahan konsepsinya. Sementara validasi konstruk yaitu berupa aspek kebahasaan. Validasi teks dilakukan oleh tujuh orang ahli atau pakar. Hasil validasi menentukan apakah teks layak atau tidak untuk digunakan dalam pembelajaran. e) Evaluasi dan revisi teks. 2.3 Uji Coba Instrumen Uji coba instrumen dilaksanakan sebelum instrumen digunakan pada proses penelitian. Uji coba dilaksanakan bertujuan untuk mengetahui uji reliabilitas instrumen yang digunakan. Pengujian instrumen penelitian dilaksanakan pada siswa di sekolah yang sama namun dari kelas yang berbeda dan telah mendapatkan pembelajaran rangkaian listrik. 2.4 Tahap Pelaksanaan Setelah melakukan uji coba dan analisis hasil uji coba instrumen penelitian, maka dilakukan tahap pelaksanaan. Pada tahap ini meliputi pretest dengan materi rangkaian listrik paralel, kemudian penerapan TBA materi rangkaian listrik paralel, dan selanjutnya diberikan posttest materi rangkaian listrik paralel. 2.5 Tahap Pengolahan Data dan Pelaporan Tahap pengolahan data dan pelaporan meliputi pengolahan data pretest dan posttest tingkat pengubahan konsepsi siswa. 3. Hasil dan Pembahasan Miskonsepsi yang diidentifikasi pada label MP1 adalah â&#x20AC;&#x153;Shared Current Model: Siswa meyakini bahwa besar arus listrik selalu sama pada semua titik di rangkaian dan akan berkurang saat kembali mengalir ke bateraiâ&#x20AC;?. Pada saat pretest rata-rata kuantitas siswa yang mengalami AC dan NC adalah sebanyak 79.2%. Kuantitas siswa yang mengalami SU dan PU adalah sebanyak 20.8%. Pada saat menggunakan TBA pada tahap mengungkapkan miskonsepsi atau identifikasi miskonsepsi, secara umum terlihat sebagian

Reza Hesti, dkk. Text Based Analogy (TBA) dalam Mengubah Konsepsi â&#x20AC;Ś besar siswa beranggapan bahwa besar arus listrik pada setiap titik di rangkaian paralel adalah sama karena berasal dari baterai yang sama besar tegangannya dan akan berkurang saat kembali ke baterai karena sudah dipakai secara bersama oleh lampu-lampu yang ada dalam rangkaian. Mereka belum memahami bahwa besar arus listrik pada rangkaian tergantung dari besar hambatan perangkat yang ada pada setiap percabangan dan arus listrik yang mengalir kembali ke baterai tidak berkurang nilainya. Hal ini senada dengan hasil penemuan [24], [25] bahwa salah satu kesulitan siswa dalam memahami rangkaian listrik pada miskonsepsi Shared Current Model. Dari hasil posttest menunjukkan bahwa siswa yang mengalami AC dan NC setelah treatment adalah 27%. Sementara kuantitas siswa yang mengalami SU dan PU adalah sebanyak 73%. Terdapat kuantitas pergeseran tingkatan pengubahan konsepsi pada miskonsepsi ini. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa TBA rangkaian listrik paralel untuk pengubahan konsepsi siswa pada label miskonsepsi MP1 memiliki efektifitas sedang. Dari penjelasan di atas ditemukan bahwa terjadi penurunan jumlah persentase siswa yang mengalami miskonsepsi sebesar 52,2% setelah diberikan treatment berupa TBA. Tabel 2. Rekapitulasi hasil analisis tes konsepsi rangkaian listrik paralel No. Buti r Soal

Kriteria Penilaian Pengubahan Konsepsi Jenis Tes

S U

P U

A C

N C

Pretest

4, 2

2 1

4, 2

70, 8

Postte st

2 1

20, 8

Pretest

4, 2

1 3

70, 8

Postte st

2 5

33, 3

Tabel 3. Kategori pengubahan rangkaian listrik paralel

konsepsi

No.

Presentase jumlah siswa yang AC dan NC sebelum treatment (%)

Presentase jumlah siswa yang AC dan NC setelah treatment (%)

Presentase perubahan jumlah siswa yang AC dan NC setelah treatment (%)

Kategori

Presentase jumlah

79,2

52,2

Sedang

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

siswa yang AC dan NC sebelum treatment (%) Presentase jumlah siswa yang AC dan NC setelah treatment (%) Presentase jumlah siswa yang SU dan PU sebelum treatment (%) Presentase jumlah siswa yang SU dan PU setelah treatment (%)

20,8

52,2

Sedang

Dari nilai persentase tersebut di atas terlihat bahwa siswa membutuhkan adanya intervensi lain selain dari TBA dalam mengubah konsepsi. Hal tersebut terbukti dari masih adanya beberapa siswa yang masih mengalami miskonsepsi setelah diberikan treatment. Miskonsepsi sangat sulit dihilangkan dan sifatnya beragam, terdapat beberapa faktor penyebab diantaranya a. Perbedaan pengalaman budaya siswa dalam hal mengobservasi alam, penggunaan bahasa sehari-hari, pengaruh media massa serta pengalaman belajar di kelas menyebabkan tingkat kemampuan analisa teks masing-masing siswa berbeda. b. Pra pengetahuan masing-masing siswa dinilai dapat menentukan tingkat kualitas dan kuantitas miskonsepsi, sehingga berdampak bagi pemahaman dan penalaran analogis siswa. c. Konsep analog yang mewakili obyek tidak diketahui oleh siswa sehingga ketika membangun hubungan kesamaan dengan konsep ilmiah hasil observasi mereka berbeda dengan hasil yang diharapkan oleh guru. Pada penelitian ini didapatkan bahwa diperlukan penggabungan antara TBA dengan media berbantuan komputer akan lebih membantu siswa dalam mempermudah dan mempercepat proses pengubahan konsepsi.

Reza Hesti, dkk. Text Based Analogy (TBA) dalam Mengubah Konsepsi … Selain itu, penyisipan TBA dengan model pembelajaran tertentu juga akan lebih mempercepat terjadinya proses pengubahan konsepsi. Hal ini selaras dengan hasil penelitian Yumusak, dkk. [5] penggabungan antara teks berbasis instruksi dengan media berbantuan komputer akan mempermudah dan mempercepat proses pengubahan konsepsi.

[5]

4. Simpulan Penggunaan TBA dapat mengubah konsepsi siswa pada materi rangkaian listrik paralel. Hal ini terlihat dari menurunnya nilai persentase jumlah siswa yang mengalami AC dan NC pada saat sesudah dilakukannya treatment menggunakan TBA. Untuk lebih memperkaya hasil penelitian mengenai TBA dan hubungannya dalam mengubah konsepsi maka diperlukan investigasi dan kegiatan membandingkan pengaruh implementasi TBA terhadap pemahaman konsep dan pengertian alternatif siswa melalui penyisipan TBA sebelum atau sesudah pembelajaran yang hanya menggunakan model pembelajaran tradisional.

[6]

5. Ucapan Terimakasih Penulis mengucapkan terima kasih atas saran, kritik, ide, dan masukan kepada bapak Dr. Johar Maknun, M.Si. dan Ibu Dr. Selly Feranie selaku pembimbing serta seluruh dosen pada jurusan Fisika UPI sehingga penelitian ini dapat terlaksana. Ucapan terimakasih juga penulis ucapkan pada kepala madrasah serta guru-guru yang telah membantu proses pelaksanaan penelitian ini.

[9]

6. Referensi [1] K. J. Holyoak, Analogy and relational reasoning, the Oxford handbook of thinking and reasoning. New York, NY: Oxford University Press, 2012. [2] B. A. Sesen and E. Ince, “Internet as a source of misconception: ‘radiation and radioactivity,’” Turk. Online J. Educ. Technol., vol. 9, no. 4, pp. 94–100, Oct. 2010. [3] O. Zajkov, S. G. Zajkova, and B. Mitrevski, “Textbook-caused misconceptions, inconsistencies, and experimental safety risks of a grade 8 physics textbook,” Int. J. Sci. Math. Educ., vol. 15, no. 5, pp. 837–852, Jan. 2016. [4] P. Kendeou, P. van den Broek, A. Helder, and J. Karlsson, “A cognitive view of

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

[7]

[8]

[10]

[11]

[12]

[13]

reading Comprehension: implications for reading difficulties,” Learn. Disabil. Res. Pract., vol. 29, no. 1, pp. 10–16, 2014. A. Yumusak, İ. Maras, and M. Şahin, “Effects of computer-assisted instruction with conceptual change texts on removing the misconceptions of radioactivity,” J. Educ. Gift. Young Sci., vol. 3, no. 2, pp. 23–50, Dec. 2015. M. Başer, “Fostering conceptual change by cognitve conflict based instruction on students’ understanding of heat and temperature concepts,” Eurasia J. Math. Sci. Technol. Educ., vol. 2, no. 2, pp. 96– 114, Jul. 2006. B. C. Madu and E. Orji, “Effects of cognitive conflict instructional strategy on students’ conceptual change in temperature and heat,” Sage Open, vol. 5, no. 3, pp. 1–9, Sep. 2015. S. Yeo and M. Zadnik, “Introductory thermal concept evaluation: assessing students’ understanding,” Am. Assoc. Phys. Teach., vol. 39, no. 8, pp. 496–504, 2001. N. M. Chinyere and B. C. Madu, “Effect of analogy teaching approach on students’ conceptual change in physics,” Greener J. Educ. Res., vol. 4, no. 4, pp. 119–125, Jul. 2014. J. R. Cordova, G. M. Sinatra, S. H. Jones, G. Taasoobshirazi, and D. Lombardi, “Confidence in prior knowledge, selfefficacy, interest and prior knowledge: influences on conceptual change,” Contemp. Educ. Psychol., vol. 39, no. 2, pp. 164–174, 2014. G. M. Sinatra and S. H. Broughton, “Bridging reading comprehension and conceptual change in science education: the promise of refutation text,” Read. Res. Q. Int. Read. Assoc., vol. 46, no. 4, pp. 374–393, 2011. G. J. Posner, K. A. Strike, P. W. Hewson, and W. A. Gertzog, “Accomodation of a Scientific Conception: Toward a Theory of Conceptual Change,” Sci. Educ., vol. Vol. 66, no. No. 2, 1982. M. S. Vendetti, B. J. Matlen, L. E. Richland, and S. A. Bunge, “Analogical reasoning in the classroom: insights from cognitive science,” Int. Mind Brain Educ. Soc. Wiley Period., vol. 9, no. 2, pp. 100– 106, 2015.

Reza Hesti, dkk. Text Based Analogy (TBA) dalam Mengubah Konsepsi … [14] M.-H. Chiu and J.-W. Lin, “Promoting fourth graders’ conceptual change of their understanding of electric current via multiple analogies,” J. Res. Sci. Teach. Wiley Intersci., vol. 42, no. 4, pp. 429– 464, 2005. [15] G. Ugur, R. Dilber, Y. Senpolat, and B. Duzgun, “The effects of analogy on students’ understanding of direct current circuits and attitudes towards physics lessons,” Eur. J. Educ. Res., vol. 1, no. 3, pp. 211–223, 2012. [16] R.Cruz-Hastenreiter, “Analogies in high school classes on quantum physics,” Procedia - Soc. Behav. Sci., vol. 167, pp. 38–43, 2015. [17] S. M. Glynn, Teaching science with analogy: A strategy for teachers and textbook authors reading research report, vol. 15. Georgia: National Reading Research Center, 1994. [18] J. Haglund, “Collaborative and selfgenerated analogies in science education,” Stud. Sci. Educ., vol. 49, no. 1, pp. 35–68, 2013. [19] A. G. Harrison and D. F. Treagust, “Teaching with analogies: A case study in grade-10 optics,” J. Res. Sci. Teach., vol. 30, no. 10, pp. 1291–1307, 1993. [20] N. Hirca, M. Çalik, and S. Seven, “Effects of Guide Materials Based on 5E Model on Students’ Conceptual Change and Their Attitudes towards Physics: A Case for ‘Work, Power and Energy’ Unit,” J. Turk. Sci. Educ., vol. 8, no. 1, Mar. 2011. [21] Sugiyono, Statistika untuk penelitian. Bandung: Alfabeta, 2015. [22] J. R. Fraenkel, N. E. Wallen, and H. H. Hyun, How to design and evaluate research in education, 8th ed. McGrawHill, 2011. [23] E. van den Berg and W. Grosheide, Electricity at home: remediating alternative conceptions through redefining goals and concept sequences and using auxiliary concepts and analogies in 9th gade electricity education. Ithaca, NY: Misconceptions Trust, 1993. [24] H. Pesman and A. Eryılmaz, “Development of a three-tier test to assess misconceptions about simple electric circuits,” J. Educ. Res., vol. 103, no. 3, pp. 208–222, Feb. 2010.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

[25] E. Taşlıdere, “Effect of Conceptual Change Oriented Instruction on Students’ Conceptual Understanding and Decreasing Their Misconceptions in DC Electric Circuits,” Creat. Educ., vol. 04, no. 04, pp. 273–282, 2013.

Rizky Kurniawati, dkk. Penggunaan Soal Keterampilan Proses â&#x20AC;Ś

Penggunaan Soal Keterampilan Proses Sains untuk Mengetahui Profil Kemampuan Siswa SMP dalam Menerapkan Konsep Rizky Kurniawati*, Irma Rahma Suwarma, Iyon Suyana Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi No.229, Bandung 40154, Indonesia * Corresponding authorâ&#x20AC;&#x2122;s e-mail: rizkykurn@student.upi.edu hp: +6289665095466

ABSTRAK Rendahnya skor PISA 2015 yang diperoleh Indonesia pada Literasi Sains masih menjadi permasalahan yang dihadapi Indonesia hingga saat ini. Salah satu faktor yang menjadi penyebab rendahnya skor PISA khususnya pada literasi sains adalah karena siswa belum terbiasa dalam menyelesaikan tes atau masalah yang berhubungan dengan keterampilan proses sains yang merupakan bagian utama literasi sains. Keterampilan proses sains adalah proses melakukan sains yang para ilmuan gunakan, hal ini adalah keterampilan yang digunakan dalam kehidupan seharihari. Soal keterampilan proses sains yang dibuat adalah berbentuk pilihan ganda yang didalamnya terdapat empat pilihan jawaban, soal yang dibuat mengandung konten Pesawat Sederhana. Pesawat sederhana adalah alat yang dapat mempermudah aktivitas manusia. Penelitian telah dilakukan untuk mengukur keterampilan menerapkan konsep pesawat sederhana pada siswa SMP kelas VIII, didapatkan hasil bahwa dari 30 siswa terdapat 40% siswa yang menjawab benar pada indikator KPS Menerapkan Konsep (1) yang mana termasuk kategori kurang terampil dan terdapat 60% siswa yang menjawab benar pada indikator (2) yang termasuk kategori cukup terampil. Secara garis besar faktor yang mempengaruhi rendahnya keterampilan proses sains siswa terjadi karena kurangnya optimalisasi pembelajaran yang melibatkan peran siswa. Rendahnya keterampilan proses sains (KPS) pada akhirnya bermuara pada rendahnya hasil belajar sains siswa. Sehingga untuk rekomendasi selanjutnya diperlukan pembelajaran yang dapat melibatkan peran siswa yaitu STEM (Science, technology, Engineering and Mathematic). Kata Kunci: Keterampilan Proses Sains, Menerapkan Konsep, STEM

ABSTRACT The low result of PISA score in 2015 obtained by Indonesia in Science Literacy is still a problem faced by Indonesia until this time. One of the factors that causes the low PISA score especially in scientific literacy is because students are not used to completing tests or problems related to science process skills which are a main part of scientific literacy. Science process skills are the process of carrying out the science that scientists use, this is a skill used in everyday life. The Science Process Skills Test is multiple choices in which there are four choices of answers, the questions made contain Simple Machine content. Simple Machine are tools that can facilitate human activities. Research has been carried out to measure the skills of applying the concept of a simple aircraft to junior high school students of class VIII, the results showed that of 30 students there were 40% of students who answered correctly on PPP indicators Applying the Concept (1) which included the less skilled category and 60% of students answered true on indicator (2) which belongs to the fairly skilled category. The factors that influence students' low science process skills occur because of a lack of optimization of learning involving the role of students. The low level of science process skills (SPS) leads to low student learning outcomes. So for further recommendations learning is needed that can involve the role of students, namely STEM (Science, technology, Engineering and Mathematic). Keywords: Science Process Skill, Applying Concept, STEM

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Rizky Kurniawati, dkk. Penggunaan Soal Keterampilan Proses â&#x20AC;Ś

1. Pendahuluan Rendahnya skor PISA 2015 yang diperoleh Indonesia pada Literasi Sains, masih menjadi permasalahan yang dihadapi Indonesia hingga saat ini. Berdasarkan data dari OECD 2016, Indonesia menempati peringkat ke-9 dari bawah atas capaiannya dalam skor PISA pada aspek literasi sains. Indonesia memperoleh poin sebesar 403 untuk literasi sains, sebesar 397 poin untuk literasi membaca, dan sebesar 386 poin untuk literasi matematika [1]. Hasil penelitian Abdul Haris Odja (2014) dalam jurnalnya yang berjudul â&#x20AC;&#x153;Analisis Kemampuan Awal Literasi Sains Siswaâ&#x20AC;? mengemukakan bahwa salah satu faktor yang menjadi penyebab rendahnya skor PISA khususnya pada literasi sains adalah karena siswa belum terbiasa dalam menyelesaikan tes atau masalah yang berhubungan dengan keterampilan proses sains yang merupakan bagian utama literasi sains [2]. Sehingga untuk meningkatkan pencapaian skor PISA disamping memperkenalkan bentuk soal tes yang berorientasi pada keterampilan sains seperti soal oleh PISA dan TIMMS, perlu adanya pembelajaran eksplisit yang melatihkan keterampilan-keterampilan proses sains. Menurut Nuryani Rustaman (2005) Keterampilan proses sains merupakan seperangkat keterampilan yang digunakan para ilmuwan dalam melakukan penyelidikan ilmiah [3]. KPS adalah semua keterampilan yang diperlukan untuk memperoleh, mengembangkan, dan menerapkan konsepkonsep, hukum-hukum, dan teori-teori IPA, baik berupa keterampilan mental, keterampilan fisik (manual) maupun keterampilan sosial. Menerapkan konsep berarti menjelaskan peristiwa yang baru dengan menggunakan konsep yang telah dimiliki dan menerapkan konsep yang telah dipelajari dalam situasi baru [3]. Adapun indikator Keterampilan Proses Sains dalam menerapkan konsep menurut Nuryani Y. Rustaman adalah sebagai berikut: (1) Menerapkan konsep yang telah dipelajari dalam situasi baru (2) Menggunakan konsep pada pengalaman baru untuk menjelaskan apa yang sedang terjadi Pemerintah mengamanatkan melalui kurikulum 2013 bahwa Mata pelajaran IPA SMP dikembangkan sebagai mata pelajaran integrative science, berorientasi aplikatif,

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

pengembangan kemampuan berpikir, kemampuan belajar, rasa ingin tahu, dan sikap peduli dan tanggung jawab terhadap lingkungan alam. Berorientasi aplikatif berarti siswa SMP yag mempelajari IPA diharapkan dapat mengampilkasikan atau menerapkan konsep IPA yang dipelajarinya disekolah kedalam kehidupan sehariâ&#x20AC;&#x201D;hari. Namun masih banyak siswa yang merasa sulit dalam memahami konsep-konsep fisika dan IPA sehingga beroroentasi aplikatif yang diamanatkan pemerintah melalui kurikulum 2013 belum dapat terlaksana sepenuhnya [4]. Sagala (2006) menyatakan bahwa konsep merupakan buah pemikiran seseorang atau sekelompok orang yang dinyatakan dalam definisi sehingga melahirkan produk pengetahuan melalui prinsip, hukum, dan teori [5]. Pesawat sederhana adalah salah satu konsep IPA yang dipelajari di SMP kelas VIII. Pesawat sederhana adalah alat-alat yang dapat mempermudah pekerjaan manusia. Karaketristik soal keterampilan proses sains dalam menerapkan konsep menurut Nuryani Rustaman adalah harus memuat konsep yang akan diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. 2. Bahan dan Metode 2.1 Sampel Sampel dalam penelitian ini adalah siswa kelas VIII di salah satu Sekolah Menengah Pertama di Kota Bandung. Sebanyak 30 peserta didik dipilih sebagai sample dengan cara Convenience Sampling. 2.2 Metode Metode penelitian yang digunakan adalah survey crossectional yang memiliki 6 tahapan prosedur yaitu: 2.2.1 Merumuskan masalah penelitian dan menentukan tujuan survey Tahap ini dilaksanakan setelah penulis melakukan observasi lapangan untuk melihat apa masalah yang ada dilapangan sehingga penulis dapat merumuskan masalah penelitian dan menentukan tujuan survey. 2.2.2 Menentukan konsep serta menggali kepustakaan Untuk menentukan konsep menggali kepustakaan, peneliti melakukan kajian literatur dari berbagai sumber relevan. 2.2.3 Pembuatan kuisioner dan instrumentinstrumen

Rizky Kurniawati, dkk. Penggunaan Soal Keterampilan Proses â&#x20AC;Ś Pada tahap pembuatan kuisioner meliputi pembuatan instrumen hingga validasi tes oleh ahli. 2.2.4 Pekerjaan lapangan Pada tahap ini, instrumen yang telah dibuat diujicobakan kepada peserta didik kelas VIII yang telah dipilih menjadi sampel penelitian. 2.2.5 Pengolahan data Pengolahan data dalam penelitian ini yaitu dengan menghitung persentase jumlah siswa yang menjawab benar dalam setiap indikator keterampilan proses sains menerapkan konsep % =

đ??˝đ?&#x2018;˘đ?&#x2018;&#x161;đ?&#x2018;&#x2122;đ?&#x2018;&#x17D;â&#x201E;&#x17D; đ?&#x2018; đ?&#x2018;&#x2013;đ?&#x2018; đ?&#x2018;¤đ?&#x2018;&#x17D; đ?&#x2018;Śđ?&#x2018;&#x17D;đ?&#x2018;&#x203A;đ?&#x2018;&#x201D; đ?&#x2018;&#x161;đ?&#x2018;&#x2019;đ?&#x2018;&#x203A;đ?&#x2018;&#x2014;đ?&#x2018;&#x17D;đ?&#x2018;¤đ?&#x2018;&#x17D;đ?&#x2018;? đ?&#x2018;?đ?&#x2018;&#x2019;đ?&#x2018;&#x203A;đ?&#x2018;&#x17D;đ?&#x2018;&#x; đ?&#x2018;Ľ 100% đ??˝đ?&#x2018;˘đ?&#x2018;&#x161;đ?&#x2018;&#x2122;đ?&#x2018;&#x17D;â&#x201E;&#x17D; đ?&#x2018;&#x2020;đ?&#x2018;&#x2019;đ?&#x2018;&#x2122;đ?&#x2018;˘đ?&#x2018;&#x;đ?&#x2018;˘â&#x201E;&#x17D; đ?&#x2018; đ?&#x2018;&#x2013;đ?&#x2018; đ?&#x2018;¤đ?&#x2018;&#x17D;

2.2.6

Analisis dan pelaporan Persentase IPK keterampilan proses sains siswa yang diperoleh kemudian diinterpretasikan ke dalam kategori menurut Mundilarto [6] yang ditunjukan pada tabel berikut: Tabel 1. Kategori IPK Indeks Kategori Prestasi Kelompok 25% - 49% Kurang Terampil 50% - 74% Cukup Terampil 75% - 100% Terampil 2.3 Instrumen Instrumen yang digunakan dalam penelitian berupa soal pilihan ganda yang memiliki empat pilihan jawaban. Peserta didik hanya perlu memilih satu jawaban dari keempat pilihan yang tersedia. Berikut adalah contoh soal keterampilan proses sains dalam menerapkan konsep yang digunakan dalam penelitian ini: Kamu ditugasi untuk memindahkan kotak yang cukup berat ke rak yang tingginya 1 meter diatas lantai. Ada tiga papan yang digunakan yaitu: (I) Papan panjangnya 2 m (II) Papan panjangnya 2,5 m (III) Papan panjangnya 3 m Papan manakah yang membuat kerjamu paling mudah? a. (I) b. (II) c. (III) d. Semua jawaban benar

3. Hasil dan Pembahasan Berdasarkan hasil survey yang telah dilakukan peneliti, diperoleh bahwa sebanyak Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

40% peserta didik dapat menjawab soal keterampilan prosess sains dalam menerapkan konsep dengan indikator (1) Menerapkan konsep yang telah dipelajari dalam situasi baru dengan benar. Sedangkan untuk indikator (2) Menggunakan konsep pada pengalaman baru untuk menjelaskan apa yang sedang terjadi, terdapat 60% siswa yang dapat menjawab pertanyaan dengan benar. Persentase indikator keterampilan proses sains siswa dalam menerapkan konsep yang diperoleh kemudian diinterpretasikan ke dalam kategori menurut Mundilarto [6], untuk indikator (1) siswa termasuk kategori kurang terampil sedangkan untuk indikator (2) siswa termasuk kategori cukup terampil. Hal tersebut sejalan dengan hasil penelitian Pramudita (2016) yang memperoleh hasil keterampilan proses sains dalam menerapkan konsep sebesar 36% yang termasuk kedalam kategori kurang terampil [7]. Berdasarkan hasil wawancara yang dilakukan bersama peserta didik, mereka menyatakan bahwa selama ini pembelajaran IPA khususnya fisika hanya berupa latihan soal dan penugasan berupa latihan soal pula. Peserta didik belum terbiasa dilatihkan keterampilanketerampilan proses sains khususnya dalam menerapkan konsep yang mereka pelajari melalui pelajaran IPA pesawat sederhana. Hal tersebut sesuai dengan yang diungkapkan Titi P (2005) bahwa Pendidikan formal sampai saat ini masih cenderung melatih siswa sekedar menghafal fakta [8]. Selain itu kesulitan siswa dalam memahami konsep sains yang abstrak dengan metode belajar yang didominasi guru merupakan ciri pembelajaran umum yang dilaksanakan. Sehingga siswa sulit untuk menerapkan konsep yang telah dipelajari. 4. Simpulan Berdasarkan hasil dan pembahasan dari penelitian yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa terdapat terdapat 40% siswa yang menjawab benar pada indikator KPS Menerapkan Konsep (1) yang mana termasuk kategori kurang terampil dan terdapat 60% siswa yang menjawab benar pada indikator (2) yang termasuk kategori cukup terampil. 5. Rekomendasi Dalam Rahmasiwi (2015) keterampilan proses sains siswa yang rendah disebabkan oleh beberapa faktor meliputi: rendahnya latar belakang sains, minimnya prasarana

Rizky Kurniawati, dkk. Penggunaan Soal Keterampilan Proses … laboratorium (Jack, 2013), buku satu-satunya pedoman dalam pembelajaran (Ekene dan Ifeoma, 2011), hanya menekankan penguasaan konsep, serta kegiatan pembelajaran yang belum mengeksplorasi keterampilan proses sains siswa [9]. Secara garis besar faktor yang mempengaruhi rendahnya keterampilan proses sains siswa terjadi karena kurangnya optimalisasi pembelajaran yang melibatkan peran siswa. Rendahnya keterampilan proses sains (KPS) pada akhirnya bermuara pada rendahnya hasil belajar sains siswa. STEM yang merupakan akronim dari Science, Technology, Engineering, dan Mathematics pertama kali diluncurkan oleh National Science Foundation Amerika Serikat pada tahun 1990-an sebagai tema gerakan reformasi pendidikan dalam keempat bidang disiplin tersebut untuk menumbuhkan angkatan kerja bidang-bidang STEM, serta mengembangkan warganegara yang melek STEM (STEM literate), serta meningkatkan daya saing global Amerika Serikat (AS) dalam inovasi iptek [10]. Menurut Anna Permanasari (2014) Penerapan sains sangat banyak ditemukan dalam produk-produk teknologi [11]. Dapat pula sains yang ditemukan dari munculnya produk-produk teknologi. Siswa dapat memaknai lebih dalam arti penting sains bagi perkembangan teknologi, dan sebaliknya. STEM (Scince, technology, engineering and mathematics) education saat ini menjadi alternative pembelajaran sains yang dapat membangun generasi yang mampu menghadapi abad 21 yang penuh tantangan. Dengan pembelajaran berbasis STEM, peserta didik dapat menerapkan langsung konsep yang telah mereka pelajari dalam kehidupan sehari-hari melalui proses pembelajaran berbasis STEM. Sehingga untuk meningkatkan keterampilan proses sains siswa dapat direkomendasikan untuk menerapkan pembelajaran berbasis STEM. 6. Referensi [1] OECD. (2016). Programe for International Student Assesment (PISA) Result From PISA 2015. Paris: OECD [2] Odja, A. (2014). “Analisis Kemampuan Awal Literasi Sains Siswa Pada Konsep IPA”. Prosiding Seminar Nasional Kimia (hlm. C40 – C47). Surabaya: Jurusan Kimia Universitas Negeri Surabaya

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

[3] Rustaman, Nuryani., dkk. (2005). Strategi Belajar Mengajar Biologi. Malang: Universitas Negeri Malang (UM Press). [4] Kemendikbud. 2013. Materi Pelatihan Guru Impementasi Kurikulum 2013. Jakarta: Balitbang Kemdikbud [5] Sagala, Syaiful. (2006). Konsep dan Makna Pembelajaran. Bandung: alfabeta. [6] Sonia, G. (2014). Penerapan Scientific Approach pada Pembelajaran Fisika di SMP. (Skripsi). Jurusan Pendidikan Fisika. Universitas Pendidikan Indonesia, Bandung. [7] Pramudita, Serli Ayu. (2016). Peningkatan Keterampilan Proses Sains Peserta Didik Melalui Penerapan Model Bounded Inquiry Laboratory Kelas X Mia 2 Sma Negeri 1 Surakarta Tahun Pelajaran 2014/2015. (Tesis) Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret. [8] Titi Priatiningsih. (2005). Implementasi pembelajaran bioteknologi berwawasan SETS Untuk meningkatkan kualitas pembelajaran dan kemampuan akademik yang berorientasi life skill pada siswa SMA 6 Semarang. Jurnal Pendidikan Iswara Manggala. Semarang: Forum Pemberdayaan Tenaga Kependidikan Kota Semarang. [9] Rahmasiwi, A. (2015). “Peningkatan Keterampilan Proses Sains Siswa dalam Pembelajaran Biologi melalui Penerapan Model Pembelajaran Inkuiri di Kelas XI MIA 9 (ICT) SMA Negeri 1 Karanganyar Tahun Pelajaran 2014/2015”. Seminar Nasional XII Pendidikan Biologi FKIP UNS, 428 – 433. Surakarta: Pendidikan Biologi FKIP UNS [10] Hanover Research. (Oktober, 2011). K-12 STEM Education Overview URL https://www.yumpu.com/en/document/vie w/7763878/k-12-stem-educationoverview-hanover-research [11] Permanasari, A. (2016). “STEM Education: Inovasi dalam Pembelajaran Sains”. Prosiding Seminar Nasional Pendidikan Sains ,23 – 34. Surakarta: SNPS.

Irna Rosnia, dkk. Menggali Engineering Design Behaviour (EDB) Siswa SMP dalam Membuat...

Menggali Engineering Design Behaviour (EDB) Siswa SMP dalam Membuat Solusi Krisis Energi dalam Pembelajaran STEM Irna Rosnia*, Irma Rahma Suwarma, Hikmat Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi No.229, Bandung 40154, Indonesia * Corresponding author. E-mail: irna.rosnia@student.upi.edu

ABSTRAK Pada abad 21 terjadi kemajuan pesat dalam bidang sains dan teknologi, diabad ini terdapat banyak tuntutan dalam segala aspek kehidupan, salah satunya tuntutan terhadap pendidikan yaitu menghasilkan lulusan yang berkompetensi abad 21 yang tidak hanya memiliki kompotensi dalam ranah kognitif tapi juga dalam ranah afektif dan ranah psikomotor. Disisi lain engineering design adalah proses pengambilan keputusan yang dapat dilakukan secara berulang, dimana ilmu-ilmu dasar, matematika, dan ilmu teknik diterapkan untuk secara optimal mengkonversi sumber daya untuk memenuhi tujuan yang diinginkan. Maka dari itu penting bagi siswa memiliki engineering design behaviour. Menurut beberapa penelitian pembelajaran berbasis STEM dapat meningkatkan engineering design behaviour siswa, maka dari itu dilakukan penelitian untuk mengetahui EDB siswa dalam pembelajaran berbasis STEM. Penelitian ini melibatkan sampel sebanyak 32 orang siswa kelas VIII di salah satu SMP di Kota Bandung. Pengukuran engineering design behaviour siswa diukur pada saat engineering design process yang dilakukan siswa. Engineering design behaviour siswa diukur dalam sembilan indikator yaitu: understand the challeng, build knowledge, genrete idea, represent idea, conduct eksperiment, weight option and make decision, troubleshoot, revise, reflect on process. Namun dalam paper ini hanya membahas satu indikator yaitu represent idea dalam penilaian penulis mengacu pada Matriks Informed Design Learning and Teaching yang dimana siswa akan dikategorikan kedalam empat kategori yaitu: beggining designer, emerged designer, developing designer, dan informed designe. Dari design yang dibuat siswa didapatkan hasil bahwa dari salah satu rubrik yaitu represent ideas sebanyak 22% dari 32 siswa termasuk kedalam beginning designer, 62,5% termasuk emerged designer, dan 15,5% termasuk develoving designer. Kata Kunci: Engineering Design Behaviour, represent ideas, STEM.

ABSTRACT In the 21st century there have been rapid advances in the fields of science and technology, in this century there are many demands in all aspects of life, one of which demands education which is competent 21st century graduates who not only have compotency in the cognitive domain but also in the affective and psychomotor domains. On the other hand, engineering design is a decisionmaking process that can be done repeatedly, where basic sciences, mathematics, and engineering are applied to optimally convert resources to meet desired goals. Therefore, it is important for students to have engineering design behavior. According to several STEM-based learning studies that can improve students' engineering design behavior, research is conducted to find out the EDB of students in STEM-based learning. This study involved a sample of 32 class VIII students at one of the junior high schools in the city of Bandung. Measurement of student engineering design behavior is measured when the engineering design process is carried out by students. Engineering students' behavior design is measured in nine indicators, namely: understand the challenge, build knowledge, genrete ideas, represent ideas, conduct experiments, weight options and make decisions, troubleshoot, revise, reflect on process. However, this paper only discusses one indicator, namely represent idea in the author's assessment, referring to the Informed Design Learning and Teaching Matrix, where students will be categorized into four categories: beggining designers, emerging designers, developing designers, and informed designers. From the design made by the students, it

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Irna Rosnia, dkk. Menggali Engineering Design Behaviour (EDB) Siswa SMP dalam Membuat... was found that from one of the rubrics, namely represent ideas, 22% of 32 students included in the beginning designer, 62.5% including the designer, and 15.5% including the designer developing. Keywords: Engineering Design Behaviour, represent ideas, STEM.

1. Pendahuluan Tuntutan pada abad 21 ini semakin meluas, yang dimana disebabkan oleh berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, yang mengakibatkan setiap individu dituntut tidak hanya menguasai kemampuan kognitif saja melainkan mereka dituntut memiliki pengalaman yang dapat mereka implementasikan untuk menyelesaikan masalah-masalah yang ada dalam kehidupan sehari-hari. Karena berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi menyebabkan ilmu pengetahuan, teknik, dan teknologi menembus semua aspek kehidupan manusia dimana ketiganya memegang kunci untuk memenuhi banyak tantangan saat ini dan dimasa depan pada kehidupan manusia yang paling mendesak, Salah satunya yaitu mengenai krisis energi yang terjadi saat ini. Maka dari itu untuk dapat bersaing di abad 21 ini para siswa harus memiliki latar belakang yang kuat di ketiga bidang tersebut atau setidaknya para siswa memiliki pengetahuan yang cukup tentang sains dan teknik yang berkaitan denga kehidupan sehari-hari mereka. Untuk mengatasi hal tersebut komite amerika membuat standar baru dalam sains yang di sebut NGSS yang didalamnya mengintegrasikan ketiga aspek yaitu ilmu pengetahuan, teknik, dan teknologi. Untuk meningkatkan ketiga aspek tersebut NGSS berkomitmen untuk mengintegrasikan engineering design dalam proses pembelajaran sains, yang diharapkan memberikan dasar engineering design pada siswa sehingga memungkinkan mereka terlibat dan bercita-cita untuk memecahkan tantangan sosial dan lingkungan utama yang akan mereka hadapi dalam beberapa dekade kedepan. Hal ini serupa dengan seruan yang terdapat pada kurikulum 2013 dalam kurikulum 2013 sendiri, di dalam pembelajaranya, peserta didik dipandang sebagai subjek yang mempunyai kemampuan aktif mencari, mengolah, mengkonstruk, dan menggunakan pengetahuan. Peserta didik berkesempatan mengkonstruk pengetahuan dalam proses kognitifnya, siswa juga dalam pembelajaran perlu dipicu untuk memecahkan masalah, menemukan sesuatu dan belajar

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

menumbuhkan ide-ide yang dimilikinya sehingga mereka memahami dan dapat menerapkan pengetahuanya dalam kehidupan yaitu sesuai denga kompetensi inti atau KI yang ada saat ini yaitu mengenai penerapan pengetahuan yang dapat berupa prakarya. Engineering design atau desain rekayasa adalah proses merancang suatu sistem, komponen, atau proses untuk memenuhi kebutuhan yang diinginkan [1]. Desain rekayasa dalam NGSS (2013) adalah proses merancang suatu sistem, komponen, atau proses untuk memenuhi kebutuhan yang diinginkan. Ini adalah proses pengambilan keputusan (sering berulang), di mana ilmu-ilmu dasar, matematika, dan ilmu teknik diterapkan untuk secara optimal mengkonversi sumber daya untuk memenuhi tujuan yang dinyatakan. Proses desain adalah rangkaian peristiwa dan seperangkat panduan yang membantu menentukan titik awal yang jelas yang membuat perancang memvisualisasikan suatu produk dalam imajinasinya untuk mewujudkannya dalam kehidupan nyata secara sistematis tanpa menghambat proses kreatif mereka. The Next Generation Science Standards (NGSS) membagi pemikiran desain menjadi tiga tahap: 1) Mendefinisikan dan membatasi Masalah Teknik, 2) Mengembangkan Solusi yang Mungkin, dan 3) Mengoptimalkan Solusi Desain [2]. Tujuan desain rekayasa adalah untuk mengidentifikasi masalah yang dihadapi manusia dan memecahkan masalah ini melalui penemuan dan pengembangan objek atau proses. Dalam desain rekayasa peserta didik menggunakan pengetahuanya untuk menemukan solusi dari permasalahan yang ada desain rekayasa ini dapat dikatakan sesuai dengan permintaan dari tuntutan kurikulum 2013. tujuan NGSS mengintegrasikan engineering design adalah untuk menekankan pengetahuan kunci dan keterampilan yang semua siswa butuhkan untuk terlibat sepenuhnya sebagai pekerja, konsumen, dan warga di masyarakat abad ke-21. Hurup "E" dalam kata STEM merupakan singkatan dari kata engineering atau teknik, hal ini yang membuat STEM berbeda dari ilmu pengetahuan biasa. Kurikulum STEM yang

Irna Rosnia, dkk. Menggali Engineering Design Behaviour (EDB) Siswa SMP dalam Membuat... baik menempatkan fokus yang berat pada proses "Engineering design". "Engineering design Process" (EDP) harus menjadi jantung dari pendekatan pemecahan masalah dalam materi pembelajaran. pendidikan STEM merupakan pendekatan yang menggabungkan kegiatan dunia nyata yang melibatkan salah satu dari empat disiplin yang seharusnya tidak diajarkan secara terpisah, seperti dalam dunia nyata keempat ilmu tersebut tidak dapat dipisahkan. Tujuan dari pendidikan STEM adalah untuk semua siswa belajar dan menerapkan konten dasar dan praktik disiplin STEM untuk situasi yang mereka hadapi dalam kehidupan [3]. Dalam Penelitian Gustiani didapatkan hasil bahwa dengan pembelajaran STEM dapat meningkatkan Keterampilan "Engineering design" pada siswa [4]. Maka dari itu pembelajaran dengan menggunakan pendekatan STEM dapat membuat siswa memiliki engineering design behaviour yang baik sehingga siswa dapat bersaing pada abad 21. 2. Bahan dan Metode Penelitian yang dilakukan merupakan penelitian Pre-Experimental Design. dengan desain penelitian ini berbentuk one-shot case study. Menurut Sugiyono one shot case study adalah desain penelitian yang terdiri dari satu kelompok yang diberikan sebuah treatment atau perlakuan yang kemudian mengobservasi hasil tersebut [5]. Adapun bagan dari one shot case study adalah sebagai berikut Tabel 1. Bagan desain one shot case study X (Treatment) O (Post-test) Pemberian Pengamatan atau treatment pada pengukuran pada variabel variabel Pada tabel diatas X merupakan kelompok yang akan diberikan sebuah treatment dalam sebuah eksperimen dan O merupakan suatu pengukuran yang dilakukan setelah kelompok tersebut diberi sebuah treatment. Pada penelitian ini sebuah kelompok diberikan treatment yaitu pembelajaran IPA menggunakan pendekatan STEM. Penelitian ini dilakukan pada kelompok ekstrakulikuler STEM disalah satu sekolah SMP di kota Bandung yaitu berjumlah 32 siswa. Siswa memulai kegiatan pembelajaran IPA menggunakan pendekatan STEM sebanyak tujuh pertemuan. Dimana pada Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

pertemuan ke-dua mereka diberi sebuah masalah setelah dipertemuan pertama mereka mendapatkan konsep dasar mengenai energi melalui game. masalah yang diberikan yaitu: terdapat sebuah desa yang tidak memiliki sumber aliran listrik. Namun, desa tersebut memiliki potensi sumber energi alternatif lain yang memadai seperti angin dan air. Pada pertemuan ini para siswa diberikan sebuah LKS untuk mengidentifikasi masalah dan memberikan solusi dari permasalahan tersebut dimana dalam pengerjaan LKS ini dipandu oleh instruktur STEM. Pada pertemuan ini juga siswa dituntut untuk membuat sebuah desain penyelesaian masalah yaitu desain alat yang menggunakan energi alternatif sebagai jawaban atas masalah yang ada. Dilanjutkan pertemuan selanjutnya adalah pembuatan alat dan uji coba alat serta presentasi alat yang dibuat. Dari desain yang dibuat oleh siswa diamana merupakan sebuah solusi dari permasalahan yang diberikan kita dapat mengetahui engineering design behaviour siswa. Matriks Desain Pembelajaran dan Pengajaran diadaptasi dan digunakan dalam penelitian ini untuk mengkarakterisasi pola yang diamati pada engineering design siswa dalam pembelajaran. Matriks desain pembelajaran dan pengajaran berisi sembilan strategi desain teknik dan pola terkait [6]. Namun dalam penelitian ini hanya akan dibahas satu komponen dari sembilan komponen yang ada yaitu represent ideas. Rubrik engineering design siswa oleh Crismond dan Adams diadaptasi untuk menyesuaikan setiap indikator engineering design yang diamati selama proses pembelajaran dengan engineering design yang tercantum pada rubrik [6]. Setiap indikator dinilai dari 1 sampai 4 di mana setiap rating mewakili tingkat atau kategori perilaku engineering design siswa. Kategori tersebut disajikan pada tabel dibawah ini. Tabel 2. Kategori engineering design process Skala Kategori 1 Beginning Designer 2 Emerged Designer 3 Developing Designer 4 Informed Designer Adapun rubrik engineering design siswa untuk kategori represent ideas disajikan dalam tabel dibawah ini:

Irna Rosnia, dkk. Menggali Engineering Design Behaviour (EDB) Siswa SMP dalam Membuat... Tabel 3. rubrik engineering design siswa (represent ideas) Beginning  Mengusulkan ide-ide Designer (1) dangkal yang tidak didukung dengan penyelidikan tentang sistem itu bekerja  Mengusulkan ide-ide dangkal yang tidak akan bekerja ketika dibangun Emerged  Mengusulkan ide-ide Designer (2) dangkal yang tidak didukung oleh penyelidikan bagaimana sistem itu bekerja  Mengusulkan ide-ide dangkal yang akan bekerja jika dibangun Developing  Mengusulkan ide-ide yang Designer (3) didukung dengan bagaimana sistem itu bekerja.  mengusulkan ide-ide yang akan bekerja jika dibangun Informed  Mengusulkan ide-ide yang Designer (4) didukung dengan bagaimana sistem itu bekerja.  mengusulkan ide-ide yang akan bekerja jika dibangun  Mengembangkan pemahaman yang lebih bagaimana fungsi desain dengan membangun /menciptakan model virtual. 3. Hasil dan Pembahasan Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan diketahui bahwa sebagian besar siswa berada pada kategori 'emerged designer' dengan persentase sebanyak 62,5%, dan masih terdapat banyak siswa yang termasuk kedalam kategori beginning designer yaitu sebanyak 22%, dan ada pula siswa yang termasuk kedalam kategori developing designer yaitu sebanyak 15,5%, Namun tidak ada siswa yang termasuk kedalam kategori informed designer. Hal tersebut mengindikasikan bahwa pembelajaran IPA berbasis STEM sudah dapat memunculkan engineering design siswa yaitu dalam kategori represent ideas namun masih memerlukan perbaikan dalam proses pelaksanaannya. Secara rinci data tersebut terlampir pada tabel berikut:

Categorize Beginning designer Emergrd Designer Developing designer Informed designer

Jumlah siswa 7 20 5 -

% 22 62,5 15,5 -

Berikut merupakan contoh desain siswa

Gambar 1. Contoh desain siswa kategori beginning designer Gambar 1 menunjukan contoh desain siswa dengan nilai 1. Desain tersebut diberi nilai 1 karena dalam desin tersebut siswa mengusulkan ide dangkal yang tidak didukung bagaimana sistem itu bekerja, serta mengusulkan ide yang tidak akan bekerja jika dibuat dilihat dari desain yang hanya berupa garis-garis saja. Gambar 2 menunjukan contoh desain siswa dengan kategori 2. Desain tersebut diberi nilai 2 karena dari desain yang dibuat desain tersebut dapat bekerja dalam menyelesaikan masalah namun pada desain tersebut tidak dijelaskan bagaimana sistem itu bekerja, sehingga tidak memberikan gambaran bagaimana sistem itu akan bekerja dalam menyelesaikan masalah. Gambar 3 menunjukan contoh desain siswa dengan kategori 3. Desain tersebut diberi nilai 3 karena pada desain tersebut terdapat sebuah dinamo dan kabel yang dibuat yang menjelaskan bagaimana sistem itu bekerja, dan ide yang diberikan akan bekerja jika dibuat.

Tabel 4. Analisis engineering design behaviour siswa kategori represent ideas

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

100

Irna Rosnia, dkk. Menggali Engineering Design Behaviour (EDB) Siswa SMP dalam Membuat... designer menghasilkan ide dan sketsa yang menekankan aspek dangkal dari solusi potensial, yang tidak memiliki spesifikasi penting yang diperlukan agar ide-ide mereka dapat berfungsi saat dibangun, dan hanya menggunakan sedikit desain tersebut dalam pembuatan prototype [7,8]. 4. Simpulan Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan mengenai engineering design behaviour siswa dengan menggunakan pembelajaran berbasis STEM, dapat disimpulkan bahwa engineering design behaviour siswa dalam aspek represent ideas sudah baik, Sebagian besar engineering design behaviour siswa sudah mulai muncul bahkan beberapa siswa sudah mulai berkembang engineering design behaviour nya. Gambar 2. Contoh desain siswa kategori Emerged designer

Gambar 3. contoh desain siswa kategori Develoving designer Hal diatas sesuai dengan Crismond and Adams Beginning designer akan mengusulkan dan membuat sketsa ide-ide yang secara dangkal menyerupai solusi yang layak tetapi itu tidak mendukung penyelidikan mendalam tentang bagaimana suatu solusi mungkin berfungsi, dan tidak akan berfungsi jika dibangun [6]. Informed designer menggunakan kata-kata untuk mengeksplorasi dan mengkomunikasikan rencana desain mereka. Mereka membuat gambar, membuat prototipe fisik, dan membuat model virtual yang membantu mereka mengembangkan pemahaman yang lebih dalam tentang bagaimana fungsi desain mereka. Sedangkan menurut Newsletter Dan McCracken Beginning

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

5. Referensi [1] Haik, Yuosef, dkk. (2010). engineering design process. Cengage Learning [2] Next Generation Science Standards (NGSS). (2012). Engineering Design In NGSS. USA. [3] Bybee, R. W. (2013). The Case for STEM Education Challenges and Opportunities. Virginia: NSTA Press. [4] Gustiani Gustiani, Ineu. (2016). Learning Science through STEM Based Instructional Material: Its Effectiveness in Improving Studentsâ&#x20AC;&#x2122; Conceptual Understanding and Its Effect towards Engineering Design Behaviors and Teamwork Skills. Bandung: Thesis Universitas Pendidikan Indonesia [5] Sugiyono. (2016). Metodologi Penelitian Pendidikan Pendekatan Kuantitatif, Kualitatif dan R & D. Bandung: Alfabeta. [6] Crismond, David P, Adams, Robin S (2012). Journal of Engineering Education: The Informed Design Teaching and Learning Matrix, Vol. 101. [7] Newstetter, & M. McCracken (Eds). (2001). Design knowing and learning: Cognition in design education. Amsterdam: Elsevier. [8] Gustafson, B., MacDonald, D., & Gentilini, S. (2007). Using talking and drawing to design: Elementary children collaborating with university industrial design students. Journal of Technology Education 19(1), 19â&#x20AC;&#x201C;34.

101

Mohammad Ismi Raskanda, dkk. Interpretasi Profil Kecerdasan Majemuk Dominan Siswa â&#x20AC;Ś

Interpretasi Profil Kecerdasan Majemuk Dominan Siswa Sekolah Menengah Pertama Melalui Test Kecerdasan Majemuk Howard Gardner

Mohammad Ismi Raskanda*, Irma Rahma Suwarma, Winny Liliawati Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi No.229, Bandung 40154, Indonesia *Corresponding author. E-mail: ismiraskanda@student.upi.edu

ABSTRAK Sains dan teknologi yang berkembang pesat perlu diimbangi dengan sumber daya manusia yang memiliki kemampuan yang mumpuni. Bukan hanya kemampuan kognitif, tetapi juga memiliki softskill yang mendukung keterampilan abad 21. Salah satu keterampilan abad 21 adalah manajemen diri, yang salah satu aspeknya adalah mengetahui kecerdasan majemuk dominan yang dimiliki oleh individu. Penelitian ini bertujuan untuk menginterpretasi profil kecerdasan majemuk dominan siswa sekolah menengah pertama. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah survey crossectional dengan menggunakan instrument kecerdasan majemuk Gardnerd. Sampel dalam penelitian ini adalah 67 siswa kelas VII dari dua kelas yang berbeda pada salah satu sekolah menengah pertama di Kota Bandung yang diambil menggunakan Convenience Sampling. Profil kecerdasan majemuk dominan yang didapat diantaranya untuk kelas A, Interpersonal 34,38 %, musical 21,88 %, naturalis 18,75 %, kinestetik 12,5 %, verbal-linguistik 6,25%, dan visual-spasial 6,25%. Adapun untuk kelas B, , Interpersonal 37, 14 %, visual-spasial 20 %, kinestetik 17,14 %, musikal 17,14 %, naturalis 5,72 %, dan linguistik 2,86 %. Didapatkan hasil bahwa kedua kelas memiliki siswa dengan kecerdasan dominan interpersonal yang tinggi sehingga model pembelajaran dengan STEM dan cooperative learning Kata kunci: interpersonal, kecerdasan majemuk, manajemen diri, STEM

ABSTRACT Science and technology that are developing rapidly need to be balanced with human resources who have capable abilities. Not only cognitive abilities, but also have soft skills that support 21st century skills. One of the 21st century skills is self management, one of which is knowing the dominant multiple intelligence possessed by individuals. This study aims to interpret the dominant multiple intelligence profile of junior high school students. The method used in this study is crossectional survey using Gardnerd Multiple Intellegent Test. The sample in this study were 67 students from two different classes at one of the 9th grade junior high schools in Bandung that was taken using Convenience Sampling. The dominant multiple intelligence profiles obtained include class A, Interpersonal 34.38%, musical 21.88%, naturalist 18.75%, kinesthetic 12.5%, verbal-linguistics 6.25%, and visual-spatial 6.25%. As for class B, Interpersonal 37.14%, visual-spatial 20%, kinesthetic 17.14%, musical 17.14%, naturalists 5.72%, and linguistics 2.86%. The results showed that the two classes had students with high interpersonal dominant intelligence so that the learning model with STEM and cooperative learning. Keywords: interpersonal, multiple intelligence, self management, STEM

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

102

Mohammad Ismi Raskanda, dkk. Interpretasi Profil Kecerdasan Majemuk Dominan Siswa â&#x20AC;Ś

1. Pendahuluan Kehidupan abad 21 memberikan tantangan kepada para individu yang menjalaninya. Berbagai tantangan yang muncul antara lain berkaitan dengan kemajuan pesat sains dan teknologi, kemampuan untuk mengembangkan sumber daya manusia, dan peningkatan kualitas hidup, Sains dan teknologi yang berkembang pesat perlu diimbangi dengan sumber daya manusia yang memiliki kemampuan yang mumpuni. Bukan hanya kemampuan kognitif, tetapi juga memiliki softskill yang mendukung keterampilan abad 21. Keterampilan abad 21 yang diperlukan antara lain Adaptability, Complex comminacation and social skills, Nonroutine Problem Solving, Self â&#x20AC;&#x201C; management and self â&#x20AC;&#x201C; development, dan Systems Thinking [1]. Salah satu aspek dari manajemen diri adalah dengan mengetahui kecerdasan dominan yang dimiliki oleh individu tersebut dari kecerdasan majemuk yang dimilikinya (Multiple Intelligent). Kecerdasan majemuk, sesuai namanya menginformasikan adanya lebih dari satu kecerdasan manusia, seseorang setidaknya mempunyai sembilan aspek kecerdasan yang berbeda-beda [2]. Gardner dengan bukunya yang berjudul Frames of Mind: the Theory of Multiple Intelligens, sebagaimana dikutip Paul Suparno membagi kecerdasan manusia dalam 7 kategori, yaitu: 1.1. Kecerdasan Bahasa (linguistic intelligence) Kecerdasan Bahasa merupakan kemampuan seseorang dalam menggunakan kata-kata, baik secara lisan maupun tulisan, untuk mengekspresikan ide-ide atau gagasan-gagasan yang dimilikinya [3]. 1.2. Kecerdasan Matematika (logicmathematical intelligence) Kecerdasan Matematika merupakan kecerdasan yang berkaitan dengan kemampuan penggunaan bilangan dan logika secara efektif [3]. 1.3. Kecerdasan Ruang Visual (spatial intelligence) Kecerdasan Ruang atau intelligence ruang visual adalah kemampuan seseorang dalam menangkap dunia ruang visual secara tepat, seperti yang dimiliki oleh seorang dekorator dan arsitek [3]

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

1.4. Kecerdasan Gerak Badani (bodilykinesthetic intelligence) Kecerdasan Gerak Badani merupakan kemampuan seseorang untuk secara aktif menggunakan bagian-bagian atau seluruh tubuhnya untuk berkomunikasi dan memecahkan masalah [3]. 1.5. Kecerdasan Musikal (musical intelligence) Kecerdasan Musikal merupakan kemampuan untuk mengembangkan dan mengekspresikan, menikmati bentuk-bentuk musik dan suara, peka terhadap ritme, melodi dan intonasi serta kemampuan memainkan alat musik, menyanyi, menciptakan lagu dan menikmati lagu [3]. 1.6. Kecerdasan Interpersonal (interpersonal intelligence) Intelligence interpersonal merupakan kemampuan seseorang untuk mengerti dan menjadi peka terhadap perasaan, motivasi, watak, temperamen, ekspresi wajah, suara dan isyarat dari orang lain. Secara umum, intelligence interpersonal merupakan kemampuan seseorang untuk menjalin relasi dan komunikasi dengan orang lain [3]. 1.7. Kecerdasan Lingkungan/Natural (natural intelligence). Intelligence lingkungan atau natural memiliki kemampuan mengerti flora dan fauna dengan baik, dapat memahami dan menikmati alam dan menggunakannya secara produktif dalam bertani, berburu dan mengembangkan pengetahuan akan alam [3]. Namun dari kesembilan kecerdasan ini, seseorang biasanya memiliki satu kecerdasan yang dominan dibanding yang lainnya [2]. Kecerdasan dominan inilah yang biasanya menentukan gaya belajar yang cocok untuk individu tersebut. Sejauh ini, pembelajaran di sekolah jarang sekali guru mempertimbangkan kecerdasan majemuk dari siswa yang diajarnya, sehingga seringkali siswa mengalami kesulitan untuk memahami atau mengerti materi yang diajarkan oleh guru tersebut. Ketika siswa kurang memahami materi, maka siswa tersebut akan terhambat perkembangan kecerdasannya. Di masa depan, anak yang terhambat perkembangan kecerdasannya sehingga anak mengalami kesulitan untuk menghadapi tantangan dari kehidupan abad 21 [2]. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan model pembelajaran yang cocok untuk siswa

103

Mohammad Ismi Raskanda, dkk. Interpretasi Profil Kecerdasan Majemuk Dominan Siswa â&#x20AC;Ś berdasarkan interpretasi profil kecerdasan majemuk dominan. 2. Bahan dan Metode 2.1. Sampel Sampel dalam penelitian ini adalah 67 siswa kelas VII dari dua kelas yang berbeda pada salah satu sekolah menengah pertama di Kota Bandung yang diambil menggunakan Convenience Sampling. 2.2. Metode Metode penelitian yang digunakan adalah survey crossectional yang memiliki 6 tahapan prosedur yaitu: 1) merumuskan masalah penelitian dan menentukan tujuan survey 2) menentukan konsep serta menggali kepustakaan 3) pembuatan kuisioner dan instrumen-instrumen 4) pekerjaan lapangan 5) pengolahan data 6) analisis dan pelaporan [4]. Perumusan masalah dan tujuan penelitian dilakukan setelah melakukan observasi di lapangan. Kajian literatur dilakukan pada tahap menentukan konsep dan hipotesa. Pada tahap pembuatan kuisioner meliputi pembuatan instrumen hingga validasi tes oleh ahli. Untuk tahap pekerjaan lapangan, instrumen diuji cobakan kepada siswa sekolah menengah pertama. Kemudian dilakukan pengolahan data dan menganalisis data. 2.3. Instrument Instrument yang digunakan dalam penelitian ini merupakan test kecerdasan majemuk Howard Gardner. Test kecerdasan majemuk howard gardner ini berisikan 21 pernyataan yang menyatakan keadaan siswa. Setiap kecerdasan majemuk dominan diwakili oleh tiga pernyataan. Siswa diminta untuk memberi tanda centang pada kalimat yang sesuai dengan dirinya, dan mengosongkan kalimat yang tidak sesuai dengan dirinya. Jumlah pernyataan terbanyak yang dipilih siswa menunjukan kecerdasan majemuk dominan yang dimiliki siswa. Pada penelitian ini terdapat tujuh jenis kecerdasan majemuk dominan yang dimiliki siswa yaitu, 1) kecerdasan bahasa 2) kecerdasan matematika 3) kecerdasan visual 4) kecerdasan gerak 5) kecerdasan musik 6) kecerdasan interpersonal 7) kecerdasan lingkungan. Berikut contoh pernyataan dalam test kecerdasan majemuk Howard Gardner.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Gambar 1. Contoh pernyataan test kecerdasan majemuk Howard Gardner 3. Hasil dan Pembahasan Data yang diperoleh dari hasil uji coba diolah dengan cara menghitung jumlah pernyataan yang dipilih oleh siswa. Berdasarkan jumlah pernyataan terbanyak yang dipilih, siswa dikelompokan kedalam tujuh jenis kecerdasan majemuk dominan yang dimiliki siswa yaitu, 1) kecerdasan bahasa 2) kecerdasan matematika 3) kecerdasan visual 4) kecerdasan gerak 5) kecerdasan musik 6) kecerdasan interpersonal 7) kecerdasan lingkungan. Jumlah pernyataan terbanyak yang dipilih siswa menunjukan kecerdasan majemuk dominan yang dimiliki siswa. Berikut ini jumlah dan persentase siswa pada setiap kecerdasan majemuk dominan pada kelas A dan kelas B. Tabel 1. Jumlah dan Persentase kecerdasan majemuk dominan siswa kelas A dan B Kelas A Kelas B KD P P JA JA (%) (%) Naturalis 6 18,75 2 5,71 Musikal 7 21,88 6 17,14 Logika 0 0 0 0 Matematika Verbal2 6,25 1 2,86 Linguistik Visual-Spasial 2 6,25 7 20 Interpersonal 11 34,38 13 37,14 Sosial Kinestetik 4 12,5 6 17,14 Berdasarkan Tabel 1 persentase kecerdasan majemuk dominan tertinggi pada setiap kelas yaitu Interpersonal. Dengan demikian rata-rata siswa pada kelas A dan kelas B memiliki kemampuan untuk menjalin relasi dan komunikasi dengan orang lain. Berdasarkan hasil tersebut untuk mengoptimalkan hasil pembelajaran dibutuhkan model pembelajaran yang sesuai dengan kecerdasan majemuk

104

Mohammad Ismi Raskanda, dkk. Interpretasi Profil Kecerdasan Majemuk Dominan Siswa â&#x20AC;Ś dominan interpersonal. Model pembelajaran yang sesuai dengan kecerdasan majemuk dominan interpersonal yaitu model pembelajaran STEM. Model tersebut dapat meningkatkan pemahaman konsep siswa yang memiliki kecerdasan dominan interpersonal [5] dan model pembelajaran kooperatif dengan metode talking chips yang dapat meningkatkan hasil belajar siswa [6]. 4. Simpulan Profil kecerdasan majemuk dominan siswa pada kelas A dan B adalah interpersonal, dengan persentase 34,38% pada kelas A, dan 37,14% pada kelas B. Dengan demikian, untuk memperoleh hasil pembelajaran yang optimal maka sebaiknya pembelajaran pada kelas dengan kecerdasan majemuk dominan interpersonal menggunakan model pembelajaran STEM atau model pembelajaran kooperatif. Untuk penelitian selanjutnya adalah pembelajaran dengan menggunakan model pembelajaran STEM atau model pembelajaran kooperatif berbasis kecerdasan majemuk untuk memperoleh informasi mengenai peningkatan hasil belajar siswa.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

5. Referensi [1] Bybee, R. W. (2013). The Case for STEM Education - Challenges and Opportunities. Virginia: NSTA Press [2] Aryani, et all (2014). Model pembelajaran berdasarkan teori multiple intellegence yang dominan dalam kelas pada materi tekanan. EDUSAINS. :134-136 [3] Gardner, H. (1983). Frames of Mind: The Theory of Multiple Intelligences. New York: Basic Books [4] Emmiyati N, Rasyid M A, Rahman M A, Arsyad A and Dirawan G D. (2014). Multiple Intelligences Profiles of Junior Secondary School Students in Indonesia. International Education Studies 103-110 [5] Wiguna, et all. (2018). STEM-based science learning implementation to identify studentâ&#x20AC;&#x2122;s personal intelligences profiles. International Seminar of Mathematics, Science and Computer Science Education: 1-5. [6] Yanda, et all (2013). Pengaruh Peggunaan Teknik Talking Chip Terhadap Hasil Belajar Ipa Fisika Siswa Kelas VII SMPN 1 IV Jurai Kabupaten Pesisir Selatan. PILLAR OF PHYSICS EDUCATION: 97103.

105

Syifa Fauziah Ahmad, dkk. Profil Keterampilan Pemodelan Siswa SMP pada Pembelajaran ...

Profil Keterampilan Pemodelan Siswa SMP pada Pembelajaran Tata Surya Berbantuan Aplikasi Solar System Scope

Syifa Fauziah Ahmad*, Ika Mustika Sari, Amsor Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi No.229, Bandung 40154, Indonesia * Corresponding author. E-mail: syifaahmad@student.upi.edu hp: +628989656706

ABSTRAK Dalam kajian fisika, objek atau fenomena alam yang dipelajari sering kali bersifat abstrak. Siswa dituntut untuk mampu membayangkan suatu objek atau fenomena yang sulit ditunjukkan secara langsung. Salah satu keterampilan yang dibutuhkan untuk mengatasi hal tersebut adalah pemodelan. Melalui keterampilan pemodelan, siswa dapat mengilustrasikan objek atau fenomena alam yang bersifat abstrak. Keterampilan pemodelan merupakan salah satu aspek pada keterampilan generik sains. Penggunaan gawai pada proses pembelajaran dapat memberikan banyak kontribusi, terutama pada pembelajaran fisika. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan keterampilan pemodelan antara siswa di kelas eksperimen yang diberi perlakuan berupa pembelajaran berbantuan aplikasi Solar System Scope dengan siswa di kelas kontrol yang tidak diberi perlakuan. Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah quasi-experiment dengan desain penelitian posttest-only control group design. Sampel penelitian terdiri dari 31 siswa kelas eksperimen dan 31 siswa kelas kontrol pada salah satu SMP Negeri di Kota Bandung. Sampel ini ditentukan menggunakan teknik random sampling. Kedua kelas diberi posttest berupa soal pilihan ganda. Analisis data penelitian dilakukan menggunakan uji t yang menghasilkan nilai thitung = 5,8540 > ttabel = 1,6706. Hal ini menunjukkan adanya perbedaan keterampilan pemodelan yang signifikan antara kelas eksperimen dengan kelas kontrol setelah diterapkannya pembelajaran berbantuan aplikasi Solar System Scope. Kata Kunci: Pemodelan; Solar System Scope; Tata Surya

ABSTRACT In physics, there are a lot of abstract objects and phenomenons. Students should be able to imagine the object or phenomenon that hard to show directly. One of the needed skills to resolve that problem is modelling skill. By modelling skill, students could illustrate the abstract object or phenomenon. Modelling skill is one of generic science skills aspect. Using smartphone in learning process could give many contributions, especially in physics learning. This study aims to know the differences of modelling skill between experiment class students that treated by the learning assisted by Solar System Scope application and students in control class that not treated. This study used quasi-experiment method with posttest-only control group design. Sample in this study consist of 31 experiment class students and 31 control class students of junior high school in Bandung. This sample is chosen by random sampling technique. Both classes are given the multiple choices posttest. Data analysis use t-test that resulted tvalue = 5,840 > ttable = 1,6706. This result show that there is the significant difference between experiment class and control class after learning assisted Solar System Scope has been applied. Keywords: Modelling Skill; Solar System Scope; Solar System

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

106

Syifa Fauziah Ahmad, dkk. Profil Keterampilan Pemodelan Siswa SMP pada Pembelajaran ...

1. Pendahuluan Terdapat banyak konsep pada pembelajaran fisika yang sulit untuk dipelajari secara langsung karena bersifat abstrak, diantaranya gravitasi, energi, perubahan iklim, dan tata surya. Konsep-konsep tersebut tidak dapat digenggam dan dirasakan oleh alat indera manusia. Oleh sebab itu, para ahli mencari beberapa solusi untuk mengatasi masalah tersebut. Salah satu solusi yang banyak digunakan adalah merepresentasikan konsepkonsep yang abstrak menggunakan pemodelan. Menurut Chen, pemodelan memungkinkan siswa untuk memvisualisasi konsep ke dalam gambar atau simulasi [1]. Dengan demikian, objek yang besar dapat diperkecil, objek yang jauh dapat diperdekat, serta fenomena yang berlangsung dalam kurun waktu yang lama dapat dipersingkat. Sehingga penyelidikan terhadap suatu objek atau fenomena dapat tetap dilakukan tanpa menyentuhnya secara langsung. Dalam pembelajaran sains, pemodelan merupakan sesuatu yang sangat penting. Pengetahuan yang dimiliki guru mengenai model dan pemodelan merupakan faktor utama yang menentukan kualitas belajar siswa dalam aktivitas sains [2]. Pada tahun 2018, gawai merupakan alat yang sangat sering digunakan bahkan sudah menjadi kebutuhan primer bagi beberapa kalangan. Banyak siswa sekolah menengah yang sudah memiliki gawai pribadi. Bukan hanya digunakan sebagai alat komunikasi, gawai juga digunakan untuk banyak hal lainnya, diantaranya untuk fotografi, media sosial, permainan, pemutar musik, dan lain sebagainya. Siswa juga dapat mengunduh berbagai aplikasi yang diinginkan secara gratis dan mudah. Fenomena ini didukung dengan banyaknya sekolah di Bandung yang mengijinkan siswa membawa gawai. Hal inilah yang melatarbelakangi peneliti untuk mengeskplorasi aplikasi yang dapat digunakan dalam pembelajaran, diantaranya Solar System Scope. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan keterampilan pemodelan antara siswa di kelas eksperimen yang diberi perlakuan berupa pembelajaran berbantuan aplikasi Solar System Scope dengan siswa di kelas kontrol yang tidak diberi perlakuan. Kedua kelas akan diberi posttest

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

berupa soal pilihan ganda mengenai tata surya untuk mengukur keterampilan pemodelan. Berdasarkan tujuan tersebut, masalah penelitian ini adalah bagaimana perbedaan keterampilan pemodelan antara siswa di kelas eksperimen dengan siswa di kelas kontrol setelah diterapkannya pembelajaran berbantuan aplikasi Solar System Scope? 1.1 Pemodelan Pemodelan merupakan salah satu aspek pada keterampilan generik sains [3]. Neumann menjelaskan bahwa para saintis bukan menjelaskan atau bahkan menginterpretasi, melainkan membuat model [4]. Menurut Weintrop, pemodelan adalah penyederhanaan dari fenomena yang sesungguhnya yang mengedepankan bagian tertentu dari suatu fenomena dengan memperkirakan atau mengabaikan bagian lainnya [4]. Sejalan dengan pendapat Weintrop, Chen, menjelaskan bahwa pemodelan merepresentasikan realitas tertentu saja yang dipilih berdasarkan konsep yang paling spesifik dengan menghilangkan beberapa hal yang dapat mengganggu pengamatan [1]. Sudarmin menjelaskan bahwa indikator pada aspek pemodelan sebagai keterampilan generik sains terdiri dari beberapa hal, yaitu mengungkapkan fenomena atau masalah dalam bentuk sketsa gambar atau grafik, mengungkap fenomena dalam bentuk rumusan, serta mengajukan alternatif penyelesaian masalah [5]. Menurut Tawil dan Liliasari, untuk menjelaskan hubungan-hubungan yang diamati, diperlukan bantuan pemodelan agar kecenderungan hubungan atau perubahan suatu fenomena alam dapat diprediksi dengan tepat [6]. Harrison dan Treagust menyebutkan pemodelan dalam matematika dan sains dapat berupa bagan, diagram, rumus, persamaan kimia, simulasi komputer, bahkan model fisis [7]. Selain itu, NRC menyebutkan bahwa pemodelan dapat berupa diagram dan representasi visual, replika fisis, representasi matematika, analogi, dan simulasi computer [8]. Berdasarkan dua pendapat tersebut, peneliti menggunakan sebuah aplikasi yang dapat dioperasikan melalui gawai dengan landasan bahwa aplikasi tersebut termasuk jenis simulasi komputer. Lebih jauh mengenai simulasi komputer, Weintrop menjelaskan bahwa pemodelan

107

Syifa Fauziah Ahmad, dkk. Profil Keterampilan Pemodelan Siswa SMP pada Pembelajaran ...

menggunakan komputer yang mendemonstrasikan daerah atau fenomena yang spesifik dapat sama kuatnya dengan alat pembelajaran [4]. Siswa dapat menggunakan pemodelan komputer untuk memperdalam pemahamannya mengenai konsep sains. Beberapa fitur pada pemodelan komputer memungkinkan pengguna untuk melakukan penyelidikan secara sistematis terhadap suatu objek atau fenomena dengan cara mengatur beberapa variabel, tidak seperti penyelidikan yang dilakukan secara langsung. 1.2 Pembelajaran Berbantuan Aplikasi pada Gawai Penggunaan aplikasi pada gawai dapat meningkatkan partisipasi siswa pada proses pembelajaran serta siswa akan memiliki pengalaman belajar dengan konteks yang nyata [1]. Penggunaan gawai pada proses pembelajaran merupakan sesuatu yang diinginkan oleh banyak siswa [9]. Siswa senang dan sering menggunakan gawai dalam kehidupan sehari-hari, serta ingin menggunakannya untuk belajar di kelas. Selain itu, telah dibuktikan oleh banyak peneliti bahwa penggunaan gawai di berbagai cabang keilmuan dapat meningkatkan kemampuan siswa. Purba menjelaskan bahwa sains merupakan cabang keilmuan yang memperoleh manfaat terbanyak dari penggunaan gawai dalam pembelajaran [10]. Jika dikerucutkan lagi, fisika merupakan cabang dari sains yang paling tepat untuk menggunakan gawai dalam proses pembelajarannya. Dalam fisika, siswa harus mampu memadukan kemampuan mengenai teori dan formula serta gambaran fisis untuk memperoleh solusi dari suatu masalah. Penggunaan gawai dianggap mampu menunjang semua kebutuhan tersebut. Menurut Hochberg, bereksperimen menggunakan gawai berarti melakukan eksperimen dengan menggunakan alat yang familiar dan penting bagi siswa [11]. Dalam hal ini, gawai digunakan untuk mengakses aplikasi pembelajaran yang dapat digunakan oleh siswa di luar kelas. Meskipun demikian, Hocheberg juga menjelaskan bahwa guru harus membuat siswa tertarik terhadap konsep fisika, bukan hanya terhadap aplikasi atau alat yang digunakan [11]. Jika siswa hanya tertarik pada alat, ketertarikan tersebut perlahan akan menghilang jika kegiatan telah selesai dilakukan.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

1.3 Solar System Scope Solar System Scope merupakan aplikasi yang menampilkan model tata surya yang dapat dieksplorasi oleh penggunanya. Selain itu, terdapat pula informasi mengenai benda langit lainnya di luar tata surya, seperti bintang dan rasi bintang. Tersedia berbagai fitur pada aplikasi Solar System Scope yang memungkinkan pengguna memperoleh banyak informasi mengenai tata surya, baik melalui pengamatan maupun melalui data yang telah tersedia. Fitur yang tersedia pada aplikasi Solar System Scope diantaranya Solar System, Planet Explore, Night Sky, dan Near Star. Fitur Solar System merupakan fitur yang berfungsi sebagai menu utama pada aplikasi ini. Fitur ini memungkinkan pengguna untuk mengeksplorasi tata surya melalui peta langit atau simulasi. Peta ini menampilkan benda langit, yaitu planet, bintang, komet, asteroid, dan rasi bintang berdasarkan keadaan langit pada waktu dan tempat yang tertera di aplikasi yang dapat diubah secara manual. Objek yang ditampilkan pada layar dapat diatur sesuai kebutuhan pada setting. Jika pengguna hanya ingin melihat planet dan bintang tanpa garis orbitnya, dapat diatur di setting. Model tata surya ini juga dapat digunakan sebagai simulasi gerak planet dengan menekan tombol play di bagian bawah tampilan seperti pada Gambar 1. Simulasi tersebut dapat diatur tanggal, waktu, dan kecepatannya. Dengan demikian, pengguna dapat mengamati rotasi dan revolusi benda langit dengan realistis. Fitur yang kedua adalah Planet Explore. Pada fitur ini, pengguna dapat memperoleh banyak informasi mengenai delapan planet yang ada di tata surya beserta satelitnya. Selain itu, pengguna juga dapat memperoleh informasi mengenai empat planet kerdil. Ketika pengguna memilih planet atau objek langit mana yang akan dieksplorasi, pengguna akan mendapat pilihan Planet System/Orbit, Encyclopedia, dan Structure. Pada menu Planet System/Orbit, aplikasi akan menampilkan tampilan yang mirip dengan pada peta langit, namun objek dan orbit yang ditampilkan hanya mengenai benda langit yang dipilih saja.

108

Syifa Fauziah Ahmad, dkk. Profil Keterampilan Pemodelan Siswa SMP pada Pembelajaran ...

Gambar 1. Peta langit yang menampilkan keadaan langit sesuai waktu yang tertera serta lokasi yang dapat diatur. Pada menu Encyclopedia, akan muncul data matematis mengenai objek langit yang sedang diamati, mulai dari massa, diameter, periode, sampai suhu. Selain itu, ada pula informasi mengenai ciri khas, sejarah penemuan, dan berita terbaru dari planet tersebut. Pada menu Structure, pengguna akan memperoleh informasi mengenai struktur atau lapisan beserta komposisi dari objek langit yang diamati secara 3D. Solar System Scope merupakan salah satu aplikasi astronomi yang memungkinkan penggunanya dapat mengamati benda langit secara augmented reality melalaui fitur selanjutnya, yaitu Night Sky. Artinya, posisi benda langit yang ditunjukkan oleh aplikasi ini merupakan posisi yang sebenarnya pada saat itu. AR (Augmented Reality) pada aplikasi Solar System Scope ini memanfaatkan teknologi GPS (Global Positioning System) atau disebut juga GPS Based Tracking untuk melacak posisi benda langit yang akan diamati. Agar sesuai, pengguna sebelumnya harus mengatur lokasi menjadi Jakarta, Indonesia. Hanya terdapat satu kota di Indonesia pada aplikasi ini. Pengguna juga harus memastikan waktu dan tanggal yang tertera sesuai dengan waktu dan tanggal pengamatan. Fitur yang terakhir adalah Near Star. Pada fitur ini, pengguna dapat mengamati bintang yang dekat dengan tata surya. Selain dapat mengamati posisi secara langsung, pengguna juga dapat mencari menggunakan fitur Search untuk mengetahui posisi bintang yang ingin diamati.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

2. Bahan dan Metode Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah quasi-experiment. Sampel penelitian terdiri dari 31 siswa kelas eksperimen dan 31 siswa kelas kontrol pada salah satu SMP Negeri di Kota Bandung. Sampel ini ditentukan menggunakan teknik random sampling. Penyebaran siswa di sekolah lokasi penelitian menggunakan sistem acak sehingga kelas eksperimen dapat dibandingkan dengan kelas kontrol. Desain penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah posttest-only control design yang dapat dijelaskan melalui tabel berikut. Tabel 1. Skema Posttest-only Control Group Design Kelompok Perlakuan Posttest Eksperimen X O Kontrol O (Sugiyono, 2011:206) Kelas eksperimen diberi perlakuan berupa pembelajaran tata surya berbantuan aplikasi Solar System Scope. Sebelum pembelajaran dimulai, siswa di kelas eksperimen mengunduh aplikasi Solar System Scope pada gawai masing-masing. Selama pembelajaran, siswa akan dibagi ke dalam 8 kelompok. Peneliti memastikan setidaknya ada satu gawai yang dapat mengoperasikan aplikasi Solar System Scope ketika kegiatan kelompok.

109

Syifa Fauziah Ahmad, dkk. Profil Keterampilan Pemodelan Siswa SMP pada Pembelajaran ...

Gambar 2. Menu Encyclopedia yang menampilkan data dan informasi umum tentang planet. Kedua kelas diberi posttest berupa soal pilihan ganda. Materi yang diujikan berupa 1 butir soal sistem tata surya, 1 butir soal planet, serta 2 butir soal Hukum Kepler. Pada penelitian ini, peneliti membuat hipotesis nol (Ho) dan hipotesis kerja (Ha) sebagai berikut. Ho : Tidak terdapat perbedaan keterampilan pemodelan yang signifikan antara kelas eksperimen dengan kelas kontrol setelah diterapkannya pembelajaran berbantuan aplikasi Solar System Scope. Ha : Terdapat perbedaan keterampilan pemodelan yang signifikan antara kelas eksperimen dengan kelas kontrol setelah diterapkannya pembelajaran berbantuan aplikasi Solar System Scope. Hipotesis tersebut akan diuji menggunakan uji t. Pengolahan data yang dilakukan pada penelitian ini terdiri atas beberapa bagian, yaitu uji homogenitas, uji normalitas, serta uji hipotesis. Uji homogenitas dilakukan menggunakan uji varians. Persamaan yang digunakan dalam menguji homogenitas varians adalah sebagai berikut. đ?&#x2018; đ??š= đ?&#x2018; Keterangan: F : koefisien F tes s12 : varians pada kelompok yang mempunyai nilai lebih besar s22 : varians pada kelompok yang mempunyai nilai lebih kecil [12] Hasil dari perhitungan nilai F kemudian dikonsultasikan dengan tabel kritik F dengan derajat kebebasan db = k â&#x20AC;&#x201C; 1. Sampel penelitian dikatakan homogen jika memiliki nilai Fhitung yang lebih kecil dari Ftabel [12]

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Pada uji normalitas, rumusan yang dapat digunakan salah satunya adalah Chi-kuadrat (Ď&#x2021;2). Nilai Ď&#x2021;2hitung dikonsultasikan dengan tabel distribusi Chi-kuadrat dengan derajat kebebasan db = k â&#x20AC;&#x201C; 1. Suatu sampel dikatakan terdistribusi normal jika nilai Ď&#x2021;2hitung lebih kecil dibandingkan dengan Ď&#x2021;2tabel [12]. Uji hipotesis penelitian dilakukan dengan menggunakan uji t. Menurut Soepeno, penggunaan analisisi uji t dalam penelitian bertujuan untuk membandingkan dua rerata untuk mengetahui apakah perbedaan tersebut merupakan perbedaan nyata dan bukan karena kebetulan [12]. Uji t yang digunakan pada sampel random bebas dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan berikut. |đ?&#x2018;&#x20AC; â&#x2C6;&#x2019; đ?&#x2018;&#x20AC; | đ?&#x2018;Ą= ÎŁx + ÎŁy 1 1 đ?&#x2018; +đ?&#x2018; â&#x2C6;&#x2019;2 đ?&#x2018; +đ?&#x2018; Keterangan: M : nilai rata-rata perkelompok N : banyaknya subjek x : deviasi setiap nilai X y : deviasi setiap nilai Y [13] Hasil dari perhitungan nilai t kemudian dikonsultasikan dengan tabel distribusi t dengan derajat kebebasan db = NX + NY â&#x20AC;&#x201C; 2. Jika nilai thitung lebih besar dari ttabel, maka hipotesis nol ditolak dan hipotesis kerja diterima [13]. 3. Hasil dan Pembahasan Hasil posttest yang diberikan pada kelas eksperimen dan kelas kontrol dapat dijelaskan pada tabel berikut.

110

Syifa Fauziah Ahmad, dkk. Profil Keterampilan Pemodelan Siswa SMP pada Pembelajaran ...

Tabel 2. Rekapitulasi Skor Hasil Tes. Kelas Kelas Kelas Eksperimen Kontrol Skor Rata3,42 2,39 Rata Persentase 85,50% 59,75% Jawaban Benar Dari hasil tersebut, dapat diketahui bahwa keterampilan pemodelan siswa di kelas eksperimen lebih baik dibandingkan dengan keterampilan pemodelan siswa di kelas kontrol setelah diterapkannya pembelajaran tata surya berbantuan aplikasi Solar System Scope. Persentase jawaban benar antara kelas eksperimen dengan kelas kontrol pun memiliki perbedaan yang cukup besar. Rata-rata siswa kelas eksperimen mampu menjawab 85,50% soal dengan benar, sementara kelas kontrol hanya 59,75%. Hasil yang dijelaskan pada Tabel 2 merupakan hasil keseluruhan dengan skor ideal 4. Analisis data juga dapat dilakukan terhadap setiap butir soal yang dapat dijelaskan melalui tabel berikut. Tabel 3. Jumlah Siswa yang Menjawab Benar pada Setiap Butir Soal

No.

Materi

Sistem Tata Surya

Planet

3 4

Hukum Kepler Hukum Kepler

Kelas Eksperimen Kontrol Jumlah Persentase Jumlah Pers enta se 48,39% 3,22 15 1 % 31 31 29

100% 100% 93,55%

26 25 22

83,8 7% 80,6 4% 70,9 7%

Berdasarkan data tersebut, dapat diketahui bahwa kelas eksperimen memperoleh nilai yang lebih tinggi dibandingkan dengan kelas kontrol pada setiap materi. Agar

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

perbandingan kedua kelas lebih terlihat jelas, jumlah siswa yang tertera pada tabel dapat dikonversi menjadi diagram berikut.

Jumlah Siswa yang Menjawab Benar pada Setiap Butir Soal 40 30 20 10 0 Sistem Tata Surya

Planet

Kelas Eksperimen

Hukum Hukum Kepler Kepler Kelas Kontrol

Gambar 3. Jumlah Siswa yang Menjawab Benar pada Setiap Butir Soal Berdasarkan diagram pada Gambar 3, terlihat bahwa soal mengenai sistem tata surya memperoleh nilai yang paling kecil di setiap kelas. Di kelas eksperimen, hanya 15 siswa yang menjawab dengan benar, artinya 48,39% siswa mampu menjawab benar. Sedangkan di kelas kontrol hanya 1 siswa yang menjawab benar pada soal mengenai sistem tata surya, artinya hanya 3,22% siswa di kelas kontrol yang mampu menjawab soal nomor 1 dengan benar. Soal ini membahas mengenai bentuk orbit Bumi mengelilingi Matahari. Siswa pada kelas eksperimen telah terbiasa melihat model revolusi pada aplikasi Solar System Scope. Pada aplikasi tersebut, tampilan orbit hampir berbentuk lingkaran, namun posisi Matahari tidak berada tepat di tengah orbit. Dengan demikian, siswa dapat menyimpulkan bahwa bentuk orbit revolusi planet bukanlah lingkaran, melainkan elips. Hal ini berkaitan dengan soal nomor 3 mengenai Hukum Kepler. Berikut adalah soal nomor 1 yang digunakan untuk mengukur keterampilan pemodelan pada materi sistem tata surya.

111

Syifa Fauziah Ahmad, dkk. Profil Keterampilan Pemodelan Siswa SMP pada Pembelajaran ...

Gambar 4. Soal Materi Sistem Tata Surya. Sementara itu, soal nomor 2 mengenai planet dan soal nomor 3 mengenai Hukum Kepler dapat dijawab oleh seluruh siswa di kelas eksperimen dengan benar (100%). Kedua soal ini menampilkan gambar yang tersedia pada aplikasi Solar System Scope. Soal nomor 2 menampilkan gambar lapisan planet, sedangkan soal nomor 3 menampilkan gambar orbit revolusi planet. Kedua materi tersebut telah dipelajari di kelas eksperimen menggunakan lembar kerja siswa. Sehingga siswa di kelas eksperimen sudah terbiasa terhadap gambar tersebut. Soal nomor 2 mengukur keterampilan siswa dalam memahami lapisan planet. Pada LKS, siswa telah dilatih untuk menentukan lapisan apa saja yang dimiliki planet dalam dan planet luar. Selain itu, pada proses pembelajaran, materi ini telah dibahas dengan cara siswa menuliskan hasil diskusinya mengenai lapisan planet pada tabel yang telah disediakan di papan tulis. Berikut adalah soal nomor 2 yang digunakan untuk mengukur keterampilan pemodelan pada materi planet. Seperti halnya pada kelas eksperimen, banyak siswa di kelas kontrol yang mampu menjawab soal nomor 2 mengenai planet. Hal ini ditunjukkan dengan 26 siswa menjawab benar pada soal tersebut, artinya 83,87% siswa menjawab benar pada soal nomor 2. Soal nomor 3 dan 4 menggunakan gambar yang sama namun untuk materi yang berbeda.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Gambar 5. Soal Materi Planet. Seperti yang telah dipaparkan sebelumnya, soal nomor 3 mengukur keterampilan pemodelan pada materi Hukum Kepler. Soal ini menampilkan gambar prbit revolusi planet. Sementara itu, soal nomor 4 mengenai Hukum Kepler dapat dijawab dengan cukup baik oleh siswa di kedua kelas. Soal ini sangat berkaitan dengan soal sebelumnya.

112

Syifa Fauziah Ahmad, dkk. Profil Keterampilan Pemodelan Siswa SMP pada Pembelajaran ...

Gambar 6. Soal Materi Hukum Kepler. Soal nomor 3 dapat dijawab dengan benar oleh 100% siswa kelas eksperimen dan 80,64% siswa kelas kontrol. Sementara soal nomor 4 dengan gambar yang sama dapat dijawab oleh 93,55% siswa kelas eksperimen dan 70,97% siswa kelas kontrol. Soal nomor 4 menanyakan bahwa bentuk orbit planet seperti pada gambar di soal nomor 3 sesuai dengan hukum apa. Materi mengenai Hukum Kepler dijelaskan menggunakan tampilan pada aplikasi serta menggunakan kegiatan simulasi yang mengharuskan siswa menggambar orbit planet menggunakan alat dan bahan yang tersedia, yaitu paku mading, benang, dan styrofoam. Selain analisis soal secara keseluruhan dan analisis setiap butir soal, dilakukan juga uji

statistik. Hasil uji statistik berdasarkan data hasil tes siswa pada dua kelas dapat dijelaskan melalui tabel berikut. Berdasarkan hasil tersebut, dapat diketahui bahwa kedua data terdistribusi normal dan homogen. Sehingga dapat dilakukan uji t untuk menguji hipotesis penelitian. Hasil uji t menunjukkan bahwa hipotesis kerja diterima. Artinya, terdapat perbedaan keterampilan pemodelan yang signifikan antara kelas eksperimen dengan kelas kontrol setelah diterapkannya pembelajaran berbantuan aplikasi Solar System Scope. Dengan demikian, aplikasi Solar System Scope sangat sesuai digunakan dalam pembelajaran tata surya untuk melatihkan keterampilan pemodelan.

Tabel 4. Hasil Statistik Data Penelitian. Jenis Uji Statistik Uji Normalitas Posttest Kelas Eksperimen Uji Normalitas Posttest Kelas Kontrol Uji Homogenitas Uji Hipotesis

Hasil

Kesimpulan

đ?&#x153;&#x2019;

= 36,767 < đ?&#x153;&#x2019;

= 50,892

Normal

đ?&#x153;&#x2019;

= 39,574 < đ?&#x153;&#x2019;

= 50,892

Normal

đ??š đ?&#x2018;Ą

= 2,03 < đ??š = 5,8540 > đ?&#x2018;Ą

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

= 2,39 = 1,6706

Homogen Hipotesis Kerja Diterima

113

Syifa Fauziah Ahmad, dkk. Profil Keterampilan Pemodelan Siswa SMP pada Pembelajaran ...

4. Simpulan Aplikasi Solar System Scope sangat sesuai digunakan dalam pembelajaran tata surya untuk melatihkan keterampilan pemodelan. Hal ini terbukti melalui uji t yang dilakukan terhadap hasil tes kelas eksperimen yang diberi perlakuan berupa pembelajaran dengan berbantuan aplikasi Solar System Scope dengan kelas kontrol yang tidak diberi perlakuan dengan hasil thitung = 5,8540 > ttabel =1,6706. 5. Referensi [1] Chen et al. (2012). “Effects of Presentation Mode on Mobile Language Learning: A Performance Efficiency Perspective”. Australias Journal of Education and Technology. [2] Jing. (2013). “Elementary School Teachers’ Knowledge of Model Functions and Modeling Processes: A Comparison of Science and Non-science Majors”. International Journal of Science and Mathematics Education. [3] Brotosiswoyo, Suprapto. (2000). Hakikat Pembelajaran MIPA di Perguruan Tinggi. Jakarta: PAU-PPAI-UT [4] Weintrop et al. (2015). ”Defining Computational Thinking for Mathematics and Science Classrooms”. Journal of Science Education and Technology. [5] Sudarmin. (2007). Pembekalan Keterampilan Generik Kimia Organik bagi Calon Guru. Disertasi. Bandung: SPs UPI. [6] Tawil, M. dan Liliasari. (2014). Keterampilan-keterampilan Sains dan

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12] [13]

Implementasinya dalam Pembelajaran IPA. Makassar: Badan Penerbit Universitas Negeri Makassar. Harrison dan Treagust. (2000). “A typology of school science models”. International Journal of Science Education. National Research Council (2012). “A Framework For K-12 Science Education: Practices, Crosscutting Concepts, and Core Ideas”. National Academies Press, Washington. Lepp et al. (2014). “The Relationship Between Cell Phone Use, Academic Performance, Anxiety, and Satisfaction with Life in College Students”. Computers in Human Behavior. Purba, Siska Wati Dewi dan Wu-Yuin Hwang. (2017). “Investigation of Learning Behaviors and Achievement of Vocational High School Students Using an Ubiquitous Physics Tablet PC App”. Journal of Science Education and Technology. Hochberg, Katrin et al. (2018). “Using Smartphones as Experimental ToolsEffects on Interest, Curiosity, and Learning in Physics Education”. Journal of Science Education and Technology. Soepeno, Bambang. (2002). Statistika Terapan dalam Ilmu-ilmu Sosial dan Pendidikan. Jakarta: Rineka Cipta. Arikunto, S. (2009). Dasar-dasar Evaluasi Pendidikan. Jakarta: Bumi Aksara.

114

Seli Nurpianti, dkk. Kajian Implementasi Pendekatan Flipped Classroom pada â&#x20AC;Ś

Kajian Implementasi Pendekatan Flipped Classroom pada Pembelajaran Fisika Seli Nurpianti*, Irma Rahma Suwarma, Agus Jauhari Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi No.229, Bandung 40154, Indonesia *Corresponding author. E-mail: selinurpianti@student.upi.edu hp: +6289656175056 ABSTRAK Penelitian mengenai pendekatan pembelajaran Flipping Classroom pada pembelajaran fisika saat ini masih terus dikembangkan. Berdasarkan hasil kajian literatur, metode ceramah saat ini tidak cukup efektif dalam memecahkan masalah kognitif siswa yang rendah. Dengan adanya teknologi yang terus berkembang ini perlu dimanfaatkan sebagai media pembelajaran. Sehingga pendekatan pembelajaran Flipping Classroom dapat diterapkan untuk membuat pembelajaran lebih menyenangkan dan menarik bagi siswa. Metode penelitian yang dilakukan adalah metode deskriptif dengan kajian literatur. Kajian literatur ini bertujuan untuk mengetahui keefektifan Flipped Classroom dengan berbagai teknik yang digunakan pada pembelajaran Fisika. Dari makalah ilmiah yang diterbitkan oleh jurnal bereputasi menunjukan hasil penelitian yang serupa bahwa dengan pendekatan pembelajaran Flipped Classroom dapat meningkatkan hasil belajar siswa dan juga meningkatkan motivasi belajar. Setiap grup yang diberi perlakuan menggunakan FL (Flipping Learning) mendapatkan peningkatan hasil belajar yang lebih tinggi dibandingkan dengan yang menggunakan pembelajaran tradisional. Kata kunci: Flipped Classroom; Hasil Belajar; Model Pembelajaran

ABSTRACT The Research about Flipped Classroom approach in physics education keep on developed in recently years. Based on study literature, traditional method is currently not adequate effective in solving low academic achievement students in physics subjects. As educational technology is developing and evolving rapidly, it can be use as learning media. Thus, Flipped Classroom can be appllied to make physics learning more interesting and fun for students. The method of this research is descriptive method with literature review. This study literature aims to apprehend the effectiveness Flipped Learning in physics education. From scientific articles that have published showed the similar result that flipped classroom approach can increase outcomes learning students and learninig motivation. Each experimental group that used flipping learning got higher score in learning outcomes rather than traditional group. Keywords: Flipping Classroom; Learning outcomes; Learning approach

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

115

Seli Nurpianti, dkk. Kajian Implementasi Pendekatan Flipped Classroom pada Pembelajaran Fisika

1. Pendahuluan Dengan adanya teknologi yang terus berkembang, diharapkan pendidikan teknologi pun berkembang sehingga dapat dimanfaatkan sebagai media pembelajaran. Salah satu pendekatan pembelajaran yang menggunakan teknologi serta tidak lagi dengan metode tradisional, salah satunya adalah pendekatan Flipped Classroom atau kelas terbalik. Pendekatan Flipped Classroom sudah populer dalam beberapa tahun terakhir [1]. Mengikuti tinjauan sebelumnya (Oâ&#x20AC;&#x2122;Flaherty & Philips 2015; Zainuddin & Halili 2016; Lo, C.K,&Hew, K.f. 2017), Flipped Classroom ini memiliki tujuan yang mendasar untuk memungkinkan penggunaan waktu yang lebih efektif di dalam kelas dan guru dapat langsung memberikan umpan balik dengan segera [2,3,4]. Flipped classroom mengusulkan siswa belajar melalui teknologi interaktif seperti menonton video di rumah dan mempersiapkan dirinya untuk menerapkan strategi pembelajaran aktif di kelas [5,6,7]. Sehingga guru dapat memberikan waktu dengan siswa yang membutuhkan bantuan di kelas dan siswa dapat bekerja sama untuk menyelesaikan masalah atau berdiskusi di kelas daripada hanya diam dan mengerjakan tugas sendiri yang mungkin tidak dimengerti dan tidak ada orang yang bisa membantu. Tujuan dari studi penelitian ini untuk mengetahui keefektifan dan peningkatan hasil belajar fisika dengan menggunakan pendekatan Flipped classroom. 2. Tinjauan Literatur A. Latar Belakang Teori Konsep dari flipped Classroom pada dasarnya berasal dari Universitas Harvard pada awal tahun 1990 ketika Eric Mazur (1991) menyatukan pengajaran berbasis komputer untuk menuntun mahasiswa kelas fisikanya belajar di luar kelas[5]. Dan tahun 2006, Jonathan Bergman dan Aaron Sams (2012) yang merupakan guru kimia di Colorado, mulai menggunakan pembelajaran online untuk memberikan pengajaran kepada siswa mereka yang sering absen[4]. Setelah para peneliti tertarik dan mulai melakukan penelitian mengenai Flipped Classroom ini. Lebih dari 22.000 guru/pendidik yang dilakukan setelah

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

flipped classroom ini muncul [8]. B. Apa itu Flipped Classroom? Pada dasarnya, konsep Flipped Classroom ialah dimana belajar yang berlangsung di kelas menjadi belajar yang dilakukan di rumah, dan pekerjaan rumah atau tugas yang seharusnya dikerjakan dirumah, akan diselesaikan di kelas. Flipped Classroom adalah pembelajaran yang aktif, dengan pendekatan student-centered yang dapat meningkatkan kualitas pembelajaran selama dikelas [9]. Pendekatan Flipped Classroom ini merupakan teknologi pendukung ilmu pedagogi yang memiliki dua komponen: 1) menggunakan komputer sebagai pembelajaran langsung di luar kelas melalui video pembelajaran dan 2) kegiatan pembelajaran interaktif di dalam kelas [2]. C. Kondisi seperti apa yang diterapkan? Banyak guru yang sudah menerapkan Flipped classroom ini dengan meinstruksikan siswanya untuk membaca materi di luar kelas, menonton video pembelajaran yang mendukung materi, atau menyelesaikan berbagai soal, namun untuk mengaitkan dengan pembelajaran terbalik (Flipped Learning) setidaknya, guru memahami dan menerapkan 4 pilar flipped Learning pada pembelajarannya. 4 pilar utama dalam pembelajaran Flipped ini antara lain [10]: F: Flexible Environment (Lingkungan yang fleksibel). Pada Flexible Environment ini, Guru mengizinkan siswanya untuk berinteraksi dan merefleksikan hasil pembelajaran mereka. Guru juga memantau dan memonitor siswanya secara berkala dan memberikan arahan yang sesuai serta memberikan siswa cara belajar yang berbeda dalam memahami konten. L: Learning Culture Shift (Mengubah budaya belajar), pada pilar kedua ini, siswa memiliki kesempatan untuk terlibat dalam kegiatan yang bermakna (meaningful) tanpa guru yang menjadi pusat pembelajaran, siswa juga berpartisipasi pada kegiatan yang diarahkan guru. Pada intinya, pilar kegita ini mengubah pendekatan pembelajaran yang asalnya teacher centered menjadi student centered. I: Intentional Content (Konten yang disengaja/direncanakan), untuk pilar ketiga ini, guru memprioritaskan konsep dalam pembelajaran langsung untuk diakses oleh peserta didik mereka, dan membuat atau memberikan sumber media seperti video untuk

116

Seli Nurpianti, dkk. Kajian Implementasi Pendekatan Flipped Classroom pada Pembelajaran Fisika siswanya. P: Professional Educators (Pendidik Profesional), pilar tearkhir ini mengharuskan guru untuk membuat dirinya selalu siap sedia untuk setiap siswa secara individual, grup kecil, atau feedback kelas pada waktu di kelas, melibatkan penilaian formatif selama kelas belangsung dengan melakukan observasi dan merekam data untuk menginformasikan instruksi masa depan, dan bertanggung jawab untuk melakukan perubahan [11].

belajarnya dalam kehidupan sehari-hari.

D. Bagaimana Tahapan Pembelajaran? Pendekatan flipped classroom ini terdiri dari 3 fase yang diharapkan. Fase 1 adalah (preclass): sebelum masuk kelas, siswa diharapkan menonton video pembelajaran, atau membaca buku, dan beberapa hal yang guru berikan. Setelah itu siswa mencatat hal penting apa saja serta kesulitan maupun pertanyaan yang akan diajukan nanti di dalam kelas. Selanjutnya fase 2 (in class): siswa berkolaborasi, diskusi, dan bertanya pada guru mengenai hal yang sulit terkait materi. Siswa dibebaskan untuk melakukan apapun sesuai dengan keinginannya. Namun pada tahap ini guru pun dapat membuat pendekatan di kelas. Dengan harapan semua siswa terlibat dalam kegiatan pembelajaran. Terakhir adalah fase 3 (outclass): setelah pembelajaran dikelas ini, siswa diharapkan mampu menerapkan hasil

Gambar 2. Ringkasan kegiatan flipped learning [8] Pada gambar diatas, hasil penelitian studi literature sebelumnya [2] menunjukan untuk kegiatan sebelum pembelajaran di kelas (preclass), kebanyakan siswa membaca materi(n=3), termasuk menulis materi di buku sendiri(n=6), dan latihan secara online(n=4) untuk aktifitas di dalam kelas, aktifitas utamanya mengulang kembali secara singkat materi yang akan dipelajari(n=8), latihan individu (n=6), kegiatan grup kecil (n=11) dan presentasi siswa (n=5). Dan untuk kegiatan setelah pembelajaran di kelas, hanya 1 penelitian yang menyampaikan bahwa siswa melakukan evaluasi mandiri dan refleksi setelah menyelesaikan setiap bab materi [2] Berikut tabel perbedaan aktivitas pada model tradisional dengan model Flipped classroom [7]:

Tabel 1. Perbedaan aktivitas kelas tradisional VS Flipped classroom Kelas Tradisional Aktivitas Waktu Kegiatan 5 menit pendahuluan Membahas 20 menit PR/Tugas sebelumnya Guru menjelaskan (dengan metode ceramah) materi baru Memandu dan melakukan latihan mandiri dan atau kegiatan laboratorium

30-45 menit

Flipped classroom Aktivitas Waktu Kegiatan pendahuluan 5 menit Tanya jawab terkait video pembelajaran. (guru mengklarifikasi bila adanyamiskonsepsi) Memandu dan latihan mandiri dan atau kegiatan laboratorium

10menit

75 menit

20-35 menit

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

117

Seli Nurpianti, dkk. Kajian Implementasi Pendekatan Flipped Classroom pada Pembelajaran Fisika

E. Capaian Flipped classroom Dengan diterapkannya pendekatan flipped classroom ini, 52% penelitian menunjukan bahwa dengan menggunakan pendekatan flipped ini dapat meningkatkan prestasi belajar siswa, ketika diukur dengan GPA (IPK)-nya, dari beberapa skor tes standar (standardized test scores), dan tingkatan kelas (course grade). Dari hasil tersebut, capaian yang paling signifikan adalah dengan pendekatan ini dapat meningkatkan hasil pembelajaran (learning performance) yang merupakan salah satu kunci dalam kualitas pendidikan [12]. Flipped classroom juga efektif untuk menstimulasi keterampilan berfikir kreatif siswa, khususnya terhadap kelancaran (fluency), sifat luwes/fleksibel (flexibility) dan sesuatu yang baru (novelty) [13]. Pendekatan flipped classroom yang menggunakan visualisasi siswa terutama pada video dan presentasi dapat dengan kuat mendukung pemikiran kreatif [14]. Selain beberapa keuntungan diatas, Hasil dengan diterapkannya pendekatan Flipped classroom juga menumbuhkan kepuasan, keterlibatan dikelas, motivasi siswa, meningkatkan pengetahuan, meningkatkan keterampilan berfikir kritis, merasa lebih percaya diri, dan lain-lain, seperti yang ditunjukan pada tabel 2. F. Flipped classroom pada mata pelajaran Fisika Berikut adalah hasil beberapa kajian jurnal yang membahas pencapaian prestasi dengan diterapkannya pendekatan Flipped classroom dilihat dari nilai posttest, dengan rata-rata pretest yang hampir sama: a. Pencapaian hasil belajar fisika pada jurnal Chung Kwan Lo[15], menunjukan kelas eksperimen dengan menggunakan Flipped classroom dengan materi termodinamika menunjukan nilai rata-rata yang lebih tinggi (52.14 dengan standar deviasi 17.09) daripada kelas non Flipped (rata-rata 47.38 dengan standar deviasi 15.32). dari 4 mata pelajaran yang diteliti, Flipped classroom ini menunjukan prestasi siswa yang lebih baik daripada non Flipped classroom pada mata pelajaran Matematika, Fisika, dan Bahasan China. b. Hasil temuan Zaher Atwa [16],

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

menunjukan bahwa rata-rata hasil posttest kelas eksperimen dengan menggunakan pembelajaran terbalik lebih besar (rata-rata: 0.46, standar deviasi 0.154) dari pada kelas kontrol dengan pembelajaran normal (rata-rata: 0.36, standar deviasi 0.123). Sehingga, dengan pembelajaran terbalik atau Flipped Learning pada pembelajaran fisika dinilai lebih efektif untuk meningkatkan prestasi akademik fisika siswa. c. Penelitian mengenai penerapan flipped classroom oleh GĂźlsĂźm AĹ&#x;iksoy[8] Hasil post test kelas eksperimen mendapatkan nilai lebih besar (rata-rata 74.63, standar deviasi 1.949) daripada siswa di kelas kontrol(rata-rata 62.12, standar deviasi 2.906). Alasan hal ini terjadi karena penyampaian materi melalui video yang dapat diputar berulang-ulang, serta aktivitas diskusi dan memecahkan masalah di dalam kelas. Selain peningkatan hasil belajar, hasil yang penting lainnya adalah meningkatnya motivasi siswa dilihat dari skor kuisioner yang diberikan pada siswa di kelas eksperimen. (ratarata pretest: 2.452 dengan standar deviasi .128 dan posttest: 3.767 dengan standar deviasi .175) 3. Simpulan Penelitian mengenai flipped classroom ini akan terus berkembang seiringnya berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi. Pendekatan Flipped classroom ini berbeda dengan kelas tradisional yang menggunakan pendekatan teacher centered. pendekatan ini membalikkan kegiatan dikelas dengan kegiatan di luar kelas. Pada pendekatan Flipped, kegiatan di luar kelas (sebelum kelas dimulai) setiap siswa menonton video pembelajaran yang dibuat oleh guru kemudian mencatatnya. Kegiatan dikelas, diisi dengan tanya jawab seputar video, dan siswa dapat dengan bebas melakukan hal yang ingin dilakukannya dengan mengeksplor sendiri untuk meningkatkan pengetahuan mereka, dan guru dapat dengan intensif memandu siswa untuk berfiskusi atau menjawab pertanyaan serta menuluruskan miskonsepsi siswa. Pendekatan ini sangat menghemat waktu, tenaga, dan membuat siswa puas dengan pengarahan yang guru berikan. Dari 3 penelitian yang diterbitkan dalam jurnal ilmiah menunjukan dengan Flipped classroom ini dapat meningkatkan hasil belajar serta motivasi siswa. Untuk penelitian selanjutnya,

118

Seli Nurpianti, dkk. Kajian Implementasi Pendekatan Flipped Classroom pada Pembelajaran Fisika diharapkan dapat mengembangkan media pembelajaran yang lebih efektif serta membuat perangkat pembelajaran agar kegiatan di dalam kelas dapat terlaksana dengan kondusif. Selain itu juga, peneliti dapat mengembangkan media atau cara agar kegiatan sebelum kelas (preclass) sehingga dapat terpantau. Karena tidak dapat dipungkiri, bisa saja tidak semua siswa menonton video pembelajaran sebelum kelas dimulai. 4. Referensi [1] Abeysekera, Lakmal and Dawson, Phillip. (2015). Motivation and cognitive load in the flipped classroom: definition, rationale and a call for research. Higher education research & development, vol. 34, no. 1, pp. 1-14. [2] Lo, C. K., & Hew, K. F. (2017). A critical review of flipped classroom challenges in K-12 education: Possible solutions and recommendations for future research. Research and Practice in Technology Enhanced Learning, 12(1). [3] O’Flaherty, J., & Phillips, C. (2015). The use of flipped classrooms in higher education: a scoping review. The Internet and Higher Education, 25, 85–95. [4] Zainuddin, Z., & Halili, S.H. (2016). Flipped classroom research and trends from different fields of study. International Review of Research in Open and Distributed Learning, 17(3), 313– 340. [5] Roach, T. (2014). Studentperceptions toward flipped classroom: New methods to increase interaction and active learning in economics. International Review of Economics Education, 17,74-84. [6] Herreid, C. F., & Schiller, N. A. (2013). Case studies and the flipped classroom. Journal of College Science Teaching, 42(5), 62-66. [7] Bergmann, J., & Sams, A. (2012). Flip your classroom: Reach every student in every class every day. Eugene, OR: International Society for Technology in Education. [8] Bell, Mathew R., (2015). An Investigation of the Impact of a Flipped Classroom Instructional Approach on High School Students’ Content Knowledge and Attitudes Toward the Learning Environment. All Thesis and Dissertation,

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

4444. https://scholarsarchive.byu.edu/etd/4444 [9] Aşiksoy, Gülsüm & Özdamh, Fezile. (2016). Flipped Classroom adapted to the ARCS Model of Motivation and applied to a Physics Course. Eurasia Journal of Mathematics, Science & Technology Education.12(6), 1589-1603 [10] Graziano, K. (2016). Flipped classroom: Making the connections and finding the balance. In S. Bryans-Bongey, & K. Graziano (Eds.), Online Teaching in K-12: Models, methods, and best practicesforteachers and administrators (pp.131-146). Information Today Inc. [11] Flipped classroom Network(FLN). (2014). The Four Pillars of F-L-I-P. URL http://flippedlearning.org/domain/41 [12] Akçayır Göç. & Akçayır M., (2018). The flipped classroom: A review of its advantages and challenges, Computers & Education, doi: 10.1016/j.compedu.2018.07.021. [13] Al-Zahrani Abdulrahman M. (2015). From passive to active: The impact of the flipped classroom through social learning platforms on higher education students’ creative thinking. British Journal of Educational Technology. Vol 46 No 6, 1133–1148 [14] Martin & Schwartz, 2014). Martin, L. & Schwartz, D. L. (2014). A pragmatic perspective on visual representation and creative thinking. Visual Studies, 29, 1, 80–93. doi: 10.1080/1472586x.2014.862997. [15] Lo C.K., Lie C.W. & Hew K.F., (2018), Applying “First Principles of Instruction” as a design theory of the flipped classroom: Findings from a collective study of four secondary school subjects, Computers & Education, doi: 10.1016/j.compedu.2017.12.003. [16] Atwa, Z., Din, R. & Hussin, M. (2016). Effectiveness of flipped learning in physics education on palestinian high school students’ achievement. Journal of Personalized Learning, 2(1): 73-85

119

Ayu Fauziah. Pengembangan Media Pembelajaran Gelombang â&#x20AC;Ś

Pengembangan Media Pembelajaran Gelombang Bunyi Berbasis Android Ayu Fauziah Program Studi Pendidikan Fisika, Universitas Negeri Jakarta, Jl. Pemuda No.10 Jakarta Timur, 13220 Indonesia * Corresponding author. E-mail: fauziahayu184@gmail.com hp: +62-81-808122904

ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk untuk dapat menghasilkan pengembangan media pembelajaran gelombang bunyi berbasis android yang layak dijadikan pendukung kegiatan pembelajaran. pengembangan media pembelajaran ini sesuai dengan kurikulum 2013 yang mefokuskan pada pembelajaran student centre dan sesuai dengan perkembangan peserta didik saat ini. Penelitian ini dilakukan di SMA Negeri 50 Jakarta untuk pengambilan data sedangkan di Universitas Negeri Jakarta tempat menulis, menganalisis, membuat laporan paper, dan presentasi. Waktu penelitian dilakukan di bulan Januari sampai Agustus 2018. Penelitian ini menggunakan metode ADDIE yang terdiri dari 5 langkah yaitu (1) Analisis (2) Desain (3) Pengembangan (4) Implementasi (5) Evaluasi. Penelitian ini menggunakan metode angket dan tes hasil belajar pada materi Gelombang Bunyi, sampel penelitian adalah siswa kelas XI IPA SMA Negeri 50 Jakarta sebanyak 43 siswa. Pengambilan sampel dengan teknik simple random sampling. Berdasarkan hasil analisis kebutuhan, dapat diperoleh sebanyak 95,3% siswa mengatakn bahwa mereka sering menggunakan ponsel dalam kehidupan sehari-harinya dan lebih dari setengahnya menyatakan bahwa mereka menghabiskan waktu labih dari 6 jam perhari untuk menggunakan ponsel. Sebanyak 83,7 % peserta didik menyatakan bawa materi gelombang bunyi membutuhkan media pembelajaran, dimana media pembelajaran tersebut sesuai dengan kebutuhan mereka. Hasil dari penelitian ini adalah terciptanya media yang pembelajaran gelombang bunyi yang menyajikan bukan saja hanya tulisan dan gambar, namun juga berisi video, audio dan tes laitihan soal. Kata-kata kunci: Media Pembelajaran; Gelombang Bunyi; Android

ABSTRACT This research aims to be able to produce the development of android-based sound wave learning media that is appropriate to be used as a support for learning activities. the development of this learning media is in accordance with the 2013 curriculum which focuses on student center learning and in accordance with the development of current students. This research was conducted at 50 Jakarta State High Schools for data collection while at Jakarta State University where writing, analyzing, making paper reports and presentations. The time of the study was conducted in January to August 2018. This research uses the ADDIE method which consists of 5 steps, namely (1) Analysis (2) Design (3) Development (4) Implementation (5) Evaluation. This research uses the questionnaire method and test the results of learning in the Sound Wave material, the sample was students of class XI IPA 50 SMA Negeri Jakarta as many as 43 students. Sampling using simple random sampling technique. Based on the results of the needs analysis, it can be obtained as many as 95.3% of students said that they often use cellphones in their daily lives and more than half stated that they spend more than 6 hours per day using cellphones. As many as 83.7% of students stated that carrying sound wave material requires learning media, where the learning media fits their needs. The results of this research are the creation of sound learning media which presents not only writing and drawing, but also contains video, audio and question practice tests. Keywords: Learning Media; Sound Waves; Android

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

120

Ayu Fauziah. Pengembangan Media Pembelajaran Gelombang …

1. Pendahuluan Teknologi merupakan salah satu hal yang tidak dapat dipisahkan dari kehidupan manusia saat ini. Teknologi telah masuk dan mengambil bagian dalam berbagai aspek kehidupan, baik dalam segi kesehatan, sosial, pendidikan bahkan seni dan filsafat. Teknologi yang paling sering digunakan saat ini ialah android. saat ini banyak masyarakat yang beralih menggunakan perangkat berbasis android untuk dijadikan sebagai media dalam mengakses informasi secara mudah dan cepat [1]. Dalam aspek pendidikan, teknologi menjadi penunjang terlaksananya kurikulum 2013 yang menuntut agar siswa aktif dan guru semakin kreatif. Siswa dibiasakan agar dapat mencari informasi dan ilmu secara mandiri dan guru sebagai fasilitator hanya mengawasi dan mengarahkan. Menurut Pujiriyanto dalam bukunya yang berjudul Teknologi untuk Pengembangan Media dan Pembelajaran bahwa perkembangan teknologi sangat mempengaruhi perkembangan proses pembelajaran terutama dalam sistem penyampaian melalui pemanfaatan media generasi baru [2]. Media pembelajaran gelombang bunyi berbasis android sendiri sebenarnya telah dibuat pada tahun 2017 oleh mahasiswi UNNESA yaitu Gladys Prawisuda dengan judul Media Mobile Learning Aplication (MLA) berbasis Android. Namun pada penelitian tersebut media yang dihasilkan berupa aplikasi android yang berisikan tulisan dan gambar tanpa adanya video maupun audio. Media yang dihasilkan juga hanya dapat berbagi ke perangkat lain melalui bantuan bluetooth. Selain itu, media yang dihasilkan juga tidak dipublikasikan ke Playstore ataupun Appstore, sehingga media tersebut tidak dapat digunakan secara umum [3]. selain itu aplikasi mobile sebagai media pembelajaran dapat dikembangkan dan dimanfaatkan sesuai dengan desain pembelajaran yang ada, untuk menciptakan suasana belajar yang baru, efektif, dan menyenangkan demi memudahkan tercapainya tujuan-tujuan pembelajaran [4]. Berdasarkan latar belakang di atas maka pengembangan media pembelajaran gelombang bunyi berbasis android akan dilakukan. Dimana media pembelajaran ini akan dikembangkan agar menghasilkan media yang dapat menampilkan penjelasan materi, video yang relevan, simulasi, jenis-jenis audio dan contoh

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

serta latihan soal. Tanggapan siswa terhadap media pembelajaran gelombang bunyi pun semuanya positif dan antusias. Dengan penelitian ini diharapkan dapat menghasilkan pengembangan media pembelajaran yang layak untuk menjadi pendukung pembelajaran. untuk itu akan dilakukan penelitian pengembangan dengan judul “Pengembangan Media Pembelajaran Gelombang Bunyi Berbasis Android”. Materi yang dikembangkan adalah materi yang tertera pada kompetensi dasar 3.10 Kelas XI SMA kurikulum 2013 edisi revisi 2016, yaitu Menerapkan konsep dan prinsip gelombang bunyi dan cahaya dalam teknologi. 2. Bahan dan Metode 2.1 Metode penelitian Metode penelitian yang dilakukan adalah metode penelitian dan pengembangan (Research and Development). Model penelitian yang digunakan adalah ADDIE (Analyze – Design – Development – Implement – Evaluate). Langkah-langkah pada model ADDIE menurut I Made Tegeh mudah dipahami dan diimplementasikan untuk mengembangkan produk seperti buku ajar, modul pembelajaran, dan multimedia. Model ADDIE memungkinkan dilakukan evaluasi pada setiap tahap pengembangan produk. Hal tersebut dapat meminimalisir kesalahan dan kekurangan produk pada tahap akhir [5]. 2.2 Media Pembelajaran Menurut Gay, Penelitian Pengembangan adalah suatu usaha untuk mengembangkan suatu produk yang efektif untuk digunakan sekolah, dan bukan untuk menguji teori. Sedangkan Borg and Gall dalam sugiyono mendefinisikan penelitian pengembangan sebagai berikut: Penelitian Pendidikan dan pengembangan (R & D) adalah proses yang digunakan untuk mengembangkan dan memvalidasi produk pendidikan. Langkahlangkah dari proses ini biasanya disebut sebagai siklus R & D, yang terdiri dari mempelajari temuan penelitian yang berkaitan dengan produk yang akan dikembangkan, mengembangkan produk berdasarkan temuan ini, bidang pengujian dalam pengaturan di mana ia akan digunakan akhirnya, dan merevisinya untuk memperbaiki kekurangan yang ditemukan dalam tahap mengajukan pengujian. Dalam program yang lebih ketat dari R & D, siklus ini diulang sampai bidang-data

121

Ayu Fauziah. Pengembangan Media Pembelajaran Gelombang â&#x20AC;Ś uji menunjukkan bahwa produk tersebut memenuhi tujuan perilaku didefinisikan [6,7] Secara sederhana "Penelitian dan Pengembangan" defenisikan sebagai metode penelitian yang bertujuan untuk mencaritemukan, memperbaiki, mengembangkan, menghasilkan produk, menguji produk, sampai dihasilkannya suatu produk yang terstandarisasi sesuai dengan indikator yang ditetapkan [8]. Penelitian dan pengembangangan berarti metode dalam menghasilkan produk yang sebelumnya telah didahuli penelitian sebelum produk dikembangkan. Pengertian penelitian dan pengembangan memeliki banyak diaplikasikan dalam berbagai bidang. Seperti dalam bidang industri yang memiliki arti produk unggulan, baik industri manufaktur ataupun industri makanan. Namun dalam penelitian ini hanya akan perfokus pada penelitian dan pengembangan dalam bidang pendidikan. 2.3 Gelombang Bunyi Gelombang bunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar, benda yang bergetar disebut sumber bunyi. Karena bunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar, maka kuat kerasnya bunyi tergantung pada amplitudo getarannya. Makin besar amplitudo getarannya, makin keras bunyi terdengar dan sebaliknya makin kecil amplitudonya, makin lemah bunyi yang terdengar. Di samping itu, keras lemahnya bunyi juga tergantung pada jarak terhadap sumber bunyi, makin dekat dengan sumber bunyi, bunyi terdengar makin keras dan sebaliknya makin jauh dari sumber bunyi, makin lemah bunyi yang kita dengar. Gelombang bunyi berdasarkan daya pendengaran manusia dibedakan menjadi menjadi tiga, yaitu audio/bunyi, infrasonik dan ultrasonik. Audio yaitu daerah gelombang bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia yang memiliki frekuensi berkisar antara 20 hingga 20.000 Hz. Infrasonik yaitu gelombang bunyi yang memiliki frekuensi di bawah 20 Hz. Sedangkan ultrasonik yaitu gelombang bunyi yang memiliki frekuensi di atas 20.000 Hz. Baik gelombang infrasonik maupun ultrasonik tidak dapat didengar oleh telinga manusia [9]. 2.4 Android Android merupakan subset perangkat lunak untuk perangkat mobile yang meliputi sistem operasi, middleware dan aplikasi inti yang dirilis oleh Google. Sebagai pelengkapnya

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

berupa Android SDK (Software Development Kit) yang menyediakan Tools dan API yang diperlukan untuk mengembangkan aplikasi pada platform Android dengan menggunakan bahasa pemrograman Java. Android dikembangkan secara bersama â&#x20AC;&#x201C; sama antara Google, Intel, Motorola, Qualcomm, T-Mobile, NVIDIA serta 47 perusahaan lain yang tergabung dalam OHA (Open Handset Alliance) dengan tujuan membuat sebuah standar terbuka untuk perangkat bergerak (mobile device). Selain pemberian kode nomor ke dalam setiap versi, Android juga diberi nama berupa nama makanan sesuai dengan huruf alphabet. Pada versi pertama dikenal dengan nama Cupcake dengan nomor versi Android 1.5. Versi kedua diberi nama Donut dengan nomor versi 1.6 dirilis 15 September 2008. Versi ketiga dengan sebutan Ă&#x2030;clair terdiri dari 2 versi yaitu Android 2.0 dan 2.1 dirilis satu bulan setelah Donut diluncurkan. Versi keempat adalah Froyo dirilis pada Mei 2010 dengan nomor versi Android 2.2. Selanjutnya adalah Gingerbread yang dirilis sekitar Desember 2010 dengan nomor versi 2.3. Honeycomb dengan nomor versi Android 3.0. Versi Ice Cream Sandwich dengan nomor versi Android 4.0 serta versi Jelly Bean. Kelebihan sistem operasi ini yaitu, sistem operasinya terbuka, sehingga dapat dikembangkan oleh siapa saja. Akses mudah ke Android Market. Multitasking, ponsel android mampu menjalankan beberapa aplikasi sekaligus. Mudah dalam hal notifikasi maksudnya sistem operasi ini dapat memberitahukan Anda tentang adanya SMS, Email, atau bahkan artikel terbaru 3. Hasil dan Pembahasan Berdasarkan langkah-langkah metodologi penelitian pengembangan model ADDIE, maka prosedur penelitian yang akan dilakukan adalah sebagai berikut: 1. Analisis (Analyze) Tahapan pertama ini dilakukan studi literatur sebagai bahan perencaan penelitian yang akan dilakukan. Kemudian melakukan analisis kebutuhan peserta didik untuk mengetahui kebutuhan dan pendapat peserta didik terhadap penelitian yang akan dilakukan, yaitu Pengembangan Media Pembelajaran Gelombang Bunyi Berbasis Android. Selain itu dilakukan analisis kompetensi dasar dengan memerhatikan karakteristik kurikulum yang digunakan. Hal tersebut dimaksudkan agar proses pembelajaran

122

Ayu Fauziah. Pengembangan Media Pembelajaran Gelombang â&#x20AC;Ś dengan menggunakan modul yang dikembangkan sesuai dengan karakteristik kurikulum 2013. Analisis kompetensi dasar yang harus dikuasai peserta didik, yaitu 3.10 Kelas XI SMA kurikulum 2013 edisi revisi 2016, yaitu â&#x20AC;&#x153;Menerapkan konsep dan prinsip gelombang bunyi dan cahaya dalam teknologiâ&#x20AC;?. Dalam analisis kompetensi dasar juga memperhatian pemilihan model pembelajaran yang sesuai dengan karakteristik K.D. 3.10 dan kurikulum 2013 yang diterapkan. Menurut hasil analisis kebutuhan di SMA Negeri 50 dengan jumlah responden sebanyak 43 siswa, pengguna paling banyak datang dari kalangan remaja seperti para pelajar. Bahwa 95,3 % siswa sering menggunakan ponsel dan sebanyak 88,4 % merupakan pengguna aktif Android. Hal tersebut berarti sebagian besar siswa memiliki dan menggunakan ponsel, serta sebagian besar dari mereka juga merupakan pengguna aktif yang menggunakan sistem android. Fitur dan layanan yang disediakan oleh ponsel dengan sistem android yang sangat variatif dan menarik seperti kamera, speaker, microfone, layar tentu menjadi salah satu alasan android banyak digunakan. Selain itu, 51,2 % siswa menghabiskan waktu lebih dari 6 jam perhari dengan ponselnya. Dengan demikian seperempat waktu mereka digunakan untuk menggunakan atau memainkan ponsel. Namun hanya 46,5 % yang menggunakannya untuk belajar dan sebanyak 83,7 % menggunakannya untuk bermain media sosial. Berarti siswa lebih banyak menggunakan ponsel untuk bermain media sosial dari pada menggunakannya untuk menunjang pelajaran. Hal tersebut bisa terjadi memang karena kurangnya penggunaan ponsel dalam kegiatan pembelajaran. Ponsel jarang digunakan untuk menunjang pembelajaran dengan dijadikan media pembelajaran. Hanya sebesar 10% dalam kegiatan pembelajaran, guru mengajak siswa menggunakan ponsel sebagai media pembelajaran, guru lebih sering menggunakan buku cetak sebagai media pembelajaran. Sebanyak 67,4% siswa mengatakan bahwa mereka kurang mengerti dan paham jika hanya mendapat penjelasan dari guru tanpa adanya media pembelajaran. Berarti media pembelajaran

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

3. a)

memiliki peran penting dalam pembelajaran. Salah satu mata pelajaran yang membutuhkan pendukung media pembelajaran dalam penyampaiannya adalah fisika. Sebanyak 65 % siswa merasa mengalami kesulitan dalam materi gelombang bunyi. Hal ini berarti materi gelombang bunyi perlu mendapat perhatian lebih dan siswa merasa dalam pembelajaran gelombang bunyi membutuhkan media sebagai penunjang pembelajaran. Perencanaan (Design) Tahap ini dilakukan perencaan aplikasi android yang akan dikembangkan sesuai dengan analisis yang telah dilakukan pada tahap sebelumnya. Pada tahap perencaan dilakukan beberapa kegiaan yaitu: menentukan media pembuat aplikasi yang akan digunakan dalam pembuatan media pembalajaran berbasis android yang akan dikembangkan. Media pembuat aplikasi yang dipilih dalam penelitian ini yaitu iBuild Apps. menyiapakan berbagai reverensi yang koheren dengan materi gelombang bunyi yang sesuai dengan KD 3.10 kurikulum 2013. Reverensi tersebut berasal dari buku, modul, handout dan jurnal. Membuat instrumen penilaian media pembelajaran berbasis android yang akan dikembangkan. Instrumen penilaian berupa angket validasi, angket uji coba, dan soal tes sebelum dan sesudah penggunaan modul. Angket validasi ditujukan kepada ahli media, ahli materi, dan ahli pembelajaran. Anget uji coba ditujukan kepada guru fisika SMA Kelas XI dan peserta didik guna mengetahui tanggapan mengenai modul yang dikembangkan. Instrumen penilaian untuk hasil belajar peserta didik berupa pre-test dan post-test. Pengembangan (Develop) Pada tahap ini dilakukan pengembangan pembuatan produk, dengan kegiatan berupa: pembuatan sketsa aplikasi. Penulisan draft aplikasi yang dikembangkan disusun sesuai kerangka yang telah dibuat dan disusun dari teks, audio dan video pada materi gelombang bunyi. Dilakukan pula pembuatan dan editing gambar dan video yang akan disesuaikan dengan aplikasi. validasi media pembelajaran berbasis Android. Modul yang dikembangkan kemudian divalidasi oleh ahli media, ahli materi, dan ahli pembelajaran dengan

123

Ayu Fauziah. Pengembangan Media Pembelajaran Gelombang â&#x20AC;Ś menggunakan instrumen penilaian yang telah disusun pada tahap perencanaan. Validator memberikan penilaian terdahap kelayakan media pembelajaran berasis android, serta memberikan saran dan komentar yang kemudian dijadikan sebagai acuan penyempurnaan produk pada proses revisi. Validasi dilakukan hingga prodak dinyatakan layak untuk diimplementasikan pada proses pembelajaran baik di sekolah maupun mandiri.

post-test. Setelah itu dilakukan penilaian media dengan menggunakan angket uji coba berupa kuesioner kepada guru fisika dan peserta didik. 5. Evaluasi (Evaluate) Tahap terakhir yang dilakukan adalah melakukan evaluasi akhir terhadap kualitas produk yang dikembangkan berdasarkan hasil angket guru dan peserta didik. Setelah itu, dilakukan revisi akhir sehingga media yang dikembangkan layak digunakan dalam proses pembelajaran.

Gambar 2. Tampilan media pembelajaran

Gambar 1. Sketsa penelitian 4. Penerapan (Implementation) Pada tahap ini, hasil pengembangan produk yang telah dinyatakan layak oleh validator diterapkan dalam pembelajaran untuk mengetahui pengaruhnya terhadap hasil belajar peserta didik. Implementasi dilakukan di sekolah yang telah dipilih sebagai tempat penelitian. Untuk mengetahui hasil belajar, peserta didik diberikan soal pre-test sebelum melakukan proses pembelajaran dengan menggunakan modul yang dikembangkan. Kemudian setelah proses pembelajaran peserta didik diberikan soal

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

4. Simpulan media pembelajaran geloombang bunyi berbasis android ini dikembangkan dengan metode penelitian dan pengembangan (Research and Development). Model penelitian yang digunakan adalah ADDIE (Analyze â&#x20AC;&#x201C; Design â&#x20AC;&#x201C; Development â&#x20AC;&#x201C; Implement â&#x20AC;&#x201C; Evaluate). Dalam penyajiannya, media pembelajaran ini akan menyuguhkan berbagai media seperti gambar yang menunjang pembelajaran, materi pembelajaran berupa tulisan, beberapa macam contoh bunyi dalam bentuk audio, video pembelajaran dan juga soal latihan serta tes. Media pembekalajaran ini diharapkan menjadi media pembelajaran yang

124

Ayu Fauziah. Pengembangan Media Pembelajaran Gelombang â&#x20AC;Ś layak digunakan sebagai pendukung pembelajaran khususnya pada materi gelombang bunyi. 5. Referensi [1] Juraman. (2014). Pemanfaatan Smarthphone Android oleh Mahasiswa Ilmu Komunikasi dalam Mengakses Informasi. unstrat. [2] Pujiriyanto. (2012). Teknologi untuk Pengembangan Media dan Pembelajaran. Yogyakarta: UNY Press. [3] Prawisuda, G. (2016). Media Mobile Learning Application (MLA) berbasis Android Materi Bunyi. Jurnal Mahasiswa UNESA. [4] Rusdi, H. (2019). Pengembangan Media Pembelajaran Berbasis Android "ChemBird" pada Materi Kimia kelas XI di SMA Makassar. Jurnal Ecosystem, 204394. [5] Tegeh, I. M. (2014). Metode penelitian Pengembangan. Singaraja: Universitas Pendidikan Ganesha. [6] Sugiyono. (2010). Metode Penelitian Pendidikan Pendidikan Kuantitatif, Kualitatif, dan R&D. . Bandung: Alfabeta. [7] Brog and Gall. (2003). Educational Research. Pearson. [8] Yuberti. (2014). "PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN" YANG BELUM DIMINATI. Indonesia One Search [9] Suharyanto. (2009). FISIKA: untuk SMA dan MA kelas XII . Jakarta: Pusat perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

125

Nurazizah, dkk. Implementasi Pembelajaran Stem: Kajian Terhadap Pencapaian Hasil â&#x20AC;Ś

Implementasi Pembelajaran Stem: Kajian Terhadap Pencapaian Hasil Belajar Siswa Nurazizah*, Irma Rahma Suwarma, Agus Jauhari Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi No.229, Bandung 40154, Indonesia * Corresponding author. E-mail: Nurazizah9707@gmail.com Hp: +62-87-825475297

ABSTRAK Pada abad 21 ini, perkembangan IPTEK sangatlah pesat yang menjadikan individu harus menghadapi persaingan yang semakin ketat dalam mengembangkan keterampilan dan potensi individu untuk mengahadapi abad 21 ini. Dewasa ini, pendidikan STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics) telah diterapkan oleh banyak Negara yang diterapkan dalam proses pembelajaran di kelas yang memberikan pengaruh yang baik pada siswa. Pengaruh tersebut salah satunya adalah dapat dilihat dari pencapaian hasil belajar siswa. Berdasarkan fakta tersebut, kami melakukan kajian mengenai beberapa jenis pencapaian dan seberapa besar capaian tersebut pada siswa yang telah mengikuti proses pembelajaran STEM. Hal ini ditunjukkan pada penelitian oleh Nayif Awad1,2 dan Moshe Barak12 mengenai pencapaian siswa menggunakan pembelajaran STEM yang berjudul Sound, Waves and Communication: Studentsâ&#x20AC;&#x2122; Achievements and Motivation in Leraning a STEM-Oriented Program. Dalam penelitian tersebut didapatkan hasil bahwa penerapan pembelajaran berbasis STEM dapat meningkatkan pencapaian hasil belajar siswa. Sehingga diharapkan dari kajian tersebut dapat memberikan infromasi lebih luas mengenai dampak positif penerapan pembelajaran STEM. Kata Kunci: Prestasi peserta didik; STEM

ABSTRACT In the 21st century, the development of science and technology is very rapid which makes individuals have to face increasingly fierce competition in developing the skills and potential of individuals to deal with the 21st century. Nowadays, STEM education (Science, Technology, Engineering, and Mathematics) has been applied by many countries that are applied in the learning process in the class that gives a good influence on students. One of the influences is that it can be seen from the achievement of student learning outcomes. Based on these facts, we conducted a study of several types of achievements and how big these achievements were for students who had taken the STEM learning process. This is shown in research by Nayif Awad 1,2 and Moshe Barak12 regarding the achievement of students using STEM learning entitled Sound, Waves and Communication: Students' Achievements and Motivation in Leraning a STEM-Oriented Program. In this study, the results showed that the application of STEM-based learning can improve student learning outcomes. So that it is expected that the study can provide more information about the positive impact of the application of STEM learning. Keywords: Achievement; STEM

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

126

Nurazizah, dkk. Implementasi Pembelajaran Stem: Kajian Terhadap Pencapaian Hasil â&#x20AC;Ś 1. Pendahuluan Pada abad 21 ini, ilmu pengetahuan dan teknologi berkembang sangat pesat. Persaingan dalam bidang berbagai bidang kehidupan diantaranya dalam bidang pendidikan sangatlah ketat. Salah satu pendidikan yang sedang berkembang pesat sekarang adalah pendidikan STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics). STEM merupakan isu yang sedang hangat di berbagai Negara yang mulai dikembangkan oleh Negara-negara maju seperti Amerika, China, Korea, Singapura, dan Jepang. STEM juga sudah berkembang di Indonesia sejak tahun 2013 sedangkan di Negara-negara maju STEM dikembangkan sejak tahun 2001. Pendidikan STEM juga telah dibahas sebagai isu penting di dalam dan di luar sekolah, dan sebagian besar dana diinvestasikan untuk mendorong siswa dan meningkatkan minat dan upaya pendidik dalam bidang STEM. Dewasa ini pendidikan STEM diadopsi oleh banyak Negara sebagai inovasi pendidikanpendidikan, sehingga muncul sebagai gerakan global untuk menjembatani kesenjangan antara kebutuhan dan ketersediaan keahlian yang diperlukan untuk pembangunan ekonomi di abad ke-21. Biro Tenaga Kerja AS pada tahun 2011 menguraikan bahwa di lingkup global pada satu decade mendatang struktur lapangan pekerjaan STEM akan meningkat sebesar 17%, sedangkan lapangan pekerjaan non-STEM hanya meningkat 10%. Tujuan secara umum pendidikan STEM adalah menerapkan dan mempraktekkan konten dasar dan STEM pada situasi yang mereka hadapi/temukan dalam kehidupan, menjadi melek STEM (STEM Literacy) [1]. Bybee menuliskan bahwa implementasi STEM pada dunia pendidikan bukanlah hal yang mudah, bahkan mengalami beberapa tantangan salah satunya adalah mengintegrasikan teknologi dan Engineering dalam pembelajaran. Menurut laporan dari Inventarisasi Federal dari Komite Aksi Cepat-Jalur STEM Pendidikan dan Komite Dewan Pendidikan Sains dan Teknologi Nasional STEM (2011), dari total 3,4 miliar dolar yang dihabiskan oleh agen Federal AS Pendidikan STEM, sekitar 1,1 miliar dolar diinvestasikan dalam K-12, dan ratusan program dilaksanakan dalam batasbatas STEM pendidikan. Dibandingkan dengan jumlah investasi, bagaimanapun, efek dari Pendidikan STEM pada pendidikan K-12 belum diteliti menggunakan lanjutan dan

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

berbagai metodologi untuk menyelidiki dampak praktis dalam sekolah-sekolah. Dalam pendidikan lingkungan belajar dan cara yang digunakan oleh guru dalam pembelajaran sangatlah penting. Lingkungan belajar yang paling tepat dapat berbeda untuk setiap siswa berdasarkan karakteristik. Misalnya, siswa perempuan dan laki-laki yang diajar oleh guru yang sama dengan buku yang sama menunjukkan skor prestasi bervariasi. Selain itu, kelompok siswa yang homogen lebih berprestasi, sedangkan pengelompokan heterogen lebih efektif untuk yang berprestasi rendah. Tidak ada lingkungan belajar yang dapat dijamin sebagai lingkungan terbaik untuk setiap siswa tanpa mempertimbangkan rumit dan mungkin lainnya faktor pembaur. Dalam pendidikan juga ternyata belum ditemukan bukti-bukti yang signifikan yang berpengaruh tentang pendidikan. Dalam kajian literature ini, akan dibuktikan beberapa bukti yang signifikan bahwa pendidikan STEM sangatlah berpengaruh dalam pendidikan. Salah satunya adalah dalam hal pencapaian siswa yang akan kami kaji dalam maklah ini mengenai Implementasi Pembelajaran STEM untuk mengkaji pencapaian hasil belajar siswa. 2. Kajian Literatur 2.1 Apa itu STEM? STEM awalnya terbentuk pada tahun 1990 di National Science Foundation (NSF). Sejak dibentuk, STEM menggambarkan kebijakan umum masalah keberlangsungan pendidikan, terutama di tingkat nasional dan negara bagian Amerika. Bahkan sampai saat ini tujuan dan impilkasi pendidikan STEM dalam pengajaran di sekolah telah dikembangkan secara sistematis, terutama dalam konteka tujuan menyelesaikan keprihatinan masyarakat pada era [1]. Tujuan STEM bagi siswa adalah menerapkan dan mempraktekkan konten dasar STEM pada keadaan yang mereka hadapi atau temukan dalam kehidupan menjadi melek STEM [1]. Melek STEM ini mengacu pada: ď&#x201A;ˇ Pengetahuan, sikap, dan keterampilan seorang individu untuk mengidentifikasi pertanyaan dan masalah-masalah dalam kehidupan nyata, menjelaskan suatu hal yang alamiah dan yang terancang (natural and design world), serta menggambarkan kesimpulan berbasis fakta-fakta mengenal isu-isu STEM.

127

Nurazizah, dkk. Implementasi Pembelajaran Stem: Kajian Terhadap Pencapaian Hasil …  Pemahaman seorang individu mengenai karakteristik disiplin ilmu STEM sebagai bentuk dari pengetahuan, inkuiri, dan desain manusia.  Kepekaan seorang individu tentang bagaimana STEM membentuk material, intelektual, dan budaya lingkungan kita, dan  Keinginan seorang individu untuk terkait dalam isu STEM dan terikat dengan ide-ide science, technology, engineering, and mathematics sebagai seorang warga yang konstruktif, peduli, dan reflektif. STEM merupakan kependekan dari Science, Technology, Engineering, and Mathematics. National Governors Association (2009) menjelaskan definisi literasi STEM, yaitu  Science (Literasi Ilmiah) merupakan kemampuan dalam menggunakan sains (fisika, kimia, biologi, dan ilmu bumi) dan proses untuk memahami alam serta kemampuan untuk berpartisipasi dalam mengambil keputusan untuk mempengaruhinya (dalam tiga area pokok sains dalam hidup dan kesehatan, sains dalam bumi dan lingkungan, dan sains dan teknologi)  Technology (Literasi Teknologi) merupakan pengetahuan bagaimana menggunakan teknologi baru, memahami bagaimana teknologi baru dikembangkan, dan memiliki kemampuan untuk menganalisis bagaimana teknologi baru mempengaruhi individu, masyrakat, bangsa, dan dunia. 1. Engineering (Literasi Desain) merupakan pemahaman tentang bagaimana teknologi dapat dikembangkan melalui proses rekayasa/desain menggunakan tema pelajaran berbasis proyek dengan cara mengintegrasikan dari beberapa mata pelajaran berbeda (interdisipliner), membuat konsep yang berkaitan dan nyata bagi siswa, dan mendorong siswa memecahkan masalah alam. 2. Mathematics (Literasi Matematika) merupakan kemampuan dalam menganalisis, alasan, dan mengkomunikasikan ide secara efektif dan dari cara bersikap, merumuskan, memecahkan, dan menafsirkan solusi untuk masalah matematika dalam menerapkan berbagai situasi berbeda.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

3. STEM (Literasi STEM) merupakan area interdisipliner yang menjembatani keempat area tersebut (sains, teknologi, rekayasa, dan matematika). Langkah-langkah pembelajaran STEM dilakukan berdasarkan engineering process. Terdapat enam langkah penting dalam engineering process yaitu sebagai berikut. 1. Ask: Identify the Need & Constraints (Bertanya: mengidentifikasi kebutuhan dan kendala) 2. Research the Problem (Meneliti masalah) 3. Imagine: Develop Possible Solutions (Merencanakan: memilih solusi yang memungkinkan) 4. Plan: Select a Promising Solution (Merencanakan: memilih solusi yang menjanjikan) 5. Create: Build a Prototype (Membuat: membuat prototype) 6. Test and Evaluate Prototype (Menguji dan mengevaluasi prototype) 7. Improve: Redesign as Needed (Memperbaiki: mendesain ulang sesuai kebutuhan) 2.2 Implementasi Pendidikan STEM Dalam implementasi pendidikan STEM, terdapat beberapa strategi yang berdasarkan penelitian telah terbukti efektif meningkatkan pembelajaran pada siswa dengan memberikan kesempatan tambahan bagi siswa berkebutuhan khusus dan siswa yang memiliki kelebihan intelegensi. 1) Meningkatkan pembelajaran siswa: - Melalui implementasi kurikulum yang berfokus pada peningkatan kualitas, pola dan struktur dari hari ke hari di dalam kelas. - Didukung oleh instruksi berbasis teknologi, dimana teknologi berperan sebagai: teknologi untuk inkuiri, teknologi untuk komunikasi, teknologi untuk konstruksi dan teknologi untuk wadah ekspresi. - Instruksi berbasis kognitif: jenis instruksi ini adalah jenis instruksi yang mengacu pada peningkatan keterampilan metakognitif melalui reflective assessment, misalnya merefleksikan proses berpikir siswa dan mengembangkan strategi pembelajaran yang efektif. - Kemitraan orang tua – sekolah masyarakat: keterlibatan keluarga difasilitasi di dalam kelas dan sekolah, sukarelawan dari orang tua, family gathering. Kemitraan dengan masyarakat

128

Nurazizah, dkk. Implementasi Pembelajaran Stem: Kajian Terhadap Pencapaian Hasil … dijalun melalui kerjasama dengan universitas maupun institusi. - Program tambahan di luar kelas: kegiatan yang mampu mengembangkan potensi dan bakat siswa dalam STEM, seperti STEM class project, STEM summer camp, dan lain-lain. - Kelas kecil: berdasarkan penelitian, pembelajran akan efektif bila perbandingan guru dan siswa dalam kelas adalah 1:16 dengan kapasitas kelas 24. 2) Meningkatkan kesempatan belajar bagi semua siswa. Meningkatkan percaya diri siswa dan motivasi untuk belajar siswa melalui penjaringan intelegensi yang dominan pada siswa akan mempermudah guru dalam menentukan strategi pembelajaran yang efejtif bagi siswa sehingga dapat meningkatkan motivais siswa. 3) Mengembangkan metode pengajaran yang inovatif dan berbeda yang ditekankan pada pengembangan STEM. Integrase STEM dalam pembelajaran yang efektif adalah menggunakan: - Pembelajaran berbasis manipulative dan hands on learning - Cooveratif learning - Diskusi dan inkuiri - Menggunakan jastifikasi pemikiran - Metode Tanya jawab - Penulisan refleksi hasil belajar dan pemecahan masalah (problem solving) - Menggunakan pendekatan problem solving - Integrase teknologi - Guru sebagai fasilitator Dalam implementasinya, STEM dapat dilakukan dengan menggunakan beberapa model pembelajaran, seperti menggunakan model pembelajaran project based learning dan problem based learning. Salah satu contohnya adalah dalam kajian literature dalam salah satu jurnal yang mengimplementasikan pembelajaran STEM menggunakan model project based learning dan pemecahan masalah. Hal tersebut dapat digunakan untuk meningkatkan prestasi belajar siswa di dalam atau di luar sekolah. Di Indonesia sendiri telah diimplementasikan pembelajaran STEM dalam kurikulum yang terbaru. Dalam pendekatan STEM, peserta didik dituntut untuk senantiasa aktif di dalam kelas, baik hands on activity maupun minds-on activity. Penggunaan teknologi dan informasi senantiasa diperlukan dalam pengaplikasiannya, seperti pada jurnal

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

yang kami kaji bahwa penggunaan teknologi dan informasi dalam pembelajarannya sangatlah dibutuhkan untuk meningkatkan pencapaian siswa. Prestasi siswa dipengaruhi oleh factor individu. Seorang siswa gender, etnis, SES, dan kemampuan berbahasa diindikasikan sebagai hal yang kritis, yaitu factor yang mempengaruhi prestasi akademik [2]. Menurut penelitian berskala besar, beragam, kompleks, dan beragam kombinasi gender, etnis, SES, dan kemampuan bahasa menyebabkan dampak diferensial pada prestasi [2]. Beragam tingkat prestasi yang berada di kelas, maka guru mengubah pendekatan instruksional mereka berdasarkan keyakinan mereka, sikap, dan harapan tingkat kemampuan siswa [2]. 2.3 Dampak Implementasi STEM Dampak implementasi pada pembelajaran STEM ini adalah dapat meningkatkan pencapaian siswa salah satunya adalah dalam hal prestasi belajar siswa. Hal tersebut terbukti pada beberapa jurnal yang telah kami kaji. Pada penelitian yang telah dilakukan oleh Nayif Awad dan Moshe Barak yang berjudul “Sound, Waves, and Communication: Students’ Achievements and Motivation in Learning a STEM-Oriented Program” bahwa prestasi belajar siswa meningkat menggunakan pembelajaran STEM dengan metode pembelajaran yang digunakan adalah pemecahan masalah dan project based learning. Dalam penelitian ini, peneliti menggunakan teknologi yaitu dengan penekanan kuat pada penggunaan informasi dan teknologi (ICT), dimana dengan penelitian ini pembelajaran STEM sangat berpengaruh pada pencapaian siswa. Pada penelitian di Negara lain, seperti yang telah dilakukan oleh Sonyoung Han, Robert Capraro, dan Mary Margaret Capraro yang berjudul “How Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) Project Based Learning (PBL) Affects High, Middle, and Low Achievers Differently: The Impact of Student Factors on Achievement” bahwa dalam penelitian ini pencapaian siswa dipengaruhi oleh beberapa factor, diantaranya adalah dalam hal kinerja, etnis, SES. Dalam penelitian ini, efektivitas penerapan STEM PBL dalam hal meningkatkan nilai siswa belum terbukti seperti yang diperkirakan sebelumnya. Tetapi, dalam penelitian ini dilakukan kembali evaluasi untuk menemukan siswa yang pencapaiannya

129

Nurazizah, dkk. Implementasi Pembelajaran Stem: Kajian Terhadap Pencapaian Hasil â&#x20AC;Ś meningkat ketika penerapan STEM PBL, dan hasilnya adalah siswa yang berprestasi rendah dan pertumbuhan siswa yang hispanik secara statistic jauh lebih tinggi melalui STEM PBL. Dalam penelitian pada Negara lain juga telah dilakukan oleh Moshe Justman dan Susan J Mendez yang berjudul â&#x20AC;&#x153;Gendered choices of STEM subjects for matriculation are not driven by prior differences in mathematical achievementâ&#x20AC;? bahwa dalam hal pemilihan subjek STEM tertentu daripada STEM secara umum dan untuk sebagian besar, tidak mencerminkan sebelumnya perbedaan dalam pencapaian. Hal tersebut menunjukkan pilihan mereka sebagian besar dibentuk oleh social norma, latar belakang sosio-ekonomi, factor budaya dan persepsi insentif ekonomi. Karena dalam hal ini di Indonesia biasanya perempuan bergaji rendah sedangkan laki-laki bergaji tinggi. Tetapi, setelah diterapkannya STEM dalam pembelajaran, hasilnya adalah bahwa siswa perempuan yang memilih untuk matrikulasi dalam fisika atau teknologi informasi mendapatkan nilai yang lebih tinggi rata-rata daripada siswa laki-laki yang memilih mata pelajaran tersebut.

4. Referensi [1] Bybee, R.W. (2013). The Case For STEM Education. National Science Teachers Association: United States of Amerika [2] Han, S., Capraro, R., & Capraro, M. M. (2015). How science, technology, engineering, and mathematics (STEM) project-based learning (PBL) affects high, middle, and low achievers differently: The impact of student factors on achievement. International Journal of Science and Mathematics Education, 13(5), 1089-1113.

3. Kesimpulan Setelah dilakukan kajian terhadap beberapa jurnal, pembelajaran STEM dapat meningkatkan pencapaian siswa di dalam ataupun di luar sekolah. Dalam pembelajaran STEM ini, pencapaian siswa dipengaruhi oleh beberapa factor, yaitu kinerja siswa, gender, etnis, status social, dan status ekonomi. Ternyata factor-faktor tersebut sangat mempengaruhi pencapaian prestasi belajar siswa, salah satunya adalah dalam hal gender, siswa perempuan biasanya prestasinya akan lebih tinggi dibandingkan laki-laki dalam beberapa mata pelajaran yang telah dipilih oleh mereka. Dalam hal materi dan model pembelajaran yang digunakan oleh guru juga mempengaruhi pencapaian siswa, salah satunya dalam jurnal yang kami kaji, dimana siswa dalam materi gelombang dan bunyi menggunakan informasi dan teknologi (ICT) melalui model pembelajaran berbasis proyek dan menggunakan pembelajaran STEM dapat meningkatkan pencapaian hasil belajar.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

130

Thesiani Fatimah Zainurrisalah, dkk. Mengukur Kemampuan Literasi Teknologi dan Rekayasa ...

Mengukur Kemampuan Literasi Teknologi dan Rekayasa (Engineering) Melalui Penerapan Pembelajaran STEM dalam Fisika Thesiani Fatimah Zainurrisalah*, Irma Rahma Suwarma, Agus Jauhari Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi No.229, Bandung 40154, Indonesia * Corresponding author. E-mail: thesianizain@gmail.com Hp: +6282127042680

ABSTRAK Dewasa ini pengembangan teknologi dan rekayasa (engineering) menjadi komponen yang sangat penting dalam pendidikan abad ke-21. Kurikulum pendidikan diluar negeri sudah menerapkan komponen tersebut untuk proses pembelajaran di sekolah yang dikemas dalam pembelajaran berbasis STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics) dan hasilnya, penerapan pembelajaran STEM dapat memberikan pengaruh yang baik pada siswa sehingga siswa menjadi terbiasa dalam mengembangkan teknologi dalam proses pembelajaran. Penggunaan teknologi dalam pembelajaran sudah menjadi suatu kebutuhan sebagai salah satu aspek yang harus dikuasai oleh siswa agar dapat menyesuaikan diri dengan perkembangan zaman. Berdasarkan hasil kajian literatur, tingkat literasi teknologi dan rekayasa (engineering) siswa di Indonesia berada dalam kategori rendah. Oleh karena itu, penulis melakukan studi untuk mengkaji penerapan pembelajaran STEM untuk meningkatkan kemampuan literasi teknologi dan rekayasa (engineering) siswa di Indonesia dalam mata pelajaran fisika. Berdasarkan kajian dari makalah ilmiah, hasilnya menunjukkan bahwa penerapan pembelajaran STEM dalam fisika memberikan pengaruh yang baik pada siswa sehingga dapat meningkatkan literasi teknologi dan rekayasa (engineering) siswa di Indonesia. Kata Kunci: literasi rekayasa (engineering); literasi teknologi; pembelajaran fisika; pendidikan STEM

ABSTRACT Nowadays the development of technology and engineering is a very important component in 21st century education. The overseas education curriculum has applied these components to the learning process in schools which are packaged in STEM-based learning (Science, Technology, Engineering and Mathematics) and as a result, the application of STEM learning can have a good influence on students so they become accustomed to developing technology in the process learning. The use of technology in learning has become a necessity as one aspect that must be mastered by students in order to adapt to the times. Based on the results of the literature review, the level of technological literacy and engineering of students in Indonesia is in the low category. Therefore, the authors conducted a study to examine the application of STEM learning to improve student technology and engineering literacy skills in Indonesia. Based on the study of scientific papers, the results show that the application of STEM learning in physics has a good influence on students so that it can improve the literacy of technology and engineering of students in Indonesia. Keyword: engineering literacy; technology literacy; physics education; STEM education

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

131

Thesiani Fatimah Zainurrisalah, dkk. Mengukur Kemampuan Literasi Teknologi dan Rekayasa ... 1. Pendahuluan Kehidupan masyarakat saat ini telah berkembang seiring pesatnya perkembangan sains dan teknologi. Hal ini menyebabkan manusia dituntut untuk semakin menyesuaikan diri dan kemampuannya dalam segala aspek termasuk dalam teknologi. Semakin berkembangnya teknologi, maka segala aspek kehidupan juga harus ikut berkembang. Salah satunya dalam aspek pendidikan, dimana saat ini diharapkan melalui proses pendidikan dalam membentuk manusia yang memiliki kemampuan memahami sains dan teknologi sehingga adapat diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. Akibat perkembangan tersebut pula, negara-negara maju seperti contohnya Amerika Serikat melakukan reformasi dalam bidang pendidikan dengan menerapkan pembelajaran STEM (Sains, Technology, Engineering and Mathematics) sebagai salah satu upaya untuk meningkatkan kemampuan sumber daya manusia dan daya saing dalam ekonomi global. Indonesia pun saat ini sudah menerapkan kurikulum 2013 dimana kurikulum sekarang menuntut siswa untuk dapat mencari tau sendiri dan memiliki kemampuan dalam mengembangkan ilmu pengetahuan yang dimilikinya. Berdasarkan penelitian sebelumnya di Amerika Serikat, pembelajaran berbasis pendidikan STEM memiliki potensi untuk meningkatkan kualitas pembelajaran dan motivasi siswa. Sehingga beberapa peneliti melakukan penelitian di sekolah Indonesia untuk mengetahui pengaruh dari penerapan pendidikan STEM tersebut pada siswa di Indonesia. Pendidikan STEM sendiri memiliki karakteristik mengintegrasikan sains, teknologi, rekayasa dan matematika dalam memecahkan masalah nyata. Pendidikan STEM memiliki prinsip utama dalam hal memahami konsep dalam proses sains (scientific process) dan terkait dengan pemahaman merekayasa untuk sampai pada pemanfaatan dan penemuan teknologi pada proses rekayasa (engineering process). Sehingga dalam pendidikan STEM tidak hanya meningkatkan literasi sains dan matematika saja, tetapi juga meningkatkan literasi teknologi dan rekayasa. Kemampuan literasi teknologi dan rekayasa diharapkan menjadi suatu tahap persiapan pada siswa sebelum mereka menekuni dunia teknologi dan rekayasa.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Literasi teknologi adalah kemampuan dalam menggunakan teknologi baru, memahami bagaimana teknologi baru dikembangkan dan memiliki kemampuan untuk menganalisis bagaimana pengaruh teknologi dalam kehidupan. Sedangkan literasi rekayasa (engineering) adalah kemampuan memahami proses dan sistem yang digunakan untuk membuat produk teknologi. Oleh karena pentingnya kemampuan literasi teknologi dan rekayasa pada siswa, maka dalam hal ini dilakukan penerapan dengan pendekatan pembelajaran STEM. Karena berdasarkan beberapa penelitian, pembelajaran STEM sangat sesuai dan dapat mendukung tuntutan pembelajaran kurikulum 2013 saat ini. 2. Kajian Literatur 2.1 Apa itu literasi teknologi dan rekayasa? Literasi berasal dari lata latin yaitu literatus yang artinya huruf, melek huruf atau berpendidikan [1]. Teknologi adalah semua bentuk modifikasi alam untuk memenuhi kebutuhan atau keinginan manusia [2]. Literasi teknologi didefinisikan sebagai kemampuan untuk menggunakan, mengatur, menilai dan memahami teknologi [3]. Literasi teknologi didefinisikan dengan tiga dimensi interdependent terdiri dari pengetahuan, cara berfikir dan bertindak, dan kemampuan. Aspek kemampuan literasi teknologi menegaskan bahwa seseorang yang literate teknologi harus memahami sifat teknologi, memiliki kemampuan hands-on dan dapat berpikir kritis terkait teknologi [4]. Rekayasa adalah sistematika dan pendekatan interaktif untuk mendesain objek, proses, dan sistem untuk memenuhi kebutuhan dan keinginan manusia [5]. Literasi rekayasa berarti memahami proses dan sistem yang digunakan untuk membuat produk teknologi. Sehingga literasi teknologi dan rekayasa didefinisikan sebagai kemampuan untuk menggunakan, memahami, dan mengevaluasi teknologi serta memahami prinsip dan strategi teknologi yang diperlukan untuk mengembangkan solusi dan mencapai tujuan [6]. 2.2 Bagaimana cara mengukur literasi teknologi dan rekayasa siswa? Kemampuan literasi teknologi dan rekayasa dapat diukur dengan tes yang mengacu pada framework NAEP 2014 dimana terdapat 3

132

Thesiani Fatimah Zainurrisalah, dkk. Mengukur Kemampuan Literasi Teknologi dan Rekayasa ... kompetensi dalam penilaian literasi teknologi dan rekayasa, yaitu: 1. Memahami prinsip dasar teknologi, yang berfokus pada pengetahuan dan pemahaman siswa tentang teknologi dan kemampuan mereka untuk berpikir dan bernalar dengan pengetahuan itu. 2. Mengembangkan solusi dan mencapai tujuan, yang mengacu pada penerapan sistematis siswa dari pengetahuan, alat, dan keterampilan teknologi untuk mengatasi masalah dalam sosial, desain, kurikulum, dan konteks yang nyata. 3. Berkomunikasi dan berkolaborasi, berpusat pada kemampuan siswa untuk menggunakan teknologi kontemporer untuk berkomunikasi untuk berbagai tujuan dan dalam berbagai cara, bekerja. Tabel 1. Kompetensi Kemampuan Literasi Teknologi dan Rekayasa Kompetensi Literasi Literasi Teknologi Rekayasa Memahami 1. Menganalisis Menjelaska prinsip dasar kelebihan n teknologi dan fitur suatu kekurangan sistem atau dari proses teknologi yang ada 2. Membanding2. Mengidenti kan efek dari fikasi dua contoh dari teknologi sistem atau yang proses digunakan sebagai alternatif solusi Mengajukan 3. Menjelaska solusi dan n alternatif karakteristi k material yang berbeda untuk bahan yang sesuai produk 4. Memprediksi4. Menganalis konsekuensi is dari kebutuhan teknologi

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Kompetensi

Literasi Teknologi 5. Memilih 5. teknologi dari alternatif yang tersedia

Literasi Rekayasa Mengelom pokkan elemen dari sistem

Kompetensi tersebut dapat digunakan dalam penilaian pembelajaran STEM baik dalam aktivitas projek maupun dalam bentuk instrumen tes. 2.3 Mengapa harus pembelajaran STEM? Pendidikan STEM sendiri memiliki karakteristik mengintegrasikan sains, teknologi, rekayasa dan matematika dalam memecahkan masalah nyata. Pendidikan STEM memiliki prinsip utama dalam hal memahami konsep dalam proses sains (scientific process) dan terkait dengan pemahaman merekayasa untuk sampai pada pemanfaatan dan penemuan teknologi pada proses rekayasa (engineering process) [2]. Sehingga dalam pendidikan STEM tidak hanya meningkatkan literasi sains dan matematika saja, tetapi juga meningkatkan literasi teknologi dan rekayasa. Sehingga dalam pendidikan STEM, siswa dapat dilatih kemampuan teknologi dan rekayasa (engineering). 2.4 Bagaimana penerapan pembelajaran STEM untuk meningkatkan literasi teknologi dan rekayasa siswa dalam pembelajaran fisika? Berdasarkan penelitian sebelumnya, di suatu sekolah di Amerika Serikat dilakukan penerapan pembelajaran STEM dengan aktivitas projek yang dapat meningkatkan literasi teknologi dan rekayasa siswa sekolah menengah. Pada penelitian ini dilakukan implementasi penggunaan robotika dalam pembelajaran fisika di sekolah menengah. Dalam prosesnya, guru memberikan projek kepada siswa berupa tugas merancang robot Lego yang aktivitas projeknya disesuaikan dengan kompetensi yang harus dicapai oleh siswa. Setiap tugas diberikan secara bertahap seperti pada tabel di bawah ini. Tabel 2. Aktivitas pembelajaran STEM yang melatih kemampuan literasi teknologi dan rekayasa di salah satu sekolah Amerika Serikat [7]

133

Thesiani Fatimah Zainurrisalah, dkk. Mengukur Kemampuan Literasi Teknologi dan Rekayasa ... Tugas 1

Judul Merancang robot

Memprogram robot untuk dipercepat

Memprogram robot untuk diperlambat

Memprogram robot untuk berpindah dengan kecepatan yang tetap Memprogram robot untuk berhenti tanpa menyentuh dinding

Deskripsi Siswa membaca dan mengikuti instruksi pada lembar instruksi robotik untuk merancang robot Robot dapat berpindah dengan kecepatan yanag dipercepat Robot dapat berpindah dengan kecepatan yang diperlambat Robot dapat berpindah dengan kecepatan yang tetap Robot dapat berhenti dengan jarak terdekat dengan penghambat tanpa menyentuhnya

Sedangkan di Indonesia sendiri, sudah mulai diterapkan pembelajaran STEM di beberapa sekolah. Dalam sebuah penelitian dilakukan pembelajaran IPA di sekolah menengah menggunakan e-book berbasis STEM pada materi pesawat sederhana. Dalam penelitian tersebut dilakukan implementasi dalam pembelajaran fisika dengan memanfaatkan ebook berbasis STEM yang dapat melatih kemampuan literasi teknologi dan rekayasa siswa [8]. Dalam penelitian tersebut, peneliti membandingkan sampel kelas eksperimen dan kelas kontrol. Dimana dalam kelas eksperimen, proses pembelajaran siswa menggunakan ebook STEM. Dan hasilnya menunjukkan bahwa siswa dalam kelas eksperimen memiliki kemampuan literasi teknologi dan rekayasa

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

yang lebih tinggi dari pada siswa pada kelas kontrol. Hal ini dilihat dari hasil posttest yang diberikan kepada siswa. Hal ini menunjukkan bahwa pembelajaran menggunakan e-book berbasis STEM dapat meningkatkan literasi teknologi dan rekayasa siswa [8]. Penelitian lain menunjukkan bahwa penerapan pembelajaran STEM juga dapat meningkatkan kemampuan literasi teknologi dan rekayasa siswa [4] Hal ini dibuktikan dengan penelitiannya yang menerapkan tahapantahapan pembelajaran STEM dengan kegiatan rekayasa (engineering practice) yang diawali dengan tahap pikir, desain, buat dan uji. Dalam tahap ‘pikir’, siswa dihadapkan pada suatu masalah dan harus mendapat solusinya dengan membuat rancangan produk. Pada tahap ‘desain’, peserta didik membuat sketsa produk yang akan mereka buat dengan melibatkan skala/ukuran produk secara detail. Selanjutnya pada tahap ‘buat’ siswa mulai menyiapkan alat dan bahan serta melakukan langkah-langkah yang sudah dirancangn pada tahap ‘pikir’. Tahap terakhir adalah tahap ‘uji’ dimana pada proses ini dapat dilihat keberhasilan produk yang telah dibuat. Dari tahapan-tahapan tersebut siswa memiliki pengalaman dalam teknologi dan rekayasa sehingga siswa dapat lebih terbiasa dalam mengaplikasikan teknologi dalam proses pembelajaran fisika. 3. Kesimpulan Penelitian mengenai literasi teknologi dan rekayasa ini akan terus berkembang seiring berkembangnya teknologi. Karena semakin berkembang teknologi, maka masyarakat harus semakin menyesuaikan diri dengan kondisi yang ada. Penerapan pembelajaran STEM ini sangat baik jika dilakukan pada siswa sekolah menengah khususnya di Indonesia agar pendidikan negara kita dapat mencetak penerus bangsa yang memiliki literasi teknologi dan rekayasa yang tinggi sehingga mampu bekerja dan bersaing dalam dunia teknologi yang canggih. Untuk penelitian selanjutnya, diharapkan peneliti dapat mengembangkan pembelajaran STEM dengan media pembelajaran dan kegiatan engineering yang berinovasi sehingga dapat lebih meningkatkan literasi teknologi dan rekayasa siswa. 4. Referensi [1] Firman, H, Development

dkk. (2016). of Technology

The and

134

Thesiani Fatimah Zainurrisalah, dkk. Mengukur Kemampuan Literasi Teknologi dan Rekayasa ...

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

Engineering Literacy Through STEM Based Education. International Conference on Innovation in Engineering and Vocational Education (ICIEVE 2015). NGSS. (2013). Next Generation Science Standards for States, by States. Washington. DC: Archiver, Inc. 2013. URL: https://www.nextgenscience.org/. ITEA. (2003). Advancing excellence in technological literacy: Student assessment, professional development, and program standard. Public Agenda. URL http://www.publicagenda.org/ Raharjo, Sugi. (2017). Penerapan Pembelajaran Fisika Berbasis STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics) untuk Meningkatkan Kemampuan Literasi Teknologi dan Rekayasa Siswa MA. Thesis Program Studi Pendidikan Fisika, Sekolah Pascasarjana Universitas Pendidikan Indonesia. Frank, Moti., Barzilai, Abigail. (2006). Project-Based Technology: Instructional Strategy for Developing Technological Literacy. Journal of Technology Education vol.18 number 1: 39-41. National Assessment and Educational Progress (2014). Abridge Technology and Engineering Literacy framework. National Assesment Governing Board. Ntemngwa, Ceelestin., Oliver, J. Steve. (2018). The Implemetation of Integrated Science, Technology, Engineering and Mathematics (STEM) Instruction Using Robotics in the Middle School Science Classroom. International Journal of Education in Mathematics, Science and Technology (IJEMST) volume 6, number 1:18-27. Komarudin, Umar. (2016). Penggunaan E-book Berbasis STEM Tema Pesawat Sederhana untuk Meningkatkan Penguasaan Konsep dan Literasi Teknologi Rekayasa Literasi Siswa. Thesis Program Studi Pendidikan Ilmu Pengetahuan Alam, Sekolah Pascasarjana Universitas Pendidikan Indonesia.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

135

Mustaqimah. Pembuatan Alat Peraga Fisika Sederhana Roket Air Bersirip Untuk ...

Pembuatan Alat Peraga Fisika Sederhana Roket Air Bersirip Untuk Membentuk Kerja Ilmiah dan Sikap Ilmiah di SMA Negeri 3 Demak Mustaqimah SMA Negeri 3 Demak, Dinas Pendidikan dan Kebudayaan Propinsi Jawa Tengah, Jalan Sultan Trenggono No.81 kalikondang Demak 59517, Indonesia Corresponding author. E-mail: djarotdemak989@gmail.com Hp: +62-081329317339

ABSTRAK Penelitian ini dilatarbelakangi masih rendahnya ketrampilan proses sains peserta didik terutama kerja ilmiah dan sikap ilmiah. Berdasarkan pengamatan penulis, pembelajaran Fisika di kelas dengan metode saintific pada kurikulum 2013 masih rendah. Pembelajaran terkesan berpusat pada guru (teacher centered). Hal ini ditunjang dengan kurang tersedianya alat peraga untuk mendukung kegiatan pembelajaran khususnya materi impuls dan momentum. Di dalam silabus mengisyaratkan adanya ketrampilan proses yang dilakukan oleh peserta didik yaitu pengujian hukum kekekalan momentum dengan menggunakan roket. Atas dasar tersebut dikembangkan alat Roket Air Bersirip. Tujuan penelitian ini (1) mendeskripsikan dan menganalisis desain alat peraga Roket Air Bersirip yang sesuai, (2) mendeskripsikan dan menganalisis keefektifan dan kelayakan alat peraga. Desain penelitian ini adalah Research and Development (R&D), alur penelitian menutur model dari Thiagarajan terdiri dari 4D tahapan yaitu: Define (Pendefinisian), Design(Perancangan), Develop (Pengembangan) dan Disseminate (Penyebaran). Teknik analisa data menggunakan kualitatif dan kuantitatif dengan pretest-posttest group design. Desain model divalidasi oleh ahli dan praktisi dengan teknik Delphi. Keefektivan model diuji dengan paired sample t-test dan independent sampe t-test. Hasil penelitian menunjukkan bahwa untuk meningkatkan nilai tersebut dapat dilakukan dengan alat peraga berupa roket air bersirip dimana dengan menggunakan alat peraga roket air bersirip ini secara signifikan dapat meningkatkan kerja ilmiah dan sikap ilmiah peserta didik sehingga nilai pengetahuan meningkat pula. Kata kunci: Alat Peraga, Kerja Ilmiah, Sikap Ilmiah

ABSTRACT This research was based on the background of the low level of science process skill of students, especially the scientific work and attitude. Based on the writerâ&#x20AC;&#x2122;s observation, the learning of Physics subject in the classroom by using the scientific method in the 2013 curriculum was still low. The learning process seemed to be a teacher centered. This was supported by the lack of availability of teaching aids to support learning activities, especially the subject matter of impulses and momentum. The syllabus implied that the existence of process skills which carried out by the students, namely the testing of the momentum conservation law by using a rocket. On the basis of that situation, it was developed a finned water rocket tool. The purpose of this study was: (1) to describe and analyze the design of a suitable finned water rocket tool, (2) to describe and analyze the effectiveness and the appropriateness of the teaching aids. The design of this study was Research and Development (R & D), the research flew followed the model from Thiagarajan consisting of Define (Defining), Design (Design), Develop (Development), Disseminate (Distribution). The technique of data analysis used the qualitative and quantitative with the pretest - posttest group design. The model design was validated by an expert and practitioner by using the Delphi. The model effectiveness was evaluated by paired sample t-test and independent t-test. The result of the study showed that to increase the studentsâ&#x20AC;&#x2122; score could be done by using the demonstration tool of a finned water rocket in which by using a simple finned water rocket could increase significantly the scientific work and attitude of the students so that the knowledge score would increase too. Keywords: demonstration tool, scientific work, scientific attitude

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

136

Mustaqimah. Pembuatan Alat Peraga Fisika Sederhana Roket Air Bersirip Untuk ... 1. Pendahuluan Ilmu pengetahuan alam (IPA) atau sains merupakan ilmu pengetahuan yang berkaitan dengan cara mencari tahu tentang fenomena alam yang sistematis yang diperoleh melalui proses penemuan. Dalam pembelajaran IPA harus dibangun tiga unsur yaitu proses ilmiah, sikap ilmiah, dan produk ilmiah. Hal tersebut menuntut guru untuk melaksanakan pembelajaran yang menfasilitasi peserta didik dengan pengalaman belajar yang berorientasi pada pendekatan ilmiah (scientific approach). Dalam kerja ilmiah peserta didik diharuskan menggunakan metode ilmiah, dan dalam metode ilmiah diperlukan berbagai keterampilan kerja ilmiah atau keterampilan proses sains (science process skills). Dalam kerja ilmiah mengandung sikap ilmiah. Pembelajaran Fisika di SMA Negeri 3 Demak, rata-rata guru jarang menerapkan kegiatan terkait ketrampilan proses di kelas. Pembelajaran terkesan hanya berpusat pada guru (teacher centered). Hasil ulangan menunjukkan capaian yang rendah dimana berdasarkan dokumen nilai ulangan harian materi sebelumnya yaitu usaha dan energi peserta didik yang tuntas secara klasikal hanya 33,3%, jauh dibawah prosentase yang ditargetkan oleh guru yaitu sebesar 85%. Menurut penelitian yang dilakukan Rohmah, pengujian hipotesis penelitian menunjukan bahwa terdapat pengaruh yang signifikan penggunaan alat peraga Musschenbroek bimetal terhadap keterampilan proses sains peserta didik [1]. Demikian juga hasil penelitian yang dilakukan oleh Penelitian yang dilakukan oleh Rohani dengan Judul Hubungan Antara Ketrampilan Proses Sains Dan Berpikir Kritis Peserta didik Melalui Strategi Pembelajaran Inkuiri Pada Materi Polusi Lingkungan Di SMA Negeri 3 Palangka Raya memberikan kesimpulan bahwa penggunaan alat peraga dalam pembelajaran fisika dapat meningkatkan keterampilan berfikir kritis peserta didik [2]. Atas dasar itulah perlu dikembangkan alat peraga sederhana untuk meningkatkan pemahaman dan penalaran peserta didik serta mengaktifkan siswa selama pembelajaran berlangsung pada materi momentum dan impuls berupa Roket Air bersirip. 1.1.

Identifikasi Masalah Berdasarkan uraian latar belakang di atas, maka permasalahan dalam penelitian ini

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

dapat diidentifikasi sebagai berikut: Pembelajaran fisika masih berlangsung secara konvensional dan belum memberikan pengalaman langsung ke peserta didik untuk meningkatkan sikap ilmiah dan kerja ilmiah. Kurang adanya kreasi dan inovasi alat peraga dari guru. Di SMA N 3 belum memiliki alat peraga Roket Air bersirip Sederhana. 1.2. Permasalahan Dari identifikasi masalah di atas, permasalahan dirumuskan sebagai berikut. 1. Bagaimanakah desain alat peraga roket air bersirip yang sesuai untuk meningkatkan kerja ilmiah dan sikap ilmiah peserta didik kelas X MIA 3 SMA N 3 Demak tahun pelajaran 2017/2018? 2. Bagaimanakah keefektifan dan kelayakan alat peraga roket air bersirip dalam membentuk kerja ilmiah dan sikap ilmiah peserta didik? 1.3.

Tujuan Penelitian pengembangan dapat dirumuskan sebagai berikut. 1. Mendeskripsikan dan menganalisis desain alat peraga roket air bersirip yang sesuai untuk meningkatkan keterampilan proses sains peserta didik kelas X MIA 3 SMA N 3 Demak tahun pelajaran 2017/2018. 2. Mendeskripsikan dan menganalisis keefektifan dan kelayakan alat peraga roket air bersirip dalam membentuk kerja ilmiah dan sikap ilmiah peserta didik kelas X MIA 3 SMA N 3 Demak tahun pelajaran 2017/2018. 2. 2.1.

Bahan dan Metode Penelitian Bahan Penelitian Bahan penelitian berupa produk roket air bersirip untuk meningkatkan kerja ilmiah dan sikap ilmiah peserta didik kelas XI MIPA 3 SMA Negeri 3 Demak dengan spesifikasi terbuat dari botol bekas air mineral, koran sebagai pemberat roket, air sebagai pengganti bahan bakar, pompa bertekanan untuk memasukkan gas pada roket, serta dapat digunakan menjelaskan hukum kekekalan momentum 2.2.

Metode Penelitian Penelitian ini menggunakan model pengembangan yang mengikuti alur dari Sivasailam Thiagarajan, DorothyS. Semmel, dan Melvyn I. Semmel [3]. Alur penelitian menutur model dari Thiagarajan terdiri dari empat tahapan dan dikenal dengan 4-D (four D)

137

Mustaqimah. Pembuatan Alat Peraga Fisika Sederhana Roket Air Bersirip Untuk ... yaitu: Define (pendefinisian), Design (perancangan), Develop (pengembangan) dan Disseminate (penyebaran). Untuk memudahkan prosedur pengembangan dalam proses penelitian, berikut disusun alur penelitian seperti pada gambar 1 berikut ini:

Gambar 1. Alur Penelitian Pengembangan Alat Peraga Sederhana Roket Air Bersirip. 2.3 Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilakukan di SMA Negeri 3 Demak yang beralamat Jl. Sultan Trenggono no.81 Kalikondang Kabupaten Demak. Pelaksanaan penelitian selama 4 bulan (MaretJuni 2018).

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

3. Teknik Analisa Data a. Validitas dan Reliabilitas (Keabsahan Data) Menurut Sugiyono instrumen yang valid adalah instrumen yang dapat mengukur yang seharusnya diukur [4]. Sedangkan instrument yang reliable artinya instrumen yang bila digunakan beberapa kali menghasilkan data yang sama. Pada penelitian ini uji validitas kelayakan alat peraga dilakukan oleh ahli dari dosen fisika, pengawas SMA, dan guru fisika dengan mengisi instrumen lembar validasi. Setelah diuji kelayakan alat peraga dan mendapatkan masukan dari validator, dilakukan uji coba simulasi alat peraga kembali dengan melibatkan perwakilan guru-guru yang tergabung dalam MGMP Fisika SMA Kabupaten Demak. b. Uji Keefektifan Uji Keefektifan alat peraga yang dikembangkan dapat dilihat dari hasil pretest dan posttest peserta didik sebelum dan sesudah pembelajaran. Hasil pretest dan posttest ini dihitung dengan uji normalitas dan uji homogenitas untuk mengetahui data terdistribusi normal dan berasal dari sampel yang homogen. 4. Hasil dan Pembahasan 4.1 Hasil Penelitian Berdasarkan prosedur pengembangan menggunakan model 4D (four-D) dapat didiskripsikan sebagai berikut: 4.1.1 Pendefinisian (define) Tahap ini dilakukan analisis awal pembelajaran Fisika kelas XI MIPA di SMAN 3 Demak yang selama ini sudah dilaksanakan meliputi: analisis peserta didik, analisis konsep, dan analisis tugas. Hasil analisis awal ini dijadikan pedoman dalam menentukan tujuan pembelajaran dan metode pengembangan pada tahap design 4.1.2 Perancangan (design) Tahap design dirancang sebuah model konseptual pengembangan alat peragaroket air bersirip untuk menguji penerapan hukum kekekalan momentum untuk membentuk kerja ilmiah dan sikap ilmiah peserta didik. Hasil perancangan roket air bersirip diberikan dalam gambar berikut.

138

Mustaqimah. Pembuatan Alat Peraga Fisika Sederhana Roket Air Bersirip Untuk ... 86,25 %

Rerata

Hasil uji simulasi penggunaan alat peragaroket air bersirip dapat dilihat pada diagram batang gambar 3 berikut ini. Series1, Series1, Series1, Kevalidan, Keberman Keberfungsian Keberfung 93.75 faatan, sian, 87.5 Series1, Series1, Kepraktisan 87.5 Kepraktisa Berkualita Berkualitas n, 81.25 s, 81.25 Kevalidan Kebermanfaatan

Gambar 2. Rancangan Alat Peraga Roket Air Bersirip Keterangan gambar : 1. Sirip Roket 6. Tutp Alas Peluncur 2. Kepala Roket 7. Sambungan Peralon 3. Ekor Roket 8. Tutup Alas Peluncur 4. Trigger 9. Dop, 10. Baut 5. Tutup Alas Peluncur

Gambar 3. Diagram Batang Hasil Uji Kepraktisan Berdasarkan saran dan masukan dari valdator ahli dan praktisi dilakukan revisi terhadap rancangan model. Model yang sudah direvisi kemudian uji coba secara terbatas di kelas X IPA 3 sebagai kelas eksperimen. Kegiatan pembelajaran dapat dilihat dalam gambar berikut ini :

4.1.3 Pengembangan (develop) Pada tahap pengembangan dilakukan validasi rancangan model konseptual yang telah dihasilkan pada tahap design oleh ahli dan praktisi dengan teknik delphi. Pada penelitian ini validasi ahli dilakukan oleh dosen Universitas Negeri Semarang (UNNES) Prof.Dr. Susilo, M.Si dan dr. Suharto Linuwih, M.Si, pengawas sekolah menengah kabuaten Demak yaitu Bpk. Siswandi, S.Pd, M.Pd. Sedangkan untuk praktisi dilakukan oleh Khilyatul Khoiriyah, S.Si, M.Sc dan Widiyorini, S.Pd keduanya merupakan guru di SMA Negeri 3 Demak.

Persentase (%)

1. Keberfungsian 2. Kepraktisan 3. Berkualitas 4. Kevalidan 5 Kebermanfaatan Jumlah

Skor Maksimal

Indikator

Skor Perolehan

Tabel 1. Hasil Uji Simulasi Alat Peraga Roket Air bersirip

14 13 13 15 14 67

16 16 16 16 16 80

87,50 81,25 81,25 93,75 87,50 431,25

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Gambar 4. Kegiatan Pembuatan Dan Peluncuran Roket Air Bersirip. Di akhir pembelajara dilakukan post test untuk melihat peningkatan prestasi serta kerja ilmiah dan sikap ilmiah dengan hasil sebagai berikut: Tabel 2. Perbandingan Skor Rata-Rata Posttest Sikap Ilmiah Kelompok Kontrol dan kelompok eksperimen

139

Mustaqimah. Pembuatan Alat Peraga Fisika Sederhana Roket Air Bersirip Untuk ...

KELOMP OK Kontrol Eksperim en

Mean

36 36

70,31 74,86

Standar d Deviatio n 4,869 7,434

Levene's Test for Equality of Variances Levene's Test for Equality of Variances

Std. Error Mean ,811 1,239

Tabel 3. Hasil Uji Beda Posttest Sikap Ilmiah Kelompok Kontrol Dan Kelompok Eksperimen Levene's Test for Equality of Variances t-test for Equality of Levene's Means Test for Equality of Variances 95% Confidenc Sig. Mea e Interval of the (2n F Sig. taile Diffe Differenc e d) rence Lo Up wer per Equal varian 7,8 ,00 ces ,003 4,55 7,5 1,6 83 6 assum 6 09 02 ed Equal varian ces ,003 4,55 7,5 1,5 not 6 18 93 assum ed Tabel 4. Perbandingan Skor Rata-Rata Postest Kerja Ilmiah Kelompok Kontrol dan Kelompok Eksperimen Std. Std. Kelompok N Mean Error Deviation Mean Kontrol 36 71,72 9,422 1,570 eksperimen 36 78,83 6,185 1,031 Tabel 5. Hasil Uji Beda Posttest Kerja Ilmiah Kelompok Kontrol Dan Kelompok Eksperimen

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Equal varian ces assum ed Equal varian ces not assum ed

t-test for Equality of Means

Mea n Diffe rence

95% Confidenc e Interval of the Differenc e Lo Up wer per

Sig.

Sig. (2taile d)

7,8 83

,00 6

,003

4,55 6

7,5 09

1,6 02

,003

4,55 6

7,5 18

1,5 93

Untuk prestasi kognitif peserta didik dapat dilihat antara perbandingan nilai pretest dan posttest.

Gambar 5. Grafik Perbandingan Nilai Pretest dan Posttest Kelompok Eksperimen Tabel 6. Perbandingan Skor Nilai Pretest dan Posttest Kelompok Eksperimen PRE- POSTNO NILAI TEST TEST 2377 2695 JUMLAH 66,0 74,9 RATA-RATA 4.1.4 Penyebaran (disseminate)

140

Mustaqimah. Pembuatan Alat Peraga Fisika Sederhana Roket Air Bersirip Untuk ... Model yang sudah diujicoba dan dinyatakan efektif dan praktis selanjutnya disebarkan pada guru Fisika se-kabupaten Demak melalui forum MGMP 4.2 Pembahasan Pembuatan alat peraga fisika sederhana roket air bersirip merupakan penelitian Research and Development (R&D) dengan menggunakan prosedur pengembangan model 4D (four-D) yaitu melakukan pendefinisian (define), perancangan (design), pengembangan (develop), dan penyebaran (disseminate). Pada tahap pendefinisian (define), di SMA Negeri 3 Demak ditemukan kondisi pembelajaran yang kurang efektif dimana guru lebih banyak berceramah (teacher centered). Hasil wawancara kepada peserta didik dengan angket terbuka juga menunjukan bahwa pembelajaran fisika yang selama ini masih menggunakan metode ceramah dan sarana laboratorium belum lengkap. Berdasarkan hasil tersebut perlu diupayakan pembelajaran fisika peserta didik yang mudah dipahami dengan memberikan pengalaman langsung ke peserta didik. Hal ini sesuai dengan pendapat Syafiransyah bahwa keterampilan proses sains secara signifikan dapat meningkatkan hasil belajar fisika peserta didik [5]. Rustaman juga menyampaikan bahwa keterampilan proses sains dapat dikembangkan melalui pembelajaran yang memberikan pengalaman pembelajaran langsung kepada peserta didik [6]. Berdasarkan hasil pada tahap define yang guru perlu memberikan pengalaman langsung ke peserta didik dengan menggunakan model pembelajaran project based learning berbantuan alat peraga. Hal ini didasarkan pada penelitian yang dilakukan oleh Maftuh & Widiyatmko bahwa untuk memudahkan peserta didik dalam memahami konsep-konsep sains bisa menggunakan suatu alat peraga IPA [7]. Rancangan alat peraga roket air bersirip divalidasi oleh ahli dan praktisi dengan teknik delphi. Hasil validasi didapatkan nilai akhir kelayakan alat 85,6 dan efektifitas alat 84,0 yang berarti model alat peraga roket air bersirip termasuk dalam kategori sangat baik. Dengan membandingkan prestasi kelompok eksperimen dan kontrol, dapat dilihat dari hasil uji coba alat peraga Roket Air dimana secara signifikan dapat meningkatkan kerja Ilmiah dan sikap Ilmiah peserta didik. Hasil analisis dengan independent sample t-test dapat

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

dilihat bahwa Sig. (2-tailed) untuk nilai posttest sikap ilmiah dan kerja ilmiahkelompok kontrol dan kelompok eksperimen sebesar 0.003<0,05. Nilai ini menunjukan terdapat perbedaan yang signifikan terhadap nilai sikap Ilmiah dan kerja Ilmiah antara kelas kontrol dan kelas eksperimen. Sedangkan dari hasil perbandingan nilai pretest dan posttest pada kelompok eksperimen diperoleh hasil rata-rata naik dari 66.0 menjadi 74,9. Hal ini menunjukkan perbedaan yang signifikan dimana nilai posttest lebih unggul dibandingkan pretest. Pembelajaran dengan alat peraga Roket Air Sederhana dapat meningkatkan kerja ilmiah, sikap ilmiah, dan hasil belajar. 5. Simpulan Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan maka dapat disimpulkan bahwa: 1. Desain alat peraga sederhana roket air bersirip dibuat dengan menggunakan botol bekas air mineral terbuat dari botol bekas air mineral, koran sebagai pemberat roket, air sebagai pengganti bahan bakar, pompa bertekanan untuk memasukkan gas pada roket. 2. Alat peraga roket air bersirip terbukti efektif dan layak digunakan dalam membentuk kerja ilmiah dan sikap ilmiah peserta didik. Hal ini dibuktikan dengan nilai pretest dan posttest pada kelompok eksperimen diperoleh hasil rata-rata naik dari 66.0 menjadi 74,9. 6. Ucapan terima kasih 1. Kepala SMA Negeri 3 Demak, Bapak Suprapto, S.Pd, M.Si 2. Katua Jurusan Prodi Fisika UNNES, bapak Dr. Suharto Linuwih, M.Si dan dosen Fisika UNNES,Bapak Prof. Dr. Susilo, M.S 3. Bapak dan Ibu anggota MGMP Fisika SMA kabupaten Demak 4. Peserta didik kelas X MIA 1 dan X MIA 3 SMA Negeri 3 Demak Tahun Pelajaran 2017/2018 5. Bapak Jarot, M.M dan dua buah hatiku Syafira Salma Alfany dan Azka Naufal Akbar 7. Referensi [1] Rohmah, K. Susilawati., Saptaningrum,E. ( 2017). Penggunaan Alat Peraga Musschenbroek Bimetal Terhadap Keterampilan Proses Sains. Jurnal

141

Mustaqimah. Pembuatan Alat Peraga Fisika Sederhana Roket Air Bersirip Untuk ... Penelitian Pembelajaran Fisika Vol. 8 No. 2. September 2017 [2] Rohani (2015) .Hubungan Antara Ketrampilan Proses Sains Dan Berpikir Kritis Peserta didik Melalui Strategi Pembelajaran Inkuiri Pada Materi Polusi Lingkungan Di SMA Negeri 3 Palangka Raya. e-journal.iainpalangkaraya.ac.id/index.php/edusains/arti cle/view [3] Thiagarajan, S., Semmel, D. S & Semmel, M. I. 1974. Instructional Development for Training Teachers of Expectional Children. Minneapolis, Minnesota: Leadership Training Institute/Special Education, University of Minnesota [4] Sugiyono. (2015). Metode Penelitian dan Pengembangan (Research and Development/R&D). Bandung: Alfabeta. [5] Syafriyansyah. (2016). Pengaruh Keterampilan Proses Sains Peserta didik Terhadap Hasil Belajar Fisika Peserta didik Melalui Metode Eksperimen [6] Rustaman, A. (2005). Pengembangan Kompetensi (Pengetahuan, keterampilan,Sikap, dan Nilai) Melalui Kegiatan Praktikum Biologi. Penelitian Jurusan Pendidikan Biologi FMIPA UPI Bandung. [7] Maftuh, M., & Widiyatmoko, A. (2012). Alat Peraga IPA Untuk Memahami Keterkaitan Bumi Dengan Jam Istiwa. Unnes Science Educational Journal, Vol 1 No 1

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

142

Lulu Iolanessa, dkk. Study Improving Students Problem Solving ...

Study of Improving Students Problem Solving Skills in Stem Learning Lulu Iolanessa*, Irma Rahma Suwarma, Agus Jauhari Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi No.229, Bandung 40154, Indonesia * Corresponding author. E-mail: iolanessalulu@gmail.com Hp: +62857 9306 9007

ABSTRAK Pada abad ke-21 perkembangan sistem pendidikan sudah semakin maju. Dari rangkaian keterampilan abad ke-21 yang diinginkan telah diidentifikasi melalui berbagai studi berskala luas secara konsisten dalam konteks pembelajaran sains, teknologi, engineering, dan matematika (STEM), kemampuan untuk memecahkan masalah, khususnya pemecahan masalah yang kompleks, tetap merupakan kompetensi penting. Dalam makalah ini kami mengkaji peningkatan keterampilan pemecahan masalah, setelah siswa mengalami pembelajaran berbasis stem. Kajian tersebut dilakukan berdasarkan hasil penelitian dari dalam maupun luar negeri yang telah mengimplmentasikan pembelajaran stem sejak tahun 2013. Berdasarkan kajian tersebut pembelajaran stem mampu meningkatkan keterampilan pemecahan masalah siswa pada level siswa sekolah menengah. Hal ini ditunjukkan oleh penelitian yang dilakukan di Negara Thailand dimana hasil penelitian pembelajaran menggunakan STEM Education memiliki skor berpikir kritis dan keterampilan pemecahan masalah pada posttest lebih tinggi. daripada pre-test dengan level 01 signifikan secara statistik 2) Siswa yang belajar menggunakan STEM Education memiliki nilai prestasi post-test lebih tinggi dari pre-test dengan taraf signifikan 0,01. Dengan tujuan penelitian yang sama di negara lain yaitu Taiwan, hasil penelitiannya menyatakan bahwa pembelajaran STEM mampu meningkatkan kemampuan pemecahan masalah siswa menengah. Kata Kunci: Kemampuan Memecahkan Masalah, STEM

ABSTRACT In the 21st century the development of the education system has progressed. From the desired range of 21st century skills that have been identified through a variety of broad-scale studies consistently in the context of learning science, technology, engineering, and mathematics (STEM), the ability to solve problems, especially complex problem solving, remains an important competency. In this paper we examine the improvement of problem solving skills, after students experience stem-based learning. The study was conducted based on the results of research from within and outside the country that has implemented stem learning since 2015. Based on these studies stem learning is able to improve students' problem solving skills at the level of middle school students. This is indicated by research conducted in Thailand where the results of research using STEM Education have a higher critical thinking and problem solving skills at the posttest. than the pre-test with a statistically significant level .01. 2) Students who learn to use STEM Education have higher posttest achievement scores than the pre-test with a significant level of 0.01. With the aim of the same research in other countries namely Taiwan, the results of his research state that STEM learning is able to improve the problem solving abilities of middle students. Keywords: Problem Solving Skill, STEM

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

143

Lulu Iolanessa, dkk. Study Improving Students Problem Solving ...

1. Pendahuluan Pada abad ke-21 perkembangan sistem I. pendidikan sudah semakin maju. Assesment II. st and Teaching of 21 Century Skills mengkategorikan keterampilan abad ke-21 yaitu (1) cara berpikir, termasuk berpikir kreatif, inovasi, berpikir kritis, memecahkan masalah, membuat keputusan dan melakukan pembelajaran; (2) cara bekerja termasuk keterampilan komunikasi dan kolaborasi (bekerjasama tim); (3) keterampilan untuk hidup di dunia, termasuk memiliki kesadaran sebagai warga negara global maupun lokal, mengembangkan hidup dan karir, serta memikul tanggung jawab pribadi dan sosial. Dari rangkaian keterampilan abad ke-21 yang diinginkan telah diidentifikasi melalui berbagai studi berskala luas, kemampuan untuk memecahkan masalah, khususnya pemecahan masalah yang kompleks, merupakan kompetensi penting yang harus ditingkatkan oleh berbagai level pendidikan dimana pendidikan merupakan pondasi sebuah negara untuk membangun bangsa. Khususnya dalam level siswa menengah, karena pada level ini siswa sudah mulai berpikir secara logis, kritis dan keingintahuan yang tinggi sehingga point pentingnya adalah bagaimana mengembangkan keterampilan siswa tersebut. Salah satu solusi yang digunakan beberapa negara maju untuk menghadapi tantangan abad 21 yaitu pendidikan STEM (Sience, Technology, Engineering, and Mathematics). Terdapat beberapa hasil penelitian dari dalam maupun luar negeri yang telah mengimplementasikan pembelajaran STEM mampu meningkatkan keterampilan pemecah masalah siswa pada level sekolah menengah. Salah satunya adalah penelitian mengukur peningkatan keterampilan pemecahan masalah dan berpikir kritis dari negara Thailand dimana hasil penelitian pembelajaran menggunakan STEM Education memiliki skor berpikir kritis dan keterampilan pemecahan masalah pada posttest lebih tinggi. daripada pre-test dengan level signifikan secara statistik .01. 2) Siswa yang belajar menggunakan STEM Education memiliki nilai prestasi post-test lebih tinggi dari pre-test dengan taraf signifikan 0,01. Dengan tujuan penelitian yang sama di negara lain yaitu Taiwan, hasil penelitiannya menyatakan bahwa pembelajaran STEM mampu meningkatkan

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

kemampuan menengah.

pemecahan

masalah

siswa

2. Kajian Literatur 2.1 Apa itu keterampilan pemecahan masalah (problem solving skill) Secara bahasa problem solving berasal dari dua kata yaitu problem dan solves. Makna bahasa dari problem yaitu “a thing that is difficult to deal with or understand” (suatu hal yang sulit untuk melakukannya atau memahaminya), dapat jika diartikan “a question to be answered or solved” (pertanyaan yang butuh jawaban atau jalan keluar), sedangkan solve dapat diartikan “to find an answer to problem” (mencari jawaban suatu masalah). Secara terminologi problem solving seperti yang diartikan Syaiful Bahri Djamarah dan Aswan Zain adalah suatu cara berpikir secara ilmiah untuk mencari pemecahan suatu masalah. Mampu memecahkan masalah terkadang berurusan dengan pragmatik (logika) dan semantik (interpretasi masalah). Kemampuan untuk memahami apa tujuan dari masalah itu dan aturan apa yang bisa diterapkan merupakan kunci untuk memecahkan masalah. Tetapi tujuannya adalah untuk membuat para siswa mengetahui langkah-langkah yang terlibat dalam latihan pemecahan masalah. Para ilmuwan, insinyur, dan orang biasa menggunakan pemecahan masalah setiap hari untuk mencari solusi untuk berbagai masalah. Menggunakan prosedur sistematis dan literatif untuk memecahkan masalah adalah efisien dan memberikan aliran pengetahuan dan kemajuan yang logis [1]. Ada lima dimensi yang dilakukan saat memecahkan masalah: 1) mengidentifikasi konsep yang diketahui yang mungkin membantu memecahkan masalah, 2) memberikan penjelasan yang mungkin untuk masalah, 3) memberikan dua solusi yang mungkin untuk memecahkan masalah, 4) mengevaluasi solusi mereka dan memutuskan salah satunya adalah solusi yang paling dapat diterapkan, dan 5) menginterpretasikan data dan hasil. Satu studi menyarankan bahwa penalaran deduktif - proses penalaran dari satu atau lebih pernyataan umum tentang apa yang diketahui untuk mencapai kesimpulan tertentu secara

144

Lulu Iolanessa, dkk. Study Improving Students Problem Solving ... logis - adalah bagian mendasar dari pemecahan masalah

Gambar 1. Mata Pelajaran STEM yang saling terkait (Sumber: STEMconnector)

2.2 Apa Itu Stem? Istilah STEM pertama kali digunakan oleh NSF (National Science Foundation) pada tahun 1990 sebagai sebuah akronim dari science, technology, engineering, and mathematics [2]. Berikut penjabaran keempat ilmu tersebut (Kiki, 2017) 1. Science: ilmu yang mempelajari tentang alam. 2. Technology: definisi dari STEM untuk teknologi mencakup produk yang dibuat oleh manusia untuk memenuhi keinginan atau kebutuhan. Teknologi tidak hanya berhubungan dengan alat-alat digital. Kursi dan pensil juga termasuk teknologi. Setiap produk yang diciptakan atau digunakan anak untuk memecahkan masalah dapat dianggap sebagai teknologi. 3. Engineering: proses perancangan yang diciptakan anak untuk memecahkan masalah. 4. Mathematics: mempelajari tentang pola dan hubungan antara kuantitas, angka, dan ruang. Berdasarkan point-point tersebut, STEM merupakan integrasi dari keempat disiplin ilmu tersebut. Selain mengembangkan konten pengetahuan di bidang sains, teknologi, rekayasa/desain dan matematika, integrasi pendidikan STEM juga berupaya untuk menumbuhkan soft skill seperti penyelidikan ilmiah dan kemampuan memecahkan masalah. Dengan meningkatkan keterampilan pemecahan masalah dengan didukung perilaku ilmiah, untuk itu pendidikan integrasi STEM berusaha untuk membangun masyarakat yang sadar pentingnya literasi STEM. Literasi "STEM mengacu pada kemampuan individu untuk menerapkan pemahaman tentang bagaimana ketatnya persaingan bekerja di dunia riil yang membutuhkan empat domain yang saling terkait.

2.3 Dampak pembelajaran STEM terhadap keterampilan pemecahan masalah Pembelajaran berbasis STEM pertamakali digunakan pada tahun 2001 sedangkan untuk di Indonesia sendiri pertamakali digunakan pada tahun 2013. beberapa studi penelitian menyatakan hasil pengukuran keterampilan pemecahan masalah siswa: Siswa sekolah menengah atas di Thailand yang duduk di kelas 10 yang sampelnya berjumlah 37 siswa setelah diberi pembelajaran STEM didapat hasil penelitian pembelajaran menggunakan STEM Education memiliki skor berpikir kritis dan keterampilan pemecahan masalah pada posttest lebih tinggi. daripada pre-test dengan level signifikan secara statistik .01. 2) Siswa yang belajar menggunakan STEM Education memiliki nilai prestasi post-test lebih tinggi dari pre-test dengan taraf signifikan 0,01. Sehingga dapat disimpulkan bahwa secara keseluruhan setelah siswa diberi pembelajaran berbasis STEM, keterampilan pemecahan masalah yang dimiliki siswa meningkat. Sebelumnya tim peneliti telah merancang enam langkah prosedur penelitian yang diikuti sebagai: Langkah I: Membuat Rencana Pembelajaran dari Inovasi Instruksional dengan STEM Langkah II: Menciptakan Langkah-Langkah Kegiatan Belajar dengan STEM Langkah III: Kualitas Instruksi Instruksional STEM telah Diperiksa Langkah IV: Buat Tes Prestasi Belajar Langkah V: Dipilih Uji Keterampilan Berpikir Kritis dan Pemecahan Masalah Langkah VI: Menciptakan Inventaris Kepuasan Siswa Instruksi STEM tertanam mungkin secara luas menantang sebagai pendekatan untuk pendidikan di mana domain pengetahuan dapat diperoleh melalui penekanan pada situasi dunia nyata dan teknik pemecahan masalah dalam konteks sosial, budaya, dan fungsional (Chen, 2001). 3. Kesimpulan Berdasarkan berbagai studi penelitian yang sudah dilakukan, disimpulkan bahwa salah satu keterampilan yang harus dimiliki siswa pada abad ke 21 ini adalah keterampilan pemecahan masalah, hal ini penting karena

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

145

Lulu Iolanessa, dkk. Study Improving Students Problem Solving ... untuk menghadapi era modern globalisasi yang semakin menantang. Dengan memiliki keterampilan ini para anak bangsa mungkin dapat mengejar ketertinggalan dan bersaing dengan negara-negara maju atau bahkan sangat mungkin sekali dapat melebihi kualitas negara maju saat ini, jika memang para anak bangsa memiliki keterampilan pemecahan masalah yang tinggi. Berdasarkan beberapa penelitian yang mengukur peningkatan keterampilan pemecahan masalah siswa pada berbagai level, untuk meningkatkan keterampilan pemecahan masalah siswa dapat menggunakan pendekatan pembelajaran berbasis STEM yang mengintegrasikan ilmu pengetahuan, teknologi, teknik, dan matematika. Selain itu pun dapat menggunakan instruksi pemecahan masalah sehingga pikiran siswa lebih terstruktur dalam menghadapi suatu masalah dapat melatih olah pikir siswa dalam menyelesaikan persoalan.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

4. Referensi [1] Majithia, Chintan. (November 2018). Citing Internet sources URL http://www.msruas.ac.in. [2] Bybee, R.W. (2013). The case for STEM Education National Science Teachers Association. United States America

146

Mimi Hamidah, dkk. Penerapan Strategi Writing to Learn ...

Penerapan Strategi Writing to Learn untuk Meningkatkan Literasi Sains Siswa SMA pada Materi Optik Mimi Hamidah*, Parlindungan Sinaga, David Edison Tarigan Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi No.229, Bandung 40154, Indonesia * Corresponding author. E-mail: mimi.hamidah@student.upi.edu hp: +62-85-213424250 ABSTRAK Writing to learn â&#x20AC;&#x153;menulis untuk belajarâ&#x20AC;? merupakan strategi pembelajaran yang digunakan pada seluruh dan/atau di akhir pembelajaran dengan menulis. Strategi writing to learn dalam penelitian ini dilakukan dengan pemberian tugas berupa jurnal kepada siswa di setiap akhir pembelajaran. Strategi writing to learn diharapkan dapat meningkatkan literasi sains siswa. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk memperoleh gambaran peningakatan literasi sains siswa setelah diterapkannya strategi writing to learn. Metode penelitian yang dilakukan dalam penelitian ini adalah Pretest Posttest Control Group Design yang dilakukan di kelas X salah satu SMA negeri. Hasil penelitian menunjukan, kelas yang menggunakan strategi writing to learn diperoleh n-gain 0,54 dengan kategori sedang dan 0,31 untuk kelas yang tidak menggunakan writing to learn dengan kategori sedang. Penerapan strategi writing to learn berdampak pada literasi sains dengan effect size 1,79 dengan kategori tinggi. Kualitas menulis siswa cukup berpengaruh pada peningkatan literasi sains dengan koefisien korelasi 0,27 dengan kategori rendah. Kata Kunci: Literasi Sains; Optik; Strategi Writing to Learn

ABSTRACT Writing to learn is a learning strategy that is used by the teacher at all and/or at the end of learning by writing The writing to learn strategy in this study is carried out by giving journal writing assignments to students at the end of each lesson. The writing to learn strategy is expected to improve students' science literacy. The purpose of this study was to obtain an overview of increasing science literacy of students after the writing to learn strategy was applied. The research method carried out in this study is the Pretest Posttest Control Group Design conducted in one of the 10th public high schools. The results showed the implementation of writing to learn strategy, science literacy in experiment class was higher than control class, for the experiment class, n-gain is 0.54 with the moderate category and 0.31 for the control class in the moderate category too. The application of writing to learn strategies has an impact on students' science literacy with a size effect size of 1.79 with a high category. The quality of writing students from writing to learn strategies gave enough contribution to science literacy with coefficient of correlation 0.27 which fall on low category. Keywords: Science Literacy; Optic; Writing to Learn Strategy.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

147

Mimi Hamidah, dkk. Penerapan Strategi Writing to Learn ... 1. Pendahuluan Tujuan umum pembelajaran sains atau IPA menurut Toharuddin dkk [1] adalah penguasaan dan kepemilikan literasi sains (peserta didik) yang membantu peserta didik memahami sains dalam konten-proses-konteks yang lebih luas terutama dalam kehidupan sehari-hari. Selain kemampuan literasi sains baik dalam kurikulum tingkat satuan pendidikan (KTSP) maupun dalam kurikulum 2013 keduanya menyatakan bahwa salah satu tujuan pembelajaran fisika adalah agar siswa mampu menguasai konsep dan prinsip fisika, atau disebut juga kemampuan kognitif. Oleh sebab itu, maka kemampuan kognitif dan literasi sains merupakan kompetensi yang harus dicapai oleh siswa setelah pembelajaran. National Science Education Standards [2] mendefinisikan literasi sains sebagai pengetahuan dan pemahaman tentang konsepkonsep dan proses-proses sains yang diperlukan bagi seseorang untuk membuat keputusan, berpartisipasi dalam hal kenegaraan dan kebudayaan, serta pertumbuhan ekonomi. Sedangan menurut Toharuddin [1] literasi sains adalah kemampuan seseorang untuk memahami sains, mengkomunikasikan sains (lisan dan tulisan), serta menerapkan pengetahuan sains untuk memecahkan masalah sehingga memiliki sikap dan kepekaan yang tinggi thadap diri dan lingkungannya dalam mengambil keputusan berdasarkan pertimbangan-pertimbangan sains. Kedua pendapat ahli di atas mengenai literasi sains, keduanya menyatakan bahwa untuk mencapai literasi sains, kemampuan kognitif haruslah dimiliki karena untuk memecahkan permasalah dalam kehidupan sehari-hari dibutuhkan pengetahuan konsep dan sains terlebih dahulu. Sehingga untuk mencapai literasi sains, siswa harus memiliki pengetahuan dan pemahaman konsep sains. Pengetahuan dan penguasaan konsep sains siswa juga dapat dicapai jika siswa memiliki kemampuan kognitif. Proses kognitif menurut Anderson dan Krathwohl dalam Melida [3] merupakan saat dimana siswa menguasai sebuah konsep apabila siswa tersebut telah mampu melakukan serangkaian proses mental. Menurut Ramadhan [4] peningkatan kemampuan kognitif adalah suatu bukti keberhasilan atau kemampuan seorang siswa dalam melakukan

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

kegiatan belajarnya sesuai dengan bobot yang dicapainya. Peningkatan kemampuan kognitif dan kemampuan literasi sains siswa tidak dapat dilepaskan satu sama lain. Siswa dapat memahami atau memiliki kemampuan literasi sains jika memiliki pula kemampuan kognitif. Meningkatnya pengetahuan sains yang telah diperoleh siswa seharusnya dapat pula meningkatkan literasi sainsnya. Namun yang terjadi kemampuan literasi sains siswa Indonesia masih kurang, hal ini terlihat dari hasil penelitian yang dilakukan oleh PISA. PISA (Programme for International Assessment of Student) merupakan program internasional yang mengukur hasil sistem pendidikan pada prestasi belajar siswa yang berusia 15 tahun. Tujuan diselenggarakannya PISA yaitu untuk menjaring keterampilan literasi siswa di masing-masing negara, memantapkan benchmark untuk peningkatan pendidikan, dan memahami kekutan dan kelemahan relative sistem pendidikan [5]. Indonesia telah beberapa kali mengikuti PISA, namun hasil literasi sains siswa Indonesia dapat dikatakan masih rendah. Pada tahun 2000, literasi anak Indonesia berada pada posisi 38 dari 41 negara yang berpartisipasi dengan skor 393. Pada tahun 2009 literasi anak Indonesia berada di posisi 57 dari 65 negara yang berpartisipasi, dengan skor 383. Sedangkan pada tahun 2012 literasi anak Indonesia berada di posisi 64 dari 65 negara yang berpartisipasi, dengan skor 382. Dengan melihat hasil penilaian PISA yang diperoleh oleh Indonesia, dapat dikatakan bahwa kemampuan literasi sains siswa di Indonesia masih rendah dan perlu ditingkatkan. Telah banyak penelitian yang terkait dengan upaya peningkatan literasi sains siswa. Salah satunya adalah penelitian yang dilakukan oleh Douglas Fisher, Nancy Frey, dan Douglas Williams yang berjudul Seven Literacy Strategies that Work. Dalam penelitian tersebut dikemukakan tujuh strategi pembelajaran yang dapat membantu meningkatkan literasi sains. Tujuh strategi pembelajaran tersebut yaitu 1) Read-Alouds 2) K-W-L Charts 3) Graphic Organizers 4) Vocabulary Instruction 5) Writing to Learn 6) Structured Notetaking 7) Reciprocal Teaching.

148

Mimi Hamidah, dkk. Penerapan Strategi Writing to Learn ... Strategi Writing to Learn merupakan strategi pembelajaran yang memberikan tugas kepada siswa di akhir pembelajaran berupa tugas menulis. Siswa diberikan tugas untuk menulis apa yang telah mereka pelajari pada pembelajaran sebelumnya. Tahapan pembelajaran strategi writing to learn menurut Fulwiler yaitu terdiri dari engagement, active investigation, shared reflection, application, shared review, shared writing, dan scaffolding. Keterlaksanaan strategi pembelajaran writing to learn dapat dilihat dengan menggunakan lembar observasi. Penelitian lainnya dilakukan oleh Glynn dan Muth untuk meningkatkan literasi sains dengan strategi reading and writing to learn science. Holliday dkk. dalam Glynn [6] menyatakan â&#x20AC;&#x153;untuk meningkatkan litersi sains, siswa juga harus memiliki kemampuan membaca untuk mengevaluasi informasi berbasis cetak yang disajikan kepada mereka, dan kemampuan menulis untuk mengkomunikasikan pemikiran mereka kepada orang lain dan memiliki pengaruh yang kuat pada pemikiran mereka.â&#x20AC;? Maka dengan strategi writing to learn diharapkan dapat meningkatkan literasi sains siswa. 2. Bahan dan Metode 2.1. Subjek Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh siswa kelas X salah satu SMA di Kabupaten Purwakarta yang terdiri dari lima kelas. Adapun yang menjadi sampel penelitian adalah terdiri dari dua kelas yaitu kelas X3 dan kelas X4. Di mana X3 merupakan kelas ekperimen yang terdiri dari 33 siswa dan kelas X4 merupakan kelas kontrol yang terdiri dari 33 siswa. Adapun penentuan sampel penelitian ditentukan dengan teni purposive sampling, dimana sampel dipilih buan didasarkan strata, random, atau daerah namun atas adanya tujuan tertentu, dalam hal ini adalah untuk kemudahan peneliti. Sehingga sampel dalam penelitian ini ditentukan oleh pihak sekolah dengan mempertimbangkan kemudahan waktu, tenaga dan dana bagi peneliti. 2.2. Desain Desain yang digunakan dalam penelitian ini adalah Pretest Posttest Control Group Design, di mana terdapat dua kelompok sampel yang

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

menjadi objek penelitian yaiitu kelas eksperimen dan kelas kontrol. Sebelum diberikan treatment, kedua kelas tersebut masing-masing diberikan tes awal (pretest) untuk mengetahui kondisi awal siswa. Kelas eksperimen merupakan kelas dimana siswa diberikan treatment berupa strategi pembelajaran learning to learn, sedangkan kelas kontrol tidak diberikan pembelajaran dengan strategi writing to learn. Kedua kelas diberikan model pembelajaran berbasis masalah. 2.3. Instrumen Tes literasi sains ini terdiri dari 25 soal pilihan ganda yang dilakukan sebanyak dua kali yaitu sebelum diberikan perlakuan (pretest) dan setelah dilakukan pembelajaran (posttest). Tes literasi sains yang digunakan merupakan instrumen yang dikembangkan berdasarkan framework PISA 2015. Adapun domain literasi sains menurut framework PISA 2015 [7] literasi sains dicirikan dalam empat domain yang saling berhubungan, yaitu domain konteks, kompetensi, pengetahuan, dan sikap. Tabel 1. Domain Literasi Sains Konteks

Pengetahuan

Kompetensi

Personal, lokal, nasional dan isu global, baik yang terjadi saat ini maupun sejarah, yang menuntut beberapa pemahaman sains dan teknologi. Sebuah pemahaman faktafakta besar, konsep-konsep, dan penjelasan teori yang membentuk dasar pengetahuan ilmiah. Pengetahuan tersebut meliputi pengetahuan tentang alam dan teknologi (pengetahuan konten), pengetahuan bagaimana ideide dihasilkan (pengetahuan procedural) dan sebuah pemahaman yang mendasari prosedur tersebut dan pembenaran bagi kegunaannya (pengetahuan epistemik) Kemampuan untuk menjelaskan fenomena secara ilmiah, mengevaluasi dan merancang penyelidikan ilmiah, dan menginterpretasikan data dan bukti secara ilmiah.

149

Mimi Hamidah, dkk. Penerapan Strategi Writing to Learn ... Sikap

Satu set sikap terhadap ilmu yang ditunjukkan dengan minat dalam ilmu pengetahuan dan teknologi; menilai pendekatan ilmiah untuk penyelidikan, dimana tepat, dan persepsi dan kesadaran akan masalah lingkungan.

Karakteristik Soal Domain PISA

Pengetahuan P1

Tabel 2. Matrikulasi Soal Berdasarkan Domain Literasi Sains

√

Dalam peneltian ini domain literasi sains yang dianalisis merupakan domain pengetahuan, domain kompetensi dan domain konteks. Dalam tabel 2 disajikan matrikulasi domain literasi sains untuk setiap soal berdasarkan framework PISA 2015.

Kompetensi K2

Personal

√

Konteks

√

Personal

√

Personal

√

Personal

√

Personal

24 25

√

√ √

Personal

Personal Personal

Karakteristik Soal Domain PISA

Pengetahuan P1

Keterangan:

Kompetensi

Konteks

√

Personal

√

Personal

√

Personal

√

Personal

√

Personal

√

Personal

√

Personal

√

P1 = Pengetahuan Konten P2 = Pengetahuan Prosedural P3 = Pengetahuan Epistemik K1 = Kompetensi menjelaskan fenomena ilmiah K2 = Kompetensi mengevaluasi dan merancang penelitian ilmiah K3 = Kompetensi menginterpretasi data dan buktibukti ilmiah

√

Personal

√

Personal

√

Personal

√

Personal

Instumen lain yang digunakan dalam penelitian ini adalah tugas menulis (writing). Tugas menulis hanya diberikan pada kelas ekperimen dimana dilakukan strategi pembelajaran writing to learn. Writing atau tugas menulis ini berupa tugas menulis dan membaca. Pada instrumen ini siswa ditugaskan untuk menulis apa yang telah mereka pelajari setiap pertemuannya dan membaca sumber lain untuk melengkapi tugas tersebut. Penilain tugas menulis dilakukan berdasarkan rubrik penilaian tugas menulis oleh Sinaga [8].

Personal

3. Hasil dan Pembahasan

Personal

3.1. Keterlaksanaan kegiatan Pembelajaran

√

√ √

√

16 17

√ √

Personal

√

Personal

√

Personal

√ √

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

150

Mimi Hamidah, dkk. Penerapan Strategi Writing to Learn ... Penerapan strategi pembelajaran writing to learn dilakukan di kelas eksperimen dalam materi optik. Berdasarkan observasi yang dilakukan selama pembelajaran berlangsung, dapat diketahui keterlaksanaan kegiatan pembelajaran sebagai berikut

K1 Kompetensi

Tabel 3. Keterlaksanaan Kegiatan Pembelajaran

Pertemuan 1 2 3 4 Rata-rata

Presentase Keterlaksanaan (%) Kegiatan Kegiatan Guru Siswa 91,67 86,11 81,58 76,32 92,11 92,11 81,58 81,58 86,74 84,03

Berdasarkan tabel 3, dapat disimpulkan bahwa hampir seluruh kegiatan terlaksana, walaupun belum sempurna. 3.2. Peningkatan Literasi Sains Siswa Rata-rata skor n-gain kemampuan literasi sains siswa perdomain dapat dilihat pada tabel 4 berikut ini. Tabel 4. N-Gain Literasi Sains Siswa Kelas Eperimen Dan Kelas Kontrol Perdomain Kelas P1 Pengetahuan

P2 P3

Eksperimen

Kontrol

0,55

0,35

Sedang

0,44

0,43

Sedang

0,50

0,25

Hasil temuan pada penelitian ini menyatakan bahwa strategi writing to learn juga dapat membantu siswa dalam meningkatkan literasi sainsnya. Strategi writing to learn merupakan salah satu strategi yang tepat yang dapat diterapkan untuk menigkatkan literasi sains siswa. Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan Fisher dkk. [9] dalam penelitian tersebut dikemukakan tujuh strategi pembelajaran yang dapat membantu meningkatkan literasi sains. Tujuh strategi pembelajaran tersebut yaitu 1) Read-Alouds 2)

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Konteks

Sedang

Rendah

0,46

0,28

Sedang

Rendah

0,60 Tinggi 0,59

0,18 Rendah 0,24

Sedang 0,54

Rendah 0,31

Sedang

Berdasarkan tabel 4 diketahui bahwa rata-rata n-gain perdomain kelas eksperimen lebih besar dari rata-rata n-gain perdomain kelas kontrol. 3.3. Efektivitas Strategi Writing To Learn Berdasaran hasil pengolahan menggunakan Cohenâ&#x20AC;&#x2122;s d effect size, diperoleh besarnya koefisen d sebesar 1,79 yang termasuk dalam kategori tinggi. Sehingga dapat disimpulkan bahwa strategi writing to learn efektif untuk meningkatkan literasi sains siswa. Hasil pemaparan di atas menunjukkan bahwa strategi writing to learn cukup efektif untuk dapat membantu melatih literasi sains siswa sehingga dapat meningkatkan kemampuan literasi. Kegiatan menulis yang dilakukan mampu membuat siswa kembali mengingat pembelajaran yang dilakukan serta dapat mengetahui apa yang belum dipahaminya, sehingga siswa mencari beragai informasi tambahan dari sumber lain. Menurut Fisher dkk. [9] membaca, menulis, dan konten belajar adalah berhubungan. Hasil temuan pada penelitian sesuai dengan beberapa penealitian yang pernah dilakukan yang membuktikan bahwa strategi writing to learn dapat meningkatkan pemahaman siswa dibandingkan dengan kelas yang tidak menggunakan strategi writing to learn [10, 11]. K-W-L Charts 3) Graphic Organizers 4) Vocabulary Instruction 5) Writing to Learn 6) Structured Notetaking 7) Reciprocal Teaching. Sehingga dapat dikatakan bahwa strategi writing to learn cukup efektif untuk meningkatkan kemampuan kognitif dan literasi sains siswa. 3.4. Hubungan Antara Kualitas Menulis Dengan Literasi Sains Siswa Setelah pembelajaran dilakukan, di akhir pertemuan siswa diberikan tugas menulis

151

Mimi Hamidah, dkk. Penerapan Strategi Writing to Learn ... terkait dengan materi yang dipelajari pada pertemuan tersebut. Salah satu hasil tugas menulis siswa terdapat pada gambar 1.

Gambar 1. Tugas Menulis Siswa

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

152

Mimi Hamidah, dkk. Penerapan Strategi Writing to Learn ...

Untuk mengetahui hubungan antara literasi sains dan kualitas tulisan siswa pada strategi writing to learn maka digunakan uji korelasi linear, adapun data hasil tugas menulis siswa disajikan dalam tabel 5 berikut ini Tabel 5. Nilai Rata-Rata Tugas Menulis Siswa Kelas Ekperimen Rata-rata nilai tugas menulis Pertemu Pertemu Pertemu Pertemu an 1 an 2 an 3 an 4 51,72 60,84 77,03 66,66

Ratarata 64,06

Dari analisis yang dilekukan dengan uji linear diperoleh koefisien korelasi sebesar 0.27 yang termasuk dalam kategori rendah. Sehingga dapat disimpulkan bahwa kulitas tulisan siswa dengan peningkatan literasi sains memiliki hubungan keterkaitan yang rendah. Hasil temuan penelitian diketahui bahwa peningkatan literasi sains siswa merupakan dampak dari penerapan strategi writing to learn. Dalam penerapan strategi writing to learn siswa diberikan tugas menulis di setiap akhir pembelajaran, sehingga peneliti kemudian menganalisis hubungan kualitas menulis siswa dengan peningkatan literasi sainsnya. Hasil pengolahan data yang dilakukan diperoleh nilai regresi dan koefisien korelasi. Nilai regresi kualitas menulis terhadap literasi sains siswa diperoleh đ??š (33,63) < đ??š , ( â &#x201E; ) = 99,46, hal tersebut menunjukkan regresi linear maka dapat disimpulkan bahwa terdapat hubungan kualitas menulis dengan literasi sains siswa. Untuk mengethui sebesar apa hubungan tersebut maka selanjutnya dilakukan penghitungan koefisien korelasi. Hasil penghitungan diperoleh koefisien korelasi sebesar 0,27 dengan kategori hubungan rendah. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa kemampuan kognitif dan literasi sains siswa meningkat saat kualitas menulis siswa tinggi. Berikut ini merupakan salah satu tulisan siswa. Kualitas menulis siswa dapat meningkatkan kemampuan kognitif dan literasi sains. Kualitas tulisan siswa dapat terlihat dari kejelasan dan kebenaran konsep, modus

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

representasi yang digunakan, keluasan dan kedalaman materi, hirarki konseptual dan pengorganisasisan tulisan, gagasa utama tulisan, serta aturan penulisan dan tanda baca. Miller, dalam Toharuddin [1] menyatakan bahwa literasi sains dapat didefinisikan sebagai kemampuan membaca dan menulis tentang sains dan teknologi. Sehingga dapat terlihat bahwa literasi sains dan menulis merupakan dua hal yang sangat berhubungan. Holliday dkk., dalam Glynn [6] menyatakan untuk meningkatkan litersi sains, siswa juga harus memiliki kemampuan membaca untuk mengevaluasi informasi berbasis cetak yang disajikan kepada mereka, dan kemampuan menulis untuk mengkomunikasikan pemikiran mereka kepada orang lain dan memiliki pengaruh yang kuat pada pemikiran mereka. Kendala dalam penelitian ini adalah kualitas menulis siswa. Siswa tidak terbiasa menulis sehingga cenderung malas dan belum merasakan manfaat dan pentingnya kegiatan menulis, sehingga siswa cenderung menulis hampir sama dengan siswa lain, atau mencontek dan bukan hasil tulisan berdasarkan pemahamannya. Hal tersebut dapat disebabkan karena siswa belum dapat merasakan manfaat dari kegiatan menulis secara langsung dan siswa tidak menuliskan poin-poin penting atau kerangka tulisan terlebih dahulu. Maka dari itu tahapan scaffolding dalamstrategi writing to learn sangat diperlukan dan guru haruslebih dapat membimbing siswa dengan baik dan jelas. Umpan balik dari untuk setiap tulisan siswa juga sangat dibutuhkan, sehingga tulisan tersebut tidak hanya sebagai tugas menulis, melainkan juga dapat berfungsi sebagai salah satu sarana komunikasi antara guru dengan siswa. 4. Simpulan Berdasarkan hasil penelitian dan analisis yang dilakukan maka diperoleh simpulansebagai berikut: a. Literasi sains siswa diperoleh n-gain sebesar 0,54 untuk kelas yang menggunakan strategi writing to learn dan

153

Mimi Hamidah, dkk. Penerapan Strategi Writing to Learn ... 0,31 untuk kelas yang tidak menggunakan writing to learn. b. Penerapan strategi writing to learn berdampak pada literasi sains siswa dengan besar effect size 1,79, yang berarti srategi writingto learn efektif untuk meningkatkan literasi sains siswa c. Kualitas menulis siswa dari strategi writing to learn cukup berpengaruh pada peningkatan literasi sains dengan koefisien korelasi sebesar 0,29. 5. Ucapan Terimakasih Peneliti mengucapkan terimakasih kepada bapak Dr. Parlindungan Sinaga, M.Si dan bapak Drs. David Edison Tarigan, M.Si yang telah membimbing peneliti dalam memperoleh subjek dan melakukan penelitian, serta Departemen Pendidikan Fisika yang juga membantu penelitian. Terimakasih juga peneliti ucapkan kepada seluruh pihak yang tidak dapat disebutkansatu persatu atas berbagai bentuk bantuan dan dukungan yang diberikan. 6. Referensi [1] Toharuddin, U., Hendrawati, S., Rustaman, A. (2011). Membangun Literasi Sains Peserta Didik. Bandung: Humaniora [2] National Research Council. (2006). National science education standards. Washington, DC: National Academy Press [3] Melida, H. N. (2016). Implementasi Strategi Writing to Learn untuk Meningkatkan Kemampuan Kogitif dan Keterampilan Berpikir Kritis Siswa SMA pada Materi Hukum Newton. Skripsi. FPMIPA Universitas Pendidikan Indonesia, Bandung. [4] Ramadhan, M. G. (2013). Penerapan Model Pembelajaran Berbasis Masalah untuk Mengetahui Profil Keterapilan Proses Sains dan Meningktkan Kemampuan Kognitif Siswa. Skripsi. FPMIPA Universitas Pendidikan Indonesia, Bandung. [5] Gusliana, Gina. (2014). Penerapan Strategi Inquiry Reading Infusion dan Science Reflective Journal Writing untuk Meningkatan Jenajang Kemampuan Kognitif dan Liteasi Sains Siswa SMP. Tesis. FPMIPA Universitas Pendidikan Indonesia, Bandung.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

[6] Glynn. S. M dan Muth. K. D. (1994)). Reading and Writing to Learn Science: Achieving Scientific Literacy. Journal of Research in Science Teaching. Vol. 31, No. 9, PP. 1057-1073 [7] Artati, H. (2015). Rancangan Pembelajaran Sains Melalui Analisis Literasi Sains Siswa Kelas VII SMP pada topik Suhu dan Kalor. Skripsi. FPMIPA Universitas Pendidikan Indonesia, Bandung. [8] Sinaga, P. (2014). Pengembangan Program Perkuliahan Fisika Sekolah untuk Meningkatkan Kompetensi Menulis Materi Ajar Calon Guru Menggunakan Multi Modus Representasi Disertasi. FPMIPA Universitas Pendidikan Indonesia, Bandung. [9] Fisher, D. dkk. (2002). Seven Literacy Strategies That Work. Educational Leadership. Vol. 60, No 3. [10] Atasoy, S. (2013). Effect of Writing-tolearn Strategy on Undergraduatesâ&#x20AC;&#x2122; Conceptual Understanding of Electronics. Asia-Pacific Edu Res: 22(40 hlm 593-602. [11] [11] Chen, Y. C., dkk. (2013). The Effects of Writing-to-Learn Activities on Elementary Studentsâ&#x20AC;&#x2122; Conceptual Understanding: Learning About Force and Motion Through Writing to Older Peers. Wiley Periodicals, Inc.Sci Ed: 97 (5) hlm. 745-771.

154

Intan Setiawati, dkk. Profil Keterampilan 4C Siswa SMP: Studi Awal Pada Dua SMP ...

Profil Keterampilan 4C Siswa SMP: Studi Awal Pada Dua SMP Di Kabupaten Bandung Barat Intan Setiawati* dan Rusman Program Studi Pengembangan Kurikulum, Sekolah Pascasarjana, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi 229 Bandung 40154, Indonesia *Corresponding author. E-mail: intanasianto@gmail.com hp: +62-81321133445, Fax: +62-81321133445

ABSTRAK Telah dilakukan studi awal untuk mendapatkan gambaran tentang profil tiga keterampilan yang tercakup dalam 4C skills yaitu: Critical thinking skills, Creative Thinking skills, dan Communication skills yang dimiliki siswa SMP. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode deskriptif. Subyek penelitian adalah para siswa kelas VIII pada dua SMP di kabupaten Bandung Barat. Sampel penelitian berjumlah 80 siswa dari dua SMP yang menjadi lokasi penelitian yang dipilih secara random. Instrumen yang digunakan untuk mengumpulkan data keterampilan 4C adalah tes keterampilan berpikir kritis, tes keterampilan berpikir kreatif, dan tes kemampuan komunikasi tertulis. Data hasil penelitian diolah secara deskriptif menggunakan perhitungan persentase untuk kemudian disajikan dalam bentuk diagram sehingga gambaran profilnya dapat diamati secara jelas. Hasil penelitian menunjukkan profil untuk keterampilan berpikir kritis: 6% siswa berada pada level terampil, 8% berada pada level cukup terampil, 28% siswa berada pada level kurang terampil dan 58% berada pada level tidak terampil. Profil untuk keterampilan berpikir kreatif: 2% siswa berada pada level terampil, 4% berada pada level cukup terampil, 17% siswa berada pada level kurang terampil dan 77% berada pada level tidak terampil. Sedangkan profil untuk kemampuan berkomunikasi secara tertulis: 20% siswa berada pada level kemampuan tinggi, 38% siswa berada pada level kemampuan sedang dan 42% berada pada level kemampuan rendah. Kata Kunci: Profil, Keterampilan berpikir kritis, keterampilan berpikir kreatif, kemampuan komunikasi tertulis, siswa SMP

ABSTRACT Preliminary studies have been conducted to obtain an overview of the profiles of the three skills covered by 4C skills, that are: Critical thinking skills, Creative Thinking skills, and Communication skills of junior high school students. The method used in this research is descriptive method. The research subjects were class VIII students in two junior high schools in West Bandung district. The research sample amounted to 80 students from two junior high schools which were randomly selected as research locations. The instruments used to collect 4C skills data are tests of critical thinking skills, tests of creative thinking skills, and tests of writen communication skills. The results of the research data were processed descriptively using the percentage calculation then presented in the form of a diagram so that the profile of skills and ability can be clearly observed. The results of the study show a profile for critical thinking skills: 6% of students are at a skilled level, 8% are at a sufficiently skilled level, 28% are at a less skilled level and 58% are at an unskilled level. Profile for creative thinking skills: 2% of students are at a skilled level, 4% are at a sufficiently skilled level, 17% of students are at a less skilled level and 77% are at an unskilled level. While the profile for the ability to writen communicate: 20% of students are at a high level of ability, 38% of students are at the level of moderate ability and 42% are at a low level of ability. Keywords: Profile, Critical thinking skills, creative thinking skills, written communication skills, middle school students

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

155

I Setiawati, dkk. Profil Keterampilan 4C Siswa SMP: Studi Awal Pada Dua SMP ...

1. Pendahuluan Abad 21 ditandai dengan hadirnya berbagai tantangan baik yang datang dari internal maupun eksternal. Tantangan dari internal adalah berupa rendahnya sumber daya manusia (SDM), pertumbuhan penduduk yang tinggi, terbatasnya lapangan kerja, menipisnya cadangan sumber daya alam, dan krisis energi. Tantangan eksternal berupa isu-isu perdagangan bebas dengan lahirnya Masyarakat Ekonomi Asean (MEA); Perjanjian Perdagangan Bebas Amerika Tengah (CAFTA, Central America Free Trade Agreement) dan lahirnya Organisasi Perdagangan Dunia (WTO, World Trade Organization); isu lingkungan hidup; kemajuan yang pesat dalam teknologi; derasnya arus informasi; dan lain-lain. Tantangan-tantangan ini dapat melahirkan permasalahan hidup yang makin kompleks yang solusinya juga tidak sederhana [1]. Menurut Kemendikbud Republik Indonesia ada empat kata kunci yang mencirikan abad 21 yaitu: informasi, komputasi, otomatisasi dan komunikasi. Di abad 21 informasi tersedia di mana saja dan kapan saja, komputasi telah dimanfaatan pada hampir semua bidang, otomatisasi telah diterapkan pada semua bidang pekerjaan rutin dan komunikasi bisa dilakukan di mana saja dan kapan saja [2]. Untuk dapat bertahan dan bisa bersaing di abad 21 ini dibutuhkan sumber daya manusia (SDM) yang memiliki dan menguasai berbagai keterampilan serta pengetahuan yang diperlukan di abad 21. Keterampilanketerampilan tersebut meliputi: (1) keterampilan hidup dan berkarir, (2) keterampilan belajar dan berinovasi, dan (3) keterampilan teknologi dan media informasi. Selain itu SDM perlu menguasai literasi sains, yang merupakan dasar dari pemilikan keterampilan abad 21. Keterampilan abad 21 ini dapat dibekalkan dalam konteks pendidikan formal maupun informal. Dalam pendidikan formal di sekolah, keterampilan abad 21 ini dapat dibangun pada diri siswa melalui aktivitas kegiatan pembelajaran tatap muka di kelas maupun aktivitas kegiatan praktikum di laboratorium. Dalam pembelajaran IPA, eksistensi kegiatan praktikum dapat dioptimalkan perannya dalam melatihkan keterampilan abad 21 pada diri siswa. Untuk mengoptimalkan peran pendidikan formal

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

dalam mencetak SDM yang dapat bertahan dan mampu bersaing di abad 21, kurikulum 2013 telah mengamanatkan pelatihan keterampilan abad 21 melalui aktivitas pembelajaran dengan menggunakan metode saintifik. Dalam kurikulum 2013 metode saintifik dikenal dengan istilah 5M. Secara istilah pengertian dari metode saintifik adalah proses pembelajaran yang dirancang sedemikian rupa agar peserta didik secara aktif mengonstruksi konsep, hukum atau prinsip sendiri melalui tahapan-tahapan mengamati (untuk mengidentifikasi atau menemukan masalah), merumuskan masalah, mengajukan atau merumuskan hipotesis, mengumpulkan data dengan berbagai teknik, menganalisis data, menarik kesimpulan dan mengkomunikasikan konsep, hukum atau prinsip yang â&#x20AC;&#x153;ditemukanâ&#x20AC;? [2]. Metode saintifik diyakini sebagai titian emas perkembangan dan pengembangan sikap, keterampilan dan pengetahuan peserta didik. Melalui metode saintifik ini peserta didik dapat berpikir secara sains dan kreatif dalam pembelajaran. Metode saintifik tidak hanya memandang hasil pembelajaran sebagai muara akhir, namun proses pembelajaran dipandang sangat penting. Oleh karena itu metode saintifik menekankan pada keterampilan proses. Satu bidang keterampilan abad 21 yang menjadi prioritas dalam kurikulum 2013 untuk dibekalkan kepada siswa adalah keterampilan belajar dan berinovasi (Learning and innovation skills) yang meliputi: (a) berpikir kritis dan menyelesaikan masalah (Critical Thinking and Problem Solving), (b) komunikasi dan kolaborasi (Communication and Collaboration), (c) kreativitas dan inovasi (Creativity and Innovation), yang dikenal dengan istilah keterampilan 4C [3]. Berpikir kritis adalah berpikir terkait pemecahan masalah, kreativitas adalah berpikir out of the box, kolaborasi terkait dengan bekerja sama untuk mencapai tujuan bersama, dan komunikasi terkait dengan cara terbaik menyampaikan ide-ide/gagasan yang mereka miliki kepada komunitas. Dalam kurikulum pendidikan nasional Indonesia tahun 2013 dinyatakan bahwa pembelajaran bidang ilmu harus didesain dan dilaksanakan agar dapat melatihkan dan membekalkan keterampilan 4C yang merupakan bekal mereka dalam menghadapi tantangan hidup di masyarakat. Setelah penerapan kurikulum 2013 berjalan sekian lama, perlu dilakukan evaluasi

156

Intan Setiawati, dkk. Profil Keterampilan 4C Siswa SMP: Studi Awal Pada Dua SMP ... untuk memastikan pembelajaran IPA di sekolah telah benar-benar dilaksanakan dengan menggunakan metode saintifik dan telah benarbenar melatihkan dan membekalkan keterampilan 4C. Perlu dilakukan observasi pelaksanaan pembelajaran IPA dan perlu dilakukan identifikasi dan analisis keterampilan 4C yang dimiliki para siswa SMP. Penelitian ini dilakukan untuk memotret dan mendeskripsikan profil keterampilan 4C yang dimiliki oleh pada siswa pada dua SMP di Bandung Barat. Artikel ini melaporkan hasilhasil yang diperoleh dari kegiatan penelitian tersebut. 2. Metode Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode deskriptif. Subyek penelitian adalah para siswa kelas VIII pada dua SMP di kabupaten Bandung Barat. Sampel penelitian berjumlah 80 siswa (48 siswa wanita dan 32 siswa laki-laki) dari kedua SMP yang menjadi lokasi penelitian yang dipilih secara random. Dari empat aspek keterampilan 4C, pada penelitian ini hanya ditinjau tiga keterampilan saja, yaitu keterampilan berpikir kritis, keterampilan berpikir kreatif dan kemampuan berkomunikasi tertulis. Instrumen yang digunakan untuk mengumpulkan data keterampilan 4C yang ditinjau adalah tes keterampilan berpikir kritis dalam bentuk esai terkait materi IPA Fisika, tes keterampilan berpikir kreatif dalam bentuk esai terkait materi IPA Fisika, dan tes kemampuan komunikasi tertulis dalam bentuk esai terkait materi IPA Fisika. Indikator keterampilan berpikir kritis yang diukur meliputi: reasoning, pengujian hipotesis, analisis argumen, analisis kebolehjadian dan ketidakpastian, dan pemecahan masalah serta pengambilan keputusan [4]. Indikator keterampilan berpikir kreatif yang diukur meliputi: Fluency, Flexibility, dan Originality dalam aktivitas problem solving [5]. Sedangkan indikator kemampuan berkomunikasi tertulis yang diukur hanya satu aspek yaitu translasi antar modus reperesentasi [6]. Data hasil penelitian diolah secara deskriptif menggunakan perhitungan persentase untuk kemudian disajikan dalam bentuk diagram sehingga gambaran profilnya dapat diamati secara jelas. Profil setiap keterampilan 4C dinyatakan dalam level keterampilan dan level kemampuan. Level untuk keterampilan berpikir kritis dan kreatif

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

terdiri atas: Terampil (T), Cukup Terampil (CT), Kurang Terampil (KT) dan Tidak Terampil (TT). Sedangkan level untuk kemampuan berkomunikasi tertulis terdiri atas: Kemampuan Tinggi (T), Kemampuan Sedang (S) dan Kemampuan Rendah (R). Untuk menginterpretasi besar persentase jumlah siswa pada setiap level keterampilan dan kemampuan 4C digunakan pedoman seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1 [7]. Tabel 1. Tabel kriteria persentase jumlah siswa pada setiap level keterampilan 4C Jumlah siswa (N) dalam suatu level keterampilan 4C (%) N=0 1  N  24 25  N  49 N = 50 51  N  75 76  N  99 N = 100

Kriteria Tak seorang pun Sebagian kecil Hampir sebagian Sebagian Sebagian besar Hampir seluruhnya Seluruhnya

3. Hasil dan Pembahasan Gambar 1 menunjukkan diagram profil level keterampilan berpikir kritis siswa SMP di kabupaten Bandung Barat dalam mata pelajaran IPA.

Gambar 1. Diagram level keterampilan berpikir kritis siswa SMP disini, TT berarti tidak terampil, KT berarti kurang terampil, CT berarti cukup terampil dan T berarti terampil. Diagram pada Gambar 1 menunjukkan bahwa sebagian besar siswa berada pada level keterampilan berpikir kritis yang tidak terampil, hampir setengah dari jumlah siswa berada pada level keterampilan berpikir kritis kurang terampil, sebagian kecil siswa berada pada level keterampilan berpikir kritis cukup terampil, dan sebagian kecil lagi

157

Intan Setiawati, dkk. Profil Keterampilan 4C Siswa SMP: Studi Awal Pada Dua SMP ... siswa berada pada level keterampilan berpikir kritis yang terampil. Hasil ini sejalan dengan hasil penelitian yang dilakukan Hendrik dkk (2016.) yang menunjukkan bahwa keterampilan berpikir kritis siswa SMP kelas VIII pada salah satu SMP di Jawa Timur berada dalam kategori rendah [8]. Kedaan ini mengindikasikan bahwa secara umum para siswa SMP yang menjadi subyek penelitian ini belum memiliki kompetensi hasil pembelajaran dalam domain keterampilan berpikir kritis dalam kategori terampil, sebagaimana yang diharapkan dan diamanatkan oleh kurikulum yang berlaku yaitu kurikum 2013. Gambar 2 menunjukkan diagram profil level keterampilan berpikir kreatif siswa SMP di kabupaten Bandung Barat dalam mata pelajaran IPA.

Gambar 2. Diagram level keterampilan berpikir kreatif siswa SMP disini, TT berarti tidak terampil, KT berarti kurang terampil, CT berarti cukup terampil dan T berarti terampil. Diagram pada Gambar 2 menunjukkan bahwa hampir seluruh siswa berada pada level keterampilan berpikir kreatif yang tidak terampil, sebagian kecil dari jumlah siswa berada pada level keterampilan berpikir kreatif kurang terampil, sebagian kecil siswa berada pada level keterampilan berpikir kreatif cukup terampil, dan sebagian kecil lagi siswa berada pada level keterampilan berpikir kreatif yang terampil. Hasil ini sejalan dengan penelitian yang dilakukan Fuad dkk (2017) yang menunjukkan bahwa keterampilan berpikir kreatif siswa SMP kelas VIII pada salah satu SMP di Kediri berada dalam kategori rendah [9]. Kedaan ini mengindikasikan bahwa secara umum para siswa SMP yang menjadi subyek penelitian ini belum memiliki kompetensi hasil pembelajaran dalam domain keterampilan berpikir kreatif dalam kategori terampil, sebagaimana yang diharapkan dan

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

diamanatkan oleh kurikulum yang berlaku yaitu kurikum 2013. Gambar 3 menunjukkan diagram profil level kemampuan berkomunikasi secara tertulis siswa SMP di kabupaten Bandung Barat dalam mata pelajaran IPA.

Gambar 3. Diagram level kemampuan komunikasi tertulis siswa SMP disini, R berarti rendah, S berarti sedang, T berarti tinggil. Diagram pada Gambar 3 menunjukkan bahwa hampir sebagian dari jumlah siswa berada pada level kemampuan komunikasi tertulis yang rendah, hampir sebagian lagi dari jumlah siswa berada pada level kemampuan komunikasi tertulis sedang, dan sebagian kecil siswa berada pada level kemampuan komunikasi tertulis yang tinggi. Kedaan ini mengindikasikan bahwa secara umum para siswa SMP yang menjadi subyek penelitian ini belum memiliki kompetensi hasil pembelajaran dalam domain kemampuan komunikasi tertulis dalam kategori tinggi, sebagaimana yang diharapkan dan diamanatkan oleh kurikulum yang berlaku yaitu kurikum 2013. Dari ketiga keterampilan 4C yang diidentifikasi di atas tampak bahwa ketiganya masih belum dikuasai dengan baik oleh para siswa SMP di Kabupaten Bandung Barat. Jika diurut dari keterampilan yang paling tidak dikuasai, urutannya adalah keterampilan berpikir kreatif, keterampilan berpikir kritis dan kemampuan berkomunikasi secara tertulis. Ini dapat dipahami karena memang untuk memiliki keterampilan berpikir kreatif siswa perlu memiliki keterampilan berpikir kritis terlebih dahulu. Baker & Rud (2001) menyatakan bahwa Kaitan umum antara pemikiran kritis dan kreativitas adalah generasi gagasan dan pemilihan jalan yang paling mungkin untuk mengarah pada produk akhir yang ingin dicapai oleh individu [10].

158

Intan Setiawati, dkk. Profil Keterampilan 4C Siswa SMP: Studi Awal Pada Dua SMP ... Rendahnya penguasaan ketiga keterampilan tersebut di kalangan para siswa SMP di kabupaten Bandung barat diduga terjadi akibat guru belum melaksanakan pembelajaran IPA dengan metode yang diamanatkan dalam kurikulum 2013 yaitu metode saintifik (metode 5M) atau kalaupun sudah melaksanakan, pelaksanaannya masih belum optimal. Hasil observasi pembelajaran di beberapa SMP di kabupaten Bandung Barat menunjukkan bahwa sebagian besar guru IPA masih melaksanakan pembelajaran dengan didominasi oleh metode ceramah verbal. Hasil penelitian yang dilakukan oleh Setyorini dkk (2011) menunjukkan bahwa pembelajaran IPA yang dilakukan secara tradisional, yang cenderung bersifat informasi menggunakan metode ceramah tidak dapat memfasilitasi pembekalan keterampilan berpikir kritis di kalangan para siswa [11]. 4. Simpulan Berdasarkan hasil pengolahan dan analisis data peneltian dapat ditarik simpulan bahwa hanya sebagian kecil siswa SMP yang telah memiliki keterampilan berpikir kritis dan berpikir kreatif pada level terampil dan cukup terampil, dan hanya sebagian kecil siswa SMP yang telah memiliki kemampuan tinggi dalam berkomunuikasi secara tertulis. Hasil-hasil ini menunjukkan masih perlunya dilakukan pembekalan dan pelatihan yang lebih intens lagi pada ketiga keterampilan yang tercakup dalam 4C skills tersebut dalam praktik pembelajaran IPA di sekolah menengah pertama di Bandung Barat. 5. Referensi [1] Kharbach, M., 2012. The 21st Century skills Teachers and Student Need to Have. Halifax: Creative Commons Attribution Mount Saint Vincent University. [2] Kemdikbud, 2014. Permendikbud No. 58 Tahun 2014 tentang Kurikulum 2013 Sekolah Menengah Pertama/Madrasah Tsanawiyah, Layanan Hukum dan Organisasi Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan(on-line). http://jdih.kemdikbud.go.id/ diknasrokum/index.php/peraturanperundangan. [3] Binkley, M. dkk. (2012). Defining twentyfirst century skills. Dalam P. Griffin, B. McGaw, & E. Care (Penyunting),

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Assessment and teaching of 21st century skills. (hlm. 17-66). New York: Spinger. [4] Tiruneh, D. T., De Cock, M., Weldeslassie, A. G., Elen, J. & Janssen, R. (2017). Measuring critical thinking in physics: development and validation of a critical thinking test in electricity and magnetism. Int J of Sci and Math Educ, 15 (4), 663– 682. [5] Torrance, E.P., 1990. The torrance tests of creative thinking norms-technical manual figural (streamlined) forms A & B. Bensenville, IL: Scholastic Testing Service, Inc. [6] Levy, O, S., Eylon, B. S., & Scherz Z. (2008). Teaching communication skills in science: Tracing teacher change. Teaching and Teacher Education,24 (2), 462–477. [7] Riduwan, 2012. Belajar Mudah Penelitian untuk Guru-Karyawan dan Pemula. Bandung: Alfabeta. [8] Saputra, H., Hidayat, A., Munzil. (2016). Profil kemampuan berpikir kritis siswa SMP N 7 Pasuruan, Pros. Semnas Pend. IPA Pascasarjana UM, Vol.1. 943 – 949. [9] Fuad, N. M., Zubaidah, S., Mahanal, S., Suarsini, E. (2017).Profil keterampilan berpikir kritis dan kreatif siswa serta strategi pembelajaran yang diterapkan guru SMP di kabupaten Kediri, Prosiding Seminar Nasional Biologi/IPA dan Pembelajarannya, 807 – 815. [10] Baker, M., Rud., R. D. (2001). Relationships between critical and creative thinking , Journal of Southern Agricultural Education Research, Vol. 51 (1), 173 – 188. [11] Setyorini, U., Sukiswo, S. E., Subali, B. (2011). Penerapan model problem based learning untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa SMP, Jurnal Pendidikan Fisika Indonesia, Vol. 7, 52 – 56.

159

Selly Silvia Agusti, dkk. Upaya Meningkatkan Keterampilan Peserta Didik Dalam ...

Upaya Meningkatkan Keterampilan Peserta Didik Dalam Berhipotesis Dan Menyimpulkan Hasil Percobaan Melalui Penerapan Metode Deminter Pada Materi Fluida Statis (Penelitian Tindakan Kelas Pada Kelas XI IPA 3 SMA Negeri 10 Bandung) Selly Silvia Agusti1*, Agus Danawan2, Andi Suhandi2, Ani Amiyati3 1

PPG Pendidikan Fisika, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi 229 Bandung 40154, Indonesia 2 Program Studi Pendidikan Fisika FPMIPA, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi 229 Bandung 40154, Indonesia 3 SMA Negeri 10 Bandung, Jalan Cikutra No. 77 Bandung 40124, Indonesia *Corresponding author. E-mail: adx_selly@hotmail.com

ABSTRAK Tujuan penelitian ini adalah dengan penerapan metode demonstrasi interaktif dapat meningkatkan keterampilan peserta didik SMA dalam berhipotesis dan menyimpulkan hasil percobaan pada materi fluida statis. Penelitian ini merupakan penelitian tindakan kelas dengan subyek penelitian sebanyak 32 peserta didik kelas XI IPA 3 SMA Negeri 10 Bandung Semester Ganjil Tahun Ajaran 2018-2019. Teknik pengumpulan data dilakukan dengan observasi, wawancara dan tes pilihan ganda beralasan berbasis keterampilan proses sains. Perolehan tindakan siklus I menunjukkan bahwa hasilnya belum mencapai indikator yang ditetapkan antara lain: sebanyak 74,69% peserta didik sudah terampil dalam merumuskan hipotesis dan sebanyak 56,88% sudah terampil dalam menyimpulkan hasil percobaan, instrumen yang digunakan belum memberikan informasi secara lengkap, serta guru belum mengoptimalkan kemampuan menalar peserta didik untuk berhipotesis maupun menyimpulkan hasil percobaan. Hasil refleksi dipakai untuk membuat rencana tindakan siklus II. Setelah dilakukan tindakan siklus II didapatkan bahwa indikator keberhasilan penelitian pada kemampuan peserta didik membuat hipotesis maupun menyimpulkan hasil percobaan dengan benar masing-masing sebesar 79,38% dan 80,00%. Simpulan dari penelitian ini menunjukan bahwa masalah rendahnya keterampilan peserta didik dalam berhipotesis serta rendahnya keterampilan peserta didik dalam menyimpulkan hasil percobaan dapat ditingkatkan dengan penerapan metode demonstrasi interaktif sebanyak dua siklus. Kata kunci: demontrasi interaktif; hipotesis; menyimpulkan.

ABSTRACT The action hypotheses in this study is applying the interactive demonstration methods can improve the skills of high school students in hypothesizing and concluding the results of experiment on static fluid material. This research is a classroom action research with 32 subject of class XI IPA 3 SMA Negeri 10 Bandung in Odd Semester Academic Year 2018-2019. Data collection techniques were carried out by observation, interviews and reasoned multiple choice tests based on science process skills. Reflection on the cycle I showed that: 74,69% students have been skilled in formulating hypotheses and 56.88% students have been skilled in concluding the results of experiment, the instruments that used has not provided complete information, and the teacher has not optimized the reasoning ability of students to hypothesize or decide the results of experiment. After the secondcycle action applied, the results were indicator of success in the study of studentsâ&#x20AC;&#x2122; ability to hypothesize and decide the results of experiment correctly were achieved 79,38% and 80,00% respectively. The conclusions of this study show that the problem of low skills of students in hypothesizing (expressing opinions, giving reasons and responding to physical phenomena) and the low skills of students in concluding the results of experiment can be improved by applying interactive demonstration methods in two cycles. Keywords: conclusions, hypotheses, interactive demonstration

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

160

Selly Silvia Agusti, dkk. Upaya Meningkatkan Keterampilan Peserta Didik Dalam ...

1. Pendahuluan Sejak diberlakukannya Kurikulum 2013, guru diharapkan menciptakan pembelajaran yang bermakna bagi peserta didik, salah satunya dengan menerapkan pendekatan pembelajaran saintifik. Fisika merupakan salah satu mata pelajaran yang mengalami perubahan susunan materi dalam Kurikulum 2013 yang disesuaikan dengan tingkat berfikir peserta didik. Fisika juga merupakan bidang yang berkaitan dengan cara mencari tahu dan memahami alam secara sistematis, sehingga fisika bukan hanya penguasaan sekumpulan pengetahuan yang berupa fakta, konsep dan prinsip-prinsip saja tetapi juga merupakan suatu proses penemuan. Fisika diharapkan dapat menjadi sarana bagi peserta didik untuk mempelajari dirinya dan alam sekitarnya serta menekankan pada pemberian pengalaman secara langsung. Maka peserta didik perlu didorong untuk bekerja memecahkan masalah, menemukan segala sesuatu untuk dirinya, dan berupaya keras mewujudkan ide-idenya dengan keterampilan proses. Dipertegas oleh Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan bahwa Fisika sebagai bagian dari Ilmu Pengetahuan Alam diperoleh dan dikembangkan berdasarkan percobaan untuk mencari jawaban mengenai gejala-gejala alam khususnya yang berkaitan dengan materi dan energy [1]. Melalui percobaan inilah peserta didik mendapatkan pengalaman langsung dalam memecahkan masalah yang berkaitan dengan fenomena fisika. Padri menambahkan, fisika adalah bagian dari IPA yang mempunyai dua sisi yang sama penting yaitu produk dan proses [2]. Produk IPA terdiri dari fakta, konsep, prinsip, teori dan hukum. Sedangkan proses IPA terdiri dari keterampilan-keterampilan dasar yang biasa dipergunakan oleh ilmuwan dalam bekerja secara ilmiah. Berdasarkan hasil observasi di kelas XI IPA 3 yang dilakukan pada hari Senin, 23 Juli 2018 pada materi torsi menunjukkan bahwa keterampilan proses sains peserta didik masih belum dilatihkan. Hal tersebut terlihat pada saat peserta didik diminta untuk mengamati demonstrasi menarik dan mendorong daun pintu, hanya beberapa peserta didik yang memperhatikan dan belum ada instrument untuk mengukur keterampilan proses sains peserta didik.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Untuk memperkuat data observasi awal maka yang dilakukan peneliti di sini adalah melakukan kegiatan pra siklus yang meliputi wawancara, tes keterampilan proses sains awal serta dokumentasi. Berdasarkan tes keterampilan proses sains awal diperoleh data kemampuan berhipotesis sebesar 21,25%. Padahal salah satu keterampilan dalam keterampilan proses sains yang menjadi dasar dalam pembelajaran sains untuk membangun kemampuan berpikir ilmiah peserta didik serta sebagai dasar penalaran dalam menjelaskan suatu fenomena alam yang diuji kebenarannya baik melalui observasi maupun eksprimen adalah keterampilan berhipotesis. Hipotesis adalah jawaban sementara dari suatu permasalahan yang dikaji. Sebagai jawaban sementara, hipotesis perlu diuji kebenarannya. Salah satu cara yang dapat dilakukan guru untuk mengembangkan kemampuan menebak (berhipotesis) pada setiap anak adalah dengan mengajukan berbagai pertanyaan yang dapat mendorong peserta didik untuk dapat merumuskan jawaban sementara atau dapat merumuskan berbagai perkiraan kemungkinan jawaban dari suatu permasalahan yang dikaji [3]. Dari hasil observasi tersebut menunjukkan bahwa keterampilan berhipotesis perlu untuk ditingkatkan. Selain keterampilan berhipotesis, dalam keterampilan proses sains terdapat keterampilan yang tidak kalah pentingnya dari keterampilan berhipotesis yaitu keterampilan menyimpulkan hasil percobaan. Menyimpulkan adalah keterampilan memutuskan keadaan suatu objek berdasarkan fakta, konsep, prinsip yang diketahui [4]. Dikarenakan jarang dilakukannya kegiatan percobaan, keterampilan menyimpulkan hasil percobaan pun belum sepenuhnya dilatihkan. Dari hasil tes keterampilan proses sains awal diperoleh data kemampuan menyimpulkan hasil percobaan hanya sebesar 16,25%. Berdasarkan uraian di atas, maka permasalahan tersebut perlu diupayakan untuk dicarikan solusinya agar tidak berdampak lebih jauh terhadap ketidaktercapaian kompetensi dasar yang telah ditentukan. Metode pembelajaran yang secara teoritis memiliki potensi untuk mendorong peserta didik agar aktif dalam pembelajaran di kelas ialah metode Interactive Demonstration (Demonstrasi Interaktif/ DemInter). Pada metode pembelajaran ini peserta didik didorong untuk

161

Selly Silvia Agusti, dkk. Upaya Meningkatkan Keterampilan Peserta Didik Dalam ... menanggapi pertanyaan, memprediksi fenomena yang akan terjadi pada suatu demonstrasi, meminta peserta didik untuk menanggapi pertanyaan maupun pernyataan teman serta meminta peserta didik untuk mampu menyimpulkan hasil percobaan apakah sudah menjawab prediksi yang dibuat sebelumnya. Metode demonstrasi interaktif ini telah dikaji oleh Rahmat Rizal dalam tesisnya yang berjudul “Penerapan Metode Demonstrasi Interaktif untuk Meningkatkan Keterampilan Dasar Proses Sains Peserta didik” pada tahun 2017 menunjukkan bahwa keterampilan proses sains peserta didik mengalami peningkatan sebesar 0,87 dengan kategori tinggi [5]. Selain itu, penelitian yang dilakukan oleh Elly Maryam RNI dalam penelitian tindakan kelasnya yang berjudul “Penelitian Tindakan Kelas untuk Meningkatkan Kognitif dan Keterampilan Berhipotesis Peserta didik SMP melalui Penerapan Motode Demonstrasi Interaktif” pada tahun 2015 menunjukkan bahwa keterampilan proses peserta didik meningkat dari siklus I sebesar 40% ke siklus II sebesar 82,76% [6]. Berdasarkan latar belakang di atas, maka rumusan masalah dalam penelitian ini adalah “Bagaimana pelaksanaan pembelajaran melalui metode demonstrasi interaktif untuk meningkatkan keterampilan peserta didik kelas XI IPA 3 SMAN 10 Bandung dalam berhipotesis dan keterampilan menyimpulkan hasil percobaan?” Hipotesis tindakan dalam penelitian ini adalah “Dengan penerapan metode demonstrasi interaktif dapat meningkatkan keterampilan peserta didik SMA dalam berhipotesis dan menyimpulkan hasil percobaan pada materi fluida satis.” Berdasarkan batasan masalah yang dirumuskan di atas, maka tujuan penelitian ini adalah untuk memperbaiki pembelajaran terkait metode demontrasi interaktif untuk meningkatkan keterampilan berhipotesis dan keterampilan menyimpulkan hasil percobaan peserta didik kelas XI IPA 3 SMA Negeri 10 Kota Bandung. Penelitian yang dilaksanakan oleh peneliti diharapkan mampu memberikan manfaat bagi pelaku kegiatan belajar dan mengajar, di antaranya: a) bagi guru dapat mengembangkan metode pembelajaran ini pada materi lain yang mempunyai karakteristik sama, b) bagi peserta didik dapat menjadikan

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

suasana belajar lebih segar dan menyenangkan sehingga kemampuan berhipotesis dan menyimpulkan hasil percobaan dapat meningkat yang berdampak pada peningkatan pemahaman konsep fisika, c) bagi sekolah dapat dijadikan salah satu sumber informasi untuk menentukan kebijakan-kebijakan yang akan diambil oleh sekolah.

2. Metode Penelitian

Jenis penelitian yang digunakan adalah Penelitian Tindakan Kelas (PTK). PTK merupakan penelitian yang dilakukan oleh guru di kelas untuk memperbaiki proses belajar mengajar. Penelitian ini dilaksanakan di kelas XI IPA 3 SMA Negeri 10 Bandung pada semester 3 tahun ajaran 2018/ 2019. Kelas XI IPA 3 berjumlah 36 peserta didik, terdiri dari 16 peserta didik laki-laki dan 20 peserta didik perempuan. Jenis data yang diambil pada penelitian ini berupa tes keterampilan proses sains pada peserta didik kelas XI IPA 3 SMA Negeri 10 Bandung. Sumber data sebagai sasaran pengambilan dan pengumpulan data serta informasi penelitian meliputi: (1) Informan, terdiri atas guru dan peserta didik; (2) Dokumen, terdiri dari silabus, rencana pelaksanaan pembelajaran (RPP), Lembar Kegiatan Peserta Didik (LKPD), lembar observasi dan arsip nilai; (3) Wawancara, untuk menggambarkan proses pembelajaran di kelas sebagai informasi untuk mengetahui bagaimana letak kesulitan pada guru menghadapi peserta didik; (4) Kegiatan Pembelajaran, melalui pengamatan dan observasi untuk mengetahui profil keterampilan proses sains peserta didik. Teknik yang digunakan dalam proses pengumpulan data dalam penelitian ini dilakukan dalam dua teknik yaitu: (1) Tes; Tes disusun untuk mengetahui sejauh mana tingkat pengetahuan peserta didik akan materi yang telah disampaikan serta mengukur keterampilan proses sains peserta didik sesuai dengan siklus yang ada, (2) Non tes; Teknik pengambilan data non tes terdiri dari (a) observasi keterlaksanaan pembelajaran (b) wawancara. Instrumen penelitian untuk mengukur keterampilan proses sains adalah dengan tes yang berbentuk pilihan ganda beralasan. Pilihan ganda ini berisikan butir soal yang disisipkan indikator keterampilan proses sains berjumlah 4 butir soal berbasis keterampilan proses sains.

162

Selly Silvia Agusti, dkk. Upaya Meningkatkan Keterampilan Peserta Didik Dalam ... Pengolahan data keterampilan proses sains baik kemampuan berhipotesis maupun kemampuan menyimpulkan, dilakukan dengan cara mencari persentase dari masing-masing keterampilan proses sains yang diukur. Adapun langkah-langkah yang dilakukan oleh peneliti untuk mengolah data tersebut menggunakan perhitungan persentase Ali Muhammad [7] adalah sebagai berikut: đ?&#x2018;&#x2039; đ?&#x2018;&#x192; (%) = đ?&#x2018;Ľ 100% đ?&#x2018;&#x2039; (1) Dengan X adalah skor keterampilan proses sains yang diukur baik kemampuan berhipotesis maupun kemampuan menyimpulkan hasil percobaan. Penelitian ini adalah penelitian tindakan kelas dengan menerapkan model pembelajaran Level of Inquiry dengan metode Interactive Demonstration. Disain penelitian yang digunakan berbentuk siklus mengacu pada model Kemmis dan Taggart. Model ini terdiri dari empat kegiatan pokok yaitu (1) perencanaan, (2) pelaksanaan, (3) pengamatan, dan (4) refleksi [8]. Indikator keberhasilan dalam penelitian ini adalah 1) tindakan penerapan metode demonstrasi interaktif dikatakan berhasil apabila 70% peserta didik mampu berhipotesis dengan baik sesuai fenomena yang ditunjukkan, 2) apabila 70% peserta didik mampu menyimpulkan hasil percobaan dengan baik sesuai data yang diperoleh dari percobaan yang telah dilakukan.

3. Pembahasan

Sebelum melakukan tindakan, peneliti terlebih dahulu mengumpulkan data otentik (pra siklus) mengenai kemampuan awal berhipotesis dan kemampuan menyimpulkan hasil percobaan. Data ini digunakan sebagai data penunjang dilakukannya penelitian tindakan kelas. Penelitian ini kemudian dibagi dalam dua siklus. Pada siklus pertama, peneliti mengambil materi konsep tekanan hidrostatis dan mulai diterapkan model pembelarajan Level of Inquiry dengan metode Interactive Demonstration. Wenning mengenalkan model Level of Inquiry untuk pembelajaran sains. Salah satunya adalah Interactive Demonstration [9]. Tujuan utama pembelajaran ini adalah mengajak peserta didik pada penjelasan dan pembuatan hipotesis yang melibatkan guru

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

untuk mendapatkan, mengidentifikasi, menghadapi dan menyelesaikan konsepsi alternatif (menuju pengetahuan utama). Wenning menjelaskan bahwa Interactive Demonstration terdiri dari 5 tahapan, yaitu observasi, manipulasi, generalisasi, verifikasi dan aplikasi seperti yang ditunjukkan oleh gambar 1.

Gambar 1. Sintaks Pembelajaran Interactive Demonstration Tabel 1. Sintaks Interactive Demonstration [8] Sintaks Penjelasan Observation Peserta didik mengobservasi sebuah fenomena yang mengajak ketertarikan mereka dan mendatangkan respon. Peserta didik mendeskripsikan apa yang mereka lihat. Manipulation Peserta didik menduga dan mendiskusikan ide yang dapat diselidiki dan membangun pendekatan yang dapat digunakan untuk mempelajari fenomena itu. Mereka membuat rencana untuk mengumpulkan data kualitatif dan kuantitatif serta melaksanakan rencana tersebut. Generalization Peserta didik membangun prinsip baru atau hukum dari suatu fenomena sebagai kebutuhan. Peserta didik memberikan penjelasan masuk akal dari fenomena tersebut. Verification Peserta didik membuat prediksi dan menguji

163

Selly Silvia Agusti, dkk. Upaya Meningkatkan Keterampilan Peserta Didik Dalam ... Sintaks

Application

Penjelasan menggunakan hukum dasar yang dipelajari di bab sebelumnya. Peserta didik membuat kesimpulan.

Jumlah peserta didik menurut data adalah 36 orang. Namun pada kenyataannya, jumlah peserta didik yang hadir pada siklus 1 hanya 33 orang. Ketiga peserta didik tidak masuk sekolah dikarenakan sedang sakit. Kemudian saat di tengah pembelajaran, ada satu peserta didik yang izin â&#x20AC;&#x153;dispenâ&#x20AC;? sehingga tidak mengikuti pembelajaran sampai dengan selesai. Oleh karena itu, peneliti tidak mengikutsertakan keempat nama peserta didik tersebut ke dalam data penelitian. Kegiatan pembelajaran diawali dengan i. penayangan video yang berisi fenomena dari konsep tekanan hidrostatis, penyampaian tujuan pembelajaran, serta apersepsi yang ii. dilakukan oleh guru membuat suasana pembelajaran lebih bervariasi. Hal ini membuat peserta didik lebih antusias mengikuti pembelajaran karena menemukan suasana baru iii. yang berbeda. Akan tetapi dalam melakukan langkah pembelajaran dengan model ini peserta didik masih terlihat kurang maksimal dan terlihat kepayahan dikarenakan masih dalam taraf adaptasi. Kurang maksimalnya kegiatan iv. pembelajaran juga dikarenakan oleh guru yang melewatkan salah satu urutan pembelajaran dalam tahapan manipulation. Dalam tahapan manipulation guru terlihat gugup dalam membimbing peserta didik menggunakan demonstrasi interaktif. Sehingga yang seharusnya guru menekankan pada kemampuan berhipotesis terlebih dahulu sebelum merancang percobaan, namun yang terjadi justru sebaliknya. Meskipun demikian, peserta didik mampu dalam menjawab 2 soal yang mengukur kemampuan berhipotesis. Hal ini terbukti terdapat 31 orang menjawab benar pada soal nomor 1 dan 26 orang yang menjawab benar pada soal nomor 2. Selain peserta didik mampu menjawab benar soal yang mengukur kemampuan berhipotesis, peserta didik juga mampu memberikan alasan yang tepat dalam memilih jawaban tersebut Peserta didik terlihat kepayahan dalam tahapan generalization karena belum terbiasa menyajikan hasil percobaan dalam bentuk Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

grafik pada media presentasi berupa kertas karton. Hal ini berakibat pada kurangnya waktu pada tahapan application yang mana menekankan kemampuan menyimpulkan. Peserta didik dalam menjawab dua soal yang mengukur kemampuan menyimpulkan hasil percobaan terdapat 25 orang menjawab benar pada soal nomor 3 dan 30 orang menjawab benar pada soal nomor 4. Meskipun secara kuantitas peserta didik banyak menjawab benar, namun peserta didik belum mampu memberikan alasan yang tepat mengapa memilih pilihan jawaban tersebut. Berdasarkan observasi keterlaksanaan pembelajaran siklus I kemudian direfleksi terhadap langkah-langkah yang telah dilaksanakan. Hasil refleksi tersebut adalah sebagai berikut: Guru diharapkan dapat meningkatkan pengelolaan waktu dalam kegiatan pembelajaran sehingga lebih terencana. Guru masih tegang untuk memulai dan melaksanakan pembelajaran. Hal ini terlihat pada urutan yang menekankan kemampuan berhipotesis tidak pada urutan yang seharusnya. Waktu banyak digunakan untuk menghitung dan menggambar grafik. Padahal aspek ini tidak dimunculkan dalam penelitian. Jadi pada siklus selanjutnya, agar aspek ini dipersingkat saja dan dilebihkan waktunya dalam aspek kemampuan menyimpulkan hasil percobaan. Instrumen soal yang digunakan untuk mengukur KPS perlu dikembangkan lagi dengan menambahkan beberapa informasi berupa narasi yang menuntun peserta didik dalam menjawab. Dari hasil pengolahan data pada siklus I diperoleh dari masing-masing aspek yakni kemampuan berhipotesis dengan ketercapaian sebesar 74,69% dan kemampuan menyimpulkan hasil percobaan dengan ketercapaian sebesar 56,88%. Persentase hasil tindakan kelas menunjukkan bahwa kemampuan berhipotesis sudah memenuhi indikator yang ditetapkan, sedangkan kemampuan menyimpulkan hasil percobaan perlu ditingkatkan. Oleh karena itu perlu diadakan perbaikan lagi pada siklus II. Dalam pelaksanaan tindakan siklus II, seluruh peserta didik hadir. Meskipun demikian, peneliti tetap tidak mengikutsertakan keempat nama peserta didik yang tidak mengikuti tindakan siklus I ke dalam data penelitian. Sehingga objek penelitian yang digunakan oleh peneliti sebanyak 32 orang.

164

Selly Silvia Agusti, dkk. Upaya Meningkatkan Keterampilan Peserta Didik Dalam ... Siklus II merupakan perbaikan kelemahan-kelemahan yang terjadi pada siklus I berdasarkan refleksi. Peneliti mengambil materi konsep gaya apung dalam siklus ini. Pada siklus II peserta didik sudah terbiasa dengan model pembelajaran Level of Inquiry dan metode Interactive demonstration. Hal ini terlihat dari peningkatan persentase pada masing-masing keterampilan proses sains baik kemampuan berhipotesis maupun kemampuan menyimpulkan hasil percobaan. Meskipun jumlah peserta didik yang menjawab benar mengalami penurunan, namun dari peserta didik tersebut mampu memberikan alasan yang tepat sehingga terjadi peningkatan persentase pada masing-masing keterampilan proses sains yang diukur. Persentase kemampuan berhipotesis pada siklus II sebesar 79,38% dan kemampuan menyimpulkan hasil percobaan sebesar 80,00%. Peningkatan dari masingmasing keterampilan proses sains dapat dilihat pada diagram di bawah ini:

ii. Guru sudah mampu beradaptasi dengan kondisi peserta didik dan kondisi kelas tempat pembelajaran. iii. Pelaksanaan pembelajaran sudah sesuai urutan pembelajaran yang direncanakan. iv. Instrumen soal yang digunakan untuk mengukur keterampilan proses sains baik kemampuan berhipotesis maupun kemampuan menyimpulkan hasil percobaan sudah dikembangkan dengan narasi yang menuntun peserta didik dalam menjawab. Dari hasil refleksi dan analisis terhadap hasil penelitian pada siklus II menunjukkan bahwa indikator keberhasilan penelitian pada kemampuan peserta didik dalam berhipotesis dan kemampuan menyimpulkan hasil percobaan sudah tercapai yaitu di atas 70%. Dengan persentase kemampuan berhipotesis pada siklus II sebesar 79,38% dan kemampuan menyimpulkan hasil percobaan sebesar 80,00%.

4. Simpulan

Diagram 1.

Perbandingan Keterampilan Proses Sains tiap Siklus 90 80

Persentase

70 60 50 40

Pra Siklus

Siklus I

Siklus II

10 0

Keterampilan Proses Sains

Berdasarkan hasil observasi keterlaksanaan tindakan siklus II diperoleh hasil refleksi sebagai berikut: i. Guru telah mampu meningkatkan pengeolaan waktu dalam kegiatan pembelajaran sehingga pembelajaran berjalan sesuai rencana.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa: Terdapat peningkatan kemampuan peserta didik dalam berhipotesis secara tertulis dengan persentase peningkatan dari siklus I ke siklus II sebesar 4,69%. Terdapat peningkatan kemampuan peserta didik dalam menyimpulkan hasil percobaan secara tertulis dengan persentase peningkatan dari siklus I ke siklus II sebesar 23,12% Sehingga permasalahan rendahnya kemampuan berhipotesis dan kemampuan menyimpulkan hasil percobaan dalam pembelajaran fisika dapat ditingkatkan melalui penerapan metode demonstrasi interaktif sebanyak dua siklus. Melalui aktivitas berhipotesis dan menyimpulkan hasil percobaan mendorong peserta didik untuk menggunakan nalarnya sehingga juga berdampak pada peningkatan prestasi akademiknya. 5. Referensi [1] Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. 2017. Muatan Kurikulum 2013 Sekolah Menengah Atas/ Madrasah Aliyah (SMA/ MA) Mata Pelajaran Fisika. Jakarta: Badan Penelitian dan Pengembangan Pusat Kurikulum dan Perbukuan. [2] Padri, I Made. (2003). Manual Evaluasi Keterampilan Proses Bidang Studi Fisika di

165

Selly Silvia Agusti, dkk. Upaya Meningkatkan Keterampilan Peserta Didik Dalam ... Sekolah. Bandung: Universitas Pendidikan Indonesia [3] Sanjaya, Wina. Dr. (2008). Strategi Pembelajaran Berorientasi Standar Proses Pendidikan. Kencana Prenada Media Group. Jakarta. [4] Zubaidah, dkk. 2013. Buku Guru Kelas VIII SMP. Jakarta: Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan [5] Rizal, Rahmat, dkk (2017) Penerapan Metode Demonstrasi Interaktif untuk meningkatkan Keterampilan Proses Sains Peserta didik. Thesis. Bandung: UPI Bandung tidak diterbitkan. [6] Maryam, Ely. Sinaga, Parlindungan. (2015). Penelitian Tindakan Kelas untuk Meningkatkan Kognitif dan Keterampilan Berhipotesis Peserta didik SMP melalui Penerapan Metode Demonstrasi Interaktif. PTK. Bandung: UPI Bandung tidak diterbitkan. [7] Muhammad, Ali. (2005). Statistik Penelitian. Bandung: Sinar Baru Algesindo [8] Komara, Endang, dkk. 2016. Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan dan Penelitian Tindakan Kelas (PTK) Bagi Guru. Bandung: Refika ADITAMA [9] Wenning, C. J. 2011b. The Levels of Inquiry Model of Science Teaching, Journal of Physics Teacher Education Online, 6 (2): 9-16. [10] Wenning, C. J. 2011a. Experimental Inquiry in Introductory Physics Course. Journal of Physics Teacher Education Online, 6(2):1-8.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

166

Nurhadi, dkk. Upaya Meningkatkan Keterampilan Mengamati dan Menerapkan ...

Upaya Meningkatkan Keterampilan Mengamati dan Menerapkan Konsep Melalui Penerapan Model Pembelajaran Problem Based Learning (PBL) pada Materi Fluida Statis

Nurhadi1*, Agus Danawan2, Andi Suhandi3 1

PPG Pendidikan Fisika, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi 229 Bandung 40154, Indonesia 2 Progran Studi Pendidikan Fisika, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi 229 Bandung 40154, Indonesia 3 Progran Studi Fisika, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi 229 Bandung 40154, Indonesia * E-mail: adinurhadi18@gmail.com

ABSTRAK Penelitian ini dilakukan untuk mengkaji efektifitas penerapan model Problem Based Learning (PBL) dalam upaya meningkatkan keterampilan mengamati dan menerapkan konsep siswa. Penelitian didesain dalam bentuk penelitian tindakan kelas dengan mengambil pokok bahasan fluida statis dan dilaksanakan dalam dua siklus. Data penelitian diperoleh melalaui teknik tes dan non tes. Teknik tes dilaksanakan dalam bentuk tes akhir dan lembar kerja siswa. Teknik non tes dilaksanakan melalui pengamatan dengan menggunakan lembar observasi. Data penelitian diolah menggunakan analisis presentasi. Hasil analisis penelitian menunjukan bahwa, pada siklus pertama indikator keberhasilan belum tercapai. Dimana hanya 61,9% (26 peserta didik) yang mencapai kriteria ketuntasan dengan prosentase aktivitas siswa sebesar 70,5%. Sedangkan pada siklus yang kedua, mengalami peningkatan, yakni 92.9% (39 peserta didik) yang mencapai ketuntasan secara klasikal dengan prosentase aktivitas siswa mencapai 95,7%. Hasil penelitian menunjukkan bahwa model pembelajaran yang diterapkan dapat meningkatkan ketrampilan mengamati dan menerapkan konsep sekaligus dapat meningkatkan kemampuan kognitif serta dapat melatih sikap ilmiah siswa. Kata Kunci: mengamati, menerapkan konsep, problem based learning (PBL). ABSTRACT This research was conducted to study the effectiveness of the implemanting of Problem Based Learning (PBL) models in an effort to improve students' observe skill and apply the concept. The study was designed in the form of classroom action research by taking the topic of static flui. Research data was obtained through test and non-test techniques. Test techniques are held by final tests and student worksheets. Non-test techniques are held by direct observation using observation sheets. Research data was processed using percentage analysis On the basis of the findings, the research showed that, in the first cycle the indicator of success has not been achieved. Where only 61.9% (26 students) reached the completeness criteria with the percentage of student activity at 70.5%. Whereas in the second cycle, there was an increase, itâ&#x20AC;&#x2122;s about 92.9% (39 students) who achieved classical completeness with the percentage of student activity reaching 95.7% The results of the study show that the learning model that is applied can improve observe skill and apply the concept as well as improve cognitive abilities and can train students' scientific attitudes. Keywords : observe, apply the concept, problem based learning (PBL).

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

167

Nurhadi, dkk. Upaya Meningkatkan Keterampilan Mengamati dan Menerapkan ... 1. Pendahuluan Kurikulum 2013 bertujuan untuk mempersiapkan manusia Indonesia agar memiliki kemampuan hidup sebagai pribadi dan warga negara yang beriman, produktif, kreatif, inovatif, dan afektif serta mampu berkontribusi pada kehidupan bermasyarakat, berbangsa, bernegara, dan peradaban dunia [1]. Fisika sebagai salah satu mata pelajaran sains dapat dijadikan sebagai media yang sangat baik dalam melatih berbagai kemampuan peserta didik. Melalui fenomena sains dimana siswa dapat melatih kemampuan: mengamati, menganalisa, berhipotesa, memprediksi, merangkai, mengukur dan menarik kesimpulan. Kemampuankemampuan tersebut berdampak pada perkembangan potensi diri siswa dapat tumbuh dan terbentuk dengan baik [2]. Pendidikan di sekolah harus memiliki system pembelajaran yang menekankan pada ketrampilan proses yang dinamis yang didasarkan pada upaya meningkatkan keingintahuan siswa pada teknologi dan sains. Pendidikan harus mendesain pembelajaran yang responsive dan berpusat pada siswa agar minat dan aktifitas social dan keaktifan peserta didik terus meningkat. Sesuai dengan amanat dalam kurikulum K-13, pembelajaran harus mampu menciptakan peserta didik yang memiliki kemampuan berpikir tingkat tinggi (high order thingking) dan memiliki kecakapan abad 21 (kritis, kreatif, komunikatif, dan kolaboratif) sehingga dapat membentuk pribadi bangsa yang mampu bersaing di era globalisasi. dan kondisi/keadaan pada dunia nyata [3,4]. Berdasarkan observasi yang dilakukan, selama proses pembelajaran khususnya pada materi pokok fluida statis hanya berupa transfer ilmu pengetahuan tanpa (jarang) adanya kegiatan eksperimen untuk mengkonfirmasi konsep-konsep yang telah dikemukakan. Keterampilan proses sains jarang dilatihkan pada siswa. Dengan tidak dibiasakan melatih keterampilan proses sains siswa dan eksperimen dalam pembelajran sebagian besar siswa masih pasif dan tidak fokus mengikuti pembelajaran. Eksperimen yang dilakukan pun hanya terpaku pada instruksi lembar kerja siswa (LKS) tanpa adanya peluang untuk melatih dan mengembangkan keterampilan prses sains, kreatifitas dan kekritisan siswa. Pembelajaran yang digunakan masih bersifat satu arah dan hanya berfokus pada apa yang disampaikan atau disiapkan oleh guru. Pembelajaran yang

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

disajikan dikelas tidak mempu menjawab tuntutan ketrampilan dan kecakapan siswa abad 21. Kendala waktu dan keterbatasan alat juga menjadi kendala berarti dalam membelajarkan materi fluida statis di sekolah. Untuk mengatasi permasalahan ini dibutuhkan model yang mampu mengolah berbagai macam kecerdasan yang diperlukan untuk melakukan konfrontasi terhadap tantangan dunia nyata, kemampuan untuk menghadapi segala sesuatu yang baru dan kompleksitas yang ada, yang apabila dipadukan dengan pembelajaran eksperimen akan menghasilkan sebuah pembelajaran bermakna sesuai dengan filsafat kontruktivisme dimana siswa yang membentuk pengetahuannya sendiri untuk menyelesaikan persoalan sesuai dengan tantangan kehidupan nyata. Salah satu model pembelajaran yang dapat diterapkan adalah model pembelajaran berdasarkan masalah atau problem based learning (PBL), model pembelajaran problem based learning ini adalah model pembelajaran yang proses pembelajaran pada titik awal pembelajaran dimulai berdasarkan masalah dalam kehidupan nyata. Siswa dirangsang untuk mempelajari masalah berdasarkan pengetahuan dan pengalaman telah mereka miliki sebelumnya (prior knowledge) untuk membentuk pengetahuan dan pengalaman baru [5]. Sedangkan menurut Arends (dalam Trianto 2007: 68) menyatakan bahwa: â&#x20AC;?Model pembelajaran berdasarkan masalah merupakan suatu pendekatan pembelajaran di mana siswa mengerjakan permasalahan yang autentik dengan maksud untuk menyusun pengetahuan mereka sendiri, mengembangkan inkuiri dan keterampilan berpikir tingkat lebih tinggi, mengembangkan kemandirian dan rasa percaya diri. Model pembelajaran berdasarkan masalah juga mengacu pada model pembelajaran yang lain seperti yang diungkapkan oleh diungkapkan oleh Trianto (2007: 68) : â&#x20AC;?Model pembelajaran berdasarkan masalah) mengacu pada Pembelajaran Proyek (Project Based Learning), Pendidikan Berdasarkan Pengalaman (Experience Based Education), Belajar Autentik (Autentic Learning), Pembelajaran Bermakna (Anchored Instruction)â&#x20AC;?[6]. Model tersebut ketika dipadukan dengan metode eksperimen untuk memecahkan persoalan pada dunia nyata diharapkan mampu membentuk pengetahuan yang utuh pada siswa berdasarkan tantangan dunia nyata juga melatih dan mengembangkan

168

Nurhadi, dkk. Upaya Meningkatkan Keterampilan Mengamati dan Menerapkan ... ktifitas dan kekritisan siswa dalam melakukan eksperimen. Sehingga skill dan ketrampilan sains siswa diasah dan dilatih berdasarkan tantangan pada dunia nyata [7]. Berdasarkan Permendikbud No. 24 Tahun 2016 Lampiran 8, disebutkan bahwa kompetensi pengetahuan fisika kelas XI materi fluida statis memiliki kompetensi dasar menerapkan hukum-hukum fluida statis dalam kehidupan sehari-hari serta merancang dan melalukan percobaan yang memanfaatkan sifat-sifat fluida statis, berikut presentasi hasil percobaan dan pemanfaatannya [8]. Berdasarkan paparan dan tuntutan kompetensi dasar tersebut dan permasalahan keterampilan siswa dalam bereksperimen maka model pembelajaran problem based learning inilah yang dinilai tepat (cocok) digunakan untuk membelajarkan materi fluida statis. Selain karena sesuai dengan kompetensi dasar yang ingin dicapai, problem based juga menekankan pada ketrampilan memecahkan tantangan pada dunia nyata yang apabila dipadukan dengan eksperimen diharapkan dapat membentuk struktur pengetahuan yang utuh dan mampu melatih ketrampilan (kecakapan) proses sains siswa dalam melakukan eksperimen (Cahyadi, 2014) [7]. Dengan memperhatikan uraian di

atas, penulis akan melakukan sebuah penelitian tentang keterampilan proses sains melalui model pembelajaran problem based learning (PBL) yang dilaksanakan di SMA N 10 Bandung pada materi fluida statis. Penelitian ini berjudul: â&#x20AC;&#x153;Upaya Meningkatkan Keterampilan Mengamati dan Menerapkan Konsep Melalui Model Pembelajaran Problem Based Learning (PBL) pada Materi Fluida Statis. 2. Metode Penelitian Metode penelitian yang digunakan adalah metode penelitian tindakan kelas (class action research). Penelitian ini akan dilakukan di SMA N 10 Bandung dengan subjek penelitian terdiri dari 42 Siswa kelas XI IPA 2. Variabel yang akan diselidiki pada penelitian ini adalah keterampilan proses sains siswa ketika melakukan percobaan pada materi fluida statis menggunakan model Problem Based Learning (PBL). Keterampilan proses sains yang dimaksud meliputi keterampilan proses sains dasar, yaitu kemampuan mengobservasi atau mengamati dan kemampuan menerapkan konsep. Langkah-langkah model Problem Based Learning (PBL) ditunjukkan pada tabel 1.

Tabel 1. Langkah-langkah Model Problem Based Learning (PBL)[9] Fase-Fase Perilaku Guru Menjelaskan tujuan pembelajaran, menjelaskan Fase 1 Orientasi peserta didik kepada masalah logistic yang dibutuhkan. Memotivasi peserta didik untuk terlibat aktif dalam pemecahan masalah yang dipilih Membantu peserta didik mendefinisikan dan Fase 2 Mengorganisasi peserta didik mengorganisasikan tugas belajar yang berhubungan dengan masalah tersebut Mendorong peserta didik untuk mengumpulkan Fase 3 Membimbing penyelidikan individu dan informasi yang sesuai, melaksanakan eksperimen kelompok untuk mendapatkan penjelasan dan pemecahan masalah Membantu peserta didik dalam merencanakan Fase 4 Mengembangkan dan menyajikan hasil karya dan menyiapkan karya yang sesuai seperti lapoan, model dan berbagi tugas dengan teman Mengevaluasi hasil belajar tentang materi yang Fase 5 Menganalisa dan mengevaluasi proses telah dipelajari/ meminta kelompok presentasi pemecahan masalah hasil kerja

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

169

Nurhadi, dkk. Upaya Meningkatkan Keterampilan Mengamati dan Menerapkan ... Prosedur dan langkah-langkah dalam penelitian tindakan kelas ini secara garis besar terdapat empat tahap yang lazim dilalui seperti yang dikemukakan oleh Arikunto (2010), sebagai berikut: 1) Perencanaan Berdasarkan hasil identifikasi masalah dari observasi yang telah dilakukan, pemecahan masalah yang diajukan adalah dengan menerapkan model pembelajaran problem based learning untuk meningkatkan keterampilan proses sains siswa dalam melakukan praktikum pada materi fluida statis. Pada tahap ini akan dilakukan penyusunan skenario pembelajaran, termasuk silabus dan rencana pengajaran dan lembar kerja siswa (LKS) yang lebih mengedepankan keterampilan proses 2) Pelaksanaan Tindakan yang telah direncanakan, diimplementasikan dalam pelaksanaan kegiatan praktikum disertai model pembelajaran problem based learning (PBL) berbasis laboratorium diwujudkan dalam langkahlangkah pembelajaran yang sistematis. 3) Pengamatan Pengamatan dilakukan selama berlangsungnya proses pembelajaran. Pengamatan berupa kegiatan pemantauan, pencatatan aktivitas dan kegiatan peserta didik dan guru menggunakan lembar observasi dan jurnal serta pendokumentasian segala kegiatan selama proses pembelajaran. 4) Refleksi Hasil yang diperoleh dalam tahap observasi dikumpulkan serta dianalisis dalam tahap ini. Dari hasil observasi guru dapat merefleksikan diri dengan melihat data observasi apakah kegiatan yang dilakukan telah dapat meningkatkan keterampilan proses sains siswa dalam melakukan percobaan. Hasil analisa data yang dilaksanakan dalam tahap ini akan dipergunakan sebagai acuan untuk merencanakan siklus berikutnya [10]. Instrumen yang digunakan dalam penelitian ini adalah instrument tes dan non test. Instrument tes menggunakan tes formatif berupa post test berbentuk essay meliputi tes kemampuan observasi atau mengamati dan tes kemampuan menerapkan konsep. Instrument non tes menggunakan lembar observasi peserta didik dan guru. Lembar observasi siswa digunakan untuk mengukur aktifitas siswa selama mengikuti pembelajaran sedangkan lembar observasi guru untuk melihat

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

keterlaksanaan kegiatan pembelajaran tidak terlepas dari konteks permasalahan dan tujuan penelitian [11]. Teknik analisis data yang digunakan untuk menganalisis data keterampilan proses sains (Sudjana: 2011) adalah : đ?&#x2018; đ?&#x2018;&#x2013;đ?&#x2018;&#x2122;đ?&#x2018;&#x17D;đ?&#x2018;&#x2013; đ??˝đ?&#x2018;˘đ?&#x2018;&#x161;đ?&#x2018;&#x2122;đ?&#x2018;&#x17D;â&#x201E;&#x17D; đ?&#x2018; đ?&#x2018;&#x2DC;đ?&#x2018;&#x153;đ?&#x2018;&#x; đ?&#x2018;Śđ?&#x2018;&#x17D;đ?&#x2018;&#x203A;đ?&#x2018;&#x201D; đ?&#x2018;&#x2018;đ?&#x2018;&#x2013;đ?&#x2018;?đ?&#x2018;&#x2019;đ?&#x2018;&#x;đ?&#x2018;&#x153;đ?&#x2018;&#x2122;đ?&#x2018;&#x2019;â&#x201E;&#x17D; = đ?&#x2018;Ľ100% đ?&#x2018;&#x2014;đ?&#x2018;˘đ?&#x2018;&#x161;đ?&#x2018;&#x2122;đ?&#x2018;&#x17D;â&#x201E;&#x17D; đ?&#x2018; đ?&#x2018;&#x2DC;đ?&#x2018;&#x153;đ?&#x2018;&#x; đ?&#x2018;&#x161;đ?&#x2018;&#x17D;đ?&#x2018;&#x2DC;đ?&#x2018; đ?&#x2018;&#x2013;đ?&#x2018;&#x161;đ?&#x2018;˘đ?&#x2018;&#x161;

(1)

Untuk menghitung prosentasi ketuntasan klasikal kelas dihitung menggunakan rumus (Sudjana: 2011) đ?&#x2018;&#x203A; (2) % = đ?&#x2018;Ľ100% đ?&#x2018; (2) Sedangakan untuk menghitung rerata nilai digunakan rumus (Sudjana: 2011) â&#x2C6;&#x2018;đ?&#x2018;Ľ đ?&#x2018;&#x20AC;= (3)[11] â&#x2C6;&#x2018;đ?&#x2018; Indikator keberhasilan penelitian tindakan ini didasarkan pada 2 aspek, yaitu: 1) Keterlaksanaan pembelajaran Problem Based Learning (PBL), tuntas jika semua tahapan pembelajaran sesuai dengan sintaks pembelajaran problem based learning (PBL) dengan persentasi keterlaksanaan 100%, 2) Keterampilan proses sains, mengobservasi dan menerapkan konsep, dikatakan tuntas jika hasil persentase pada setiap aspek keterampilan proses sains (KPS) secara individu â&#x2030;Ľ75% keseluruhan mencapai rata-rata â&#x2030;Ľ75% dan secara klasikal â&#x2030;Ľ85% 3. Hasil dan Pembahasan Aspek keterlaksanaan pembelajaran menggunakan model Problem Based Learning (PBL) dapat dilihat dari hasil pengamatan pada lembar obeservasi pelaksanaan pembelajaran. Adapun aspek ini dikatakan tuntas, jika semua langkah pembelajaran (sintaks) dalam model problem based learning dapat dilaksanakan oleh guru dalam pembelajaran langsung dikelas meliputi mengorientasi siswa kepada masalah, mengorganisasikan siswa untuk belajar, membimbing penyelidikan individual maupun kelompok, mengembangkan dan menyajikan hasil karya, menganalisa dan mengevaluasi proses pemecahan masalah. Berdasarkan hasil pengamatan pada lembar observasi keterlaksanaan pembelajaran yang dilakukan oleh pengamat (observer) pada siklus I dan II, dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

170

Nurhadi, dkk. Upaya Meningkatkan Keterampilan Mengamati dan Menerapkan ...

100% 95% 90% 85% 80% Siklus 1

Siklus 2

Gambar 1. Grafik Keterlaksanaan Pembelajaran Problem Based Learning Gambar 1 menunjukkan bahwa prosentase keterlakasanaan pembelajaran problem based learning pada siklus 1 sebesar 89%. Hal ini berarti belum semua sintaks pembelajaran pada model problem based learning dapat dilaksanakan secara maksimal. Pada pada siklus 2 mengalami peningkatan mencapai 100%, hal ini menunjukkan bahwa pembelajaran telah dilaksanakan sesuai sintaks pembelajaran dengan baik. Aspek keterampilan proses sains dapat dilihat dari tes formatif berupa post test yang diberikan di akhir pembelajaran. Keterampilan proses sains (KPS) yang diamati dalam penelitian ini meliputi keterampilan mengobservasi atau mengamati dan keterampilan menerapkan konsep. Peningkatan keterampilan proses sains peserta didik dari siklus 1 ke siklus 2 dapat dilihat dalam table dibawah ini. Tabel 2. Persentase Keterampilan Proses Sains Keterampilan Siklus Siklus proses sains (KPS) 1 (%) 2 (%) Mengamati

73,64

85,14

Menerapkan Konsep

68,50

80,82

Rata-rata

71,07

82,98

Ketuntasan Klasikal

61,90

92,86

Tabel 2 menunjukkan bahwa pada siklus 1, ketrampilan proses sains khususnya pada keterampilan mengobservasi/ mengamati siswa masih kurang dari kriteria ketuntasan minimal yakni hanya 73,64 %, hal yang sama pula terdapat pada keterampilan menerapkan konsep yakni sebesar 68,50 % saja. Adapun rata-rata

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

kelas masih kurang dari indicator keberhasilan yakni 71,07 < 75,00, dengan ketuntasan klasikal kelas sebesar 61,90 % < 85%, hal ini masih jauh dari yang diharapkan oleh peneliti. Berdasarkan data keterampilan proses sains (KPS) hasil tindakan pada siklus 1, maka penelitian perlu dilanjutkan pada silkus 2 dengan melakukan perbaikan yang mangacu pada kelemahan di siklus 1. Adapun perbaikan yang dilakukan pada siklus 2 antara lain sebagai berikut: 1) Aspek keterlaksanaan permbelajaran. Pada aspek ini pembelajaran yang disajikan disesuaikan dengan runutan sintaks pembelajaran, dan pada setiap sintaks pemebelajaran dikerjakan dengan maksimal dengan memberi penekanan dan penguatan pada setiap sintaksnya. 2) Aspek perangkat pembelajaran. Pada aspek ini penulis melakukan perbaikan pada lembar kerja siswa (LKS) dengan merancang LKS yang lebih interaktif dan focus pada keterampilan proses sains yang ingin dikaji. Media percobaan yang digunakan lebih bervariatif, yakni dengan menyajikan demonstrasi langsung di depan kelas, mengajak siswa untuk melakukan demonstrasi bersama kemudian menampilkan fenomena visual melalui video dan animasi phet menggunakan aplikasi simulasi. Setelah melakukan perbaikan pada tindakan siklus 2, berdasarkan tabel 2, pada siklus 2 keterampilan proses sains (KPS) siswa mengalami peningkatan signikan yakni pada keterampilan mengobservasi/ mengamati mengalami kenaikan menjadi 85,14% dan keterampilan menerapkan konsep naik menjadi 80,82%. Adapun nilai rata-rata kelas dan ketuntasan klasikal kelas telah melampaui indicator keberhasilan yakni 82,98 % untuk rata-rata kelas dan 92,86% untuk ketuntasan klasikal kelas. Berdasarakan gambaran data yang diperoleh pada siklus 2 terlihat dengan jelas bahwa pembelajaran dengan menggunakan model pembelajaran problem based learning (PBL) berhasil meningkatkan keterampilan proses sains (KPS) siswa SMA N 10 Bandung. 4. Simpulan Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: (1) Dari hasil penelitian, keterampilan proses sains (KPS) siswa Kelas XI IPA 2 SMA N 10 Bandung pada materi fluida statis telah mencapai ketuntasan baik secara individu maupun secara klasikal. Yakni pada

171

Nurhadi, dkk. Upaya Meningkatkan Keterampilan Mengamati dan Menerapkan ... keterampilan mengobservasi/ mengamati sebesar 85,14% dan keterampilan menerapkan konsep sebesar 80,82%. Dengan nilai rata-rata kelas 82,98% dan ketuntasan klasikal kelas sebesar 92,86%. (2) Penerapan model pembelajaran problem based learning (PBL) dalam pembelajaran efektif meningkatkan keterampilan proses sains (KPS) siswa (khususnya keterampilan mengobservasi/ mengamti dan keterampilan menerapakan konsep) Kelas XI IPA 2 SMA N 10 Bandung pada materi fluida statis. Saran yang dapat diberikan oleh penulis adalah, ketrampilan proses sains (KPS) merupakan keterampilan berpikir yang tinggi. Oleh karena itu sangat baik dilatihkan kepada peserta didik. Keterampilan proses sains terdiri atas 8 (delapan) jenis, akan tetapi dalam penelitian ini penulis hanya mengfokuskan penelitian pada 2 (dua) jenis keterampilan, sehingga perlu dilakukan kajian tentang ketrampilan proses yang lain. 5. Ucapan Terima Kasih Penulis mengucapkan terimakasih kepada Agus Danawan, M.Si dan Dr. Andi Suhandi, M.Si atas bimbingannya sehingga penilitian ini selesai dilaksanakan. Penulis juga mengucapkan terimakasih kepad Dra. Ani Amiyati selaku Guru di SMA N 10 Bandung, dan kepada siswa-siswi Kelas XI IPA 2 atas bantuan dan kerja samanya selama penelitian berlangsung.

[5] Dimyati & Mudjiono. (2009). Belajar dan Pembelajaran. Jakarta: PT Rineka Cipta. [6] Joyce, B, Well, M. & Calhoun, E. (2000). Models of Teaching. USA: Alyn and Bacon. [7] Cahyadi, Eka (2011). Penerapan Model Pembelajaran Problem Based Learning dengan Pendekatan Inquiry Untuk Meningkatkan Ketrampilan Proses Sains dan Penguasaan Konsep Elastisitas Pada Siswa SMA. Bandung: UPI [8] Permendikbud No 24 Tahun 2016 tentang Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar Pembelajaran Pada Kurikulum 2013 Pada Pendidikan Dasar dan Pendidikan Menengah [9] Shafa. (2014). Karakteristik Proses Pembelajaran Kurikulum 2013. Dinamika Ilmu 14(1). [10] Arikunto, Suharsimi, (2010). Prosedur Penelitian Suatu Pendekatan Praktik. Jakarta: PT Bumi Aksara. [11] Sudjana, N. 2011. Penilaian Hasil belajar Mengajar. Bandung: Alfabeta

6. Referensi [1] Permendikbud No.70 Tahun 2013 tentang Kerangka Dasar dan Struktur Kurikulum Sekolah Menengah Kejuruan/Madrasah Aliyah Kejuruan [2] Purwanto. (2013). Analisis kemampuan Inkuiri dan Hasil Belajar Siswa Sekolah Menengah Pertama melalui Model Pembelajaran berbasis Model Hierarki of Inquiry. Prosiding Pertemuan Ilmiah XXVII HFI Jateng & DIY, Solo, 23 Maret 2013, ISSN: 0853-0823 [3] Undang-undang Sisdiknas (UU RI No. 20 Th. 2003). 2009. Jakarta: Sinar Grafika. [4] Rohim, Fathur, dkk. (2012). Penerapan Model Prblem Based Learning pada Pembelajaran Fisika untuk Meningkatkan Kemampuan Berpikir Kreatif. Tersedia pada http://journal.unnes.ac.idsju/index.php/up ej.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

172

Sifa Parwati, Dkk. Penerapan Pendekatan Saintifik Untuk Melatihkan Keteampilan Proses â&#x20AC;Ś

Penerapan Pendekatan Saintifik untuk Melatihkan Keterampilan Proses Sains Siswa pada Topik Fluida Dinamis

Sifa Parwati*, Unang Purwana, Muhamad Gina Nugraha Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi No.229, Bandung 40154, Indonesia *Corresponding author. E-mail: sifaparwati@student.upi.edu Telp: 083820749559 ABSTRAK Keterampilan proses sains (KPS) merupakan suatu keterampilan dasar yang harus dimiliki siswa agar mampu mengembangkan keterampilan abad 21 dan literasi sains. Salah satu cara yang dapat digunakan untuk melatihkan keterampilan proses sains siswa adalah dengan menggunakan pendekatan saintifik. Penelitian ini bertujuan untuk melatihkan keterampilan proses sains siswa pada materi fluida dinamis. Metode penelitian yang digunakan adalah pre-experimental dengan sampel sebanyak 30 siswa yang dipilih dengan teknik cluster random sampling di salah satu SMA di Kota Cimahi. Perkembangan keterampilan proses sains siswa dianalisis melalui lembar kerja siswa dengan rubrik penilaian berbasis pengembangan KPS. Hasil penelitian menunjukkan bahwa aspek keterampilan proses sains siswa dari pertemuan satu sampai pertemuan ketiga mengalami perkembangan optimal dari sangat jelek (very poor), cukup (fair), hingga sangat baik (excellent). Kata Kunci : Pendekatan Saintifik; Keterampilan Proses Sains; Fluida Dinamis

ABSTRACT Science process skills (SPS) is a basic skill that must be possessed to develop 21st century skills and scientific literacy. The scientific approach is one way that can be used to train students' SPS. This study aims to train students' SPS on the subject of dynamic fluid. The research method used pre-experimental with a sample on 30 students in one of the Senior High Schools in Cimahi . The development of students' SPS was analyzed through student worksheets with an assessment rubric based on SPS development. The results showed that the aspects of science process skills of students from one meeting to the third meeting experienced optimal development from very poor, fair, and excellent. Keywords : Science Process Skills (SPS); Scientific Approach; Dynamic Fluid.

1. Pendahuluan Proses belajar IPA lebih ditekankan pada pendekatan keterampilan proses, sehingga siswa dapat menemukan fakta, membangun konsep, teori dan sikap ilmiah untu mencapai tujuan pembelajaran [1]. Keterampilan proses sains merupakan hal yang penting untuk dilatihkan pada siswa dalam kegiatan pembelajaran. Keterampilan

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

proses sains bermanfaat bagi pembelajaran yang bermakna, meningkatkan penguasaan konsep, dan juga merupakan suatu keterampilan dasar yang harus dimiliki untuk mengembangkan keterampilan abad 21 dan literasi sains [2-4] Keterampilan proses sains dapat dilatihkan melalui serangkaian kegiatan yang dilakukan siswa dalam proses penyelidikan

173

Sifa Parwati, Dkk. Penerapan Pendekatan Saintifik Untuk Melatihkan Keteampilan Proses â&#x20AC;Ś [5]. Proses melatihkan keterampilan proses secara lebih rinci dikemukakan oleh Rezba, dkk., (1999) sepertu pada gambar 1. [6]

Gambar 1. Proses Melatihkan Keterampilan Proses Sains Namun kegiatan pembelajaan dilapangan berdasarkan studi pendahuluan yang dilakukan, sekolah belum sepenuhnya memfasilitasi siswa untuk melatihkan keterampilan proses sains sehingga diperlukan suatu pendekatan untuk melatihkan keterampilan proses sains pada siswa. Berbagai macam pendekatan telah dilakukan oleh penelitian sebelumnya, salah satunya dengan pendekatan saintifik. Rezba menegaskan bahwa keterampilan proses sains adalah suatu keterampilan proses yang menggunakan pendekatan saintifik [7]. Keterampilan proses sains siswa dapat dilakukan dengan pengembangan proses belajar yang mengarah pada proses kegiatan ilmiah salah satunya mengaplikasikan pendekatan saintifik [1]. Kegiatan pengajaran sains disekolah yang diungkapkan oleh Permendikbud No 22 Tahun 2016 menyarankan agar pengajaran sains disampaikan menggunakan pendekatan saintifik dimana pembelajaran sains memiliki peran membangun keterampilan ilmiah. Permen lain dengan nomor 103 tahun 2014 menegaskan bahwa pengimplementasian kurikulum 2013, dimana kegiatan pembelajaran menggunakan pendekatan saintifik meliputi lima pengalaman belajar yaitu, mengamati, menanya, mengumpulkan informasi/ mencoba menalar, mengkomunikasikan. Bila kita perhatikan langkah pembelajaran dengan menggunakan pendekatan saintifik juga sangat relevan karena memuat aspek aspek keterampilan

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

proses sains yang akan mampu mengembangkan keterampilan proses sains. Untuk itu, penelitian ini mencoba menerapkan pendekatan saintifik untuk melatihkan keterampilan proses sains siswa. luaran yang akan dihasilkan berupa indormasi tentang identifikasi perkembangan keterampilan proses sains siswa yang dianalisis berdasarkan portifolio lembar kerja siswa pada topik fluida dinamis melalui pendekatan saintifik. Topik fluida dinamis diambil berdasarkan pertimbangan bahwa kegiatan pembelajaran pada materi fluida dinamis memungkinkan dalam melatihkan keterampilan proses sains. Topik fluida dinamis pada kegiatan pembelajaran disekolah, berdasarkan hasil studi pendahuluan berupa wawancara dengan siswa diperoleh informasi bahwa pada materi ini belum sepenuhnya memfasilitasi siswa untuk melatihkan keterampilan proses sains. Pada materi ini juga, alat peraga dalam KIT juga tidak tersedia sebagai fasilitator kegiatan pembelajaran dengan baik untuk melakukan kegiatan praktikum padahal pada topik ini sangat memungkinkan untuk diajarkan melalui kegiatan praktikum dalam pembelajarannya. 2. Metode Penelitian Metode penelitian yang digunakan adalah pre-experimental dengan desain penelitian one shot case study design [8]. Subjek penelitian adalah satu kelompok eksperimen yang terdiri dari 30 siswa yang diberikan perlakukan dan tidak terdapat kelompok kontrol. Sampel penelitian meliputi siswa kelas XI MIPA disalah satu sekolah dikota Cimahi yang dipilih dengan teknik cluster random sampling. Subjek penelitian akan diberikan perlakuan dengan menerapkan pendekatan saintifik dalam kegiatan pembelajaran untuk dilihat bagaimana perkembangan keterampilan proses sains siswa meliputi keterampilan mengamati, memprediksi, mengidentifikasi variabel, membuat hipotesis, mengoperasionalkan variabel, merencanakan percobaan, melakukan pengukuran, mengolah data, menganalisis, dan mengkomunikasikan. Instrumen yang digunakan untuk melatihkan keterampilan proses sains siswa adalah lembar kerja siswa (LKS) berbasis

174

Sifa Parwati, Dkk. Penerapan Pendekatan Saintifik Untuk Melatihkan Keteampilan Proses â&#x20AC;Ś pengembangan KPS yang diberikan pada siswa untuk setiap pertemuan. Data yang diperoleh berupa lembar jawaban LKS siswa yang kemudian dinilai dan dikategorikan dengan merujuk pada rubrik yang dikembangkan Lati W., (2012) untuk mengetahui bagaimana perkembangan keterampilan proses sains siswa [9]. Tingkat keberhasilan keterampilan proses sains siswa mengacu seperti pada tabel 1. Tabel 1. Kriteria Keberhasilan Keterampilan Proses Sains Skor Keterangan 81-100

Sangat baik (excellent)

71-80

Baik (good)

61-70

Cukup (fair)

51-60

Jelek (poor)

0-50

Sangat jelek (very poor)

Penelitian ini dilakukan sebanyak tiga kali pertemuan, pertemuan pertama mempelajari tetang debit dan prinsip kontinuitas kontinuitas, pertemuan kedua mempelajari tentang prinsip bernoulli, sedangkan pertemuan ketiga mempelajari tentang penerapan prinsip bernoulli pada venturimeter tanpa manometer. 3. Hasil dan Pembahasan Berdasarkan penelitian yang dilakukan, pada taabel 2 ditunjukkan bagaimana perkembangan keterampilan proses sains siswa setelah diterapkannya pendekatan siantifik dalam pembelajaran pada topik fluida dinamis. Tabel 2. Rekapitulasi Perkembangan Keterampilan Proses Sains Siswa Aspek Keterampilan Kategori untuk Setiap Proses Sains Pertemuan 1 2 3 Mengamati 67 78 88 Memprediksi 40 77 93 Mengidentifikasi 43 83 83 Variabel Membuat 72 73 81 Hipotesis Mengoperasionalkan 42 60 83 Variabel Merencanakan 44 53 74 Percobaan

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Aspek Keterampilan Proses Sains Melakukan Pengukuran Mengumpulkan dan Mengolah Data Menganalisis Percobaan Mengkomunikasikan Rata-rata

Kategori untuk Setiap Pertemuan 1 2 3 50 66 95 38 77 83 38 33 47 very poor

53 37 66 fair

76 72 83 excellent

Tabel 2 menunjukan perkembangan keterampilan proses sains siswa secara keseluruhan dari setiap pertemuan pada aspek keterampilan mengamati, memprediksi, mengidentifikasi variabel, membuat hipotesis, mengoperasionalkan variabel, merencanakan percobaan, melakukan pengukuran, mengolah data, menganalisis, dan mengkomunikasikan. Rata-rata perkembangan ketarampilan proses sains siswa secara keseluruhan mengalami perkembangan yaitu dari kategori very por, fair, excellent. Jika kita cermati, peningkatan perkembangan keterampilan proses sains yang paling signifikan terjadi pada kegiatan memprediksi. Peningkatan perkembangan keterampilan proses sains yang paling rendah terjadi pada kegiatan membuat hipotesis, sedangkan keterampilan dengan nilai melatihkan cukup rendah adalah merencanakan percobaan, menganalisis percobaan, dan mengkomunikasikan. Berikut ini beberapa penjelasan yang dapat diungkapkan dalam temuan terkait perkembangan keterampilan proses sains untuk setiap pertemuannya. 1. Memprediksi Pada aspek keterampilan proses sains bagian memprediksi. Gambar 2 menunjukan bahwa keterampilan memprediksi siswa dari pertemuan pertama sampai pertemuan ketiga mengalami perkembangan dari kategori verry poor, good, dan exellent. Pada kegiatan memprediksi, siswa dituntut untuk meramalkan apa yang akan terjadi jika jika suatu besaran berubah, apa pengaruhnya terhadap besaran lain berdasarkan data, fakta dan pola pada saat pengamatan [6]. Pada pertemuan pertama, kebanyakan siswa masih belum mampu memprediksikan apa yang akan terjadi jika ada

175

Sifa Parwati, Dkk. Penerapan Pendekatan Saintifik Untuk Melatihkan Keteampilan Proses â&#x20AC;Ś suatu besaran yang berubah, siswa juga belum bisa mengemukakan bagaimana pola yang akan terjadi dari fakta hasil pengamatan. Gambar 3 menunjukan kecenderungan jawaban siswa pada aspek memprediksi.

Perkembangan Aspek Memprediksi excelle nt

Skor Rata-rata

80 60 40

very poor

good

20 0 Pertemuan Pertemuan Pertemuan 1 2 3

Gambar 2. Grafik Perkembangan Aspek Memprediksi dari Setiap Pertemuan

Gambar 4. Foto Kecenderungan Jawaban Siswa pada LKS di Pertemuan Ketiga 2. Membuat Hipotesis

Perkembangan Aspek Membuat Hipotesis excellent

Gambar 3. Foto Kecenderungan Jawaban Siswa pada LKS di Pertemuan Pertama Pada pertemuan kedua dan ketiga, bentuk lembar kerja siswa bagian memprediksi dibuat dengan menyusun beberapa pertanyaan yang mendorong siswa untuk berpikir lebih dalam, sehingga hal ini mampu memfasilitasi siswa dalam mengemukakan apa yang akan terjadi dan bagaimana pola berdasarkan fakta hasil pengamatan. Perkembangan keterampilan proses sains pada aspek memprediksi ini tidak terlepas dari bagaimana pengaruh pertanyaan pada lembar kerja siswa. Strategi mengajar yang efektif dalam melatihkan keterampilan memprediksi adalah dengan menerapkan seperangkat petunjuk yang spesifik [10]. Instruksi operasional yang konkret dan jumlah petunjuk dalam pengajaran sains berfungsi untuk meningkatkan perkembangan keterampilan memprediksi siswa [11].

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Skor Rata-rata

80 good

60 40

good

20 0 Pertemuan Pertemuan Pertemuan 1 2 3

Gambar 5. Grafik Perkembangan Aspek Membuat Hipotesis dari Setiap Pertemuan Pada aspek keterampilan proses sains bagian membuat hipotesis. Gambar 5 menunjukan bahwa keterampilan membuat hipotesis siswa dari pertemuan pertama sampai pertemuan ketiga mengalami perkembangan dari kategori good, good, dan exellent. Pada kegiatan membuat hipotesis, siswa ditutut untuk mampu mengungkapkan perubahan suatu variabel akibat perubahan yang sengaja dilakukan pada variabel lain [6]. Sejak pertemuan pertama, siswa sudah mampu mengungkapkan bagaimaa perubahan suatu variabel akibat perubahan yang sengaja dilakukan pada variabel lain. Hanya saja siswa ketika mengungkapkan hipotesis, siswa tidak menyebutkan variabel apa yang harus dijaga

176

Sifa Parwati, Dkk. Penerapan Pendekatan Saintifik Untuk Melatihkan Keteampilan Proses â&#x20AC;Ś tetap dan siswa pernyataan kalimat hubungan antar variabelnya tidak dibuat dengan baik.

Gambar 6. Foto Kecenderungan Jawaban Siswa pada Aspek Membuat Hipotesis di Pertemuan Pertama Meskipun dalam kegiatan membuat hipotesis, kegiatan ini seharusnya didukung dari kegiatan mengidentifikasi variabel agar siswa mampu membuat frase hipotesis tentang bagaimana pengaruh variabel bebas terhadap variabel terikat yang diubah dan dilengkapi dengan penjelasan [6]. Pertanyaan pada lembar kerja siswa sudah dibuat untuk mendorong siswa hanya untuk melengkapi dan membuat frase yang sesuai, sehingga siswa dimudahkan dalam kegiatan membuat hipotesis. 3. Menganalisis Percobaan

Skor Rata-rata

Perkembangan Aspek Menganalisis Percobaan 80 60 40

baik, siswa hanya menjawab pengolahan data sesuai dan tidak sesuai dengan hipotesis tanpa disertai alasan diterima atau tidaknya hipotesis tersebut, serta kesimpulan hasil percobaan pun tidak dibuat dengan menampilkan data dan alasan atas kesimpulan tersebut. Menganalisis percobaan dilakukan setelah mengumpulkan dan mengolah data. Pertemuan pertama siswa belum mampu mengumpulkan dan mengolah data dengan baik sehingga hasil analisis percobaan dan kesimpulan menjadi salah. Pertemuan ketiga, siswa sudah mulai menganalisis percobaan dengan cukup baik meskipun belum optimal. Hal ini tidak terlepas dari dominasi guru dalam mengingatkan halhal apa yang harus diperhatikan dalam kegiatan pemberlajaran. Herrenkohl menyatakan bahwa untuk membangun teori dari model dan data, penting bagi guru untuk membimbing dan mendukung diksusi siswa didalam kelas dengan memberikan pertanyaan berkaitan dengan prediksi dan teori, hasil, dan hubungan prediksi dengan teori [12]. Untuk perkembangan yang optimal, siswa juga harus berkonsultasi dengan guru disetiap pertemuan pada hasil percobaan yang ditemukan [13]

good very poor

poor

20 0 Pertemuan Pertemuan Pertemuan 1 2 3

Gambar 7. Grafik Perkembangan Aspek Menganalisis Percobaan dari Setiap Pertemuan Pada aspek keterampilan proses sains bagian menganalisis percobaan. Gambar 8 menunjukan bahwa keterampilan menganalisis percobaan siswa dari pertemuan pertama sampai pertemuan ketiga mengalami perkembangan dari kategori very poor, poor, dan good. Pada kegiatan menganalisis percobaan, siswa dituntut unuk mengidentifikasi hipotesis yang sedang diuji dengan diberikan deskripsi dari penyelidikan [6]. Pada tiap pertemuan dikegiatan menganalisis percobaan, kebanyakan siswa tidak mampu menganalisis percobaan dengan

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Gambar 8. Foto Kecenderungan Jawaban Siswa pada Aspek Menganalisis Percobaan di Pertemuan Ketiga 4. Simpulan Hasil penelitian ini menunjukan bahwa secara keseluruhan aspek ketarampilan proses sains siswa mengalami perkembangan yaitu dari kategori very poor, fair, excellent. Dari penelitian ini dapat simpulkan bahwa penerapan pendekatan saintifik dalam proses pembelajaran dapat melatihkan keterampilan proses sains siswa pada materi fluida dinamis. Rekomendari untuk penelitian selanjutnya dapat mengembangkan aspek lain dari keterampilan proses sains setelah diterapkannya pendekatan saintifik dalam pembelajaran pada topik lainnya.

177

Sifa Parwati, Dkk. Penerapan Pendekatan Saintifik Untuk Melatihkan Keteampilan Proses … [6] 5. Ucapan Terimakasih Penulis mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu dan terlibat dalam pelaksaan penelitian dan penulisan artikel ini. 6. Referensi [1] Amita, Pinkan. (2017). Efektivitas Science Approach With Guided Experiment Pada Pembelajaran IPA Untuk Memberdayakan Keterampilan Proses Sains Siswa Sekolah Dasar. Profesi Pendidikan Dasar, 2017 [2] Bilgin, Ibrahim. (2006). The Effects of Hands-on Activities Incorporating a Cooperative Learning Approach on Eight Grade Students’ Science Process Skills and Attitudes Toward Science. Journal of Baltic Science Education, 2006 [3] Jack, Gladys U. (2013). The Influence of Identified Student and School Variables on Students’ Science Process Skills Acquisition. Journal of Education and Practice ISSN 22221735 (Paper) ISSN 2222-288X (Online), 2013 [4] Turiman, P., Omar, J., Adzliana, D. M., & Osman, K. (2012). Fostering the 21st Century Skills through Scientific Literacy and. Procedia - Social and Behavioral Sciences , 59:110-116. [5] Aktamis, H dan Ergin, O. (2008). The Effect of Scientific Process Skills Education on Students’ Scientific Creativity, Science Attitude, and Academic Achievement. Asia-Pasicif Forum on Science Learning and Teaching, 9(4):1-20.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

[7]

[8]

[9]

[10] [11]

[12]

[13]

Rezba, J.R, dkk. (1999). Learning and Assessing Science Process Skills. Fourth Edition. Kendall/Hunt Publishing Company. Safaah. (2017). Teaching Science Process Skills by Using the 5 Stage Learning Cycle in Junior High School; International Conference on Mathematics and Science Education (ICMScE) Fraenkel, J.R., Wallen, N.E., & Hyun, H.H. (2012). How to design and evaluate research in education (Eight Edition). New York: Mc. Graw-Hill. Lati, W., dkk. (2012). Enhancement of Learning Achievement and Integrated Science Process Skills Using Science Inquiry Learning Activities of Chemical Reaction Rate. ProcediaSocial and Behavioral Science, hlm. 4471-4475 Padilla, M.J. (1990). The Science Process Skills. Research Matters-to the Science Teacher, (9004). Thiel, R., & George, D. K. (1976). Some factors affecting the use of the science procces skill and comparison in junior high school students. Scince Education, hlm. 195-203 Duschl, R. A. & Jonathan Osborne. (2002). Supporting and Promoting Argumentation Discourse in Science Education. Studies in science education, 38:39-72 Roth, W.M. (1993). The Development of Scence Process Skills in authentic contects. Journal of Research in Science Teaching, 30(2):127-152.

178

Kardiawarman. Pembelajaran Fisika Berorientasi Higher Keteampilan Order Thinking Skillâ&#x20AC;Ś â&#x20AC;Ś Sifa Parwati, Dkk. Penerapan Pendekatan Saintifik Untuk Melatihkan Proses

Pembelajaran Fisika Berorientasi Higher Order Thinking Skill (HOTS) Kardiawarman Universitas Langlangbuana, Jl. Karapitan No. 116, Kota Bandung-Jawa Barat, 40261 *Corresponding author. E-mail: kardiawarman@gmail.com ABSTRAK TEMPO.CO (13 April 2018), Jakarta - Menteri Pendidikan dan Kebudayaan Muhadjir Effendy membenarkan soal-soal dalam ujian nasional berbasis komputer atau UNBK tahun ini lebih sulit. Sebab, kata dia, pemerintah mulai menyelipkan 20 persen soal-soal standar internasional kategori high order thinking skill (Hots). Soal-soal kategori Hots itu, kata Muhadjir, mendorong siswa berpikir kritis. Harapannya para siswa memiliki lima kompetensi, yakni berpikir kritis, kreatif dan inovatif, kemampuan berkomunikasi, kemampuan bekerja sama, serta percaya diri. Kutipan salah satu berita tersebut merupakan latar belakang penulis menyusun artikel ini dengan harapan dapat menjadi salah satu solusi untuk membantu merealisasikan harapan Bapak Menteri Pendidikan dan Kebudayaan yang menghendaki agar siswa memperoleh lima kompetensi, yaitu berpikir kritis, kreatif dan inovatif, kemampuan berkomunikasi, kemampuan bekerja sama, serta percaya diri. HOTS sebenarnya bukan sesuatu hal yang baru atau â&#x20AC;&#x153;waahâ&#x20AC;?. HOTS adalah bagian dari ranah Kognitif dalam Taxonomi Bloom, yaitu mulai jenjang C4 sampai C6 atau sering kita sebut: Analisa, Evaluasi, dan Sintesa/Mencipta. Sedangkan kita tahu bahwa taxonomi Bloom terdiri dari tiga ranah, yaitu kognitif, psikomor, dan afektif. Semua Sarjana Pendidikan Fisika pasti sudah mendapatkan kuliah tentang tentang HOTS tersebut namun dalam prakteknya ketika menjadi guru atau dosen hal tersebut kurang atau bahkan tidak dilaksanakan. Pertanyaannya adalah Bagaimana merancang dan melaksanakan pembelajaran fisika berorientasi HOTS? Artikel ini akan membahas bagaimana merancang dan melaksanakan pembelajaran fisika berorientasi HOTS di SD/MI, SMP/MTs, SMA/MA, dan S1-Pendidikan Fisika. Kata Kunci: Fisika, HOTS; Critical Thinking, Higher Order Thinking; Pembelajaran Fisika

1. Rasional Sabda Rasulullah SAW: "Ajarilah anakanakmu sesuai dengan zamannya, karena mereka hidup di zaman mereka bukan pada zamanmu. Sesungguhnya mereka diciptakan untuk zamannya, sedangkan kalian diciptakan untuk zaman kalian". Artinya, ilmu itu bersifat dinamis dan tidak tetap, keberadaannya menyesuaikan dengan kondisi sekarang dan kehidupan masa depan. Setiap orang pasti mengalami perubahan ilmu pengetahuan dan teknologi yang begitu cepat. Pada saat kita masih menjadi seorang siswa pasti mengamati banyak pekerjaan yang saat itu masih poluler dan dijadikan sumber penghidupan, namun ketika menjadi dewasa banyak dari pekerjaan tersebut hilang dan ditinggalkan orang. Sebaliknya disadari atau tidak, banyak pekerjaan yang dulu tidak ada Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

tapi sekarang muncul dan menjadi sumber penghidupan. Hadist tersebut di atas mengingatkan kita agar dalam mendidik siswa, kita harus dapat membekali mereka dengan kompetensi yang dapat mengantisipasi kehidupan mereka pada zamannya, yaitu kehidupan pada 20 tahun atau 30 tahun yang akan datang. Pemerintah melalui Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan sedang dan selalu berpaya untuk merespon apa yang disabdakan Rasullulah tersebut. Salah satu upayanya adalah dengan mengembangkan pembelajaran yang diharapkan dapat membekali para siswa dengan lima kompetensi, yakni berpikir kritis, kreatif dan inovatif, kemampuan berkomunikasi, kemampuan bekerja sama, serta percaya diri. Bagaimana caranya? Yaitu dengan membekali siswa dengan kompetensi

179

Kardiawarman. Pembelajaran Berorientasi Higher Order Thinking Skill â&#x20AC;Ś Sifa Parwati, Dkk. Penerapan PendekatanFisika Saintifik Untuk Melatihkan Keteampilan Proses â&#x20AC;Ś

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

HOTS

2. Apa itu HOTS dan Berfikir Kritis Higher-order thinking, known as higher order thinking skills (HOTS), is a concept of education reform based on learning taxonomies (such as Bloom's Taxonomy). In Bloom's taxonomy, for example, skills involving analysis, evaluation and synthesis (creation of new knowledge) are thought to be of a higher order, requiring different learning and teaching methods than the learning of facts and concepts. Higher order thinking involves the learning of complex judgemental skills such as critical thinking and problem solving [1]. Hasil Penelitian yg dilaksanakan oleh Kardiawarman dan Jumran Waris [2] menunjukan bahwa kandungan soal-soal HOTS dalam Instrumen penilaian hasil belajar UN SMP 2015 jauh lebih sedikit (IPA = 12,5 %, Mat: 10 %) dibandingkan dengan kandungan soal-soal HOTS dalam Instrumen Penilaian PISA (IPA = 93 %, Mat: 84 %) Salah satu upaya pemerintah tersebut adalah dengan menggenapkan pencapaian ranah kognitif sebagai hasil belajar siswa. Sehingga setiap siswa dapat memperoleh hasil belajar sampai C6. Saat ini ranah kognitif sering dikelompokkan menjadi dua atau bahkan tiga, yaitu: lower order thinking skill (LOTS/C1-C3) dan higher order thinking skill (HOTS/C4-C6) seperti ditunjukkan dalam Gambar 1. Jadi HOTS hanyalah satu bagian kecil dari taksonomi Bloom, yaitu C4-C6. Selain Dimensi Proses Berfikir C1-C6, kita juga harus memastikan bahwa para siswa dapat mencapai Dimensi Pengetahuan, yaitu: Faktual, Konseptual, Prosedural, dan Metakognitif. Sehingga kedua dimensi tersebut dapat dinyatakan dalam bentuk matrik seperti dalam Gambar 2 [3]. Keterampilan Berfikir Kritis atau critical thinking Skill is the intellectually disciplined process of actively and skillfully conceptualizing, applying, analyzing, synthesizing, and/or evaluating information gathered from, or generated by, observation, experience, reflection, reasoning, or

communication, as a guide to belief and action. In its exemplary form, it is based on universal intellectual values that transcend subject matter divisions: clarity, accuracy, precision, consistency, relevance, sound evidence, good reasons, depth, breadth, and fairness [4]. Keterampilan Berfikir Kritis adalah buah dari higher order thinking skill. Jadi seseorang yang sudah memiliki keterampilan berfikir tingkat tinggi maka orang tersebut diasumsikan akan memiliki keterampilan berfikir kritis untuk menyelesaikan setiap permasalahan yang dihadapi.

LOTS

yang utuh, yaitu: Ranah Kognitif (C1-C6), Ranah Psikomotor (P1 -P4), dan Ranah Afektif (A1-A5). Ketiga ranah taksonomi Bloom tersebut apabila dilaksanakan secara holistik dan terintegrasi akan menghasilkan kompetensi.

Gambar 1. LOTS dan HOTS dalam Taksonomi Bloom

Gambar 2. Dimensi Pengetahuan vs Dimensi Proses Berfikir Saat ini proses pembelajaran pada umumnya baru mencapai jenjang C3. Oleh karena itu, pemerintah saat ini sedang mengembangkan sistem Peningkatan Kompetensi Pembelajaran bagi guru untuk semua jenjang satuan pendidikan agar setiap guru dapat membelajarkan siswa sehingga para siswa dapat mencapai HOTS. Kemudian pertanyaan berikutnya adalah bagaimana Pembelajaran Berorientasi HOTS itu? 3. Pembelajaran berorientasi HOTS Coba perhatikan cuplikan soal-soal Fisika dalam Instrumen Programme for International Student Assessment (PISA) tahun 2014 berikut.

180

Kardiawarman. Pembelajaran Fisika Berorientasi Higher Order Thinking Skill â&#x20AC;Ś Sifa Parwati, Dkk. Penerapan Pendekatan Saintifik Untuk Melatihkan Keteampilan Proses â&#x20AC;Ś

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

181

Rudi Thinking Harttono,Skill dkk.… … Kardiawarman. Pembelajaran Fisika Berorientasi Higher Order Soal-soal tersebut adalah untuk siswa usia 15 tahun atau siswa kelas 3 SMP atau kelas 1 SMA. Bagaimana pembelajaran khususnya pembelajaran fisika yang harus dilaksanakan guru agar siswa dapat menjawab masalah terkait dengan keterampilan berfikir tingkat tinggi? Berikut adalah contoh Pembelajaran HOTS untuk Enegi Potensial Pegas. Metode pembelajaran boleh eksperimen atau bahkan hanya metoda demonstrasi, dengan susunan alat seperti dalam Gambar 3.

Buatlah grafik F vs ∆X. Koefisien arah grafik adalah F/∆X = konstanta (k). Untuk setiap nilai ∆X hitung luas segitiga di bawah kurva. Luas segitiga tsb adalah ½ ∆X.F dengan satuan erg yang berarti satuan energi. Dan energi tersebut merupakan energi potensial pegas. Selanjutnya tambahkan kolom ½ F. ∆X dan ∆X2 ke dalam tabel tsb, sbb: No m (gram)

∆X (cm)

∆X2

F = ½ m.g ∆X.F (dyne) = Ep (erg)

1 2 dst

Gambar 3 Kita tahu bahwa Ep = ½ k.∆X2. Sedangkan dalam eksperimen kita hanya memperoleh data tentang massa beban (m) dan pertambahan panjang (∆X), sehingga kita akan memperoleh tabel hasil pengumpulan data sbb. No 1 2

m (gram)

∆X (cm)

dst Dari data yang hanya dua kolom tersebut kita lengkapi dengan kolom F berikut. No m (gram)

∆X (cm)

F = m.g (dyne)

1 2 dst

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Kemudian buat grafik Ep vs ∆X dan Ep vs ∆X2. Bandingkan kedua grafik tsb. Apakah Ep sebanding dengan ∆X atau ∆X2 ? Koefisien arah grafik Ep vs ∆X2 adalah ½ ∆X.F/∆X2 = c. Jadi c = Tan  = Ep/x2 = [(½)F.x]/x2 = (½)F/x. sedangkan F/x = k. Jadi c = (1½)k. Dengan demikian

Ep = ½ k.x2 Nah dari urutan pembelajaran tersebut, dimana HOTS nya? Jawabnya adalah sbb: 1. Ketika siswa sudah mendapatkan tabel m dan x, guru harus bertanya: bagaimana nilai x ketika m makin besar? (Jawab: membesar). Pertanyaan ini melatih siswa menganalisa data (C4) secara faktual. 2. Kemudian ketika siswa selesai membuat grafik F vs x, guru harus bertanya: Bagaimana bentuk grafik F vs x? (Jawab: lurus). Apa artinya? (Artinya F sebanding dengan x. Pertanyaan ini melatih siswa menganalisa data (C4) secara konseptual dan mulai melatih menarik kesimpulan (C5) Faktual. 3. Ketika siswa selesai menambah kolom ½ x. F dan kolom x2 ke dalam tabel, guru harus bertanya: Bagaimana nilai ½ x. F dalam tabel ketika x atau x2 makin besar? (Jawab: makin besar pula). Pertanyaan ini melatih siswa menganalisa data (C4) Prosedural dan Metakognitif.

182

Kardiawarman. Pembelajaran Fisika Berorientasi Higher Order RudiThinking Harttono,Skill dkk.…… 4. Ketika siswa sudah selesai menghitung koefisien grafik Ep vs x2, guru harus bertanya: Apa kesimpulan kalian terkait nilai Ep pegas vs x2? (Jawab: Ep = ½ k . x2. Pertanyaan ini melatih siswa menarik kesimpulan (C5) Konseptual. Pertanyaan-pertanyaan tersebut harus diajukan sesuai dengan uruten pembelajaran. 4. Trik Membuat Pembelajaran Berorientasi HOTS. Dalam proses pembelajaran fisika, siswa harus diposisikan sebagai “scientist” yang selalu melakukan penemuan-penemuan (discovery) fenomena alam. Guru harus berperan sebagai fasilitator dan inspirator bagi siswa yg akan mempelarajasi sebuah konsep fisika. Untuk itu, guru harus memiliki “trik” untuk membimbing siswa seolah-olah konsep fisika yang akan dipelajari adalah sebuah konsep yang belum ditemukan dan akan dieksplor melalui kegiatan “penelitian”. “Penelitian” di sini maknanya adalah pembelajaran dengan metoda eksperimen atau demonstrasi. Nah dalam setiap pembelajaran dengan metoda eksperimen maupun demonstrasi biasanya akan melibatkan pengumpulan data, analisa data, dan menarik kesimpulan. Kunci pembelajaran fisika yang berorientasi HOTS dimulai dari analisa data (C4), lalu menarik kesimpulan (C5), sampai menemukan pengetahuan baru (C6). Contoh “Trik” untuk melakukan “penelitian” bersama siswa dapat dirangkum dalam tabel berikut. Konse p Fisika

Anali sa data (C4) Ep = Baca ½ tabel k.x2 data x, x2, F, Ep.

Evaluasi (C5)

Mencipta/sint esa (C6)

Menarik kesimpul an dari grafik Ep vs x2

Menarik kesimpulan dari grafik Ep vs x2 dari eksperimen yang melampui batas elastisitas

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

1/f = 1/s + 1/s’ untuk lensa (+) Y = f (x)

Baca tabel data 1/s dan 1/s’ Baca nilai y vs x dalam tabel data

Menarik kesimpul an dari grafik 1/s’ vs 1/s. Simpulka n fungsi y vs x

Lakukan untuk lensa (-)

Y = f Baca (x2) nilai y vs x, x2 dalam tabel

Menarik kesimpul an dari grafik y vs x2

Lakukan eksperimen untuk nilai x yg sangat besar atau sangat kecil

Y = a Baca ebx nilai y sebag ai fungsi x, dan ex

Menarik kesimpul an dari grafik y vs ex

Lakukan eksperimen untuk nilai x yg sangat besar atau sangat kecil

Lakukan eksperimen untuk nilai x yg sangat besar atau sangat kecil.

dst 5. Referensi [1] https://en.wikipedia.org/wiki/Higherorder_thinking) [2] Kardiawarman dan Jumran Waris. (2016). Berfikir Tingkat Tinggi (High Order Thinking) dan Berfikir Kritis (Critical Thinking) dalam Penilaian Hasil Belajar Kurikulum 2013 dengan Penilaian Hasil Belajar oleh Organisasi Internasional OECD/PISA dan IEA/TIMSS, Laporan Penelitian Pelibatan Publik, BalitbangKembdikbud. [3] Education Scotland (http://www. educationscotland.gov.uk/resources/ h/hotsmaths /introduction.asp) [4] Criticalthinking.org (http://www.criticalthinking.org/pages/defi ning-critical-thinking/766)

183

I Made Risandy Dharma Putra, dkk. Penggunaan Attitude Toward Physics Inventory untuk â&#x20AC;Ś

Penggunaan Attitude Toward Physics Inventory Untuk Mengukur Sikap Siswa SMA Terhadap Fisika

I Made Risandy Dharma Putra*, David Edison, Dedi Sasmita Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi No.229, Bandung 40154, Indonesia *Corresponding author. E-mail:maderisandi@gmail.com, Telp: +6281224538900

ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui bagaimana sikap siswa SMA terhadap pelajaran fisika dari berbagai aspek. Penelitian menggunakan populasi siswa kelas XII SMA swasta di kota Bandung dengan jumlah sampel 28 orang yang dipilih secara acak. Sikap siswa yang diukur meliputi ketertarikan terhadap fisika, karier yang berhubungan dengan fisika, seberapa pentingnya fisika, bagaimana guru fisika, seberapa sulitnya fisika, serta alat-alat fisika yang digunakan. Data sikap siswa diperoleh melalui angket dan diolah dengan tafsiran persentasi. Hasil penelitian menunjukkan, bahwa pembelajaran fisika yang dilakukan sudah cukup baik. Namun, setelah dites menggunakan soal fisika sederhana, siswa tidak mampu menjawab dengan baik dan benar. Hal ini menunjukkan, bahwa siswa termotivasi dan antusias mengenai kegiatan yang melibatkan fisika, serta meyakini bahwa belajar fisika mampu mengembangkan karakter dan kepribadian. Namun, pembelajaran yang sudah didapatkan siswa tidak membantu mengembangkan siswa. Kata Kunci: Attitude Toward Physics; Sikap Siswa.

ABSTRACT This research aims to find out the attitude of high school students in physics lessons from various aspects. The study used a population of twelfth graderes in Senior High School in Bandung with a sample of 28 randomly selected people. The measured of studentâ&#x20AC;&#x2122;s attitudes include interest in physics, careers related to physics, how important physics is, how the physics teachers is, how difficult physics is, and the physical tools used in learning process. Data on student attitudes is obtained through questionnaires and processed with a percentage interpretation. The results of the study show that physics learning is good enough, students are given the opportunity to explore and often involved in discussions. However, after being tested using simple physics questions, students are not able to answer properly and correctly. This shows that students are motivated and enthusiastic about activities involving physics, and believe that learning physics is able to develop character and personality, but the learning that students have acquired does not help to develop studentâ&#x20AC;&#x2122;s cognitive skills. Keywords: Attitude Toward Physics; Student Attitudes.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

184

I Made Risandy Dharma Putra, dkk. Penggunaan Attitude Toward Physics Inventory untuk â&#x20AC;Ś 1. Pendahuluan Zaman setiap saat akan terus berkembang, hingga kemampuan yang dimiliki oleh manusia pun berubah seiring dengan perkembangan zaman. Hal ini yang mendasari terbentuknya Kurikulum 2013 yang dibuat oleh Menteri Pendidikan dan Kebudayaan. Sesuai dengan Peraturan Menteri Pendidikan dan Kebudayaan Nomor 20 Tahun 2016 [1] tentang Standar Kompetensi Lulusan Pendidikan Dasar dan Menengah, setiap lulusan satuan pendidikan dasar dan menengah memiliki kompetensi pada tiga (3) dimensi yaitu sikap, pengetahuan dan keterampilan. Namun, terkadang dimensi sikap sering terlupakan dalam proses pembelajaran. Hal ini menyebabkan pendidik tidak memahami bagaimana proses perubahan maupun peningkatan sikap yang dialami oleh siswa. Seorang pendidik tidak hanya mengajarkan ilmu pengetahuan saja namun pendidikan yang diberikan perlu menanamkan atau menumbuhkan sikap positif kepada peserta didik. Sikap merupakan kecenderungan seseorang untuk menerima atau menolak sesuatu konsep, kumpulan ide, atau kelompok individu. Dengan demikian menurut Kudsiah, Dantes dan Sariyasa (dalam Munandir, 1999) [4] sikap siswa terhadap fisika bisa bermacammacam yang mungkin menerima dengan baik atau mungkin menolaknya. Terbentuknya sikap positif siswa terhadap fisika merupakan pertanda awal yang baik bagi keberhasilan belajar siswa, begitu pula sebaliknya, sikap negatif siswa terhadap pelajaran fisika merupakan awal tidak berhasilan proses belajar dan mengajar fisika. Untuk mendapatkan penerimaan yang baik dari sikap siswa terhadap fisika, sebagai seorang pendidik, khususnya fisika, perlu memahami betul kondisi psikologi siswa, bisa mengendalikan kelas, membuat pembelajaran fisika menjadi menarik serta mampu menjadi pribadi yang menyenangkan untuk siswa. Maka, untuk mengevaluasi kinerja pendidik serta memahami sikap siswa terhadap fisika, dilakukan penelitian yang berkaitan dengan sikap siswa terhadap fisika di SMA. Aspek sikap yang ditinjau diantaranya aspek afektif, yaitu perasaan-perasaan yang dimiliki siswa terhadap fisika sebagai ilmu maupun perasaan-perasaan terhadap proses pembelajaran fisika dan aspek konatif, yaitu kecenderungan yang dimiliki siswa dalam mempelajari fisika, terkait pula dengan fasilitas Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

pendukung pembelajaran. Pada penelitian ini, aspek sikap mengacu dari indikator sikap yang digunakan diadaptasi dari indikator sikap yang dikembangkan oleh Veloo dan kawan-kawan (Veloo, dkk., 2015, hlm. 38), yakni pengembangan indikator dari TOSRA. Indikator sikap yang diadaptasi dari Veloo dkk tersebut terdiri dari enam indikator, yaitu (1) ketertarikan terhadap fisika. (2) karier yang berhubungan dengan fisika, (3) seberapa pentingnya fisika, (4) bagaimana guru fisika, (5) seberapa sulitnya fisika dan (6) alat-alat fisika yang digunakan. Penelitian dilakukan di salah satu SMA swasta di Bandung dengan jumlah sampel sebanyak dua puluh delapan (28) orang siswa. Data diperoleh melalui angket yang terdiri dari lima belas (15) pernyataan yang mencakup enam indikator sikap. Pengolahan data dianalisis menggunakan skala Likert serta ditafsirkan secera persentasi. Dari hasil penelitian, bahwa pembelajaran yang diperoleh siswa sudah cukup baik. Siswa pun sangat menyukai kegiatan yang dilakukan dalam pembelajaran fisika, serta merasa bahwa fisika mampu membantu siswa dalam mengembangkan karakter dan kepribadian. Namun, belum mampu menyelesaikan tes tertulis fisika secara tuntas. Hal ini membuktikan bahwa pembelajaran yang diterima siswa kurang membantu dalam meningkatkan kemampuan siswa terhadap fisika. 2. Bahan dan Metode Jenis penelitian ini adalah penelitian deskriptif yang dilakukan untuk mengetahui bagaimana sikap siswa SMA terhadap fisika. Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh siswa kelas XII IPA SMA. Sampel dalam penelitian ini adalah siswa kelas XII IPA 1 yang berjumlah 28 orang dan dipilih secara random sampling tanpa pertimbangan apapun. Teknik pengumpulan data yang digunakan dalam penelitian ini melalui instrumen berupa angket sikap siswa serta tes tertulis sebagai pendukung. Pada instrumen sikap, terdapat dua (2) jenis pernyataan yakni pernyataan positif dan negatif. Selanjutnya data yang telah dikumpulkan akan dianalisis dengan skala Likert. Bentuk menganalisis data dengan skala Likert untuk sikap yang digunakan dalam penelitian ini adalah dengan analisis centra tendency. Analisis ini menggunakan tipe data median atau mode. 185

I Made Risandy Dharma Putra, dkk. Penggunaan Attitude Toward Physics Inventory untuk â&#x20AC;Ś Maksud data mode menurut Amirin (Amirin, T.M., 2010, hlm. 1) adalah jumlah persentase untuk respon setuju atau tidak setuju. Sebagai contoh ada 50 siswa dari 100 siswa menyatakan setuju pada pernyataan yang diberikan, maka dikatakan bahwa 50% dari 100 siswa setuju terhadap pernyataan tersebut. 3. Hasil dan Pembahasan Setelah melakukan penelitian di salah satu SMA swasta di Bandung dengan jumlah siswa dua puluh delapan (28) orang. Didapatkan hasil bahwa pembelajaran fisika yang dilakukan sudah cukup baik, siswa diberikan kesempatan untuk bereksplorasi serta sering dilibatkan dalam diskusi. Penyampaian materinya pun tidak dominan secara verbal (ceramah) namun lebih mentitik beratkan persamaan matematis (rumus), dalam materi yang disampaikan pun didahului dan dikaitkan dengan fenomena di kehidupan sehari-hari. Pada proses pembelajaran pun siswa sering diberikan konteks masalah yang berkaitan dengan materi fisika yang diajarkan dan latihan soal yang diberikan lebih banyak mengandung pengerjaan unsur matematis. Hal ini membuktikan bahwa pembelajaran yang diterima siswa sudah cukup baik. Dari hasil penelitian, siswa lebih mudah memahami fisika jika dihubungkan dengan kehidupan sehari-hari. Sebanyak 64,3% siswa setuju atas kemampuan menyelesaikan masalah dengan konsep fisika yang sudah dipelajari serta sebanyak 78,6% siswa setuju bahwa soal yang diberikan mampu memotivasi dan mengasah kemampuan memecahkan masalah yang berkaitan dengan fisika. Namun hal ini tidak terbukti dari hasil tes tertulis mengenani kemampuan pemecahan masalah pada penelitian. Siswa cenderung tidak mampu mengidentifikasi masalah, mengeksplorasi strategi penyelesaian masalah serta tidak mampu menganalisis penyelesaian masalahnya. Sebanyak 60,7% siswa pun setuju bahwa sulit untuk mengaplikasikan konsep fisika yang didapat ke dalam kehidupan sehari-hari. Siswa pun sangat menyukai kegiatan yang dilakukan dalam pembelajaran fisika, serta merasa bahwa fisika mampu membantu siswa dalam mengembangkan karakter dan kepribadian. Data hasil analisis penelitian angket siswa terhadap fisika dapat dilihat pada tabel 1.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Gambar 1. Salah Satu Jawaban Siswa Berdasarkan hasil analisis data penelitian yang telah dikemukakan, dapat disimpulkan bahwa siswa di salah satu SMA swasta di Bandung sudah cukup yakin atas kemampuan pemecahan masalah dari pembelajaran yang telah diterima di kelas, namun dari hasil tes tertulis kemampuan pemecahan masalah bahwa siswa tersebut belum mampu menyelesaikan masalah fisika secara tuntas. Hal ini membuktikan bahwa pembelajaran yang diterima siswa tidak membantu dalam meningkatkan kemampuan pemecahan masalah. Maka, perlu diadakan penelitian lebih lanjut mengenai hubungan antara proses pembelajaran dengan kemampuan pemecahan masalah dan sikap siswa terhadap fisika. 4. Simpulan

Berdasarkan hasil data yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa sikap siswa terhadap fisika lebih dominan dengan sikap positif dari berbagai indikator. Namun, kinerja pendidik perlu dilakukan karena pembelajaran yang diterima siswa hingga penelitian ini dilakukan tidak dapat mengembangkan kemampuan siswa, salah satunya ialah kemampuan pemecahan masalah. Perlu ada penenelitian lebih lanjut mengenai hubungan antara proses pembelajaran fisika terhadap sikap dan kemampuan pemecahan masalah siswa SMA. Penelitian ini dapat berguna untuk meneliti hubungan antara pembelajaran berbasis masalah terhadap sikap siswa terhadap fisika.

186

I Made Risandy Dharma Putra, dkk. Penggunaan Attitude Toward Physics Inventory untuk …

No. 1

Tabel 1. Data angket sikap siswa terhadap Alternatif Pilihan SS TS S Penyampaian materi dikelas memberikan kesempatan 7,1% 89,3% 3,6% bagi saya untuk bereksplorasi mengenai materi fisika yang sedang dipelajari Dalam proses pembelajaran, siswa sering dilibatkan 14,3% 82,1% 3,6% dalam diskusi mengenai suatu konsep/materi yang sedang dipelajari Penyampaian materi di kelas menggunakan cara 0% 21,5% 71,4% penjelasan secara verbal saja (ceramah)

Aspek yang diukur

7,1%

Penyampaian materi dikelas mengenai suatu materi fisika cenderung lebih banyak menggunakan persamaan matematis (rumus)

Saya lebih mudah memahami konsep fisika bila 57,1% 42,9% penyampaian materinya dihubungkan dengan kehidupan sehari – hari

Saya mampu menyelesaikan suatu masalah dengan mudah menggunakan konsep fisika yang saya pelajari.

3,6%

64,3% 32,1% 0%

Soal latihan yang diberikan lebih banyak mengandung pengerjaan unsur matematis (rumus)

7,1%

78,6% 14,3%

Soal latihan yang diberikan mampu memotivasi saya1 4,3% untuk mengasah kemampuan dalam memecahkan suatu masalah terkait materi fisika

78,6% 7,1%

Dalam proses pembelajaran, siswa sering diberikan masalah yang berkaitan dengan materi fisika

60,7% 28,6% 0%

Masalah yang diberikan sering berkaitan dengan 21,4% 7 8,6% 0% fenomena-fenomena atau peristiwa dalam kehidupan sehari – hari Materi fisika yang disampaikan dikelas sering dikaitkan28,6% 60,7% 10,7% dengan fenomena-fenomena atau peristiwa-peristiwa dalam kehidupan sehari – hari

10,7%

67,9% 25%

7,1%

STS 0%

Materi fisika yang disampaikan dikelas sering didahului10,7% dengan fenomena-fenomena atau peristiwa – peristiwa dalam kehidupan sehari- haru

75%

14,3%

Saya sulit untuk mengaplikasikan konsep fisika yang 10,7% saya dapat ke dalam kehidupan sehari – hari.

60,7%

25%

3,6%

Saya tidak menyukai pembelajaran fisika. Fisika membantu dalam karakter dan kepribadian saya.

7,1%

82,2%

7,1%

60,7%

35,7%

kegiatan

dalam 3,6%

mengembangkan

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

3,6%

187

I Made Risandy Dharma Putra, dkk. Penggunaan Attitude Toward Physics Inventory untuk â&#x20AC;Ś 5. Ucapan Terima Kasih Kami ucapkan terima kasih kepada Kepala SMA tempat dilaksanakannya penelitian ini yang telah mengizinkan melakukan penelitian di sekolah tersebut, serta bapak guru TB Budiharjo yang memberikan waktu untuk melaksanakan penelitian di kelas XII IPA 1. Terima kasih pula kepada bapak David Edison dan Dedi Sasmita selaku dosen yang telah membantu menyusun dan merevisi artikel ini. 6. Referensi [1] Amir, M.T. (2008). Inovasi Pendidikan Melalui Problem Based Learning edisi pertama. Jakarta: PRANDAMEDIA GROUP.

[2] Arikunto, S. (2009). Dasar-dasar Evaluasi Pendidikan. Jakarta: Bumi Aksara.

[3] Kemendikbud. (2016). Peraturan Menteri Pendidikan dan Kebudayaan Nomor 20 Tahun 2016 Tentang Standar Kompetensi Lulusan Pendidikan Dasar dan Menengah.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

[4] Kudsiah,M. Dantes,N & Sariyasa. (2013). [5] Pengaruh Pembelajaran Berbasis Masalah Terhadap Sikap Dan Kemampuan Memecahkan Masalah Matematika Siswa Kelas V Gugus 3 Suralaga Tahun Pelajaran 2012/2013.

[6] E-Journal

Program Pascasarjana Universitas Pendidikan Ganesha. Universitas Pendidikan Ganesha Singaraja Indonesia. [7] Lidinillah,D.A.M. (2017,29 Maret). Pembelajaran Berbasis Masalah (Problem Based Learning). Universitas Pendidikan Indonesia.

[8] Veloo,A., Nor,R.,

Khalid,R. (2015). Attitude towards Physics and Additional Mathematics Achievement towards Physics Achievement. International Education Studies.

188

Dyah Pangestuti, dkk. Penerapan Pendekatan Saintifik untuk Mengidentifikasi â&#x20AC;Ś

Penerapan Pendekatan Saintifik untuk Mengidentifikasi Perkembangan Keterampilan Proses Sains Siswa SMA pada Materi Gerak Lurus Dyah Pangestuti*, Setiya Utari, Saeful Karim Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi No.229, Bandung 40154, Indonesia *Corresponding author. E-mail: dyahpangestuti@student.upi.edu Telp: +62-812-2435-5175 ABSTRAK Dalam pembelajaran sains di sekolah pada siswa SMA belum sepenuhnya dilatihkan keterampilan proses sains. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi perkembangan keterampilan proses sains siswa SMA pada materi gerak lurus dengan diterapkannya pendekatan saintifik. Metode penelitian yang digunakan adalah pre-experimental design pada 41 siswa di salah satu SMA Negeri Kota Bandung. Instrumen yang digunakan berupa lembar kerja siswa (LKS) yang terdiri dari pertanyaan-pertanyaan untuk mengukur keterampilan proses sains siswa yang dijawab berdasarkan pengamatan dan kegiatan eksperimen yang siswa lakukan di dalam kelas dalam tiga pertemuan pembelajaran. Hasil penelitian menunjukkan bahwa secara keseluruhan keterampilan proses sains siswa selama tiga pertemuan berturut-turut yaitu, 53 (Jelek atau poor), 66 (Cukup atau fair), 80 (Baik atau good). Karena itu, penerapan pendekatan keterampilan proses sains dapat dijadikan alternatif dalam pelaksanaan pembelajaran fisika untuk melatihkan keterampilan proses sains siswa. Kata Kunci: Pendekatan Saintifik; Keterampilan Proses Sains.

ABSTRACT In learning science in high school, students have not fully trained in science process skills. The aim of this research is to identify the development of science process skills of high school students on the topic of linear-motion using the scientific approach. This research was conducted by using the pre-experimental design for 41 students in one of high school in Bandung. The instruments used in the form of student worksheets (LKS) consisted of questions to measure students' science process skills that were answered based on observations and experimental activities that students did in the classroom in three learning meetings. The results showed that overall studentsâ&#x20AC;&#x2122; science process skills for three consecutive meetings namely, 53 (poor), 66 (fair), 80 (good). Therefore, the use of the science process skills approach can be used as an alternative in implementing physics learning to train students' science process skills. Keywords: Scientific Approach; Science Process Skills

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

189

Dyah Pangestuti, dkk. Penerapan Pendekatan Saintifik untuk Mengidentifikasi â&#x20AC;Ś

1. Pendahuluan Sains merupakan dasar dari Ilmu Pengetahuan Alam (IPA). Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) berkaitan dengan cara mencari tahu tentang alam secara sistematis, sehingga IPA bukan hanya penguasaan kumpulan pengetahuan yang berupa fakta-fakta, konsepkonsep, atau prinsip-prinsip saja tetapi juga merupakan suatu proses penemuan [1]. Untuk menemukan suatu pengetahuan diperlukan beberapa keterampilan seperti mengamati, memprediksi, mengukur, menganalisis, dan sebagainya. Keterampilan-keterampilan inilah yang dapat digunakan dalam proses menemukan suatu penemuan atau pengetahuan baru yang kemudian disebut sebagai keterampilan proses sains. Keterampilan proses sains merupakan keterampilan-keterampilan yang diperlukan dalam menemukan pengetahuan atau mengembangkan pengetahuan. Keterampilan proses sains berkaitan dengan keterampilan-keterampilan mendasar untuk melakukan penemuan atau mengembangkan pengetahuan [2]. Keterampilan proses sains sendiri sangatlah penting untuk dilatihkan dan dikembangkan hal ini dikarenakan sebagai keterampilan ilmiah yang dimiliki dan digunakan oleh siswa untuk melakukan berbagai kegiatan ilmiah sehingga menghasilkan sebuah pengetahuan dan pemahaman baru bagi siswa [3]. Dari hasil observasi di lapangan, pembelajaran fisika di sekolah belum sepenuhnya memfasilitasi siswa dalam melatihkan keterampilan proses sains. Misalnya saat pembelajaran di kelas, dalam kegiatan mengamati guru kurang menunjukkan fenomena terkait materi yang akan disampaikan. Guru hanya bertanya dan mengajukan pertanyaan apersepsi tanpa menunjukkan fenomena secara langsung ataupun menampilkan contoh fenomena menggunakan media lain. Hal ini membuat pembelajaran kurang menarik dan kurang membangkitkan motivasi belajar siswa. Ketika siswa dihadapkan pada pertanyaan terkait aspek memprediksi, siswa kesulitan menjawab pertanyaan yang diajukan karena pada awal pembelajaran siswa tidak ditampilkan contoh fenomena terkait materi yang disampaikan. Selain itu, kegiatan percobaan jarang dilakukan oleh siswa karena ruang laboratorium yang belum memadai menyebabkan tidak terfasilitasinya siswa untuk melakukan

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

kegiatan percobaan. Proses pembelajaran di sekolah, konsep dan teori biasanya diberikan guru secara langsung. Hal ini akan menghambat peningkatan keterampilan berpikir siswa sehingga siswa hanya menerima konsep yang diberikan tanpa menguasai konsep tersebut [4]. Rendahnya beberapa keterampilan yang dibutuhkan siswa dalam kegiatan pembelajaran juga akan memengaruhi penguasaan konsep siswa. Usmeldi [5], mengungkapkan bahwa rendahnya penguasaan konsep siswa dalam fisika disebabkan oleh rendahnya keterampilan yang diperlukan siswa dalam kegiatan pembelajaran. Salah satu upaya untuk memfasilitasi siswa melatihkan keterampilan proses sains dan meningkatkan penguasaan konsep yaitu dengan menerapkan pendekatan saintifik. Beberapa peneliti telah mengungkapkan bahwa pendekatan saintifik dapat meningkatkan keterampilan proses sains siswa. Menurut Marjan, J., Arnyana, P., Setiawan, N. [6] menyatakan bahwa pembelajaran pendekatan saintifik lebih baik dari pada model pembelajaran langsung dalam meningkatkan hasil belajar dan keterampilan proses sains. Penelitian ini mencoba untuk mengidentifikasi perkembangan keterampilan proses sains siswa yang dianalisis berdasarkan jawaban pada lembar kerja siswa (LKS) yang kemudian dianalisis dan dikategorikan berdasarkan rubrik. Mengingat gambaran permasalahan di atas maka penelitian yang berjudul Penerapan Pendekatan Saintifik untuk Menidentfikasi Perkembangan Keterampilan Proses Sains SMA Kelas X pada Materi Gerak Lurus dipandang perlu untuk dilakukan. 2. Bahan dan Metode Desain penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah pre-experiental designs. Populasi pada penelitian ini adalah seluruh kelas X IPA dengan guru fisika yang sama pada tahun ajaran 2018/2019 di salah satu SMA Negeri di Kota Bandung. Sedangkan sampel pada penelitian ini yaitu 35 orang siswa di salah satu kelas X IPA 6 pada semester ganjil tahun ajaran 2018/2019 yang dipilih menggunakan teknik sampel bertujuan (purposive sampling). Kelas ini dipilih berdasarkan hasil observasi terhadap siswa di dalamnya yang rata-rata memiliki keterampilan proses sains dan penguasaan konsep yang masih. Data dalam penelitian ini dikumpulkan berupa Lembar Kerja Siswa (LKS) pada setiap pertemuannya yang berjumlah tiga 190

Dyah Pangestuti, dkk. Penerapan Pendekatan Saintifik untuk Mengidentifikasi …

Tabel 1. Kriteria Keberhasilan Keterampilan Proses Sains Skor Keterangan Sangat Baik 81 – 100 (excellent) 71 – 80 Baik (good) 61 – 70 Cukup (fair) 51 – 60 Jelek (poor) Sangat Jelek (very 0 – 50 poor) Pendekatan saintifik yang diterapkan dalam penelitian ini mengacu pada Permen No. 103 tahun 2014 yang diterbitkan oleh kementrian pendidikan. Dimana terdapat lima pengalaman belajar yaitu mengamati, menanya, mengumpulkan informasi/mencoba, menalar/mengasosiasi, dan mengkomunikasikan. Sedangkan Keterampilan proses sains yang diukur dalam penelitian ini mengacu pada keterampilan proses sains yang dikemukakan oleh Rezba. Keterampilan proses sains yang akan diukur yaitu, mengamati, memprediksi, mengidentifikasi variabel, membuat hipotesis, merancang eksperimen, melakukan pengukuran, mengolah data, menganalisis, dan mengkomunikasikan. 3. Hasil dan Pembahasan Rekapitulasi skor rata-rata LKS siswa selama tiga pertemuan setelah diterapkan pendekatan saintifik dalam pembelajaran disajikan dalam tabel 4.2. Berdasarkan tabel 4.2 dapat dilihat bahwa terjadi peningkatan skor rata-rata KPS siswa dari pertemuan pertama hingga pertemuan ketiga. Peningkatan skor rata-rata ini memberikan gambaran bahwa melalui pendekatan saintifik dapat melatihkan keterampilan proses sains siswa. Peningkatan skor yang terjadi juga diikuti peningkatan

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

kategori dari kategori poor, menjadi fair, kemudian menjadi good. Tabel 2. Rekapitulasi Skor Rata-Rata KPS Siswa dalam Tiga Pertemuan PertePerte- Pertemuan muan muan 1 2 3 Sub Pokok GLBB GLB GJB Materi Persentase Skor rata52 66 80 rata Kategori Poor fair good Pada pertemuan pertama, demonstrasi yang dilakukan terkait gerak lurus berubah beraturan atau GLBB. Guru menampilkan demonstrasi kereta dinamika menggunakan ticker timer pada lintasan berbentuk bidang miring. Kemudian, guru meminta siswa menyebutkan besaranbesaran fisis berdasarkan demonstrasi gerak kereta dinamika. Siswa mampu menyebutkan besaran-besaran fisis terkait gerak lurus, namun sebagian besar siswa menjawab tidak berdasarkan demonstrasi yang telah diamati. Misalnya, ketika guru mengajukan pertanyaan tentang besaran-besaran fisis berdasarkan demonstrasi yang telah diamati, sebagian besar siswa menyebutkan waktu sebagai salah satu besaran fisisnya. Hal ini menunjukkan bahwa siswa tidak menjawab pertanyaan yang diajukan berdasarkan proses mengamati karena waktu tidak dapat diamati secara langsung.

Aspek Mengamati Skor Rata-Rata

kali pertemuan dengan judul eksperimen yang berbeda-beda tetapi masih dalam materi gerak lurus. Perkembangan keterampilan proses sains siswa dilihat dengan membandingkan skor Lembar Kerja Siswa (LKS) pada setiap kegiatan eksperimen yang telah dilakukan. LKS dinilai berdasarkan rubrik yang dikembangkan oleh Lati W [7]. Tingkat keberhasilan keterampilan proses sains siswa mengacu pada tabel 1.

100 fair

good

excellent

50 0 Pertemuan 1 Pertemuan 2 Pertemuan 3

Gambar 1. Diagram Skor Rata-Rata Setiap Aspek Mengamati Tiap Pertemuan Pada pertemuan kedua, guru melakukan demonstasi gerak lurus beraturan atau GLB dan meminta beberapa siswa melakukan demonstrasi di depan kelas. Dengan menggunakan kereta dinamika bermotor, siswa lainnya mengamati

191

Dyah Pangestuti, dkk. Penerapan Pendekatan Saintifik untuk Mengidentifikasi â&#x20AC;Ś demonstrasi yang dilakukan guru dan beberapa siswa kemudian mengamati jejak titik pada pita ticker timer. Dalam kegiatan demonstrasi guru menggunakan stopwatch agar siswa dapat mengamati secara langsung waktu yang ditempuh kereta dinamika bermotor selama bergerak. Johnston (2009) mengungkapkan bahwa penggunaan alat bantu pengamatan seperti proyektor dapat membantu siswa dalam melakukan pengamatan. Rezba (1999) menyatakan bahwa kegiatan pengamatan dapat dilakukan secara kualitatif dan kuantitatif. Pengamatan secara kuantitatif dapat dilakukan dengan menggunakan bantuan alat ukur. Tujuannya agar sifat benda dapat diamati oleh siswa dengan lebih teliti. Pada pertemuan ketiga, guru memberi kesempatan pada siswa untuk melakukan demonstrasi secara langsung. Green, Elliott & Cummins (2004) partisipasi langsung dalam proses penyelidikan dapat meningkatkan pemahaman dan keterampilan proses sains siswa.

100 80 60 40 20 0

excellent very poor

fair

Aspek Mengomunikasikan

Pertemuan Pertemuan Pertemuan 1 2 3

Gambar 2. Diagram Skor Rata-Rata Setiap Aspek Membuat Hipotesis Tiap Pertemuan Sebelum membuat hipotesis, siswa diminta mengamati demonstrasi yang ditampilkan guru kemudian siswa diminta membuat prediksi dan mengidentifikasi variabel. Siswa membuat hipotesis terkait hubungan jarak tempuh ketika waktu tempuh semakin besar dan percepatan dijaga konstan. Pada pertemuan satu, skor ratarata aspek membuat hipotesis termasuk dalam kategori very poor. Ketika guru meminta siswa untuk menjawab pertanyaan terkait aspek membuat hipotesis, masih banyak siswa yang tidak memahami maksud dari pertanyaan yang ada pada LKS. Siswa hanya sekedar membaca pertanyaan yang diajukan tanpa memahami maksud dari pertanyaan tersebut. Selain itu terdapat pula siswa yang tidak dapat menjawab pertanyaan terkait aspek membuat hipotesis dengan tepat dikarenakan siswa belum dapat

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Skor Rata-Rata

Aspek Membuat Hipotesis

menentukan variabel bebas, terikat, dan variabel control dengan tepat. Pada pertemuan dua, siswa membuat hipoesis terkait hubungan jarak tempuh ketika waktu tempuh semakin besar dan kecepatan dijaga konstan. Terjadi peningkatan aspek membuat hipotesis pada pertemuan kedua. Demonstrasi yang dilakukan pada pertemuan satu dan dua tidak jauh berbeda sehingga siswa sudah mampu membuat hipotesis lebih baik dibandingkan pada pertemuan satu. Siswa sudah mampu mengidentifikasi variabel-variabel berdasarkan demonstrasi gerak lurus beraturan (GLB) yang telah ditampilkan guru sebelumnya. Sedangkan pada pertemuan tiga, siswa membuat hipotesis untuk menentukan besar percepatan gravitasi. Perkembangan aspek membuat hipotesis mengalami peningkatan didukung oleh kegiatan mengamati yang semakin baik selama tiga pertemuan. Guru memberi kesempatan pada siswa untuk melakukan demonstrasi secara langsung sehingga siswa dapat melakukan pengamatan dengan baik. Menurut Tomkins (2010) pengamatan merupakan dasar pembuatan hipotesis. Siswa dapat mengidentifikasi variabel melalui pengamatan atas demonstrasi yang ditampilkan sebagai dasar membuat hipotesis.

good

76 75 74

good

73 Pertemuan 1 Pertemuan 2 Pertemuan 3

Gambar 3. Diagram Skor Rata-Rata Setiap Aspek Mengomunikasikan Tiap Pertemuan Pada pertemuan satu siswa diminta mengomunikasikan grafik jarak terhadap waktu dan kecepatan terhadap waktu yang telah diperoleh berdasarkan percobaan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) yang telah dilakukan. Pada pertemuan satu keterampilan aspek mengomunikasikan memperoleh skor rata-rata 74. Pada pertemuan dua siswa diminta mengomunikasikan grafik jarak terhadap waktu dan kecepatan terhadap waktu yang telah 192

Dyah Pangestuti, dkk. Penerapan Pendekatan Saintifik untuk Mengidentifikasi â&#x20AC;Ś diperoleh berdasarkan percobaan gerak lurus beraturan (GLB) yang telah dilakukan. Namun tidak terjadi peningkatan skor rata-rata dari pertemuan satu hingga pertemuan dua. Berdasarkan tabel 1 persentase aspek mengomunikasikan pada pertemuan satu dan pertemuan dua adalah 50%. Hal ini dikarenakan kegiatan pembelajaran tidak sepenuhnya terlaksana. Sehingga siswa harus menyelesaikan lembar kerja siswa di luar jam pelajaran tanpa bimbingan dari guru. Sebagian besar siswa sudah mampu menggambarkan grafik berdasarkan hasil percobaan, namun terdapat beberapa siswa tidak menggambarkan grafik secara lengkap. Misalnya siswa tidak menuliskan satuannya, siswa kurang tepat dalam membuat skala. Sedangkan pada pertemuan tiga, siswa diminta mengomunikasikan karakteristik gerak jatuh bebas. Selama tiga pertemuan aspek keterampilan mengomunikasikan termasuk ke dalam kategori baik atau good. Hal ini dikarenakan pertanyaan yang diajukan sudah secara spesifik menuntun siswa untuk menkomunikasikan hasil percobaan yang telah dilakukan. Tindakan ini didukung oleh Padilla (1990) yang menjelaskan bahwa strategi mengajar yang efektif dalam melatihkan keterampilan proses sains adalah dengan menerapkan seperangkat petunjuk yang spesifik. 4. Simpulan Keterampilan proses sains siswa yang meliputi keterampilan mengamati, memprediksi, mengidentifikasi variabel, membuat hipotesis, merancang percobaan, melakukan pengukuran, mengolah data, menganalisis data, dan mengkomunikasikan mengalami perkembangan dengan diterapkannya pendekatan saintifik. Perkembangan keterampilan proses sains siswa selama tiga pertemuan termasuk dalam kategori poor, menjadi fair, kemudian menjadi good. Diharapkan penerapan pendekatan saintifik dapat dijadikan alternatif dalam pelaksanaan pembelajaran fisika untuk melatihkan keterampilan proses sains siswa.

[2] Semiawan, dkk. (2006). Pendekatan Keterampilan Proses Bagaimana Meangaktifkan Siswa dalam Belajar. Jakarta: Gramedia. [3] Dimiyati dan Mudjiono. (2013). Belajar dan Pembelajaran. Jakarta: Rineka Cipta. [4] Aktamis, H dan Ergin, O. (2008). The Effect of Scientific Process Skills Education on Studentsâ&#x20AC;&#x2122; Scientific Creativity, Science Attitude, and Academic Achievement. Asia-Pasicif Forum on Science Learning and Teaching, 9(4):1-20. [5] Usmeldi. (2016). The Development of Research-Based Physics Learning Model with Scientific Approach to Develop Students Scientific Process Skill. Jurnal Pendidikan IPA Indonesia, 5(1):134-139. [6] Marjan, J., Arnyana, P., Setiawan, N. (2014). Pengaruh Pembelajaran Pendekatan Saintifik Terhadap Hasil Belajar Biologi dan Keterampilan Proses Sains Siswa MA Muâ&#x20AC;&#x2122;allimat NW Pancor Selong Kabupaten Lombok Timur Nusa Tenggara Barat. Program Pascasarjanam Universitas Pendidikan Ganesha. [7] Lati, W., dkk. (2012). Enhancement of Learning Achievement and Integrated Science Process Skills Using Science Inquiry Learning Activities of Chemical Reaction Rate. Procedia-Social and Behavioral Science, hlm. 4471-4475.

5. Referensi [1] Permendiknas. (2006). Undang-Undang Nomor 22 Tahun 2006 Tentang Standar Isi Pendidikan Dasar dan Menengah. Jakarta: Kemendikbud. Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

193

Shopia Lestari, dkk. Pengaruh Keterpaduan Pendidikan Pembangunan ...

Pengaruh Keterpaduan Pendidikan Pembangunan Berkelanjutan dalam Pembelajaran Fisika Terhadap Kesadaran Berkelanjutan pada Materi Suhu dan Kalor Shopia Lestari*, Sutrisno, Ridwan Efendi Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi No.229, Bandung 40154, Indonesia *Corresponding author.E-mail:shopialestari@student.upi.edu Telp: +6285793259212 ABSTRAK Dewasa ini kurikulum pendidikan Indonesia telah mengalami perubahan diantaranya yaitu pemahaman pembangunan berkelanjutan melalui pendidikan atau yang lebih dikenal sebagai Pendidikan Pembangunan Berkelanjutan (PPB). Pembangunan dalam hal ini merupakan pembangunan pola berpikir siswa sebagai subjek pendidikan yang dipersiapkan untuk kehidupan yang akan datang. Siswa dituntut untuk mengatasi masalah saat ini tanpa mengorbankan kehidupan masa yang akan datang. Penelitian ini mempelajari pengaruh Pembelajaran Berbasis Masalah (PBM) yang dipadukan dengan PPB terhadap Kesadaran Berkelanjutan (KB). Penelitian menggunakan the matching-only posttest-only control group design dengan sampel sebanyak 67 siswa di salah satu SMA Negeri di Kota Bandung. Instrumen yang digunakan adalah angket KB dan lembar observasi keterlaksanaan PBM yang dipadukan dengan PPB. Hasil penelitian menunjukkan bahwa PBM yang dipadukan dengan PPB memiliki pengaruh positif yang signifikan terhadap KB dengan kategori KB tinggi. Kata Kunci: Pendidikan Pembangunan Berkelanjutan, Pembelajaran Berbasis Masalah, Kesadaran Berkelanjutan.

ABSTRACT Nowadays the Indonesian education curriculum has changes including the understanding of sustainable development through education or better known as Education Sustainable Development (ESD). Development in this case is the development of students mindset as educational subjects prepared for future lives. Students are required to overcome problems this time without sacrificing future life. This study studied the effect of Problem Based Learning (PBL) combined with ESD to Sustainability Awareness (SA). The study used the matching-only posttest-only control group design with a sample of 67 students in one Senior High School in Bandung city. The instrument used was the SA questionnaire and the observation sheet of implementation PBL combined with the ESD. The result of study showed that PBL combined with PPB had a significant positive effect on SA with high category. Keywords : Education Sustainable Development, Problem Based Learning, Sustainability Awareness.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

194

Shopia Lestari, dkk. Pengaruh Keterpaduan Pendidikan Pembangunan ... 1. Pendahuluan Sejak tahun 1992 Pendidikan untuk Pembangunan Berkelanjutan (PPB) telah menjadi diskusi yang banyak di perbincangkan pada agenda 21, yaitu mempromosikan pendidikan, kesadaran publik dan pelatihan (UNESCO, 1992) [1]. PPB menurut UNESCO (2009) [2] adalah akuisisi dan praktik pengetahuan, nilai-nilai dan keterampilan yang memastikan keseimbangan antara aspek ekonomi, sosial dan lingkungan pengembangan, dan ketaatan baik individu dan perkembangan masyarakat dan kemajuan dalam kehidupan. Tujuan PPB adalah menyiapkan generasi mendatang untuk berkontribusi lebih baik bagi terlaksananya pembangunan berkelanjutan. PPB menekankan pada aktivitas ligkungan berupa pemikiran global dengan aksi lokal. PPB merupakan bagian integral dalam mencapai tiga pilar utama pembangunan manusia, yaitu pembangunan sosial, pertumbuhan ekonomi, dan pelestarian lingkungan hidup (Ali, 2015) [3]. Ketiga pilar tersebut dikenal sebagai pilar utama PPB. Ketiga pilar tersebut sosial budaya, lingkungan dan ekonomi. 1. Sosial budaya yakni berkaitan dengan isuisu hak asasi manusia, perdamaian dan keamanan manusia, kesetaraan gender, pemahaman tentang keragaman budaya dan antar budaya, kesehatan, HIV&AIDS, dan tata kelola pemerintahan 2. Lingkungan yakni berkaitan dengan isuisu sumber daya alam (air, energi, pertanian, keanekaragaman hayati), perubahan iklim, pembangunan pedesaan, urbanisasi yang berkelanjutan, pencegahan bencana dan mitigasi 3. Ekonomi yakni berkaitan dengan isu-isu pengurangan kemiskinan, tanggung jawab perusahaan, akuntabilitas dan reorientasi ekonomi pasar. Pelaksanaan PPB di Indonesia telah disepakati sejak tahun 2004, tetapi belum berjalan secara menyeluruh di semua tingkat pendidikan seperti yang diharapkan. Hasil studi tahun 2008 menemukan bahwa penerapan PPB memiliki masalah pada regulasi, sumber daya manusia, dan materi PPB itu sendiri (Balitbang Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, 2010) [4]. Saat ini kurikulum 2013 yang berlaku di Indonesia secara implisit sudah mengarah pada konsep PPB yaitu pendidikan yang memberdayakan siswa dan menjadikan Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

mereka agen dalam proses pendidikan, dari usia dini sampai usia tua untuk mempersiapkan masa depan dengan menjaga masa kini. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan oleh Indrati (2016) [5] yaitu tentang ESD melalui pembelajaran Bologi dapat disimpulkan bahwa peran guru dalam ESD melalui mata pelajaran biologi diharapkan dapat mengajak siswa untuk lebih mengetahui mengenai apa itu pembangunan berkelanjutan dan bagaimana pembangunan berkelanjutan yang ada di Indonesia, yaitu salah satunya melalui materi biologi. Untuk memperkenalkan ESD kepada siswa maka guru perlu melakukan analisis kurikulum, dengan cara mengidentifikasi SK-KD pada kurikulum KTSP dan KI-KD pada Kurikulum 2013. Dengan demikian guru dapat menentukan materi â&#x20AC;&#x201C; materi apa saja yang dapat disisipi konsep ESD. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Hasan (2010) [6], untuk mengetahui tingkat kesadaran lingkungan dalam konsep pembangunan berkelanjutan di sekolah menengah di Selangor Malaysia, menemukan bahwa siswa memiliki level kesadaraan yang tinggi terhadap lingkungan yang berdasarkan pembangunan berkelanjutan. Penelitian selanjutnya dilakukan oleh Mangunjaya (2013) [7], yang memiliki tujuan yang sama dengan penelitian Hasan yaitu untuk mengetahui tingkat kesadaran lingkungan dalam konsep pembangunan berelanjutan di sekolah menengah pertama di 3 pesantren di Indonesia, menemukan bahwa santri mempunyai kesadaran untuk menjalakan praktek berkelanjutan dan kepedulian terhadap lingkungan pada taraf sedang. Berdasarkan hasil observasi dan wawancara yang dilakukan peneliti, didapatkan hasil bahwa siswa sudah mengetahui pentingnya menjaga lingkungan namun belum melaksanakannya. Hal ini berkaitan dengan kesadaran siswa untuk menjaga lingkungannya. Selain itu didalam pembelajaran pun masih menggunakan pembelajaran metode ceramah tanpa menyisipka PPB, padahal sudah melaksanakan pembelajaran dengan berdasar pada kurikulum 2013. Dilandasi oleh hasil penelitian yang telah dilakukan oleh Hasan dan Mangunjaya serta kondisi di zaman sekarang yang juga menuntut generasi bangsa bukan hanya pintar dan terampil, namun juga mampu kreatif dan inovtif dalam menghadapi tantangan zaman. Dunia global dengan akses informasi dan persaingan tanpa batas seharusnya bukan 195

Shopia Lestari, dkk. Pengaruh Keterpaduan Pendidikan Pembangunan ... melemahkan generasi bangsa. Namun, mereka dituntut untuk bisa bersaing dalam kancah global dengan segala kemampuan diri, baik pengetahuan maupun keterampilan. Adanya permasalahan yang terjadi mengenai pengimplementasian PPB serta kondisi zaman yang semakin menuntut keterlaksanaan PPB. Maka pada penelitian ini dilakukan pembelajaran fisika dengan menggunakan cara pembelajaran yang inovatif, pengajaran yang berpusat pada siswa, bermacam gaya pembelajaran yang sesuai dengan kurikulum yang berlaku di Indonesia yaitu kurikulum 2013 serta memadukan isu-isu PPB dalam pembelajaran untuk melihat level kesadaran berkelanjutan. Kesadaran berkelanjutan merupakan salah satu penunjang keterlaksanaan konsep pembangunan berkelanjutan yang menjadi salah satu inovasi baru dari pendidikan yang dimulai dari pendidikan lingkungan yang berkelanjutan. Kesadaran berkelanjutan merupakan kesadaran yang terkait dengan lingkungan sekitar siswa atau dapat dikatakan juga sebagai kesadararan untuk menjaga serta menghargai lingkungan dan kehidupan disekitarnya. Sebaiknya kesadaran berkelanjutan dibangun sejak dini karena kesadaran berkelanjutan merupakan komponen yang sangat penting untuk mendukung pembangunan berkelanjutan. Kesadaran berkelanjutan merujuk pada penelitian Hasan (2010) [6] terdiri dari 3 kategori yaitu : 1. Kategori Sadar dan Menjalankan (aksi) Keberlanjutan (SMK) kategori yang menunjukkan kegiatan siswa melakukan praktik yang berhubungan dengan lingkungan dalam kehidupan mereka sehari-hari secara berkelanjutan dan terusmenerus. 2. Kategori Peduli Keberlanjutan (PK) adalah kategori yang menunjukkan kesadaran siswa untuk menerapkan suatu tindakan berkaitan dengan masalah lingkungan atau suatu sikap dan kebiasaan yang mereka lakukan sehari-hari berkaitan dengan lingkungan seperti membaca isu-isu lingkungan, menghargai kegiatan yang baik untuk lingkungan, mendaur ulang, dan lain sebagainya. 3. Kategori Emosi dan Kepedulian (EK) menunjukkan kesadaran secara emosional dari siswa mengenai tanggung jawab mereka terhadap masalah lingkungan di sekitar mereka, contohnya seperti Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

ungkapan kekecewaan siswa terhadap pencemaran yang terjadi di lingkungan. Kesadaran berkelanjutan ini sesuai juga dengan aspek-aspek sikap pada kompetensi inti dan pendidikan kareakter yang ada pada kurikulum 2013. Salah satu isu PPB yang diangkat adalah mengenai perubahan iklim, sehingga materi yang dipilih dalam suhu dan kalor. 2. Bahan dan Metode Penelitian Penelitian dilakukan pada 67 siswa kelas XI di salah satu SMA Negeri yang berada di Kota Bandung menggunakan the matchingonly posttest-only control group design. Menurut Jack (1932) [8] desain ini dilakukan pada dua kelas yang memiliki kesamaan, kemudian diberikan ekperimen yang berbeda pada tiap kelas dan diakhir pembelajaran diberikan test. Kesamaan yang dimiliki kedua kelas didapatkan dari data sekolah dan test pada materi suhu dan kalor yang sudah pernah dipelajari siswa saat SMP. Setelah didapatkan dua kelas yang memiliki kesamaan, pembelajaran dilaksanakan dengan memilih satu kelas menjadi kelas eksperimen dan satu kelas menjadi kelas kontrol. Kedua kelas samasama mendapatkan pembelajaran pada materi suhu dan kalor dengan menggunakan model pembelajaran berbasis masalah. Kelas eksperimen melakukan pembelajaran dengan memadukan isu-isu PPB, sedangkan kelas kontrol melakukan pembelajaran tanpa memadukan isu-isu PPB. Instrument yang digunakna berupa angket kesadaran berkelanjutan yang dibagikan kepada siswa setelah selesai kegiatan pembelajaran dengan memadukan PBM dan PPB yang menggunakan skala Likert. Menurut Riduwan (2003:38-39) [9], bahwa skala likert digunakan untuk mengukur sikap, pendapat dan persepsi seseorang, atau sekelompok tentang kejadian atau gekala sosial. Sewaktu menanggapi pertanyaan dalam skala Likert, responden menentukan tingkat persetujuan mereka terhadap suatu pernyataan dengan memilih salah satu dari pilihan yang tersedia. Skala Likert merupakan metode skala bipolar yang mengukur baik tanggapan positif ataupun negatif terhadap suatu pernyataan. Empat skala pilihan juga kadang digunakan untuk kuesioner skala Likert yang memaksa orang memilih salah satu kutub karena pilihan "netral" tak tersedia (Likert, 1932) [10].

196

Shopia Lestari, dkk. Pengaruh Keterpaduan Pendidikan Pembangunan ... Tabel 1. Skala Likert Pernyataan STS TS S SS 1 2 3 4 Positif (+) 4 3 2 1 Negatif (-) STS : Sangat Tidak Setuju TS : Tidak Setuju S : Setuju SS : Sangat Setuju Jumlah butir pernyataan yaitu sebanyak 18 yang dikategorikan menjadi 3 kategori dalam Tabel 2. Tabel 2. Item pernyataan KB Kategori Nomor pernyataan KB Positif Negatif SMK 1,2,3,4 5,6 PK 7,8,9,10 11,12 EK 13,14,15,16 17,18 Skala Likert yang digunakan dibuat dalam bentuk chechklist. Untuk kepentingan pengolahan data, banyaknya yang memilih â&#x20AC;&#x153;Setujuâ&#x20AC;? dan â&#x20AC;&#x153;Sangat setujuâ&#x20AC;? pada pernyataan positif dan â&#x20AC;&#x153;tidak setujuâ&#x20AC;? dan â&#x20AC;&#x153;sangat tidak setujuâ&#x20AC;? disetiap kategorinya dijumlahkan kemudian dipersentasekan sebagai berikut. đ?&#x2018;&#x192;đ?&#x2018;&#x;đ?&#x2018;&#x2019;đ?&#x2018; đ?&#x2018;&#x2019;đ?&#x2018;&#x203A;đ?&#x2018;Ąđ?&#x2018;&#x17D;đ?&#x2018; đ?&#x2018;&#x2019; =

đ?&#x2018;Ľ100% (1)

Setelah didapatkan hasil presentase, maka untuk menentukan tingkat kesadaran berkelanjutan diklasifikasikan dalam Tabel 3 yang diadaptasi dari jurnal Hasan (2010). [7] Tabel 3. Tingkat Kesadaran Berkelanjutan Tingkat KB Rata-rata Rendah 0,0% - 39,9% Menengah 40,0% - 69,9% Tinggi 70,0% - 100% 1. Tingkat rendah artinya praktek jarang atau tidak suka dilakukan. 2. Tingkat menengah artinya praktek dilakukan terjadi sedang. 3. Tingkat tinggi artinya praktek yang sering atau suka dilakukan. Berdasarkan tingkat kesadaran berkelanjutan tersebut untuk mengetahui adanya pengaruh PBM yang dipadukan dengan PPB maka dilakukan Uji t sampel bebas dengan

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

varians yang berbeda. Sehingga dibuat hipotesis sebagai berikut. Ho : Kesadaran berkelanjutan siswa yang menggunakan PBM lebih baik atau sama dengan dari pada kesadaran berkelanjutan siswa yang menggunakan PBM + PPB. H1 : Kesadaran berkelanjutan siswa yang menggunakan PBM + PPB lebih baik dari pada kesadaran berkelanjutan siswa yang menggunakan PBM. 3. Hasil dan Pembahasan Kelas eksperimen atau kelas yang mendapat perlakuan berupa PBM yang dipadukan dengan PPB memiliki skor rata-rata 64% untuk kategori 1, 98% untuk kategori 2 dan 97% untuk kategori 3. Sedangkan kelas kontrol atau kelas yang mendapat perlakuan berupa PBM tanpa dipadukan dengan PPB memiliki skor rata-rata 47,5% untuk kategori 1, 63,2% untuk kategori 2 dan 60% untuk kategori 3. Kesadaran berkelanjutan siswa setelah pembelajaran fisika yang dipadukan dengan isu-isu pendidikan untuk pembangunan berkelanjutan secara keseluruhan berada pada level kesadaran berkelanjutan yang tinggi. Hal ini berarti kecenderungan sikap siswa melakukan praktik dan memiliki emosi yang kemungkinan besar dilakukan. Sedangkan kesadaran berkelanjutan siswa setelah pembelajaran fisika tanpa dipadukan dengan isu-isu pendidikan untuk pembangunan berkelanjutan secara keseluruhan berada pada level kesadaran berkelanjutan menengah. Hal ini berarti kecenderungan sikap siswa melakukan praktik dan emosi yang sedang atau menengah. Untuk mengetahui pengaruh keterpaduan PBM dan PPB terhadap KB dilakukan uji t sampel bebas dengan varians yang berbeda didapatkan t hitung sebesar 5,88 dan t tabel sebesar 2,38424. Karena t hitung (5,88) > t tabel (2,38424), yang berarti Ho ditolak dan H1 diterima, sehingga disimpulkan bahwa : Kesadaran berkelanjutan siswa yang melaksanakan PBM + PPB lebih baik dari pada kesadaran berkelanjutan siswa yang menggunakan PBM atau dengan kata lain ada pengaruh dari pelaksanaan PBM + PPB terhadap kesadaran berkelanjutan.

197

Shopia Lestari, dkk. Pengaruh Keterpaduan Pendidikan Pembangunan ... Tabel 4. Presentase Respon Kesadaran Berkelanjutan No 1 2 3 4 5 6 7 8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Pernyataan Saya sering berdiskusi tentang suhu lingkungan dengan teman-teman. Saya tidak menggunakan pendingin ruangan (air conditioner) di rumah. Saya menyampaikan informasi tentang suhu lingkungan pada anggota keluarga. Saya terlibat dalam kegiatan penanaman pohon di sekolah. Saya tidak menyampaikan informasi tentang gas emisi yang dikeluarkan kendaraan bermotor mengakibatkan kenaikan suhu di permukaan bumi kepada anggota keluarga. Saya menggunakan kendaraan motor ke sekolah. Saya membaca tentang isu-isu kenaikan suhu permukaan bumi. Saya sangat peduli dengan gas emisi yang dikeluarkan dari kendaraan bermotor mengakibatkan kenaikan suhu di permukaan bumi. Saya berupaya mengurangi penggunaan listrik dengan tidak menggunakan pendingin ruangan (air conditioner dan kipas angin listrik) dan mematikan lampu ketika siang hari. Saya menanam berbagai jenis tanaman dihalaman rumah. Saya tidak perlu mengingatkan teman-teman dan anggota keluarga tentang peningkatan suhu di permukaan bumi. Saya tetap menyalakan lampu ketika siang hari. Saya peduli tentang suhu lingkungan yang terjadi di tempat saya. Saya sangat kecewa dengan terjadinya peningkatan suhu di permukaan bumi. Saya merasa wajib merawat lingkungan hidup. Saya sangat kecewa dengan perilaku manusia yang menyebabkan peningkatan suhu di permukaan bumi. Saya malas berdiskusi dengan teman-teman saya mengenai suhu lingkungan. Saya tidak khawatir dengan terjadinya peningkatan suhu di permukaan bumi.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Kelas Eksperimen SS+S STS+TS

Kelas Kontrol SS+S STS+TS

84%

16%

51%

49%

75%

25%

86%

14%

94%

40%

60%

37%

63%

40%

60%

34%

66%

34%

72%

28%

66%

34%

72%

28%

34%

66%

68%

32%

100% 97%

68%

32%

97%

49%

51%

97%

14%

86%

100%

43%

57%

100%

66%

34%

100%

66%

34%

100%

66%

34%

97%

32%

68%

13%

87%

49%

51%

198

Shopia Lestari, dkk. Pengaruh Keterpaduan Pendidikan Pembangunan ... 4. Simpulan Kesadaran berkelanjutan siswa yang menggunakan PBM+PPB lebih baik dari pada kesadaran berkelanjutan siswa yang menggunakan PBM atau dengan kata lain ada pengaruh positif yang signifikan dari PBM+PPB terhadap kesadaran berkelanjutan dengan tingkat kesadaran berkelanjutan tinggi.

[9]

Riduwan. (2003). Skala Pengukuran Variabel-variabel Penelitian. Bandung: Alfa beta. [10] Likert, Rensis (1932), A Technique for the Measurement of Attitudes, Archives of Psychology 140: 1–55

5. Referensi [1] UNESCO. (1992). Sustainable Development Agenda 21. [2] UNESCO. (2009). Education for Sustainable Development Toolkit. Diunduh dari http://www.unesco.org/education/justpu blished_desd2009.pdf [3] Kementerian Pendidikan Nasional. (2010). Panduan Peningkatan Kompetensi Pendidik dan Tenaga Kependidikan Nonformal dalam Rangka Pendidikan Untuk Pembangunan Berkelanjutan (Education for Sustainable Development) Melalui Pusat Pengembangan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan (PPPPTK). Jakarta: Kementerian Pendidikan Nasional [4] Ali, M. (2015). Education for national developmen: A case study of Indonesia. Bandung: UPI Press. [5] Indrati, Dita A dan Persita Pupung H. (2016). ESD (Education For Sustainable Development) Melalui Pembelajaran Biologi. Prosiding Symbion (Symposium on Biology Education) Prodi Pendidikan Biologi, FKIP, Universitas Ahmad Dahlan [6] Hassan, Arba’at et al. (2010). The Status on The Level of Environmental Awareness in The Concept of Sustainable Development Amongst Secondary School Students. Procedia Sosial and Behavioral Sciences 2 1276– 1280 [7] Mangunjaya, A M dkk. (2013). Kesadaran Lingkungan di Kalangan Santri terhadap Pembangunan Berkelanjutan. Media Konservasi Vol.18. [8] Fraenkel, Jack R. (1932) & Norman E. Wallen. How to Design and Evaluate Research in Education. New York: McGraw-Hill Inc.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

199

Putri Afira Damayanti, dkk., Profil Hambatan Belajar...

Profil Hambatan Belajar Epistemologis Siswa SMA Pada Materi Ciri-Ciri Gelombang Mekanik Putri Afira Damayanti*, Heni Rusnayati Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi No.229, Bandung 40154, Indonesia *Corresponding author. E-mail: Putriafira462@student.upi.edu Telp: +62-858-6416-3724

ABSTRAK Proses pembelajaran untuk mengembangkan kemampuan siswa dalam berbagai hal perlu memperhatikan tingkat kemampuan individual siswa. Adapun respon dari tingkat pemahaman siswa yang beragam menimbulkan hambatan siswa dalam belajar terutama saat memahami konsep. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis profil hambatan epistemologis siswa dalam mata pelajaran fisika, khususnya pada materi ciri-ciri gelombang mekanik yang dialami oleh siswa SMA di Kota Cimahi. Metode penelitian yang digunakan adalah Penelitian Deskriptif Kualitatif dengan sampel kelas XII MIPA 6 (33 siswa). Instrumen yang digunakan adalah enam butir soal uraian test kemampuan responden yang mencakup konsep ciri-ciri gelombang mekanik. Instrumen tersebut diberikan kepada siswa di salah satu SMA di Kota Cimahi yang telah mempelajari materi ciri-ciri gelombang mekanik sebelumnya di kelas XI. Hasil studi menunjukan siswa mengalami hambatan dalam mengidentifikasi panjang gelombang, amplitudo, dan ketingian fenomena pembiasan (100%), menjelaskan muka-muka gelombang melalui percobaan tangki riak (100%), menganalisis peristiwa pemantulan dan pembiasan pada fenomena pelangi (100%), mengidentifikasi cepat rambat gelombang pada medium berbeda melalui gambar (97%). Untuk meminimalisir hambatan epistimologis yang dialami siswa, peneliti berupaya melakukan penelitian DDR (Didactical Design Research) pada materi ciri-ciri gelombang mekanik bedasarkan hambatan epistemologis siswa. Kata Kunci: Ciri-Ciri Gelombang Mekanik; Hambatan Epistemologis; DDR (Didactical Design Research).

ABSTRACT The process of learning to develop students' ability in various things need to pay attention to students' individual level of ability. As for the response from the students' level of understanding the various poses obstacles students' in learning especially when understood the concept. This research aims to analyze the profile of epistemological obstacle of students' in the subjects of physics, particularly on the material characteristics of mechanical waves experienced by high school students' in Cimahi city. The research method used is Descriptive Qualitative Research with a sample of class XII SCIENCES 6 (33 students). The instrument was given to high school students' in Cimahi City who had studied the material characteristics of mechanical waves previously in class XI. The results of the research showed students' experiencing obstacles in identifying the wavelength, amplitude, and height of the refraction phenomenon (100%), explains the faceWavefront through Ripple tank experiments (100%), analyze the reflection and refraction of the rainbow phenomenon (100%), identify the wave velocity at various medium through images (97%). To minimise the obstacles of epistemological experienced by students', researchers strive to do research of DDR (Didactical Design Research) on the material characteristics of the mechanical wave on epistemological obstacles students. Keywords: The Characteristics of Mechanical Waves; Obstacles of Epistemological; DDR (Didactical Design Research).

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

200

Putri Afira Damayanti, dkk., Profil Hambatan Belajar...

1. Pendahuluan Undang-Undang Nomor 20 Tahun 2003 tentang Sistem Pendidikan Nasional menyatakan bahwa pendidikan adalah usaha sadar dan terencana untuk mewujudkan suasana belajar dan proses pembelajaran agar peserta didik secara aktif mengembangkan potensi dirinya untuk memiliki kekuatan spiritual keagamaan, pengendalian diri, kepribadian, kecerdasan, akhlak mulia, serta keterampilan yang diperlukan dirinya, masyarakat, bangsa dan Negara [1]. Pembelajaran memerlukan standar sebagai acuan untuk mencapai tujuan pembelajaran. Standar proses pembelajaran pun telah ditetapkan bahwa proses pembelajaran pada satuan pendidikan diselenggarakan secara interaktif, inspiratif, menyenangkan, menantang, memotivasi peserta didik untuk berpartisipasi aktif, serta memberikan ruang yang cukup bagi prakarsa, kreativitas, dan kemandirian sesuai dengan bakat, minat, dan perkembangan fisik serta psikologis siswa [2]. Dengan demikian menjadi tantangan bagi para guru untuk mengembangkan materi pembelajaran yang diampu secara kreatif, invovatif, dan model pembelajaran yang digunakan tepat sesuai kebutuhan siswa. Menurut Andini dan Jupri, â&#x20AC;&#x153;Teacher also must pay attention to student response in solving problems and the difficulties that students may face when work on the problems. Hence, making student responses prediction and good teaching plan is very important to help student avoid errors in learning processâ&#x20AC;?. Bedasarkan pernyataan tersebut, untuk mengembangkan pembelajaran yang sesuai kebutuhan siswa, guru tentu harus mengetahui tingkat kemampuan individu dan hambatanhambatan apa saja yang dialami oleh siswa selama proses pembelajaran [3]. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis profil hambatan epistemologis siswa pada materi ciri-ciri gelombang mekanik oleh siswa SMA di Kota Cimahi. Dengan mengetahui profil hambatan tersebut, peneliti dapat merancang desain didaktis. Menurut Tatang Suratno, didaktik dipandang sebagai disiplin ilmu mengajar, baik bidang ilmu apapun serta jenjang

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

pendidikannya. Didaktik menelaah berbagai hal yang dilakukan guru sekaitan dengan bagaimana mengembangkan dan menghubungkan isi materi pelajaran yang diajarkan dengan metoda pengajaran. Penelitian didaktik berorientasi untuk membangun perhatian dan kepedulian guru terhadap perkembangan individual siswa [4]. Tingkat kemampuan individu yang berbeda memicu beragam hambatan dalam memahami konsep maupun matematis materi pelajaran dan untuk meminimalisirnya peneliti berencana untuk merancang didactical design research. Metodologi Didactical Design Research (DDR) merupakan desain didaktis yang dikembangkan untuk membingkai inovasi guru agar menghasilkan pembelajaran yang efisien serta memperkaya khasanah pengetahuan pendidik yang komprehensif dan responsiv terhadap kerumitan siswa. Dalam menganalisis rangkaian DDR dapat dilihat dari hambatan belajar siswa (learning obstacle), alur belajar siswa (learning trajectory), dan kesenjangan hubungan antara siswa-guru (learning gap). Menurut Brosseau, G definisi hambatan (obstacles) adalah â&#x20AC;&#x153;Errors are not only the effect of ignorance, of uncertainty, of change, as espoused by empirist or behaviourist learning theories, but the effect of a previous piece of knowledge which was interesting and successful, but which now is revealed as false or simply unadapted. Erros of this type are not erratic and unexpected, they constitute obstacles. As much in the teacher's functioning as in that of the student, the error is a component of the meaning of the acquired piece of knowledgeâ&#x20AC;?. Bedasarkan pengertian diatas, kesalahan bukan berarti efek dari ketidaktahuan, ketidakpastian, perubahan, seperti teori belajar empiris atau behavior, tetapi komponen dari makna pengetahuan yang sebelumnya dilakukan oleh guru menjadi pengaruh hambatan siswa di masa sekarang [5]. Analisis hambatan belajar siswa dapat disebabkan: a). Hamaban Ontogenik (Obstacles of ontogenic origin)

201

Putri Afira Damayanti, dkk., Profil Hambatan Belajar...

“Obstacles with an otogenic origin are those which arise because of the student’s limitations (neurophysiological ones among others) at the time of her development”. Hambatan terjadi karena keterbatasan anak pada saat perkembangannya. b). Hambatan Didaktis (Obstacles of didactical origin) “Obstacles of didactical are those which seem to depend only on a choice or a project within an educational system”. Hambatan terjadi karena sistem pendidikan, dapat diartikan sajian bahan ajar oleh guru ke siswa menjadi hambatan siswa. c). Hamabatan epistemologis (Obstacles of epistemological origin) “Thus, the notion of epistemological obstacle trends, in certain case, to take the place of that of error of teaching, or of insufficiency of the subject, or of intrinsic difficulty of the knowledge”. Hambatan epitemologis cenderung pada kasus seperti kesalahan pengajaran oleh guru, keterbatasan pengetahuan anak sehingga tidak sesuai dengan materi ajar yang diberikan. 2. Bahan dan Metode Penelitian ini dilakukan menggunakan metode kualitatif dengan desain deskriptif kualitatif. Menurut Sugiyono menyebutkan bahwa metode penelitian kualitatif adalah metode penelitian yang berlandaskan pada fisalfat postpositivisme, digunakan untuk meneliti pada kondisi objek yang alamiah [6]. Teknik pengumpulan data pada penelitian ini didapat melalui instrument Tes Kemampuan Responden (TKR) dengan penerapan soal High Order Thinking Skills (HOTS). Tes ini berupa 6 soal uraian yang berkaitan dengan materi ciriciri gelombang mekanik. Test ini bertujuan untuk mengetahui hambatan belajar yang dialami oleh siswa yang dapat dijadikan bahan untuk merancang desain didaktis dalam meminimalisir hambatan kesulitan belajar siswa. Teknik pengolahan data terdiri dari tiga tahapan penelitian desain didaktis, yaitu: a. Analisis Situasi Didaktis Tahapan ini dilakukan sebelum pembelajaran (analisis prospektif), dalam mengindentifikasi hambatan yang dialami siswa dilakukan TKR Awal untuk merancang desain didaktis dan

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

hasil wawancara digunakan sebagai penguat data yang sudah ada. Dalam menganalisis sangat memperhatikan respon peserta didik dan dapat dijadikan antisipasi untuk merangcang desain didaktis. b. Analisis Situasi Didaktis-Pedagogis Tahapan ini dilakukan selama kegiatan belajar berlangsung. Pada tahap ini mengimplemetasi desain didaktis dan menganalisis hasil implementasi desain didaktis terhadap respon siswa. c. Analisis Retrospektif Tahapan analisis yang mengaitkan hasil analisis situasi didaktis hipotesis dengan hasil analisis situasi didaktis-pendagogis. Desain ini kemudian dianalisis kembali untuk mengasilkan desain didaktis yang lebih baik lagi. Penelitian ini dilakukan di salah satu SMA Kota Cimahi dengan mengambil satu kelas siswa kelas XII MIPA 6 tahun ajaran 2018/2019 dengan jumlah sampel 33 siswa. 3. Hasil dan Pembahasan Analisis dilakukan bedasarkan komponen aspek hambatan untuk mendeskripsikan seberapa banyak responden yang mengalami kesulitan. Analisis dilanjutkan dengan melihat presentase responden yang mengalami hambatan pada setiap aspek dengan melihat skor total item setiap nomor soal. Dari hasil analisis diperoleh bahwa terdapat hambatan epistimologis siswa pada materi ciri-ciri gelombang mekanik melalui Tes Kemampuan Responden (TKR). Tabel 1. Presentase responden yang memenuhi indikator pada aspek hambatan Nom Aspek Hambatan Persent or ase Soal Hamba tan Siswa tidak dapat 1.a menyimpulkan 0% perisitwa fenomena pemantulan Siswa tidak dapat 1.b menjelaskan 76% karakteristik hukum pemantulan Siswa tidak dapat 2.a menjelaskan 100% hubungan panjang

202

Putri Afira Damayanti, dkk., Profil Hambatan Belajar...

2.b

2.c

3.a

3.b

3.c

3.d 4.a 4.b

4.c

5.a 5.b 6.a

6.b

gelombang, amplitudo, dan ketinggian (kedalaman) melalui fenomena pembiasan Siswa tidak dapat menjelaskan perubahan cepat rambat gelombang Siswa tidak dapat menyimpulkan perisitwa fenomena pembiasan Siswa tidak dapat menyebutkan alat dan bahan pada rangkaian di gambar Siswa tidak dapat menyimpulkan peristiwa fenomena interferensi Siswa tidak dapat menjelaskan fungsi pembangkit gelombang ganda Siswa tidak dapat menjelaskan mukamuka gelombang Siswa tidak dapat menjelaskan perisitwa pelangi Siswa tidak dapat menganalisis perisitwa pemantulan dan pembiasan pada fenomena pelangi Siswa tidak dapat menggambarkan proses pemantulan dan pembiasan pada fenomena pelangi Siswa tidak dapat menyimpulkan variabel-variabel Siswa tidak dapat menentukan nilainilai variabel Siswa tidak dapat menjelaskan persamaan hukum Snellius Siswa tidak dapat mengidentifikasi

6.c 24%

45%

61%

cepat rambat gelombang pada medium yang berbeda Siswa tidak dapat menentukan besar 100% sudut

Bedasarkan tabel 1 dapat dikatakan siswa mengalami hambatan dalam konsep pemantulan dan pembiasan melalui fenomena. Kesalahan tertinggi ada pada soal yang meminta siswa untuk menjelaskan karakteristik hukum pemantulan bedasarkan peristiwa yang terjadi (lihat gambar 2 dan 3) dan mengidentifikasi perubahan gelombang melalui fenomena pantai dengan menjelaskan hubungan panjang gelombang, amplitudo, dan ketinggian (kedalaman) dasar laut (lihat gambar 5 dan 6).

100%

100% 18% Gambar 1. Contoh Soal Nomor 1 100%

39% Gambar 2. Jawaban Irvana 36% 27%

39% 97%

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Gambar 3. Jawaban Asep Jawaban Irvana dan Asep memperlihatkan bahwa seluruh responden mengetahui peristiwa tersebut merupakan peristiwa pemantulan, tetapi beberapa responden cenderung 203

Putri Afira Damayanti, dkk., Profil Hambatan Belajar...

menjelaskan karakteristik cermin cembung dibanding menjelaskan karakteristik pemantulan (hukum pemantulan).

Gambar 4. Contoh Soal Nomor 2 Gambar 7. Contoh Soal Nomor 3 dan 4

Gambar 5. Jawaban Ghea

Pada soal nomor 3 dan 4, peneliti memberikan bentuk permasalahan keseharian secara metakognitif untuk melihat hambatan siswa dalam merepresentasikan suatu konteks masalah.

Gambar 6. Jawaban Fatihatun Setelah diamati keseluruhan jawaban responden untuk soal nomor 2, sebagian responden cenderung menjawab perubahan ketinggian gelombang diakibatkan oleh pengaruh angin dan pecahnya gelombang, hal tersebut dapat dilihat dari jawaban Ghea dan Fatihatun. Kemungkinan sumber masalah pada aspek ini berkaitan dengan konsep dasar gelombang dan makna dari variabel-variabel gelombang dalam kehidupan yang belum diketahui oleh seluruh responden.

Gambar 8. Jawaban Fadila

Gambar 9. Jawaban Dinda

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

204

Putri Afira Damayanti, dkk., Profil Hambatan Belajar...

Hasil yang ditemukan pada soal nomor 3b, sebagian responden mengalami hambatan saat menjelaskan perisitwa yang terjadi pada tangki riak, seperti jawaban Fadila cenderung menyertakan semua ciri-ciri gelombang. Sedangkan pada soal nomor 3c, seluruh responden mengalami hambatan menjelaskan fungsi pembangkit gelombang ganda agar beda fase tetap, seperti jawaban Dinda yang cenderung menjawab karena â&#x20AC;&#x153;butuh getaran yang tetapâ&#x20AC;?. Dapat dikatakan siswa belum memahami fenomena interferensi dan beda fase tetap ataupun koheren sebagai syarat terjadinya interferensi. Pada soal nomor 3d, tidak ada satupun responden yang menjawab kemungkinan muka-muka gelombang interferensi yang dapat terjadi. Dapat disimpulkan responden belum mampu memahami ciri-ciri gelombang interferensi walaupun telah di tunjukkan fenomena interferensi dengan jelask pada gambar percobaan tangki riak Untuk soal nomor 4, responden mengalami hambatan terbesar pada aspek soal 4b, tidak ada satupun reponden yang mampu menjelaskan konsep pemantulan dan pembiasan yang terjadi ketika cahaya matahari mengalami pembiasan dari molekul udara ke moleku air kemudian ke molekul udara kembali.

Hambatan terbesar ada pada aspek soal nomor 6b dan 6c. Hanya satu orang responden mampu menganalisis cepat rambat gelombang yang besar dan kecil pada 4 medium berbeda (lihat gambar 11) dan 32 siswa tidak mampu menjawab konteks masalah tersebut. Tidak ada satupun responden yang menjawab besar sudut pada soal 6c, walaupun telah ditunjukkan melalui gambar. Dapat dikatakan responden belum mampu memahami konsep gelombang dengan baik dari segi konsep, prosedur, maupun matematis. Desain didaktis yang di rancang untuk meminimalisir hambatan epistemologis pada materi ciri-ciri gelombang mekanik di tahap pertama yaitu melakukan test kemampuan responden (TKR) awal dan TKR ini digunakan sebagai profil hambatan epistemologis, kemudian peneliti mengembangkan model pembelajaran yang sudah ada sesuai dengan kebutuhan siswa. Dengan angket belajar sebagai penguat dari tujuan penelitian untuk mengetahui hambatan siswa, maka dapat dilakukan menrancang desain didaktis sesuai dengan rancangan pengembangan model pembelajaran. TKR akhir dilakukan untuk melihat hambatan siswa yang kemudian dapat dijadikan sebagai bahan evaluasi untuk mengembangkan model pembelajaran selanjutnya di kelas yang berbeda. 4. Simpulan Bedasarkan analisis Tes Kemampuan Responden (TKR), responden masih mengalami hambatan epistemologis pada materi ciri-ciri gelombang. Dapat disimpulkan siswa mengalami hambatan karena terbatasnya pengetahuan pada konteks tertentu, ketika siswa dihadapkan dengan konteks yang berbeda maka siswa akan mengalami hambatan yang disebut hambatan epistemologis. Untuk

Gambar 10. Contoh Soal Nomor 5,6

meminimalisir hambatan epistemologis, peneliti akan menggunakan DDR (Didactical Design Research) sebagai penelitian. Bagaimana model, metoda, dan strategi yang tepat dalam desain didaktis untuk siswa dapat memaknai pengetahuan dengan baik dalam kehidupan sehari-hari.

Gambar 11. Jawaban Fadila

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

205

Putri Afira Damayanti, dkk., Profil Hambatan Belajar...

5. Referensi [1] Menteri Pendidikan dan Kebudayaan. (2016). Salinan Lampiran Peraturan Menteri Pendidikan dan Kebudayaan Nomor 22 Tahun 2016 tentang Standar Proses Pendidikan Dasar dan Menengah, Depdiknas, Jakarta. [2] Budiarti, A., Rusnayati, H., Siahaan, P., & Wijaya, A. F. C. (2018). Profil Hambatan Balajar Epistimologis Siswa Pada Materi Momentum Dan Impuls Kelas X Sma Berbasis Analisis Tes Kemampuan Responden. Wahana Pendidikan Fisika, 3(1):35-42. [3] Andini, W & Jupri, Al. (2017). Students Obstacles in Ratio and Proportion Learning. Journal of Physics: IOP Conference Series, 812 012048. [4] Suryadi, D., Mulyana, E., Suratno, T. eds. (2016). Monograf Didactical Design Research (DDR). Reading, Bandung: Rizqi Press. [6] Brosseau, G. (2002). Theory of Didactical Situations in Mathematics. New York: Kluwer Academic. [7] Sugiyono. (2016). Metode Penelitian Pendidikan (Pendekatan Kuantitatif, Kualitatif, dan R&D). Reading, Bandung: Alfabeta.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

206

Nursadiah, dkk. Profil Sustainability Awareness Siswa Melalui Integrasi ...

Profil Sustainability Awareness Siswa Melalui Integrasi ESD Dalam Pembelajaran Berbasis Masalah Pada Topik Energi di SMP

Nursadiah*, Iyon Suyana, Taufik Ramlan Ramalis Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi No.229, Bandung 40154, Indonesia *Corresponding author. E-mail: Nursadiah22@gmail.com Telp: +6281572386381

ABSTRAK Indonesia sudah berupaya dalam mewujudkan pembangunan berkelanjutan salah satunya dalam bidang pendidikan yang dikenal dengan Education Sustainable Development (ESD). Berdasarkan Asia-Pacific regional report (UNESCO, 2009) ESD dipandang sebagai suatu pendekatan dalam pendidikan untuk mengembangkan nilai-nilai yang mendukung pembangunan berkelanjutan. Meskipun ESD ini sudah diupayakan di Indonesia, namun berdasarkan observasi di lapangan, ternyata pembelajaran di kelas masih belum mengarah pada ESD yang sebenarnya bisa terintegrasi dengan baik dalam pembelajaran khususnya pembelajaran IPA. Mengingat ESD ini sangat penting dalam membangun pola pikir serta life style siswa di masa kini dan masa yang akan datang, maka penilitian ini dilakukan dengan tujuan memperoleh informasi mengenai profil sustainability awareness melalui integrasi ESD dalam pembelajaran berbasis masalah yang dipandang dapat menunjang kesadaran berkelanjutan siswa (sustainability awareness).Peneliti melakukan penelitian dengan metode pre-eksperimen desain One shoot case study dan sampel sebanyak 32 siswa di salah satu SMP di Kabupaten Garut . Instrumen yang digunakan dalam penelitian yaitu angket dengan skala likert yang diberikan setelah proses pembelajaran. Hasill penelitian menunjukkan bahwa Sustainability Awareness kategori emotional dan behavioral and attitude termasuk kriteria “sering dilakukan” namun kategori practice awareness termasuk kriteria “jarang dilakukan”. Kata kunci: ESD; Pembelajaran Berbasis Masalah; Profil Sutainability Awareness

ABSTRACT Indonesia has tried to create sustainability development, including in education which is known as Educationa Sustainable Development (ESD). Based on Asia-Pacific regional report (UNESCO, 2009), ESD is viewed as an approach in education to develop the value which support sustainable development. although ESD has been applied in Indonesia, based on the observation, learning process in class has not led to ESD yet which actually can be integrated well in learning process, particularly in science learning. Considering that ESD is very important in building the mindset and style of life of students in the present and the future, this research was conducted with the aim of obtaining information about sustainability awareness profiles through ESD integration in problem-based learning that is seen to support students' sustainable awareness (sustainability awareness) Researchers conduct research with the pre-experimental method One shoot case study design and a sample of 32 students in one of the junior high schools in Garut Regency. The instrument used in the study is a questionnaire with a Likert scale given after the learning process. The results of the study show that the Sustainability Awareness in the emotional category and behavioral and attitude including the criteria "often done", but the practice awareness category includes the criteria "rarely done". Keywords: ESD; Problem-Based Learning; Sutainability Awareness Profile

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

207

Nursadiah, dkk. Profil Sustainability Awareness Siswa Melalui Integrasi ... 1. Pendahuluan Istilah Sustainable Development mulai dikenal sekitar tahun 1980-an dan semakin dikenal ketika Brundtland yang merupakan ketua World Commision on Environment and Development (WCED) menyampaikan laporannya yang berjudul “Our Common Future”. WCED mendefinisikan sustainable development sebagai pembangunan yang memenuhi kebutuhan masa kini tanpa mengorbankan kemampuan generasi mendatang untuk memenuhi kebutuhan mereka sendiri. Di Indonesia dalam UUPPLH No. 32 tahun 2009 pasal 1 ayat 3 pembangunan berkelanjutan (Sustainable Development) didefinisikan sebagai upaya sadar dan terencana yang memadukan aspek lingkungan hidup, sosial, dan ekonomi kedalam strategi pembangunan untuk menjamin keutuhan lingkungan hidup serta keselamatan, kemampuan, kesejahteraan, dan mutu hidup generasi masa kini dan generasi masa depan. Berdasarkan hal tersebut dapat ditarik kesimpulan bahwa pembangunan berkelanjutan merupakan upaya memanfaatkan lingkungan untuk pembangunan dengan tetap melindungi kualitas lingkungan sehingga mampu mendukung kebutuhan manusia di masa kini dan masa yang akan datang. Dibahas dan dirumuskannnya konsep pembangunan berkelanjutan semakin memperjelas bahwa pendidikan merupakan kunci dari keberlanjutan [1]. Pada tahun 2005, PBB mendeklarasikan Dekade Pendidikan Pembangunan Berkelanjutan atau dikenal dengan DESD. Tujuan dari dekade ESD ini adalah untuk mengintegrasikan nilai-nilai pembangunan berkelanjutan dalam segala aspek pembelajaran untuk mendorong perubahan perilaku menuju masyarakat yang lebih berkelanjutan dan adil untuk semua [2]. Agenda abad ke-21 juga menyatakan “Education is critical for promoting sustainable development ...”, yang menunjukkan bahwa pendidikan sangat penting untuk mempromosikan pembangunan berkelanjutan. Mohammad Ali [3] menjelaskan bahwa ESD merupakan bagian integral dalam mencapai tiga pilar pembangunan manusia, yaitu pembangunan sosial, pertumbuhan ekonomi, dan pelestarian lingkungan hidup. Ketiga pilar tersebut dikenal sebagai pilar ESD. Lebih jelasnya, Dika menguraikan ketiga pilar tersebut sebagai berikut.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

1. Sosial budaya yakni berkaitan dengan isuisu hak asasi manusia, perdamaian dan keamanan manusia, kesetaraan gender, pemahaman tentang keragaman budaya dan antar budaya, kesehatan, HIV&AIDS, dan tata kelola pemerintahan. 2. Lingkungan yakni berkaitan dengan isu-isu sumber daya alam (air, energi, pertanian, keanekaragaman hayati), perubahan iklim, pembangunan pedesaan, urbanisasi yang berkelanjutan, pencegahan bencana dan mitigasi. 3. Ekonomi yakni berkaitan dengan isu-isu pengurangan kemiskinan, tanggung jawab perusahaan, akuntabilitas dan reorientasi ekonomi pasar. Pendidikan dalam perspektif pembangunan berkelanjutan pada dasarnya mengajarkan tata nilai, bahwa manusia dapat memahami dirinya dan makhluk lain serta dapat memahami hubungannya dengan lingkungan alam dan sosial yang lebih jelas [3]. Program pendidikan untuk pembangunan berkelanjutan ini diharapkan dapat menumbuhkan kesadaran, sikap dan tata nilai yang dapat menjadi dasar dalam menyukseskan pembangunan berkelanjutan. Sustainability awareness merupakan kesadaran berkelanjutan terkait lingkungan sekitar siswa atau dapat dikatakan juga sebagai kesadararan untuk menjaga serta menghargai lingkungan dan kehidupan disekitarnya. Sebaiknya Sustainability awareness dibangun sejak dini karena Sustainability awareness merupakan komponen yang sangat penting untuk mendukung pembangunan berkelanjutan. Sustainability awareness merujuk pada penelitian Hasan, dkk [4] yang berjudul “the status on the level awareness in the concept of stustainable developement amongst secondary school students”, terdiri dari 3 kategori yaitu: 1. Kategori sustainability practice awareness kategori yang menunjukkan kegiatan siswa melakukan praktik yang berhubungan dengan lingkungan dalam kehidupan mereka sehari-hari secara berkelanjutan dan terus-menerus. 2. Kategori behavioral and attitude awareness adalah kategori yang menunjukkan kesadaran siswa untuk menerapkan suatu tindakan berkaitan dengan masalah lingkungan atau suatu sikap dan kebiasaan yang mereka lakukan sehari-hari berkaitan dengan lingkungan seperti membaca isu-isu lingkungan,

208

Nursadiah, dkk. Profil Sustainability Awareness Siswa Melalui Integrasi ... menghargai kegiatan yang baik untuk lingkungan, mendaur ulang, dan lain sebagainya. 3. Kategori emotional awareness yaitu kategori yang menunjukkan kesadaran secara emosional dari siswa mengenai tanggung jawab mereka terhadap masalah lingkungan di sekitar mereka, contohnya seperti ungkapan kekecewaan siswa terhadap pencemaran yang terjadi di lingkungan. Salah satu cara memupuk kesadaran berkelanjutan (Sustainability awareness) ini yaitu melakukan kegiatan belajar mengajar dengan pendekatan ESD dan model pembelajaran berbasis masalah serta memilih topik-topik yang disesuaikan dengan ketiga pilar ESD. Hal tersebut sejalan dengan apa yang dijelaskan oleh [3], bahwa pelaksanaan program pendidikan untuk pembangunan berkelanjutan guna menumbuhkan kesadaran, sikap dan tata nilai yang dapat menjadi dasar dalam menyukseskan pembangunan berkelanjutan diantaranya melalui proses pembelajaran mengenai bagaimana mengambil suatu keputusan yang mempertimbangkan secara jangka panjang aspek ekonomi, ekologi dan kesetaraan semua manusia. Topik energi ini merupakan salah satu topik yang cocok untuk dipelajari dengan menggunakan pendekatan ini. Karena pengetahuan mengenai konsep energi yang merupakan salah satu domain kognitif dalam literasi energi ini akan mendukung sebuah pemahaman tentang dampak penggunaan energi yang berkelanjutan [5]. Selain itu konsep â&#x20AC;&#x153;energiâ&#x20AC;? ini sangat erat kaitannya dengan kehidupan kita, baik kehidupan sosial maupun ekonomi. 2. Bahan dan Metode Penelitain ini dilakukan pada siswa kelas VII di salah satu SMP yang berada di Kabupaten Garut dengan metode One Shoot Case Study. Instrument yang digunakan berupa angket dengan skala likert (tanpa pilihan netral) yang diadopsi dari penelitian Arbaâ&#x20AC;&#x2122;at Hassan, Tajul ariffin Noordin, dan Surianti Sulaiman yang berjudul â&#x20AC;&#x153;The Status on the level of environmental awareness in the concept of sustainable development amongst secondari school studentâ&#x20AC;? serta diberikan kepada siswa setelah selesai kegiatan pembelajaran dengan pendekatan ESD (Education for Sustainable Development).

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Sustainability awareness pada penelitian ini akan dikategorikan menjadi 3 kategori seperti yang telah disinggung sebelumnya. Adapun item dalam angket yang digunakan untuk mengukur masing-masing kategori tersebut ditunjukkan oleh nomor-nomor berikut. Tabel 1. item untuk mengukur Sustainability Awareness disetiap kategori [4] Sustainability Item Awareness Category Sustainability practice 3, 9, 10, 13, awareness 14 Behavioral and attitude awareness Emotional awareness

1, 6, 7, 8, 11, 12 2, 4, 5, 15

Skala Likert yang digunakan dibuat dalam bentuk chechklist. Untuk kepentingan pengolahan data, banyak yang memilih â&#x20AC;&#x153;Setujuâ&#x20AC;? dan â&#x20AC;&#x153;Sangat setujuâ&#x20AC;? disetiap kategori dijumlahkan kemudian dipersentasekan sebagai berikut. đ?&#x2018;&#x192;đ?&#x2018;&#x;đ?&#x2018;&#x2019;đ?&#x2018; đ?&#x2018;&#x2019;đ?&#x2018;&#x203A;đ?&#x2018;Ąđ?&#x2018;&#x17D;đ?&#x2018; đ?&#x2018;&#x2019; đ??˝đ?&#x2018;˘đ?&#x2018;&#x161;đ?&#x2018;&#x2122;đ?&#x2018;&#x17D;â&#x201E;&#x17D; đ?&#x2018;&#x;đ?&#x2018;&#x2019;đ?&#x2018; đ?&#x2018;?đ?&#x2018;&#x153;đ?&#x2018;&#x203A;đ?&#x2018;&#x2018;đ?&#x2018;&#x2019;đ?&#x2018;&#x203A; đ?&#x2018;&#x2020; + đ?&#x2018;&#x2020;đ?&#x2018;&#x2020; = đ?&#x2018;Ľ100% (1) đ?&#x2018;&#x2014;đ?&#x2018;˘đ?&#x2018;&#x161;đ?&#x2018;&#x2122;đ?&#x2018;&#x17D;â&#x201E;&#x17D; đ?&#x2018; đ?&#x2018;&#x2019;đ?&#x2018;&#x2122;đ?&#x2018;˘đ?&#x2018;&#x;đ?&#x2018;˘â&#x201E;&#x17D; đ?&#x2018;&#x;đ?&#x2018;&#x2019;đ?&#x2018; đ?&#x2018;?đ?&#x2018;&#x153;đ?&#x2018;&#x203A;đ?&#x2018;&#x2018;đ?&#x2018;&#x2019;đ?&#x2018;&#x203A; Keterangan: Jumlah responden S+SS: jumlah responden yang memilih option â&#x20AC;&#x153;setujuâ&#x20AC;? dan â&#x20AC;&#x153;sangat setuju Setelah didapatkan persentasenya, profil Sustainability Awareness berdasarkan persentase pada setiap kategori yang ada diklasifikasikan sebagai berikut. Tabel 2. Presentase Sustainability Awareness [4] Presentase Meaning Sustainability Awareness 0.0%-39,9% Practices that seldom or dislike to be done 40,0%-69,9% Practices that are done/happened moderate/medium 70.0%-100.0% Practices/feelings that are most likely one/happened Selain dihitung persentasi respon dari responden, dihitung pula skor rata-rata untuk

209

Nursadiah, dkk. Profil Sustainability Awareness Siswa Melalui Integrasi ... setiap indikator pada angket. Hal tersebut dilakukan untuk mengetahui level sustainability awarenes siswa. Level

sustainability awarenes siswa ditunjukkan dalam tabel 3.

Tabel 3. Level Sustainability Awareness [4] Skor rata-rata Level indikator 1,00 – 2,33 Rendah 2,34 – 3,66 Sedang 3,67 – 5,00 Tinggi 3. Hasil dan Pembahasan Profil Sustainability Awareness siswa diukur dengan menggunakan angket yang diberikan setelah proses pembelajaran. Angket yang digunakan merupakan adopsi dari jurnal yang berjudul “The status on the level of environmental awareness in the concept of sustainable development amongst secondary school students”. Jumlah butir pernyataan yaitu

15 yang dikategorikan menjadi 3 yaitu sustainability practice awareness, behavioral and attitude awareness dan emotional awareness. Berikut ini merupakan nilai ratarata setiap kategori, serta jumlah respon setuju dan sangat setuju dari responden untuk menentukan level sustainability awareness siswa.

Tabel 4. Nilai Rata-Rata Dan Jumlah Respon Setuju dan Sangat Setuju Responden No. Pernyataan Mean %(SS+S) 1 Saya membaca tentang isu lingkungan di media massa 3,2 93,7% 2 Saya peduli dengan masalah lingkungan di tempat saya 3,4 100% 3 Saya selalu membahas masalah lingkungan dengan teman1,8 25% teman saya 4 Saya merasa kecewa dengan polusi udara 3,7 100% 5 Saya merasa kecewa dengan polusi sungai 3,8 93,7% 6 Saya menghargai keanekaragaman hayati 2,8 68,7% 7 Saya peduli tentang asap yang berasal dari kendaraan3,1 78,1% kendaraan 8 Saya mencoba mengurangi jumlah sampah di rumah 2,6 56,3% dengan mengumpulkan bahan yang bisa didaur ulang 9 Saya mengomposkan sisa makanan menjadi pupuk 1,9 6,25% 10 Saya tidak menggunakan kantong plastik untuk 2,2 31,25% membungkus barang 11 Saya menghemat energi listrik di rumah 3,5 100% 12 Saya menghemat pemakaian air bersih 3,5 84,4% 13 Saya menyampaikan informasi tentang lingkungan kepada 2,6 24% anggota keluarga saya 14 Saya mengikuti dalam kegiatan lingkungan di sekolah 2,8 62,5% 15 Saya menyadari tanggung jawab saya terhadap lingkungan 3,0 100% Mean Total 2,9 *level indikator: rata-rata: 1-1,9 rendah; 2-2,9 sedang; 3-4 tinggi. Berdasarkan tabel diatas dengan mean total sebesar 2,9 level Sustainability Awareness siswa kelas VII termasuk “sedang”. Seperti yang telah disinggung sebelumnya, seluruh pernyataan diatas digunakan untuk mengukur sustainability awareness yang dikelompokkan

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

kedalam 3 kategori, yaitu Sustainability practice awareness, Behavioral and attitude awareness dan Emotional awarenes. Adapun interpretasi untuk setiap kategori ditunjukkan pada pada tabel berikut dibawah ini.

210

Nursadiah, dkk. Profil Sustainability Awareness Siswa Melalui Integrasi ... Tabel 5. Kategori Sustainability Awareness Kategori Presentase Sustainability Sustainability Interpretasi Awareness Awareness Sangat Sustainability jarang atau practice 30% tidak awareness pernah dilakukan Behavioral Selalu and attitude 83,8% dilakukan awareness Emotional Selalu 93,7% awareness dilakukan Berdasarkan data pada tabel diatas, diketahui baahwa kategori Sustainability practice awareness memiliki presentase setuju yang paling kecil yaitu sebesar 30% dibandingkan 2 kategori lainnya. Artinya siswa sangat jarang atau tidak pernah melakukan aksi atau praktik keberlanjutan (Sustainability practice awareness) seperti membahas isu lingkungan dengan teman, membuat pupuk kompos dari sampah makanan sisa, mengurangi penggunaan kantong plastik, mendiskusikan masalah lingkungan dengan keluarga dan juga melakukan aksi untuk mengatasi permasalahan lingkungan itu. Selanjutnya, persentase kategori Behavioral and attitude awareness atau sikap peduli terhadap lingkungan yaitu sebesar 83,8%. Hal tersebut berarti siswa sering atau bahkan selalu melakukannya. Meskipun sikap menghargai keanekaragaman hayati sebesar 68,7% dan kebiasaan siswa mengurangi jumlah sampah di rumah dengan daur ulang hanya sekitar 56, 3% yang berarti siswa jarang melakukan kedua hal tersebut namun rata-rata persentase secara keseluruhan menunjukkan bahwa kategori Behavioral and attitude awareness siswa direpresentasikan kedalam tingkatan â&#x20AC;&#x153;sering/ selaluâ&#x20AC;? dilakukan. Terakhir, persentase kategori Emotional awareness atau kepedulian terhadap lingkungan secara emosi yaitu sebesar 93,7%, yang berarti secara emosional siswa memiliki kepedulian tinggi terhadap lingkungannya. Kepedulian ini diantaranya merasa peduli dengan permasalahan lingkungan, merasa kecewa dengan polusi yang ada di udara dan sungai dan sadar akan tanggung jawab manusia

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

terhadap lingkungan itu sebagian besar dimiliki oleh siswa. Dari pembahasan diatas diketahui bahwa level Sustainability awarenes siswa yaitu â&#x20AC;&#x153;sedangâ&#x20AC;?. Sedangkan dari persentase yang ada, berdasarkan kategori Sustainability awareness diketahui bahwa secara emosional dan kebiasaan atau sikap kepedulian berkelanjutan siswa sudah sangat baik namun dalam praktik keberlanjutannya masih kurang (belum dilakukan secara terus menerus). Kategori attitude and behavioral awareness siswa pada penelitian ini memiliki persentase setuju + sangat setuju yang lebih banyak daripada 2 penelitian sebelumnya (Penelitian Hasan A, dkk [4] dan Mangunjaya, F.M dkk (2013)). Pernyataan untuk mengukur attitude and behavioral awareness siswa terdiri dari (i) saya membaca tentang isu-isu lingkungan di media massa, (ii) saya peduli dengan asap dan emisi yang dikeluarkan dari kendaraan bermotor, (iii) saya menghargai adanya keanekaragaman hayati, (iv) saya menghemat penggunaan listrik dirumah, (v) saya menghemat penggunaan air. Pernyataan no i, ii, iv, dan v bersesuaian dengan topik energi dan pembelajaran pun mendukung siswa dalam memberikan persetujuannya. Pembelajaran yang mendukung tersebut kemungkinan besar merupakan salah satu faktor yang menumbuhkan attitude and behavioral awareness siswa, karena penelitian ini angket diberikan setelah adanya pembelajaran dengan integrasi ESD sedangkan 2 penelitian sebelumnya hanya melakukan survey tanpa adanya perlakuan. Selain itu faktor lain yang menyebabkan adanya perbedaan yaitu faktor lokasi. Lokasi sekolah yang digunakan penelitian yaitu di perkotaan. Merujuk pada penelitian Hasan, A dkk [4] yang menyatakan bahwa sustainability awareness siswa di daerah perkotaan lebih tinggi daripada sustainability awareness siswa di pinggiran kota / pedesaan. Hasan, A dkk [4] menyatakan bahwa mungkin saja siswa-siswa di daerah perkotaan mendapatkan pelajaran lingkungan dan kesadaran dari rumah dan lingkungan karena mereka merasakan langsung masalah lingkungan terkait polusi udara dan air. Dan memang lokasi sekolah yang dijadikan penelitian ini pun sangat rentan terhadap polusi udara serta kekeringan, sehingga siswa lebih aware untuk menghemat air dan lebih peduliakan polusi udara yang menyebabkan dampak negatif terhadap lingkungan.

211

Nursadiah, dkk. Profil Sustainability Awareness Siswa Melalui Integrasi ... 4. Simpulan Berdasarkan data yang ada disimpulkan bahwa level Sustainability Awareness siswa yaitu “sedang”. Dengan presentase Sustainability practice awareness sebesar 30%, persentase Behavioral and attitude awareness sebesar 83,8%, dan persentase Emotional awareness sebesar 93, 7%. Untuk penelitian selanjutnya sebaiknya sesekali siswa diajak untuk belajar diluar, mengamati permasalahan-permasalahan yang mengganggu lingkungan dan perilaku-perilaku yang tidak berkelanjutan, tentunya disesuaikan dengan materi yang ada.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

5. Referensi [1] McKoewn, R. 2002. Education for Sustainable Development Toolkit. Energy, Environment and Resources Center University of Tennessee. (Online), (http://www.esdtoolkit.org , diakses pada 30 Juli 2018). [2] UNESCO Education for Sustainable Development Toolkit. 2006. [Online] Tersedia http://www.unesco.org/education/desd pada tanggal 14 Oktober 2018. [3] Ali, M. (2015). Education for national development: A case study of Indonesia. Bandung: UPI Press. [4] Hasan, A, dkk. (2010). The status on the level of environmental awareness in the concept of sustainable development amongst secondary school students. Faculty of Education, Universiti Kebangsaan Malaysia, 43600 Bangi, Selangor Malaysia.: Procedia Social and Behavioral Sciences, 2:1276–1280 [5] Dwyer, C. (2011). The Relationship between Energy Literacy and Environmental Sustainability. Low Carbon Economy, 2:123-127.

212

Yani Herliani, dkk. Analisis Profil Hambatan Epistimologis Siswa pada Materi ...

Analisis Profil Hambatan Epistimologis Siswa pada Materi Usaha Energi dan Daya Yani Herliani*, Heni Rusnayati Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi No.229, Bandung 40154, Indonesia *Corresponding author. E-mail: yaniherliani630@gmail.com Telp: +62-8967-2142-779

ABSTRAK Fisika adalah fondasi dari ilmu sains yang mempelajari keteraturan alam. Sehingga fisika adalah ilmu sains yang memiliki peranan yang sangat penting. Namun masih banyak siswa yang menganggap bahwa fisika itu sulit. Hal ini terbukti dari hasil studi pendahuluan yang dilakukan di salah satu SMA Negeri di Kabupaten Bandung, yang menunjukan adanya hambatan epistimologis siswa ketika menyelesaikan tes kemampuan responden pada materi Usaha Energi Dan Daya. Tujuan dilakukannya penelitian ini untuk mengidentifikasi profil hambatan epistimologis siswa pada materi usaha energi dan daya dikelas X SMA berdasarkan analisis Tes Kemampuan Responden. Metode yang digunakan dalam penelitian adalah analisis deskriptif kualitatif melalui Tes Kemampuan Responden. Hasil dari penelitian menunjukan adanya beberapa hambatan epistimologis siswa pada materi Usaha Energi Dan Daya yaitu sebagai berikut: 96% siswa tidak mampu mengaplikasikan persamaan energi potensial, energi kinetik dan energi mekanik untuk menyelesaikan suatu permasalahan. 96% siswa tidak mampu mengaitkan hubungan antara usaha dengan energi potensial pada pegas. 92% siswa tidak mampu menentukan besar energi potensial. 80% siswa tidak mampu menganalisis hubungan antara usaha dengan energi. 76% tidak mampu menentukan besar energi kinetik. 72% siswa tidak mampu menentukan besar daya pada suatu permasalahan. 56% siswa tidak mampu menentukan besar usaha pada pegas. Oleh sebab itu dapat disimpulkan bahwa terdapat hambatan epistimologis siswa pada materi Usaha Energi Dan Daya. Untuk meminimalisir hambatan epistimologis siswa, penenelitian ini menggunakan Didactical Design Research (DDR). Kata Kunci: Hambatan Epistimologis; Usaha dan Energi; Penelitian Desain Didaktis

ABSTRACT Physics is the Foundation of the science that studies nature's regularity (Hewitt, 2006). So, physics is science which has a very important role. But there are still many students who think that physics is difficult. This is evident from the results of high school in Bandung showed the presence of obstacles to epistimologis students when completing ability test on the material Resources of energy and work. The purpose of this research will be conducted to identify the profile of obstacles epistimologis students on the material energy, work and power in student grade X high school based on analysis ability test respondents. The methods used in the research was descriptive analysis through a test of the ability of the respondent. The results of the research showed the presence of the barriers epistimologis students on the material energy and work that is as follows: 96% of students are not able to apply the equation of potential energy, kinetic energy and mechanical energy to solve a problem. 96% of students are not able to relate the relationships between work with the potential energy in the spring. 92% of students were not able to determine the potential of the energy. 80% of students are not capable of analyzing the relationship between work with energy. 76% were not able to determine value of kinetic energy. 72% of students are not able to determine the value of power in problem questions. 56% of students were not able to determine the value of work and energy on a spring. Therefore, it can be concluded that there are barriers to epistimologis students on work, energy and power materials. To minimize barriers of epistimologis students, the research uses Didactical Design Research (DDR). Keywords: Epistimologis Obstacles; work and energy; Didactical Design Research (DDR)

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

213

Yani Herliani, dkk. Analisis Profil Hambatan Epistimologis Siswa pada Materi ... 1. Pendahuluan Belajar dan pembelajaran sangat erat kaitannya. Belajar merupakan proses yang sangat penting bagi seseorang karena dengan belajar seseorang telah berproses melakukan perubahan didalam dirinya dan perubahan tersebut nampak dalam bentuk peningkatan kualitas dan kuantitas seperti pengetahuan, kecakapan, sikap, kebiasaan, daya pikir, keterampilan dan kemampuan â&#x20AC;&#x201C; kemampuan lainnya. Sedangkan pembelajaran merupakan proses untuk membantu siswa agar dapat belajar dengan baik [1]. Dalam suatu proses pembelajaran, seorang guru biasanya mengawali aktivitas dengan melakukan suatu aksi misalnya dalam bentuk menjelaskan suatu konsep atau menyajikan permasalahan kontekstual. Berdasarkan aksi tersebut selanjutnya terciptalah suatu situasi yang menjadi sumber informasi bagi siswa sehingga terjadi proses belajar [2]. Namun dalam proses belajar ada beberapa kemungkinan respon siswa yang akan terjadi, salah satunya siswa tidak memberikan respon terhadap aksi yang diberikan. Hal tersebut bisa saja terjadi karena siswa memiliki hambatan pada konsep yang sedang dijelaskan oleh guru. Karena tidak dapat dipungkiri jika siswa dapat memiliki hambatan belajar (learning obstacles) . Terdapat tiga jenis penyebab learning obstacle menurut Brousseau (Suryadi, 2016), yaitu sebagai berikut [3]: a. Hambatan Ontogeni Hambatan Ontogeni adalah hambatan terkait ketidaksiapan mental belajar siswa karena perkembangan mental dan kognitif yang jauh tertinggal dengan perkembangan biologisnya. Salah satu penyebabnya yaitu pembatasan konsep pembelajaran pada saat perkembangan anak. b. Hambatan Didaktis Hambatan Didaktis adalah hambatan terkait kekeliruan proses pembelajaran di sekolah itu sendiri. Salah satu penyebabnya yaitu cara guru membuat atau merancang pembelajaran kurang tepat atau kesalahan dari sumber belajar sisiwa. Misalnya menggunakan analogi yang kurang tepat sehingga pengetahuan yang disampaikan memungkinkan dimaknai berbeda oleh siswa. c. Hambatan Epistimologis Hambatan Epistimologis adalah hambatan terkait pengetahuan siswa terhadap suatu konten. Salah satu penyebabnya yaitu keterbatasan pengetahuan yang dimiliki seseorang hanya pada suatu konteks tertentu atau pemahaman sebuah konsep yang tidak

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

lengkap. Jika dihadapkan pada konteks lain yang berbeda, maka akan mengalami hambatan untuk menggunakan pengetahuan tersebut. Khususnya dalam pembelajaran fisika, ketika siswa dihadapkan pada suatu permasalahan yang mengandung konsep konsep esensial fisika, sebagian siswa tidak mampu menyelesaikannya dan masih menganggap sulit, hal tersebut di akibatkan karena peserta didik memiliki hambatan belajar sehingga menganggap bahwa hal tersebut sulit. Sedangkan menurut Hewitt (2006) Fisika adalah fondasi dari ilmu sains yang mempelajari keteraturan alam. Sehingga fisika adalah ilmu sains yang memiliki peranan yang sangat penting. Berdasarkan hal tersebut peneliti bertujuan untuk mengetahui profil hambatan epistimologis siswa kelas X SMA pada materi usaha energi dan daya berdasarkan analisis Tes Kemampuan Responden (TKR). Dan menggunakan Desain Didaktis untuk meminimalisir hambatan epistimologis siswa yang ditemui. 2. Bahan dan Metode Penelitian ini menggunakan metode analisis deskriptif [4]. Metode analisis deskriptif ini digunakan untuk menganalisis hambatan belajar siswa. Teknik pengumpulan data pada penelitian didapat melalui instrumen Tes Kemampuan Responden (TKR) berupa tes uraian sebanyak 6 soal yang mencakup konsep usaha energi dan daya. Tes dilakukan untuk mengetahui hambatan belajar siswa yang akan dijadikan acuan ketika merancang penelitian desain didaktis untuk meminimalisir hambatan belajar siswa. Penelitian Disain Didaktis pada dasarnya terdiri atas tiga tahapan yaitu [2]: (1) analisis situasi didaktis sebelum pembelajaran yang wujudnya berupa Disain Didaktis Hipotetis termasuk ADP, (2) analisis metapedadidaktik, pada saat pembelajaran dan (3) analisis retrosfektif yakni analisis yang mengaitkan hasil analisis situasi didaktis hipotetis dengan hasil analisis metapedadidaktik, terjadi setelah pembelajaran. Subjek penelitian dilakukan pada siswa kelas X yang telah mempelajari materi usaha energi dan daya di salah satu SMA Negeri Kab. Bandung. 3. Hasil dan Pembahasan Dari hasil penelitian yang telah dilakukan terdapat hambatan epistimologis siswa pada konsep-konsep esensial di materi usaha energi

214

Yani Herliani, dkk. Analisis Profil Hambatan Epistimologis Siswa pada Materi ... dan daya melalui Tes Kemampuan Responden (TKR) sebagai berikut: kode

keterangan

3.c

siswa tidak mampu mengaplikasikan persamaan energi potensial, energi kinetik dan energi mekanik untuk menyelesaikan suatu permasalahan siswa tidak mampu mengaitkan hubungan antara usaha dengan energi potensial pada pegas siswa tidak mampu menentukan besar energi potensial siswa tidak mampu menganalisis hubungan antara usaha dengan energi. tidak mampu menentukan besar energi kinetik. siswa tidak mampu menentukan besar daya pada suatu permasalahan. siswa tidak mampu menentukan besar usaha pada pegas. siswa tidak mampu menuliskan persamaan daya beserta satuannya siswa tidak mampu menentukan besar usaha pada suatu permasalahan siswa tidak mampu membedakan konsep usaha pada kehidupan seharihari dengan konsep usaha dalam sudut pandang fisika.

4.b

3.b 2.

3.a 6

4.a 5

1.b

1.a

Persentase Hambatan 96 %

Gambar 1. Soal No.3 96 %

Gambar 1 merupakan salah satu soal dimana siswa memiliki persentase hambatan paling besar.

92 % 80 %

76 % 72 %

56 % 48 %

32 %

Gambar 2. Sampel jawaban siswa A pada soal No.3 Gambar 2. merupakan jawaban siswa A yang terdapat hambatan yakni siswa tidak mampu menuliskan persamaan energi potensial dan energi kinetik, baik pada posisi A ataupun pada posisi B. Dengan begitupun siswa tidak mampu menuliskan persamaan energi mekaniknya. Dan untuk menentukan tingga titik B dari tanah seperti pada soal pun siswa A tidak bisa menjawab karena untuk konsepkonsep esensialnya pun siswa tidak mampu menuliskan persamaannya.

12 %

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

215

Yani Herliani, dkk. Analisis Profil Hambatan Epistimologis Siswa pada Materi ...

Gambar 7. Sampel jawaban siswa B pada soal No.6

Gambar 3. Sampel jawaban siswa B pada soal No.3 Namun, berdasarkan Gambar 3. Terlihat bahwa siswa B mampu menuliskan persamaan dan besar energi kinetik walaupun hanya pada posisi A. Dan dia juga mampu menuliskan persamaan Mekaniknya. Tetapi siswa B tidak mampu menuliskan persamaan dan besar energi potensial. Siswa B juga belum mampu ketika menghubungkan kedua konsep antara energi potensial dan kinetik dengan energi mekanik.

Gambar 4 . Soal No.5

Gambar 5 . Sampel jawaban siswa C pada soal No.5 Berdasarkan Gambar 5. Adalah salah satu siswa yang terdapat hambatan yakni siswa tidsk mampu menentukan besarnya Daya beserta satuannya, dia tidak memasukkan lama waktu yang telah diketahui pada soal sehingga dia menjawab besar Daya sama dengan besar Usaha.

Gambar 6 . Soal No.6

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Redaksi pada soal no.6 masih menanyakan besar nya daya, namun karena daya adalah besarnya usaha yang dilakukan dalam satuan waktu tertentu, di soal 6 siswa harus mencari terlebih dahulu besar usahanya tidak seperti di soal 5 yang diketahui besar usahanya. Dari jawaban siswa, dia telah menuliskan persamaan usahanya dan telah menuliskan besaranbesaran apa saja yang ada di soal, namun dia tidak dapat melanjutkan pada langkah selanjutnya yaitu mencari usaha sehingga besar daya pun tidak dapat diketahui. 4. Simpulan Berdasarkan data dan hasil pembahasan diperoleh kesimpulan bahwa profil hambatan epistimologis siswa terlihat dari hasil analisis Tes Kemampuan Responden (TKR). Ada beberapa hambatan epistimologis siswa yang teridentifikasi dari analisis hasil yaitu sebagai berikut: Pertama, siswa tidak mampu membedakan konsep usaha pada kehidupan sehari-hari dengan konsep usaha dalam sudut pandang fisika dan siswa tidak mampu menentukan besar usaha pada suatu permasalahan. Kedua, siswa tidak mampu menganalisis hubungan antara usaha dengan energi. Ketiga, siswa tidak mampu menentukan besar energi potensial. Siswa tidak mampu menentukan besar energi kinetik. Dan siswa tidak mampu mengaplikasikan persamaan energi potensial, energi kinetik dan energi mekanik untuk menyelesaikan suatu permasalahan. Keempat, siswa tidak mampu menentukan besar usaha pada pegas dan siswa tidak mampu mengaitkan hubungan antara usaha dengan energi potensial pada pegas. Kelima, siswa tidak mampu menuliskan persamaan daya beserta satuannya dan siswa tidak mampu menentukan besar daya pada suatu permasalahan. Sebagai upaya untuk meminimalisis hambatan epistimologis siswa maka digunakan Didactical Design Research (DDR).

216

Yani Herliani, dkk. Analisis Profil Hambatan Epistimologis Siswa pada Materi ... 5. Referensi [1] Husamah, dkk. 2016. Belajar Dan Pembelajaran. Malang: UMM Press [2] Suryadi, D. (2010). Menciptakan proses belajar aktif: Kajian dari sudut pandang teori belajar dan teori didaktik. Bandung: Tidak diterbitkan. [3] Suryadi, dkk. (2016). Monograf Didactical Design Research (DDR). Bandung: Rizqi Press [4] Budiarti, A., Rusnayati, H., Siahaan, P., & Wijaya, A. F. C. (2018). Profil Hambatan Balajar Epistimologis Siswa Pada Materi Momentum Dan Impuls Kelas X Sma Berbasis Analisis Tes Kemampuan Responden. Wahana Pendidikan Fisika, 3(1):35-42.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

217

Marwah Hayati Nufus, dkk. Analisis Profil Hambatan Epistemologis Siswa pada Materi ...

Analisis Profil Hambatan Epistemologis Siswa pada Materi Momentum dan Impuls

Marwah Hayati Nufus*, Heni Rusnayati, David Edison Tarigan Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi No.229, Bandung 40154, Indonesia *Corresponding author. E-mail: marwahhayatin@gmail.com Telp: +62-898-300-271 ABSTRAK Fisika merupakan salah satu mata pelajaran yang sering dianggap sulit oleh siswa. Sementara, menurut Hewitt (2006) fisika adalah fondasi dari ilmu sains yang mempelajari keteraturan alam. Apabila kesulitan yang dialami siswa terus muncul, maka potensi yang dimiliki siswa pada konsepkonsep fisika menjadi tidak dapat berkembang secara optimal. Penelitian ini dilakukan untuk mengidentifikasi profil hambatan epistemologis siswa pada materi Momentum dan Impuls di kelas X SMA dengan mengacu kepada analisis tes kemampuan responden. Adapun, metode yang digunakan dalam penelitian adalah penelitian kualitatif dengan desain analisis deskriptif melalui Tes Kemampuan Responden (TKR). Hasil studi pendahuluan yang dilakukan di salah satu SMA Negeri di Kabupaten Bandung menunjukkan adanya beberapa hal yang menjadi hambatan epistemologis siswa pada materi Momentum dan Impuls, yakni sebagai berikut, sejumlah 92.68% siswa tidak dapat menerapkan konsep momentum dalam kasus di kehidupan sehari-hari, 36.58% siswa tidak dapat menuliskan hubungan antara massa dan kecepatan, 95.12 % siswa tidak dapat menerapkan konsep impuls dalam teknologi di kehidupan sehari-hari, 29.27% siswa tidak dapat menuliskan persamaan impuls, 97.56% siswa tidak dapat menjelaskan makna fisis persamaan impuls, 97.56% siswa tidak dapat menerapkan konsep tumbukan dalam kasus di kehidupan seharihari serta 92.68% siswa tidak dapat menjelaskan makna fisis dari terjadinya tumbukan. Berdasarkan hasil tersebut, maka terdapat hambatan epistemologis siswa pada materi Momentum dan Impuls, sehingga diperlukan adanya upaya untuk meminimalisir hambatan epistemologis tersebut. Salah satu upaya yang dapat dilakukan untuk menminimalisir hambatan tersebut adalah dengan merancang desain pembelajaran yang memperhatikan hubungan antara guru-siswa, materi-siswa serta guru-materi. Desain tersebut yaitu Didactical Design Research (DDR). Dalam hal ini, akan dirancang pada materi momentum dan impuls. Kata Kunci: Didactical Design Research; Hambatan Epistemologis

ABSTRACT Physics is one of the subjects that is often considered difficult by students, whereas Hewitt (2006) stated that physics is a foundation of science which studies nature’s orderliness. If student’s learning obstacles continue to come up, then their potential on physics concepts couldn’t be optimally developed. This research is conducted to identify profil student’s learning obstacles towards physics concept, especially on momentum and impulse in the X grade of high school by referring to the analysis of respondents' ability tests. The method used in the research is qualitative research with descriptive analysis design through Respondent Ability Test. The results of a preliminary study conducted in one of the State High Schools in Bandung Regency showed there is epistemological obstacles for students, such as 92.68% students could not apply the concept of momentum in cases in real- life, 36.58% of students cannot write down the relationship between

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

218

Marwah Hayati Nufus, dkk. Analisis Profil Hambatan Epistemologis Siswa pada Materi ...

mass and speed, 95.12% students cannot apply the concept of impulse in technology in real-life, 29.27% of students cannot write impulse equations, 97.56% students cannot explain the physical meaning of impulse, 97.56% of students unable to apply collision concepts in cases in everyday life and 92.68% students cannot explain the physical meaning of collisions. Based on these results, it appears that there is epistemological obstacle for students in Momentum and Impulse material, so that efforts are needed to minimize these epistemological obstacles. In this case the effort that will be made is to implement Didactic Design Research on momentum material and impulses based on students' epistemological obstacle. Keywords : Desain Didactic Research; Epistemological Obstacle.

1. Pendahuluan Pembelajaran merupakan proses interaksi peserta didik dengan pendidik serta sumber belajar pada suatu lingkungan belajar [1]. Hubungan siswa-materi dan guru-siswa ternyata dapat menciptakan suatu suasana didaktis maupun pedagogis yang tidak sederhana, bahkan seringkali terjadi sangat kompleks. Dalam suatu proses pembelajaran, seorang guru biasanya mengawali aktivitas dengan melakukan suatu aksi misalnya dalam bentuk menjelaskan suatu konsep atau menyajikan permasalahan kontekstual. Berdasarkan aksi tersebut selanjutnya terciptalah suatu situasi yang menjadi sumber informasi bagi siswa sehingga terjadi proses belajar [2]. Siswa bisa saja memberikan respon yang tepat, akan tetapi seringkali siswa memberikan respon yang tidak tepat atau bahkan salah ketika dihadapkan pada suatu permasalahan. Saat siswa memberikan respon yang tidak tepat, kemungkinan siswa memiliki hambatan belajar pada konsep yang sedang dipelajari dalam kegiatan pembelajaran tersebut. Menurut Brousseau, terdapat tiga faktor yang mempengaruhi hambatan belajar yaitu sebagai berikut: a. Hambatan Ontogenik Hambatan ontogenik adalah hambatan terkait ketidaksiapan mental belajar siswa karena perkembangan mental dan kognitif yang jauh tertinggal dengan perkembangan biologisnya. Salah satu penyebabnya yaitu pembatasan konsep pembelajaran pada saat perkembangan anak. b. Hambatan Didaktis Hambatan didaktis adalah hambatan terkait kekeliruan proses pembelajaran di sekolah itu sendiri. Salah satu penyebabnya yaitu cara guru membuat atau merancang pembelajaran kurang tepat atau kesalahan dari sumber belajar sisiwa.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Misalnya menggunakan analogi yang kurang tepat sehingga pengetahuan yang disampaikan memungkinkan dimaknai berbeda oleh siswa. c. Hambatan Epistemologis Hambatan epistemologis adalah hambatan terkait pengetahuan siswa terhadap suatu konten. Salah satu penyebabnya yaitu keterbatasan pengetahuan yang dimiliki seseorang hanya pada suatu konteks tertentu [3]. Dalam pembelajaran fisika, ketika siswa dihadapkan pada suatu permasalahan yang mengandung konsep - konsep esensial, seringkali siswa tidak mampu menyelesaikannya dan masih menganggap sulit. Berdasarkan hal tersebut, peneliti bertujuan untuk mengetahui profil hambatan epistemologis siswa kelas X SMA pada materi momentum dan impuls berdasarkan analisis Tes Kemampuan Responden (TKR). Kemudian, untuk meminimalisir hambatan epistemologis tersebut akan diimpelementasikan Desain Didaktis. 2. Bahan dan Metode Pelitian ini merupakan penelitian kualitatif dengan desain penelitian deskriptif yang dilakukan berdasarkan Didactical Design Research (DDR). Didactical Design Research (DDR) merupakan suatu rangkaian penelitian yang terdiri dari tiga tahapan, yaitu (1) analisis situasi didaktis sebelum pembelajaran yang bentuknya berupa desain didaktis hipotesis, termasuk antisipasi didaktis dan pedagogis, (2) analisis metapedadidaktik, dan (3) analisis restrofektif, yakni analisis yang mengaitkan hasil analisis situasi didaktis awal dengan hasil analisis metapedadidaktik [3]. Penelitian ini dilaksanakan di SMAN 6 Kab. Bandung dengan subjek penelitian kelas XI. Penggalian kesulitan belajar dilakukan dengan instrumen Tes Kemampuan Responden. Hasil Tes 219

Marwah Hayati Nufus, dkk. Analisis Profil Hambatan Epistemologis Siswa pada Materi ... Kemampuan Responden dianalisis dengan metode kualitatif deskriptif, dimana kesulitankesulitan belajar tersebut dikelompokkan berdasarkan tipe kesulitannya. 3. Hasil dan Pembahasan Berdasarkan hasil Tes Kemampuan Responden yang diberikan, berikut ini disajikan temuan kesulitan belajar terkait konsep momentum dan impuls pada Tabel 1. Tabel 1. Presentase hasil hambatan epistemologis siswa pada materi momentum dan impuls. Kode Keterangan 1.a

1.b

2.a

2.b 2.c

3.a

3.b

siswa tidak dapat menerapkan konsep momentum dalam kasus di kehidupan sehari-hari siswa tidak mampu menuliskan hubungan antara massa dan kecepatan benda siswa tidak mampu menerapkan konsep impuls dalan teknologi di kehidupan seharihari. siswa tidak mampu menuliskan persamaan impuls siswa tidak mampu menjelaskan makna fisis persamaan impuls siswa tidak mampu menerapkan konsep tumbukan dalam kasus di kehidupan sehari-hari siswa tidak mampu menjelaskan makna fisis faktor-faktor yang mempengaruhi tumbukan

Persentase Hambatan (%) 92.68

36.58

Gambar 1. Sampel jawaban siswa A untuk instrumen TKR No 1

Berdasarkan Gambar 1. Terlihat bahwa siswa mampu menuliskan persamaan momentum, namun kesulitan dalam menerapkan konsep momentum dalam kasus di kehidupan sehari-hari. Karena dalam soal dicantumkan bahwa ketiga mobil memiliki massa berbeda namun berada dalam kecepatan yang sama, maka siswa menganggap seluruhnya akan berhenti bersama-sama. Sementara, siswa berhasil menuliskan bahwa yang mempengaruhi momentum selain kecepatan adalah massa.

95.12

29.27 97.56

97.56

Gambar 2. Sampel jawaban siswa B untuk instrument TKR No 1 Berdasarkan Gambar 2. terlihat bahwa siswa B mengalami kesulitan yang sama dengan siswa A yakni kesulitan dalam menerapkan konsep momentum dalam kasus di kehidupan sehari-hari.

92.68

Gambar 3. Sampel jawaban siswa A untuk instrumen TKR No 3

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

220

Marwah Hayati Nufus, dkk. Analisis Profil Hambatan Epistemologis Siswa pada Materi ... Berdasarkan Gambar 3. terlihat bahwa siswa mampu menentukan persamaan yang dibutuhkan dalam tumbukan, namun kesulitan dalam menjelaskan makna fisis dari persamaan tersebut.

5. Referensi [1] Undang-Undang RI No.23 Pasal 1 Ayat 20. 2003. Sistem Pendidikan Nasional. [2] Suryadi, Didi. (2010). Teori, paradigma, prinsip, dan pendekatan pembelajaran MIPA dalam konteks Indonesia. Bandung: FPMIPA UPI. [3] Suryadi, dkk. (2016). Monograf Didactical Design Research (DDR). Bandung: Rizqi Press

Gambar 4. Sampel jawaban siswa B untuk instrumen TKR No 3 Berdasarkan Gambar 4. terlihat bahwa siswa sudah mulai mampu menyatakan bahwa massa benda menjadi salah satu faktor dalam peristiwa tumbukan, namun belum mampu mengkaitkan konsep tersebut untuk menjawab permasalahan yang dimaksud dalam soal. 4. Simpulan Berdasarkan data, hasil dan pembahasan diperoleh kesimpulan bahwa profil hambatan epistemologis siswa dari hasil analisis Tes Kemampuan Responden (TKR), terdapat beberapa hambatan epistemologis siswa, diantaranya siswa tidak mampu menerapkan konsep momentum dan tumbukan dalam kehidupan sehari-hari, siswa tidak dapat menuliskan hubungan antara massa dan kecepatan, siswa tidak mampu menuliskan persamaan impuls serta siswa tidak mampu menjelaskan makna fisis dari persamaanpersamaan yang ada. Maka dari itu, untuk mengurangi hambatan epistemologis digunakan Didactical Design Research (DDR), sehingga rancangan pembelajaran yang diimplementasikan tidak hanya mempertimbangkan hubungan pedagogis saja, namun juga mempertibangkan hubungan didaktis antara materi dan siswa.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

221

Fida Hanifah, dkk. Analisis Buku Teks Fisika untuk SMP Berdasarkan ...

Analisis Buku Teks Fisika untuk SMP Berdasarkan Representasi Tipe Kecerdasan Majemuk

Fida Hanifah*, Winny Liliawati, Taufik Ramlan Ramalis, Judhistira Aria Utama

Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi No.229, Bandung 40154, Indonesia *Corresponding author. E-mail: fidhanif@gmail.com hp: +628975601717

ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui representasi tipe kecerdasan majemuk dalam buku teks fisika untuk SMP. Sumber data penelitian ini adalah buku teks mata pelajaran IPA materi fisika kelas VII Semester 1 Kurikulum 2013 Edisi Revisi 2017. Metode penelitian yang digunakan adalah kualitatif yang bersifat deskriptif. Penelitian dilakukan dengan cara menganalisis buku teks menggunakan instrumen berupa daftar checklist yang telah dikembangkan oleh Seyyed Ayatollah Razmoo dan Zahra Jozaghi [1]. Daftar checklist tersebut mengacu pada delapan tipe kecerdasan majemuk yang dicetuskan oleh Howard Gardner (1999). Delapan tipe kecerdasan majemuk tersebut akan dirinci dalam beberapa aktivitas yang berkaitan dengan masing-masing tipe. Hasil dari analisis data menunjukkan bahwa buku teks mata pelajaran IPA materi Fisika untuk SMP kelas VII lebih fokus terhadap kecerdasan logika yang menekankan pada eksperimen, analisis, pengukuran, dan perhitungan. Sehingga dapat disimpulkan bahwa buku tersebut belum mengakomodasi seluruh kecerdasan. Kata Kunci: Kecerdasan Majemuk; Analisis Buku; Buku Teks

ABSTRACT The purpose of this research is to have knowledge of representation multiple intelligence type in physic text book for Junior High School. The data source of this research is BSE text book (electronic text book) the study of Science through Physic subject matters which is adopted from book of VII grade. This research is using qualitative descriptive method through analyzing text book by instruments which is checklist system which had developed by Seyyed Ayatollah Razmoo and Zahra Jozaghi [1]. This checklist system refers to 8 multiple intelligence types from Howard Gardner (1999). These 8 multiple intelligence types would be specified in several activities which has relatedness with each type. The data analysis result shows that physic subject of Science in BSE text book for VII grade Junior High School is being more centered around logical intelligence which is intended on experiment, analysis, measure, and calculate. Therefore, it can be concluded that the book has not accommodated the entire intelligence. Keywords: Multiple Intelligences; Textbook; Textbook Analysis

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

222

Fida Hanifah, dkk. Analisis Buku Teks Fisika untuk SMP Berdasarkan ... 1. Pendahuluan Tujuan pendidikan nasional dirumuskan dalam Undang-undang Nomor 20 tahun 2003 tentang sistem pendidikan nasional, bahwa pendidikan nasional bertujuan untuk berkembangnya potensi peserta didik agar menjadi manusia yang beriman dan bertaqwa pada Tuhan Yang Maha Esa, berahlak mulia, sehat, berilmu, cakap, kreatif, mandiri, dan menjadi warga negara yang demokratis dan bertanggung jawab [2]. Dengan adanya pendidikan, maka peserta didik secara aktif dapat mengembangkan berbagai aspek, salah satunya adalah kecerdasan. Gardner mempunyai pendapat yang berbeda tentang kecerdasan. Menurut Armstrong, Gardner menyatakan bahwa seseorang tidak hanya mempunyai satu kecerdasan saja, tetapi terdapat kecerdasan yang bervariasi. Ada delapan jenis kecerdasan yang diungkapkan oleh Gardner, yang dikenal sebagai teori kecerdasan majemuk, yaitu kecerdasan verbal, logika, spasial, kinestetik, musikal, interpersonal, intrapersonal, dan naturalis [3]. Dalam dunia pendidikan, teori kecerdasan majemuk diterima karena mampu masuk kedalam semua jenis kecerdasan anak. Karena menurut teori ini pada hakikatnya setiap anak adalah cerdas. Gardner menegaskan bahwa setiap orang mempunyai semua delapan kecerdasan. Tentu saja, delapan kecerdasan tersebut berfungsi bersama-sama dengan cara yang unik bagi setiap orang. Beberapa orang tampaknya memiliki tingkat fungsi yang sangat tinggi dalam hampir semua atau sebagian besar dari delapan jenis kecerdasan. Misalnya, Johann von Goethe Wolfgang seorang penyair, negarawan, ilmuan, dan filsuf naturalis [3]. Berdasarkan penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Novi Ayu Kristiana Dewi, kegiatan pembelajaran fisika kurang melibatkan kecerdasan majemuk siswa, tetapi lebih menekankan pada hasil belajar penguasaan konsep, sehingga siswa menjadi kurang aktif dan terampil tidaklah sesuai dengan tujuan pendidikan nasional Indonesia [4]. Esensi tujuan pendidikan nasional akan tercapai jika mencakup tiga kompetensi yaitu sikap, pengetahuan, dan keterampilan sehingga dihasilkan lulusan yang memiliki kualitas yang baik sebagai bekal untuk meniti kehidupan selanjutnya di lingkungan masyarakat yang sesungguhnya serta memiliki kuantitas yang baik sebagai bukti keberhasilannya dalam belajar di sekolah serta dapat melanjutkan ke

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

jenjang pendidikan yang lebih tinggi. Pendidikan yang hanya mengedapankan kuantitas lulusan saja tidak cukup untuk menjamin kesuksesan yang akan diraih di masa selanjutnya. Karena belajar tidak hanya sekedar mengumpulkan konsep, tetapi mengetahui cara menggunakan konsep-konsep yang telah mereka pelajari untuk menyelesaikan masalah yang dihadapi dalam kehidupan nyata. Tujuan pendidikan nasional dapat diwujudkan apabila siswa diberi kesempatan untuk terlibat aktif dalam kegiatan pembelajaran secara positif. Maka dalam proses pembelajaran mutlak adanya guru sebagai pengatur, pengorganisasi, pembimbing sekaligus partner dalam proses pembelajaran di kelas. Guru dalam mengajar selain memerlukan bahan ajar yang mampu mengajarkan siswa untuk belajar mandiri, salah satunya adalah penggunaan buku teks. Peran buku teks dalam proses pembelajaran dianggap penting hingga pemerintah, dalam hal ini Menteri Pendidikan Nasional mengeluarkan Peraturan Menteri khusus tentang buku teks pelajaran, yaitu Permendikbud Nomor 71 Tahun 2013 tentang Buku Teks Pelajaran dan Buku Panduan Guru untuk Pendidikan Dasar Dan Menengah. Penggunaan buku teks dapat mengondisikan kegiatan pembelajaran fisika lebih terencana dengan baik, mandiri, tuntas dan dengan hasil yang jelas, sehingga buku teks dapat membantu sekolah untuk mewujudkan pembelajaran yang berkualitas. Berdasarkan pentingnya buku teks dalam proses pembelajaran, maka pemilihan buku teks sebagai sarana pembelajaran harus dilakukan dengan baik, mengingat bahwa siswa mempunyai kemampuan/kecerdasan yang berbeda-beda. Misalnya dalam pembelajaran fisika. Jika buku teks hanya menekankan latihan soal dalam penyelesaian perhitungan fisika maka kecerdasan yang dimiliki siswa tidak bisa berkembang secara optimal, sebab yang dilatih hanya kemampuan atau kecerdasan logika dan matematika saja. Oleh karena itu, penulis ingin melakukan penelitian dengan judul â&#x20AC;&#x153;ANALISIS BUKU FISIKA SMP BERDASARKAN REPRESENTASI TIPE KECERDASAN MAJEMUKâ&#x20AC;?. Karena, pada umumnya masih banyak beredar buku yang hanya mengakomodasi beberapa tipe kecerdasan saja. Sehingga dibutuhkan ketelitian dalam pemilihan buku sebagai bahan ajar yang

223

Fida Hanifah, dkk. Analisis Buku Teks Fisika untuk SMP Berdasarkan ... mampu memfasilitasi kebutuhan belajar siswa yang beragam.

b. BAB 3 Klasifikasi Perubahannya

2. Bahan dan Metode 2.1. Instrumen Daftar checklist yang dikembangkan oleh Razmjoo dan Jozaghi [1] digunakan sebagai instrumen untuk mengevaluasi buku Ilmu Pengetahuan Alam SMP/MTs Kelas VII Semester 1 Kurikulum 2013 Edisi Revisi 2017. Sistem checklist tersebut mengacu pada delapan tipe kecerdasan majemuk Gardner beserta aktivitas yang berkaitan dengan masing-masing tipe kecerdasan majemuk. 2.2. Prosedur Penelitian dilakukan secara kualitatif, yaitu setiap materi Fisika yang terdapat dalam buku akan dievaluasi dengan menggunakan daftar checklist sebagai rubrik acuan. Peneliti mengevaluasi sendiri apa saja tipe kecerdasan majemuk yang terdapat pada soal-soal latihan di buku, lalu menghitung frekuensi dan persentasenya.

Tabel 2. Frekuensi dan Persentase Tipe Kecerdasan Majemuk pada Materi Klasifikasi Materi dan Perubahannya

Kecerdasan Majemuk Verbal Logika Spasial Kinestetik Musikal Interpersonal Intrapersonal Naturalis

Frekuensi/ Jumlah Kegiatan 9/92 61/92 12/92 15/92 0/92 13/92 3/92 3/92

Materi

dan

Persentase 9,78% 66,30% 13,04% 16,30% 0% 14,13% 3,26% 3,26%

c. BAB 4 Suhu dan Perubahannya Tabel 3. Frekuensi dan persentase tipe

3. Hasil dan Pembahasan Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengevaluasi buku Ilmu Pengetahuan Alam SMP/MTs Kelas VII Semester 1 Kurikulum 2013 Edisi Revisi 2017, untuk melihat tipe kecerdasan majemuk apa saja yang telah diimplementasikan di buku tersebut. Maka dari itu, digunakanlah daftar checklist yang dikembangkan oleh Razmjoo et al [1]. Lalu frekuensi dan persentase dari tiap tipe kecerdasan majemuk pun dihitung. Berikut hasil dari penelitian yang telah dilakukan. a. BAB 1 Objek IPA dan Pengamatannya Tabel 1. Frekuensi dan persentase tipe kecerdasan majemuk pada materi Objek IPA dan Pengamatannya Frekuensi/ Kecerdasan Jumlah Persentase Majemuk Kegiatan Verbal 12/104 11,54% Logika 70/104 67,31% Spasial 17/104 16,35% Kinestetik 12/104 11,54% Musikal 0/104 0% Interpersonal 12/104 11,54% Intrapersonal 2/104 1,92% Naturalis 8/104 7,69%

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

kecerdasan majemuk pada materi Suhu dan Perubahannya Frekuensi/ Kecerdasan Jumlah Persentase Majemuk Kegiatan Verbal 7/54 12,96% Logika 39/54 72,22% Spasial 4/54 7,41% Kinestetik 8/54 14,81% Musikal 0/54 0% Interpersonal 6/54 11,11% Intrapersonal 2/54 3,70% Naturalis 4/54 7,41% d. BAB 5 Kalor dan Perpindahannya Tabel 4. Frekuensi dan persentase tipe kecerdasan majemuk pada materi Kalor dan Perpindahannya Kecerdasan Majemuk Verbal Logika Spasial Kinestetik Musikal Interpersonal

Frekuensi/ Jumlah Kegiatan 4/53 36/53 6/53 6/53 0/53 4/53

Persentase 7,55% 67,92% 11,32% 11,32% 0% 7,55%

224

Fida Hanifah, dkk. Analisis Buku Teks Fisika untuk SMP Berdasarkan ... Intrapersonal Naturalis

2/53 5/53

3,77% 9,43%

Berdasarkan analisis keempat materi fisika di atas, berikut hasil evaluasi buku Ilmu Pengetahuan Alam SMP/MTs Kelas VII Semester 1 Kurikulum 2013 Edisi Revisi 2017. Tabel 5. Frekuensi dan persentase tipe kecerdasan majemuk dalam buku Ilmu Pengetahuan Alam SMP/MTs Kelas VII Semester 1 Kurikulum 2013 Edisi Revisi 2017 Kecerdasan Majemuk Verbal Logika Spasial Kinestetik Musikal Interpersonal Intrapersonal Naturalis

Persentase 10,45% 68,43% 12,03% 13,49% 0% 11,08% 3,16% 6,94%

Dari persentase kecerdasan majemuk tersebut, dapat dilihat bahwa aktivitas dalam buku Ilmu Pengetahuan Alam SMP/MTs Kelas VII Semester 1 Kurikulum 2013 Revisi 2017 kebanyakan merupakan representasi dari tipe kecerdasan logika. Selain itu, tipe kecerdasan kinestetik dan kecerdasan visual pun cukup banyak jika dibandingkan dengan tipe kecerdasan interpersonal, verbal, naturalis, dan intrapersonal. Terutama jika di-bandingkan dengan tipe kecerdasan musikal yang sama sekali tidak terdapat dalam buku. Padahal salah satu aktivitas representasi kecerdasan musikal, yaitu â&#x20AC;&#x153;aktivitas siswa didampingi oleh videoâ&#x20AC;?, merupakan aktivitas yang cukup mudah. Mengingat sekarang merupakan era digital, penulis buku bisa menyarankan siswa untuk mengakses video yang berkaitan dengan materi pembelajaran. 4. Simpulan Dari hasil penelitian bisa disimpulkan bahwa buku Ilmu Pengetahuan Alam SMP/MTs Kelas VII Semester 1 Kurikulum 2013 Edisi Revisi 2017 materi Fisika lebih fokus terhadap kecerdasan logika yang

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

menekankan pada eksperimen, analisis, pengukuran, dan perhitungan. Sehingga dapat disimpulkan bahwa buku tersebut belum mengakomodasi seluruh kecerdasan secara maksimal. Padahal, diharapkan buku teks dapat mengkondisikan kegiatan pembelajaran fisika lebih terencana dengan baik, mandiri, tuntas dan dengan hasil yang jelas, sehingga buku teks dapat membantu sekolah untuk mewujudkan pembelajaran yang berkualitas. Maka dari itu, diharapkan para penulis buku dapat mengembangkan suatu buku yang mencakup semua tipe kecerdasan, agar kebutuhan para siswa yang mempunyai tipe kecerdasan berbeda-beda dapat terpenuhi. 5. Referensi [1] Razmjoo, S. A., & Jozaghi, Z. (2010). The Representation of Multiple Intelligences Types in the Top-Notch Series: A Tetbook Evaluation. Pan-Pacific Association of Applied Linguistic, 14(2):59-84. [2] UU No. 20 tahun 2003 tentang Sistem Pendidikan Nasional. [3] Armstrong, Thomas. (2013). Kecerdasan Multiple di dalam Kelas. Jakarta: PT Indeks. [4] Dewi, Novi Ayu Kristiana dkk. (2015). Pengembangan Modul Fisika Berbasis Relating, Experiencing, Applying, Cooperating, And Transferring (React) pada Materi Alat Optik Untuk Meningkatkan Kecerdasan Majemuk dan Kreativitas Siswa. Jurnal Inkuiri, 42:4756. [5] Armstrong, Thomas. (2002). 7 Kinds of Smart. Menemukan dan Meningkatkan Kecerdasan Anda Berdasarkan Teori Multiple Intelligence. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama. [6] Botelho, M. R. (2003). Multiple intelligences theory in English language teaching: An analysis of current textbooks, materials and teachersâ&#x20AC;&#x2122; perceptions. [PDF file]. Diakses dari: https://etd.ohiolink.edu/!etdsend_file?acc ession=ohiou1079466683&disposition=in line [7] Ebadi, Saman. (2015). On the Representation of Multiple Intelligences in ESP Text Books: The Case of English for the Students of Nursing Published by SAMT. International Journal for Teachers of English, 5(2):1-10.

225

Fida Hanifah, dkk. Analisis Buku Teks Fisika untuk SMP Berdasarkan ... [8] Gunawan, Adi W. (2007). Genius Learning Strategy. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama. [9] Hayat, Bahrul et al. Pedoman Sistem Penilaian Buku. Jakarta: Pusat Perbukuan. [10] Razmjoo, S. A., & Raissi, R. (2010). Evaluation of SAMT ESP textbooks for the students of medical sciences. The Asian ESP Journal, 6:107-140. [11] Taaseh, Y., Mohebbi, A., & Mirzaei, F. (2014). Intelligence profile of Iranian domestically designed and published ELT textbooks and studentsâ&#x20AC;&#x2122; multiple intelligences. International Journal of Language and Linguistics, 2(1):24-31. [12] Williams, D. (1983). Developing criteria for textbook evaluation. ELT Journal, 37(3):251-261.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

226

Lissiana Nussifera, dkk. Penggunaan Sticky Notes Online dalam Pembelajaran …

Penggunaan Sticky Notes Online dalam Pembelajaran dengan Pendekatan Conceptual Change Text pada Materi Gerak Planet dan Gaya Gravitasi Lissiana Nussifera1*, Lia Laela Sarah1, Iyon suyana2, Waslaludin2, Shofyan Sholahuddin2 1

SMAS Laboratorium Universitas Pendidikan Indonesia, Bandung 40154, Indonesia Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi No.229, Bandung 40154, Indonesia *Corresponding author. E-mail: lissiana.nussifera@gmail.com Telp: +6283818275018

ABSTRAK Tujuan penelitian ini untuk mendeskripsikan penggunaan sticky note online dalam pembelajaran dengan pendekatan conceptual change text, serta mendeskripsikan tanggapan peserta didik terhadap penggunaan dalam pembelajaran. Jenis penelitian ini adalah penelitian tindakan kelas dengan dua siklus pembelajaran. Subjek penelitian ini adalah peserta didik kelas X MIPA SMAS Laboratorium Percontohan UPI tahun pelajaran 2018/2019 yang berjumlah 26 orang. Data penggunaan sticky note online dengan pendekatan conceptual change text dikumpulkan dari hasil prediksi dan konfirmasi serta lembar observasi aktivitas peserta didik setiap siklus. Data tanggapan peserta didik dikumpulkan dengan kuesioner di akhir siklus 2. Data yang telah terkumpul selanjutnya dianalisis secara deskriptif. Hasil analisis menunjukkan bahwa penggunaan sticky notes online dalam pembelajaran dengan pendekatan Conceptual Change Text mendapatkan antusias dan interaksi yang baik dari peserta didik dilihat dari observasi aktivitas peserta didik serta tanggapan peserta didik terhadap penggunaan sticky notes online berkategori positif (83%). Kata Kunci: Conceptual Change Text; Sticky Notes Online

ABSTRACT The purpose of this study is to describe the use of sticky notes online in learning with the conceptual change text approach; and describe the responses of students to the use of sticky notes online in learning. This type of research is classroom action research with two learning cycles. The subject of this study were 26 students of class X MIPA SMAS Laboratorium UPI in the academic year 2018/2019. Data on the use of sticky notes online with the conceptual change text approach is collected from the result of predictions and confirmation as well as observation sheets of student activity each cycle. Data on students’ responses were collected by questionnaire at the end of second cycle. The collected data was then analyzed descriptively. The result of the analysis show that: the use of sticky notes online in learning with conceptual change text approaches gets enthusiastic and good interaction from students seen from the observation of student activities; and students’ responses to the use of sticky notes online are categorized positively (83%). Keywords: Conceptual Change Text; Sticky Notes Online

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

227

Lissiana Nussifera, dkk. Penggunaan Sticky Notes Online dalam Pembelajaran â&#x20AC;Ś 1. Pendahuluan Fisika sebagai salah satu mata pelajaran Ujian Nasional (UN) menjadi mata pelajaran yang dianggap sulit oleh sebagian besar peserta didik. Anggapan ini sesuai dengan hasil belajar peserta didik yang masih berada pada kategori kurang khususnya di kelas X MIPA SMA Laboratorium Universitas Pendidikan Indonesia tahun pelajaran 2018/2019. Pendidikan di sekolah masih mendominasi penilaian kognitif saja, untuk afektif dan psikomotor kurang diperhatikan. Sementara prinsip penilaian harus tejadi dengan cara objektif, terbuka dan berkesinambungan. Hal mini disebabkan karena guru kesulitan mengamati keterampilan dan sikap peserta didik dikelas secara menyeluruh dan objektif. Selain itu peserta didik yang aktif dikelas didominasi oleh peserta didik yang pandai saja, peserta didik yang lain tidak berpartisipasi karena malu dan tidak percaya diri meskipun sudah dibentuk kelompok belajar. Selain itu faktor penyebab terjadi permasalahan dalam pembelajaran fisika adalah minat peserta didik dalam membaca buku teks masih rendah. Alih-alih membaca buku, peserta didik lebih tertarik untuk memainkan teknologi digital seperti telepon selular dan laptop. Jangankan membaca buku teks pelajaran, membaca buku lain pun sebagian besar peserta didik jarang melakukannya setiap hari. Hasil observasi ini bersesuaian dengan hasil riset yang dilakukan OECD(Organization for Economic Cooperation and Development) dalam Programme for International Student Assessment (PISA) tahun 2012 tentang pemahaman membaca peserta didik pada tingkat sekolah menengah (usia 15 tahun) bahwa Indonesia menempati peringkat ke 64 dari 65 peserta yang berpartisipasi. Padahal untuk mempelajari fisika diperlukan minat dan keterampilan peserta didik dalam membaca. Untuk meningkatkan keefektifan pembelajaran dikelas dan kemudahan peserta didik dalam mengungkapkan jawaban tanpa rasa malu, maka menggunakan sticky notes online sebagai media yang mempermudah guru mengobservasi peserta didik dan juga melibatkan peserta didik dengan mudah. Penelitian ini ditujukan untuk mendeskripsikan penggunaan sticky notes online dalam pembelajaran dengan pendekatan conceptual change text, dan untuk mendeskripsikan

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

tanggapan peserta didik terhadap penggunaan sticky notes online dalam pembelajaran. 2. Bahan dan Metode Metode yang dilakukan dalam penelitian ini adalah deskriptif kualitatif. Data diambil dari jenis penelitian tindakan kelas yang dilakukan dengan dua siklus. Subjek penelitian adalah peserta didik kelas X MIPA 4 di SMAS Laboratorium UPI tahun ajaran 2018/2019. Selama kegiatan pemebelajaran berlangsung, aktivitas peserta didik dalam penggunaaan sticky notes online diamati oleh observer. Setelah kegiatan belajar mengajar selesai, peserta didik juga diberikan angket respon peserta didik, sehingga dapat dideskripsikan respon peserta didikterhadap penggunaan sticky notes online dalam pembelajaran dengan pendekatan CCT tersebut. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sticky notes online, banyak jenis yang tersedia tetapi yang digunakan oleh peneliti adalah en.linoit.com. Langkah-langkah dalam mengunakan en.linoit.com, pertama masuk ke situs http://linoit.com/ kemudian buatlah akun. Setelah membuat akun dan dapat masuk ke situs tersebut. Langkah selanjutnya buat kanvas dan beri nama serat diakses untuk dapat dipublikasikan. Setelah mendapatkan link, maka diberitahukan kepada peserta didik untuk memposting. 3. Hasil dan Pembahasan Pembelajaran yang telah dilakukan adalah pembelajaran pada gerak planet dan gaya gravitasi dengan menggunakan pendekatan conceptual change teks. Pembelajaran berrlangsung dalam dua siklus, disetiap siklus diterapkan bahan ajar yang berupa CCT dan LKPD. Penilaian proses dan aktivitas peserta didik saat pembelajaran menggunakan observer dengan panduan lembar observasi yang telah dibuat. Pada saat pembelajaran, dimunculkan fenomena fisika dalam bentuk video dan gambar mengenai system tata surya, benda jatuh dan astronot di luar angkasa untuk memancing konsepsi awal peserta didik yang diungkapkan pada bagian prediksi dalam LKPD. Jawaban peserta didik dikomunikasikan melalui sticky notes online (Gambar 1).

228

Lissiana Nussifera, dkk. Penggunaan Sticky Notes Online dalam Pembelajaran â&#x20AC;Ś kesulitan yang dialami peserta didik. Selain berinteraksi dengan guru, peserta didik juga berdiskusi dengan temannya untuk dapat memecahkan permasalahan yang terdapat pada LKPD. Tahap selanjutnya adalah peserta didik menjawab kembali pertanyaan pada bagian prediksi di LKPD. Tujuan dari kegiatan ini adalah untuk mengetahui perubahan konsepsi peserta didik setelah mendapatkan penjelasan ilmiah pada tahap rekonstruksi yang dikomunikasikan melalui sticky notes online yang dinamakan bagian konfirmasi. (Gambar 3 dan Gambar 4). Gambar 1. Prediksi Siklus 1 Jawaban prediksi pada siklus 1 dikomunikasikan sebagai bahan diskusi dengan peserta didik dalam pembelajaran. Namun, dari penggunaaan sticky notes online diperoleh kesamaan jawaban yang menjadi refleksi untuk siklus 2 dalam penggunaan sticky notes online. Pada siklus 2 di tahap prediksi peserta didik, masih menggunakan sticky notes online. Dari hasil refleksi di siklus 1, maka penggunaan sticky notes online tidak langsung di tayangkan untuk menghindari kesamaan jawaban (Gambar 2).

Gambar 2. Prediksi Siklus 2 Pada kegiatan selanjutnya, guru memfasilitasi peserta didik untuk merekonstruksi konsepsi awalnya dengan penjelasan ilmiah. Peserta didik dilatihkan untuk mengamati simulasi, mencoba simulasi untuk mengisi tabel data dan mencoba mengolah data yang telah didapatkan. Pada bagian ini, peserta didik berinteraksi dengan guru seperti mengamati guru, bertanya tentang

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Gambar 3. Konfirmasi Siklus 1

Gambar 4. Konfirmasi Siklus 2 Pada pelaksanaan pembelajaran, terjadi interaksi yang dilakukan oleh peserta didik dalam penggunaaan sticky notes online ini. Data interaksi peserta didik terhadap penggunaan sticky notes online ini diperoleh melalui lembar observasi yang diisi oleh observer. Selain itu juga teramati antusias peserta didik dari video.

229

Lissiana Nussifera, dkk. Penggunaan Sticky Notes Online dalam Pembelajaran … Berdasarkan analisis keterlaksanaan pemblajaran, diketahui bahwa rata-rata nilai pengamatan pelaksanaan penggunaan media sticky notes online dalam pembelajaran dengan pendekatan Conceptual Change Text. Pada saat prediksi dan konfirmasi dalam kategori sangat baik, suasana kelas yang meliputi keantusiasan peserta didik dan guru serta ketepatan alokasi waktu yang disediakan sangat baik. Sedangkan, dari data analisis data tanggapan peserta didik juga diperoleh bahwa penggunaan media sticky notes online mendapat respon berkategori positif dari peserta didik. Hal ini didasarkan dari angket respon peserta didik dengan persentase 83%.

[6] Ozdemir Gokhan, Clark Douglas B. An Overview of Conceptual Change Theory.Eurasia Journal of Mathematics, Science & Technology Education, 2007, 3(4), 351-361. www.ejmste.com/v3n4/EJMSTE_v3n4_ Ozdemir_Clark.pdf (online). [7] Suyana I and Laela Sarah L, 2017. The Implementation of Technology Enhanced Conceptual Change Text on student’ Activity And Understanding of Electic Force. Prosiding Seminar Antara bangsa. 19-20 Agustus 2017. Kuala Lumpur Malaysia,

4. Simpulan Berdasarkan data hasil penelitian dan pembahasan, penggunaan sticky notes online dalam pembelajaran fisika dengan pendekatan conceptual change teks mendapatkan antusias yang baik serta interaksi yang baik dari peserta didik. Selain itu, respon peserta didik terhadap penggunaan sticky notes online dalam pembelajaran fisika dengan pendekatan conceptual change teks berkategori positif. Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan sticky notes online cocok digunakan dalam pembelajaran dengan pendekatan conceptual change teks. 5. Ucapan Terima Kasih 1. Drs. Iyon Suyana, M. Si. 2. SMAS Laboratorium UPI 6. Referensi [1] Arends, Richard I. 2012. Learning To Teach. New York: McGraw-Hill. [2] Arikunto, Suharsimi, 2009. Prosedur Penelitian Suatu Pendekatan Praktik. Jakarta: Rineka Cipta [3] Cepni Salih and Emine ÇİL, Using a conceptual change text as a tool to teach the nature of science in an explicit reflective approach. Asia-Pacific Forum on Science Learning and Teaching, Volume 11 [4] https://www.ied.edu.hk/apfslt/v11_iss ue1/cepni/cepni4.htm (online). [5] Joyce, Bruce et al.Models of Teaching: Model-Model Pengajaran, Pustaka Pelajar : Yogyakarta, 2007.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

230

Sangganing Pangasa, dkk. Profil Hambatan Belajar Epistemologis Siswa Kelas X â&#x20AC;Ś

PROFIL HAMBATAN BELAJAR EPISTEMOLOGIS SISWA KELAS X SMA PADA KONSEP USAHA BERBASIS ANALISIS TES KEMAMPUAN RESPONDEN Sangganing Pangasa*, Heni Rusnayati, Harun Imansyah Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi No.229, Bandung 40154, Indonesia Corresponding Author. Email: pangasa27@gmail.com

ABSTRAK Pada kegiatan pembelajaran fisika, konsep usaha memunculkan berbagai hambatan belajar yang dialami siswa. Berdasarkan hasil studi pendahuluan melalui tes diketahui bahwa siswa mengalami hambatan epistemologis pada konsep usaha, yaitu hambatan yang dialami siswa disebabkan karena keterbatasan konteks dalam memahami suatu konsep. Tujuan dari penelitian ini adalah mengidentifikasi profil hambatan epistemologis siswa SMA kelas X pada konsep usaha berdasarkan analisis Tes Kemampuan Responden. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan metode deskriptif kualitatif dengan analisis pendekatan historis menggunakan Tes Kemampuan Responden berupa lima soal tes tertulis uraian yang mencakup materi ajar pada konsep usaha yang diberikan kepada siswa SMA kelas X yang telah mempelajari konsep usaha di salah satu SMA di Kota Bandung. Hasil penelitian menunjukkan bahwa 96,97% siswa mengalami hambatan dalam menentukan besar usaha yang dikerjakan oleh gaya tarik dan gaya gesekan yang bekerja pada sebuah benda, 100% siswa mengalami hambatan dalam menentukan persamaan usaha pada bidang miring untuk menghitung besar gaya dorong yang bekerja pada benda, 75,76% siswa mengalami hambatan dalam menjelaskan bahwa usaha bernilai positif dihasilkan oleh gaya yang searah dengan arah perpindahan benda, dan 100% siswa mengalami hambatan dalam membedakan antara gaya konstan, gaya tidak konstan dan gaya dorong yang digambarkan dalam sebuah grafik F-s. Kata kunci: hambatan belajar, tes kemampuan responden, konsep usaha.

ABSTRACT In physics learning activities, work concepts create various learning obstacles that experienced by students.Based on the preliminary study results through the tests, it is known that students experience the epistemological obstacles to the work concept, namely the obstacles experienced by the students due to the lack of context in understanding a concept. The purpose of this research is to identify the profile of epistemological obstacles of 10th grade students on work concepts based on Respondents Ability Test result.This research was conducted by using qualitative descriptive method with the analysis of historical approach using Respondents Ability Test which consists of five written test questions description that includes teaching materials on work concepts given to 10th grade students who have studied the work concepts in one of high school in Bandung. The results showed that 96.97% of students experience obstacles in determining the work done by the attractive force and friction force acting on an object,100% of students experience obstacles in determining work equations on the incline to calculate the magnitude of the thrust force working on the object, 75.76% of students experience obstacles in explaining that a positive work is generated by forces in the direction of moving objects, and 100% of students experience obstacles in distinguishing between the constant force, the non-constant force and the thrust described in an F-s graph. Keywords: learning obstacles, respondents ability test, work concept.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

231

Sangganing Pangasa, dkk. Profil Hambatan Belajar Epistemologis Siswa Kelas X â&#x20AC;Ś 1. Pendahuluan Fisika merupakan salah satu cabang Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) yang memiliki pengaruh terhadap perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi [8]. Namun, fisika merupakan salah satu mata pelajaran yang seringkali dianggap sulit oleh siswa [7] Hewitt (2006)mengungkapkan bahwa fisika adalah dasar dari ilmu pengetahuan alam yang sangat penting untuk dipelajari. Hewitt (2006) juga mengungkapkan bahwa fisika mengenal sebuah konsep yang sangat penting yaitu konsep energi. Konsep energi mungkin dapat dikatakan sebagai pusat dari seluruh ilmu pengetahuan alam. Untuk mempelajari konsep energi dapat dimulai dengan sebuah konsep yang berhubungan, yaitu konsep usaha [3]. Dalam Silabus Kurikulum 2013, konsep usaha merupakan salah satu materi ajar SMA yang termuat dalam Kompetensi Dasar 3.9 Kelas X. Pada kegiatan pembelajaran di sekolah, konsep usaha dapat memunculkan berbagai hambatan belajar (learning obstacles) yang dapat dialami siswa. Magfhirah (2017) berpendapat bahwa hambatan belajar adalah kesalahan yang tidak tentu dan tidak diharapkan [5]. Sedangkan menurut Lestari (2017), hambatan belajar adalah suatu keadaan yang dapat membuat tujuan pembelajaran tidak terlaksana[4]. Brosseau (2002, hlm. 82) mengungkapkan bahwa hambatan belajar adalah keadaan dimana siswa menerima suatu informasi yang dianggap benar olehnya tetapi ternyata salah karena keterbatasan pengetahuan yang dimilikisiswatersebut. Hambatan belajar ini dapat disebabkan oleh beberapa hal. Jika dilihat dari komponen yang membentuknya, hambatan belajar dapat dikategorikan menjadi tiga bagian yaitu hambatan ontogenik, hambatan didaktis dan hambatan epistemologis [1]. a. Hambatan Ontogenik Hambatan ontogenik muncul akibat keterbatasan yang dimiliki yang dimiliki siswa (salah satunya neurofisiologis) pada tahap perkembangannya. Salah satu kasusnya adalah ketidaksiapan mental belajar peserta didik karena perkembangan mental dan kognitif yang jauh tertinggal dengan perkembangan biologisnya. b. Hambatan Didaktis Hambatan didaktis merupakan hambatan yang dialami siswa akibat proses transfer pengetahuan dari guru ke siswa. Hambatan ini sangat berkaitan dengan cara guru menyampaikan materi kepada siswa. Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Hambatan Epistemologis Hambatan ini disebabkan oleh terbatasnya pengetahuan seseorang pada konteks tertentu. Apabila siswa dihadapkan dengan konteks yang berbeda, mereka akan mengalami hambatan seolah pengetahuan yang telah dimiliki tidak berguna [9]. Siswa tidak menyadari bahwa konsep yang sebenarnya dipahaminya dapat diterapkan dalam penyelesaian masalah yang berbeda [6]. Menurut Brousseau (2002) untuk dapat menentukan hambatan belajar epistemologis yang terjadi dapat dilakukan analisis pendekatan historis. Dalam bukunya yang berjudul Theory of Didactical Situation, Brousseau [1] memaparkan analisis pendekatan historis adalah analisis dengan menggunakan pertanyaan agar dapat yang melihat bagaimana siswa; 1. Menggambarkan pengetahuan yang dipelajari dan memahami penggunaannya, 2. Menjelaskan manfaat dari penggunaan pengetahuan yang telah dipelajari, 3. Melihat hubungan dari suatu konsep dengan konsep yang lain, untuk memahami keterbatasan dan kesulitan siswa pada konsep tersebut sehingga akhirnya dapat menemukan penyebab kegagalan konsep tersebut, 4. Mengidentifikasi suatu keadaan permasalahan dan memberikan alasan atas penyelesaian yang diberikan, 5. Mengulangi respon yang salah pada permasalahan yang sama persis atau mirip, serta bagaimana siswa memahami setiap permasalahan tersebut Berdasarkan pemaparan di atas maka disusun suatu instrumen Tes Kemampuan Responden (TKR) berupa soal uraian mengenai konsep usaha yang digunakan untuk mengindentifikasi profil hambatan epistemologis siswa kelas X SMA pada konsep usaha. 2. Bahan dan Metode Penelitian yang dilakukan menggunakan metode deskriptif kualitatif. Metode penelitian kualitatif merupakan metode yang digunakan untuk penelitian yang dilakukan pada kondisi objek yang alamiah, yang artinya objek dibiarkan berkembang apa adanya dan tidak dimanipulasi oleh peneliti [10]. Penelitian ini menggunakan menggunakan instrumen Tes

232

Sangganing Pangasa, dkk. Profil Hambatan Belajar Epistemologis Siswa Kelas X â&#x20AC;Ś Kemampuan Responden (TKR) berupa soal uraian sebanyak empat (4) soal mengenai konsep usaha. Digunakannya soal uraian agar siswa dapat mengkontruksi jawabannya sendiri sehingga dapat melihat sejauh mana ketuntasan kempetensi pengetahuan yang dimiliki siswa. Dengan menggunakan soal uraian, akan terlihat jelas dimana saja letak hambatan epistemologis siswa [2]. TKR diberikan kepada siswa yang telah mempelajari konsep usaha. Sampel dari penelitian ini adalah siswa SMA kelas X di salah satu SMA di Kota Bandung dengan jumlah 33 siswa. 3. Hasil dan Pembahasan Berikut akan disajikan hasil analisis jawaban siswa pada TKR untuk mengidentifikasi profil hambatan epistemologis siswa pada konsep usaha. 3.1. Usaha pada Benda di Bidang Datar

Gambar 1. Bentuk Soal TKR No. 1 Soal pertama mengenai usaha pada benda di bidang datar. Pada soal ini, siswa diberikan tiga buah gambar balok yang ditarik oleh gaya yang berbeda-beda. Siswa diminta untuk menentukan nilai usaha terbesar dari ketiga balok yang disajikan dalam tiga gambar tersebut. Soal ini dibuat dengan tujuan untuk mengidentifikasi hambatan epistemologis siswa dalam menentukan besar usaha pada benda di bidang datar.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Gambar 2. Jawaban Siswa pada Soal TKR Awal No. 1 Dari Gambar 2 terlihat bahwa siswa sudah mengetahui persamaan usaha dan mampu menentukan besar usaha pada balok yang ditarik oleh satu buah gaya, namun siswa tersebut tidak mampu menentukan besar usaha pada balok jika gaya-gaya yang bekerja pada balok lebih dari satu, dalam soal ini terdapat dua buah gaya yang bekerja; gaya tarik dan gaya gesekan. Sebanyak 96,97% siswa mengalami hambatan yang sama pada soal no. 1 ini. Berdasarkan analisis jawaban siswa pada soal TKR no. 1 ini maka didapatkan hasil persentase hambatan epistemologis siswa pada sub materi usaha pada benda di bidang datar yang ditunjukan pada Tabel 1 sebagai berikut. Tabel 1. Hambatan Epistemologis Siswa pada Sub Materi Usaha pada Benda di Bidang Datar CODING 1.

SUB MATERI Usaha pada benda di bidang datar

HAMBATAN a. Tidak dapat menentukan besar usaha yang dikerjakan oleh sebuah gaya tarik yang searah dengan perpindahan benda b. Tidak dapat menentukan besar usaha yang dikerjakan oleh gaya tarik yang membentuk sudut dengan perpindahan benda

PERSEN TASE 24,24 %

27,27 %

233

Sangganing Pangasa, dkk. Profil Hambatan Belajar Epistemologis Siswa Kelas X â&#x20AC;Ś c. Tidak dapat menentukan besar usaha yang dikerjakan oleh gaya tarik dan gaya gesekan yang bekerja pada sebuah benda

96,97%

3.2. Usaha pada Benda di Bidang Miring

Gambar 4. Jawaban Siswa pada Soal TKR Awal No. 2

Gambar 3. Bentuk Soal TKR No. 2 Soal kedua mengenai usaha pada benda di bidang miring. Pada soal ini, siswa diberikan tiga buah gambar balok yang masing-masing berada di atas sebuah bidang miring dengan sudut kemiringan yang berbeda-beda. Siswa diminta untuk menentukan bidang miring yang paling memudahkan untuk memindahkan balok dari dasar sampai ke atas bidang miring tersebut. Soal ini bertujuan untuk mengidentifikasi hambatan epistemologis siswa dalam menentukan persamaan usaha pada benda di bidang miring serta penjelasan konsep dalam menentukan bidang miring yang paling memudahkan untuk memindahkan barang.

Gambar 4 menunjukkan ketidakmampuan siswa dalam menentukan perumusan matematis usaha pada kasus balok di bidang miring. Siswa tidak mengetahui persamaan usaha pada bidang miringuntuk menghitung besar gaya dorong yang bekerja pada benda, namun siswa tersebut telah memahami bahwa bidang miring yang paling memudahkan untuk memindahkan balok dari dasar sampai ke atas adalah dengan menggunakan bidang miring yang paling landai. Sebanyak 100% siswa mengalami kesulitan dalam menentukan persamaan matematis untuk menentukan besar usaha pada balok di bidang miring. Berdasarkan analisis jawaban siswa pada soal TKR no. 2 ini maka didapatkan hasil persentase hambatan epistemologis siswa pada sub materi usaha pada benda di bidang miring yang ditunjukan pada Tabel 2 sebagai berikut. Tabel 2. Hambatan Epistemologis Siswa pada Sub Materi Usaha pada Benda di Bidang Miring CODING

SUB MATERI

Usaha pada benda di bidang miring

HAMBATAN a.Tidak dapat menentukan persamaan usaha pada bidang miring untuk menghitung besar gaya dorong yang bekerja pada benda Tidak dapat memberikan

PERSEN TASE

100%

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

60,61%

234

Sangganing Pangasa, dkk. Profil Hambatan Belajar Epistemologis Siswa Kelas X â&#x20AC;Ś alasan (penjelasan konsep) yang tepat dalam menentukan bidang miring yang paling memudahkan untuk memindahkan benda

3.3. Definisi Konsep Usaha

Gambar 5. Bentuk Soal TKR No. 3 Soal ketiga mengenai definisi konsep usaha dalam fisika. Pada soal, siswa diberikan tiga buah gambar contoh-contoh penerapan konsep usaha. Siswa diminta untuk menentukan dan menjelaskan yang manakah yang merupakan contoh usaha bernilai positif, usaha bernilai negatif dan usaha bernilai nol dari ketiga gambar tersebut. Soal ini bertujuan untuk mengidentifikasi hambatan epistemologis siswa dalam menjelaskan definisi konsep usaha bernilai positif, negatif dan nol.

Gambar 6. Jawaban Siswa pada Soal Tkr Awal No.3 Pada Gambar 6, siswa sudah mampu menunjukan contoh usaha bernilai positif, negatif dan nol dari tiga buah gambar yang diberikan pada soal, namun siswa tersebut masih keliru dalam memberikan penjelasan konsep untuk masing-masing gambar tersebut, sebanyak 75,76% siswa tidak dapat dapat menjelaskan bahwa usaha bernilai positif dihasilkan oleh gaya yang searah dengan arah perpindahan benda, 72,73% siswa tidak dapat menjelaskan bahwa usaha bernilai negatif dihasilkan oleh gaya yang arahnya berlawanan arah dengan arah perpindahan bendadan 48,48% siswa tidak menjelaskan bahwa usaha bernilai nol apabila gaya yang bekerja tidak menyebabkan benda mengalami perpindahan. Berdasarkan analisis jawaban siswa pada soal TKR no. 3 ini maka didapatkan hasil persentase hambatan epistemologis siswa pada sub materi defini konsep usaha yang ditunjukan pada Tabel 3 sebagai berikut. Tabel 3. Hambatan Epistemologis Siswa pada Sub Materi Definisi Konsep Usaha CODING

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

SUB MATERI

Definisi konsep usaha

HAMBATAN a. Tidak dapat menjelaskan bahwa usaha bernilai positif dihasilkan oleh gaya yang searah dengan arah perpindahan benda b. Tidak dapat menjelaskan bahwa usaha bernilai negatif dihasilkan

PERSENTASE

75,76%

72,73%

235

Sangganing Pangasa, dkk. Profil Hambatan Belajar Epistemologis Siswa Kelas X â&#x20AC;Ś oleh gaya yang arahnya berlawanan arah dengan arah perpindahan benda c. Tidak dapat menjelaskan bahwa usaha bernilai nol apabila gaya yang bekerja tidak menyebabkan benda mengalami perpindahan

48,48%

3.4. Usaha Melalui Grafik F-s

Gambar 7. Bentuk Soal TKR No. 4 Soal keempat mengenai grafik gaya terhadap perpindahan (F-s). Pada soal ini siswa diberikan sebuah grafik F-s dengan gaya yang berubah-ubah. Siswa diminta untuk menentukan besar usaha terkecil yang dihasilkan oleh gaya-gaya yang digambarkan pada grafik tersebut. Soal ini bertujuan untuk mengidentifikasi hambatan epistemologis siswa dalam menginterpretasikan grafik F-s dan menentukan besar usaha dari grafik tersebut.

Gambar 8. Jawaban Siswa pada Soal TKR Awal No. 4 Gambar 8 menunjukkan ketidakmampuan siswa dalam menentukan besar usaha dari grafik F-s. Siswa tersebut tidak dapat menunjukan gaya konstan dan gaya tidak konstan pada grafik, selain itu siswa juga tidak mengetahui bagaimana menentukan besar usaha melalui grafik F-s. Pada soal ini sebanyak 100% siswa tidak dapat membedakan antara gaya konstan, gaya tidak konstan dan gaya dorong yang digambarkan dalam sebuah grafik F-s dan 93,94% siswa tidak dapat menentukan persamaan yang tepat untuk menghitung besar usaha melalui grafik F-s. Berdasarkan analisis jawaban siswa pada soal TKR no. 4 ini maka didapatkan hasil persentase hambatan epistemologis siswa pada sub materi usaha melalui grafik F-s yang ditunjukan pada Tabel 4 sebagai berikut. Tabel 4. Hambatan Epistemologis Siswa pada Sub Materi Usaha Melalui Grafik F-s CODING

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

SUB MATERI

HAMBATAN

a. Tidak dapat membedakan antara gaya konstan, gaya tidak konstan dan gaya dorong yang Usaha digambarkan melalui dalam sebuah grafik grafik F-s F-s b. Tidak dapat menentukan persamaan yang tepat untuk menghitung besar usaha

PERSENTASE

100%

93,94%

236

Sangganing Pangasa, dkk. Profil Hambatan Belajar Epistemologis Siswa Kelas X â&#x20AC;Ś melalui grafik F-s

4. Simpulan Berdasarkananalisis jawaban siswa pada Tes Kemampuan Responden konsep usaha, dapat disimpulkan bahwa; a. Pada sub materi usaha pada benda di bidang datar, siswa mengalami hambatan terbesar dalam menentukan besar usaha yang dikerjakan oleh gaya tarik dan gaya gesekan yang bekerja pada sebuah benda dengan persentese siswa yang mengalami hambatan sebesar 96,97% b. Pada sub materi usaha pada benda di bidang miring, siswa mengalami hambatan terbesar dalam menentukan persamaan usaha pada bidang miring untuk menghitung besar gaya dorong yang bekerja pada benda dengan persentese siswa yang mengalami hambatan sebesar 100% c. Pada sub materi definisi konsep usaha, siswa mengalami hambatan terbesar dalam menjelaskan bahwa usaha bernilai positif dihasilkan oleh gaya yang searah dengan arah perpindahan benda dengan persentase siswa yang mengalami sebesar 75,76% d. Pada sub materi usaha melalui grafik F-s siswa mengalami hambatan terbesar dalam membedakan antara gaya konstan, gaya tidak konstan dan gaya dorong yang digambarkan dalam sebuah grafik F-sdengan persentase siswa yang mengalami hambatan sebesar 100% Dari hasil penelitian ini terlihat bahwa masih banyak siswa yang mengalami hambatan epistemologis pada konsep usaha, sehingga diperlukan adanya desain pembelajaran yang dapat mengatasi hambatanhambatan belajar yang dialami siswa pada konsep usaha. 5. Ucapan Terimakasih Penulis mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang terlibat dalam penelitian dan penyusunan artikel ini, kepada ibu Dra. Heni Rusnayati, M.Si. dan bapak Drs.Harun Imansyah, M.Ed.selaku pembimbing I dan pembimbing II yang telah membimbing, memberikan dukungan, memberikan saran serta ide-ide selama penyusunan artikel ini serta Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

kepada ibu Heny Nuraeni, S.Pd. selaku guru mata pelajaran Fisika di sekolah tempat dilakukannya penelitian yang telah membantu keterlaksanaan penelitian ini. 6. Referensi [1] Brosseau, Guy. (2002). Theory of Didactical Situations in Mathematics. New York: Kluwer Academic Publisher. [2] Budiarti, A. dkk. (2018)Profil Hambatan Belajar Epistimologis Siswa pada Momentum dan Impuls Kelas X SMA Berbasis Analisis Tes Kemampuan Responden. Jurnal Wahana Pendidikan Fisika, 3, 35-42. [3] Hewitt, P.G. (2006). Conceptual Physics. Tenth Edition. New York; Person Education. [4] Lestari, K.M., Rusnayati, H., & Wijaya, A.F.C. (2017). Profil Hambatan Epistemologis Siswa Kelas VII SMP padaMateri Tekanan Zat Cairmelalui Analisis Tes Kemampuan Responden. Prosiding Seminar Nasional Fisika (EJournal) SNF2017, 6, 31-38.doi: doi.org/10.21009/03.SNF2017.01.OER.0 5 [5] Maghfirah, Y., Rusnayati, H., & Wijaya, A.F.C. (2017). Profil Hambatan Epistemologis Siswa Kelas VII SMP Terhadap Materi Energi dan Perubahannya Berbasis Analisis Tes Kemampuan Responden. Prosiding Seminar Nasional Fisika (E-Journal) SNF2017, 6, 9-16.doi: https://doi.org/10.21009/03.SNF2017 [6] Marieta, W.F.D., Rusnayati, H., & Wijaya, A.F.C. (2015). Desain Didaktis Konsep Gradien Grafik v(t) Sebagai Percepatan atau Perlambatan Berdasarkan Hambatan Belajar Peserta Didik Kelas X SMA. Jurnal Penelitian & Pengembangan Pendidikan Fisika, 1, 105-112.doi: doi.org/10.21009/1.02214 [7] Rusnayati, H., Stefani, R., & Wijaya, A.F.C. (2015). Desain Didaktis Pembelajaran Konsep Energi dan Energi Kinetik Berdasarkan Kesulitan Belajar Siswa pada Sekolah Menengah Atas. Jurnal Penelitian & Pengembangan Pendidikan Fisika, 1, 69-76.doi: doi.org/10.21009/1.01110 [8] Septiani, R. dkk. (2018). Profil Hambatan Belajar Epistimologis Siswa pada Materi Suhu dan Kalor Kelas XI SMA Berbasis

237

Sangganing Pangasa, dkk. Profil Hambatan Belajar Epistemologis Siswa Kelas X â&#x20AC;Ś Analisis Tes Kemampuan Responden. Jurnal Wahana Pendidikan Fisika, 3, 2934. [9] Suryadi, D. (2010). Penelitian Pembelajaran Matematika Untuk Pembentukan Karakter Bangsa.Seminar Nasional Matematika dan Pendidikan Matematika, 1-13. [10] Sugiyono. (2014). Metode Penelitian Pendidikan (Pendekatan Kuantitatif, Kualitatif, dan R&D). Bandung : Alfabeta.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

238

Judhistira Aria Utama, dkk. Umbra Bumi dan Jarak Bumi-Bulan dalam Perisriwa …

Umbra Bumi dan Jarak Bumi-Bulan dalam Peristiwa Gerhana Bulan Total 31 Januari & 28 Juli 2018 Judhistira Aria Utama1 *, Dini Nurfiani2, Cahyo Puji Asmoro1, Arief Rizqiyanto Achmad1, Mohamad Dena Nugraha1, Harbi Setyo Nugroho1

Program Studi Fisika, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi 229 Bandung 40154, Indonesia 2 Earth Observatory of Singapore, Nanyang Technological University, 50 Nanyang Ave, Block N2-01a-15 639798, Singapore * Corresponding author. E-mail: j.aria.utama@upi.edu, Telp: +62-22-2004548, Fax: +62-22-2004548 ABSTRAK Fenomena alam berupa gerhana Bulan total (GBT) yang terjadi pada 31 Januari 2018 dan 28 Juli 2018 telah dimanfaatkan dalam kegiatan menapak tilas eksperimen Aristarchus (310 – 230 SM) untuk penentuan jarak Bulan dari Bumi. Pengamatan astronomi di Laboratorium Bumi dan Antariksa Universitas Pendidikan Indonesia dan Earth Observatory of Singapore telah menghasilkan potret-potret Bulan sepanjang durasi momen gerhana Bulan. Citra digital Bulan dengan waktu ekspos terbaik telah dipilih untuk diolah lebih lanjut menggunakan geometri guna memperoleh radius Bulan dan umbra Bumi. Informasi yang didapat dari pengamatan dan perhitungan perangkat lunak astronomi dimanfaatkan untuk menghitung jarak Bumi – Bulan dengan galat kurang dari 10% bila dibandingkan dengan nilai jarak faktual Bumi – Bulan pada saat potret dihasilkan. Kegiatan yang telah dilakukan dapat dijadikan sebagai aktivitas laboratorium untuk mahasiswa dalam mata kuliah Ilmu Pengetahuan Bumi & Antariksa (IPBA). Kata Kunci: Gerhana Bulan; Umbra; Jarak Benda Langit

ABSTRACT The natural phenomenon of a total lunar eclipse (TLE) that occurred on January 31, 2018 and July 28, 2018 has been utilized to reproduce the Aristarchus (310 – 230 BC) experiment for determining the distance of the Moon from the Earth. Astronomical observations at the Earth and Space Laboratory of Indonesia University of Education and the Earth Observatory of Singapore have gathered many portraits of the Moon throughout the duration of the lunar eclipse moment. Digital images of the Moon with the best exposure time have been selected for further processing using geometry in order to obtain the Moon’s and Earth’s umbral angular radius. The informations obtained from observation and provided by astronomical software are used to calculate the EarthMoon distance with error of less than 10% when compared with the Earth-Moon factual distance at the moment of portraits was produced. This activity can be carried out as an excercise for students of the subject of Earth & Space Science. Keywords: Lunar Eclipse; Lunar Umbral; Distance of Celestial Bodies

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

239

Judhistira Aria Utama, dkk. Umbra Bumi dan Jarak Bumi-Bulan dalam Perisriwa …

1. Pendahuluan Sebagai satu-satunya satelit alami planet Bumi, Bulan merupakan objek langit terdekat ke planet ini. Menurut catatan sejarah, upaya pertama manusia dalam menentukan jarak Bulan dari Bumi telah dilakukan oleh Aristarchus (310 – 230 BC) dari Samos [1]. Aristarchus telah mendeskripsikan metode yang akurat dalam menaksir jarak Bulan yang dinyatakan dalam kelipatan radius Bumi. Metode ini bekerja atas dasar pengetahuan ukuran diameter umbra Bumi di jarak Bulan pada saat terjadi gerhana Bulan [2]. Usaha penentuan jarak Bumi – Bulan kembali berlanjut di tangan generasi selanj utnya. Sama halnya dengan metode Aristarchus yang menggunakan konstruksi geometri dalam penentuan jarak ini, Hipparchus (190 – 120 SM) memperoleh nilai jarak Bumi – Bulan dalam rentang 59 – 67 kali radius Bumi [3], sementara Ptolomeus (100 – 170 M) mendapati nilai 64 1/6 kali radius Bumi sebagai jarak terjauh Bulan dari Bumi [4]. Pada era penjelajahan antariksa yang sudah dimulai sejak paruh ke dua abad ke-20, penentuan jarak Bumi – Bulan dapat dilakukan dengan ketelitian tinggi. Dalam misi Apollo XI, telah ditinggalkan retroreflektor di permukaan Bulan, yang hingga saat ini masih digunakan secara berkala untuk memantulkan laser yang ditembakkan oleh Observatorium McDonald dalam pengukuran jarak Bumi – Bulan dengan akurasi terbaik yang dicapai hingga saat ini, yaitu mencapai orde milimeter. Diketahui bahwa orbit Bulan berbentuk elips, dengan jarak rata- rata pusat Bulan dari pusat Bumi adalah 385.000,6 km [5]. Nilai ini berbeda dengan setengah sumbu panjang orbit Bulan yang dituliskan dalam buku-buku teks sebesar 384.402 km [6]. Nilai jarak Bumi – Bulan lazim digunakan sebagai satuan jarak untuk peristiwa papasan dekat (close encounter) antara asteroid atau komet dengan planet Bumi. Tingkat presisi pengukurannya dapat menjadi laboratorium uji bagi Teori Relativitas Umum [7] maupun mem-perhalus nilai-nilai besaran astronomi, misalnya besaran massa dan radius Bumi [8,9].

Eksperimen yang dilakukan penelitian ini dimaksudkan sebagai pembelajaran bagi mahasiswa penentuan jarak tidak harus

dalam media bahwa selalu

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

menggunakan alat ukur. Dalam hal penentuan jarak antarbenda langit, besarnya nilai jarak pisah praktis menjadi kendala. Meskipun demikian, melalui pengamatan astronomi dapat diekstrak informasi mendasar yang dapat dimanfaatkan untuk memperoleh besaran jarak yang dimaksud. 2. Bahan dan Metode 2.1. Gerhana bulan Peristiwa gerhana Bulan terjadi pada saat terdapat porsi bayang-bayang Bumi yang jatuh di permukaan Bulan yang hanya dimungkinkan terjadi ketika Bulan berada dalam fase purnama. Bergantung pada seberapa dalam Bulan terperangkap bayang-bayang Bumi, gerhana jenis ini dibedakan atas tiga macam, yaitu gerhana Bulan penumbra (GBP, sebagian atau seluruh permukaan Bulan berada di dalam bayang-bayang terang Bumi/penumbra), gerhana Bulan sebagian (GBS, sebagian permukaan Bulan berada di dalam bayangbayang gelap Bumi/umbra), dan gerhana Bulan total (GBT, seluruh permukaan Bulan berada di dalam bayang-bayang gelap Bumi). Bagi sebagian besar pengamat kasat mata, penutupan permukaan Bulan purnama oleh penumbra Bumi tidak berdampak signifikan terhadap kecerahan/terangnya Bulan. Tidak demikian halnya dengan penutupan sebagian atau seluruh permukaan Bulan oleh umbra Bumi. Selama berada di dalam umbra Bumi, kecerahan Bulan purnama dapat berkurang secara signifikan, terlebih bila seluruh permukaan Bulan terperangkap dan pada saat yang sama kondisi atmosfer lokal sedang dipenuhi aerosol. Karena lebih nyata dalam memperlihatkan terjadinya perubahan kecerahan Bulan purnama, peristiwa GBS dan GBT dapat dimanfaatkan sebagai laboratorium alam dalam penentuan jarak Bumi – Bulan sebagaimana akan dipaparkan dalam artikel ini. Sepanjang tahun 2018, terdapat dua kali peristiwa GBT, masing-masing satu peristiwa di setiap musim gerhananya, yang keduanya dapat diamati dari Indonesia. Yang membedakan kedua GBT ini adalah posisi Bulan dalam orbitnya saat purnama yang bertepatan dengan dimulainya musim gerhana. Musim gerhana pada tahun 2018 dimulai pada awal tahun. Pada 31 Januari 2018 yang bertepatan pula dengan fase Bulan purnama ke2 kalinya di bulan Januari (fase purnama yang pertama berlangsung pada 2 Januari 2018),

240

Judhistira Aria Utama, dkk. Umbra Bumi dan Jarak Bumi-Bulan dalam Perisriwa â&#x20AC;Ś Matahari berada di arah garis simpul (garis potong orbit Bulan dengan ekliptika). Kondisi ini memungkinkan untuk terjadinya gerhana Bulan dengan jenis gerhana Bulan yang terjadi merupakan gerhana Bulan total (GBT). Situasi dan waktu-waktu kontak antara tepi piringan Bulan dengan penumbra dan umbra Bumi diperlihatkan dalam Gambar 1. Gerhana Bulan Total (GBT) 31 Januari 2018 terjadi bertepatan dengan posisi Bulan di sekitar jarak terdekat dengan Bumi yang mungkin dicapainya. Kondisi ini membuat bentangan sudut Bulan purnama pada saat tersebut akan terlihat lebih besar daripada biasanya. Gambar 1. Informasi GBT 28 Juli 2018.

Gambar 1. Informasi GBT 31 Januari 2018.

Kondisi yang berlawanan terjadi pada GBT 28 Juli pada musim gerhana yang ke-2 di tahun 2018. Saat itu Bulan justru berada di sekitar jarak terjauhnya dari Bumi, sehingga ukuran sudut bundaran Bulan purnama lebih kecil daripada biasanya. Situasi dan waktuwaktu kontak antara tepi piringan Bulan dengan penumbra dan umbra Bumi diperlihatkan dalam Gambar 2.

2.2. Radius umbra bumi Penentuan radius Bulan dan umbra Bumi di jarak Bulan diperoleh dari citra digital GBT 31 Januari 2018 dan 28 Juli 2018. Mengingat tidak seluruh citra digital yang dihasilkan memiliki kualitas yang baik, maka tidak seluruh citra yang berhasil diperoleh dalam dua sesi pengamatan di dua kesempatan berbeda itu yang mengalami pemrosesan lebih lanjut. Hanya citra digital yang menghasilkan citra umbra dengan tepi yang tegas yang mengalami pengolahan selanjutnya. Terdapat dua metode dalam proses pengolahan citra digital yang tersedia. Metode pertama, yang dikenal pula sebagai Metode Langsung, menggunakan citra Bulan yang terperangkap sebagian di dalam umbra Bumi, yang telah mengalami proses pencetakan. Potret GBT dalam fase sebagian tersebut selanjutnya diolah menggunakan geometri untuk memperoleh nilai radius citra Bulan dan umbra Bumi (ditunjukkan dalam Gambar 3). Memanfaatkan perangkat lunak MoonCalc 6.01 dapat diketahui radius sudut Bulan purnama pada saat potret dihasilkan. Menggunakan matematika kesebandingan, dapat dihitung nilai radius sudut umbra Bumi di jarak Bulan dari Bumi. Metode langsung inilah yang diterapkan dalam proses pengolahan citra GBT di dalam artikel ini, dengan pertimbangan proses yang dilakukan tidak memerlukan

Merupakan perangkat lunak yang dikembangkan oleh Dr. Monzur Ahmed dan tersedia di http://mooncalc.moonsighting.org.uk/

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

241

Judhistira Aria Utama, dkk. Umbra Bumi dan Jarak Bumi-Bulan dalam Perisriwa … peranti elektronik dan tetap dapat menghasilkan ketelitian yang baik.

Gambar 3. Geomteri yang digunakan dalam penentuan radius citra Bulan dan umbra Bumi. Metode lainnya merupakan metode tidak langsung, yaitu memproses citra digital Bulan dalam GBT fase sebagian menggunakan perangkat lunak pengolah citra. Dengan metode ini diperlukan sedikitnya tujuh koordinat titik di sekeliling tepi bundaran Bulan dan tepi bundaran umbra Bumi. Radius masing-masing objek dihitung dari keliling lingkaran Bulan dan umbra Bumi melalui pencocokan kuadrat terkecil (least square fit). Ilustrasi untuk metode ini ditunjukkan dalam Gambar 4. 2.3. Jarak dalam astronomi Dalam astronomi, jarak antarbenda langit menurut seorang pengamat di posisi tertentu, lebih sering dinyatakan dalam satuan sudut, alih-alih dalam satuan metrik yang digunakan secara luas. Jarak sudut ini disebut sebagai elongasi, yang menyatakan seberapa jauh bentangan sudut pisah antarbenda langit dari posisi pengamat berada. Sebagai ilustrasi ditunjukkan dalam Gambar 5, pada saat Matahari terbenam elongasi suatu bintang bernilai hampir 90.

Gambar 4. Pengolahan citra digital dengan bantuan perangkat lunak dalam penentuan radius citra Bulan dan umbra Bumi. (Sumber: Miguel Angel Pio Jiménez)

Gambar 5. Jarak sudut atau elongasi antarbenda langit. (Sumber: Amanda Bauer) Informasi berupa waktu pemotretan yang tersimpan dalam citra digital terpilih, dimanfaatkan sebagai masukan (input) untuk memperoleh nilai radius sudut Bulan menggunakan perangkat lunak MoonCalc 6.0. Dengan data radius sudut Bulan ini dapat diperoleh radius sudut umbra Bumi melalui prinsip kesebandingan. Selanjutnya, jarak Bulan dari Bumi dinyatakan sebagai kelipatan radius Bumi dapat dihitung dari hubungan [2]: ( ℂ ⨁

)

(1)

Dalam persamaan (1),  dan  masing-masing menyatakan diameter sudut Bulan dan umbra Bumi dalam satuan radian. Dengan mengetahui nilai radius rata-rata Bumi, dapat diperoleh jarak Bumi – Bulan pada saat potret Bulan dihasilkan. Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

242

Judhistira Aria Utama, dkk. Umbra Bumi dan Jarak Bumi-Bulan dalam Perisriwa … 2.4. Metode Metode penelitian yang digunakan adalah observasi/pengamatan terhadap fenomena alam GBT yang terjadi di lokasi pengamat berada. Dalam peristiwa GBT 31 Januari 2018, pengamatan kolaboratif dilakukan di dua tempat berbeda, yaitu di Menara Timur gedung FPMIPA-A Universitas Pendidikan Indonesia (6 52’ LS & 107 35’ BT Indonesia) dan Earth Observatory of Singapore NTU (1° 21’ LU & 103°41’ BT Singapura) guna mengantisipasi kendala cuaca yang bertepatan dengan tibanya musim penghujan di masingmasing lokasi. Pada akhirnya, di kesempatan pertama GBT ini, tim pengamat di Singapura lebih beruntung daripada di Indonesia karena cuaca yang lebih bersahabat, sehingga berkesempatan untuk mengabadikan momenmomen GBT. Langit malam di kampus Universitas Pendidikan Indonesia sejak awal hingga akhir gerhana tertutup oleh awan tebal. Dengan kondisi seperti di atas, data mentah GBT 31 Januari 2018 yang diolah seluruhnya berasal dari tim pengamat di Singapura. Seluruh citra digital Bulan diperoleh menggunakan kamera Nikon CoolPix P520. Kesempatan momen GBT yang ke-2 (28 Juli 2018) bertepatan dengan tibanya musim kering di Indonesia, yang menghadirkan langit malam sangat cerah di kota Bandung. Seluruh fase gerhana dalam GBT kali ini dapat diabadikan dari Menara Timur gedung FPMIPA-A Universitas Pendidikan Indonesia menggunakan kamera Canon EOS 1000D, yang dipasangkan sebagai pengganti lensa okuler di teleskop refraktor dengan spesifikasi f/D = 8,82 dan D = 102 mm. Tidak seluruh citra digital yang diperoleh dalam sesi pengamatan digunakan dalam pengolahan lebih lanjut. Hanya citra digital Bulan yang terperangkap sebagian di dalam umbra Bumi dengan ekspos terbaik (ditandai dengan citra lengkungan umbra Bumi yang relatif lebih tegas) yang diolah setelah dicetak. Dari citra dengan ekspos terbaik yang tersedia, diambil tiga sampel citra, yaitu saat Bulan terperangkap sebagian di dalam umbra Bumi pada awal dan akhir gerhana serta ketika separuh bundaran Bulan tertutup umbra. Setelah berhasil diketahui pusat bundaran Bulan dan umbra Bumi, dilakukan pengukuran radius bundaran Bulan dan umbra Bumi menggunakan mistar baja. Dengan pertimbangan penggunaan nilai rata-rata radius

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Bulan dan umbra Bumi dari ketiga potret Bulan di atas untuk masing-masing GBT menghasilkan perhitungan jarak Bumi – Bulan dengan galat >15% dari nilai faktualnya, maka ditetapkan hanya digunakan satu citra terbaik (dari masing-masing GBT) dengan galat terkecil. Ketidakpastian hasil perhitungan jarak Bumi – Bulan ditentukan dari nilai rata-rata (radius Bulan terukur  NST alat ukur) dari masing-masing citra untuk masing-masing GBT. 3. Hasil dan Pembahasan Tabel 1 di bawah ini menyajikan hasil pengukuran radius bundaran Bulan dan umbra Bumi dari masing-masing potret kedua momen GBT. Dari Tabel 1 dapat dilihat bahwa ukuran umbra Bumi 2,3 (Bulan di perigee) – 2,4 (Bulan di apogee) kali lebih besar daripada Bulan. Tabel 1. Radius Bulan dan umbra Bumi Radius Radius Umbra GBT Bulan (cm) Bumi (cm) 3,8 8,7 31/01/18 5,0 12,0 28/07/18 Dengan bantuan perangkat lunak MoonCalc 6.0 diketahui nilai radius sudut Bulan dalam momen GBT 31 Januari 2018 sebesar 0,279. Dari prinsip kesebandingan diperoleh diameter sudut (= 2 x radius sudut) umbra Bumi bernilai 1,278. Dengan menyulihkan nilai-nilai di atas ke dalam Persamaan (1) diperoleh jarak Bumi – Bulan pada saat potret GBT 31 Januari 2018 dihasilkan adalah 61,71x radius Bumi. Dengan menggunakan nilai radius Bumi 6371 km [10], didapatkan jarak Bulan dari Bumi sejauh (393.146,08  3658,79) km. Dibandingkan dengan nilai faktual (MoonCalc 6.0 memberikan jarak Bumi – Bulan 360.188,83 km) pada saat potret diperoleh, hasil di atas memiliki galat 9,15%. Prosedur yang sama diulangi untuk citra dari momen GBT 28 Juli 2018. Dengan radius sudut Bulan yang lebih kecil, yaitu 0,249, diperoleh diameter sudut umbra Bumi sebesar 1,195. Jarak Bumi – Bulan pada saat potret dihasilkan adalah 66,94x radius Bumi atau setara dengan (426.502,76  3055,61) km. Dibandingkan dengan jarak faktual sebesar 406.089,36 km, galat yang dihasilkan adalah 5,03%. Penentuan jarak Bumi – Bulan memanfaatkan momen GBT yang telah

243

Judhistira Aria Utama, dkk. Umbra Bumi dan Jarak Bumi-Bulan dalam Perisriwa … dilakukan, menunjukkan bahwa pengolahan potret gerhana dengan pendekatan geometri (sejauh dilakukan dengan sangat teliti) dapat menghasilkan nilai jarak dengan galat < 10%. Hasil yang diperoleh dari pengamatan GBT 28 Juli 2018 juga relatif lebih baik daripada pengamatan GBT 31 Januari 2018. Kesulitan terbesar yang dirasakan dalam mengolah potret Bulan tercetak saat berada di dalam umbra Bumi adalah mengenali batas persinggungan umbra dengan bundaran Bulan, karena dalam citra digital yang dihasilkan tidak selalu diperoleh batas umbra Bumi yang tegas. Penentuan persinggungan ini secara lebih akurat dapat dilakukan dengan bantuan perangkat lunak pengolah citra yang memiliki fitur pengenal gradasi warna. Dengan bantuan perangkat lunak dapat dikenali dengan mudah piksel-piksel yang memiliki intensitas warna lebih pekat untuk ditetapkan sebagai batas umbra Bumi. Pengetahuan dasar geometri dan kegiatan praktikum observasi langit siang maupun malam diajarkan dan dapat diakomodasi di dalam perkuliahan Ilmu Pengetahuan Bumi dan Antariksa (IPBA). Kegiatan seperti yang disajikan dalam artikel ini dapat dijadikan alternatif aktivitas laboratorium untuk mahasiswa peserta perkuliahan di atas. 4. Simpulan Berdasarkan hasil pengamatan dua peristiwa GBT yang telah dilakukan, diperoleh jarak Bumi – Bulan pada saat GBT 31 Januari 2018 adalah 61,71x radius Bumi atau sejarak (393.146,08  3658,79) km. Sementara itu, pengamatan GBT 28 Juli 2018 memperoleh hasil 66,94x radius Bumi atau setara dengan (426.502,76  3055,61) km. Kedua jarak Bumi – Bulan di atas memiliki galat masing-masing sebesar 9,15% dan 5,03% bila dibandingkan dengan nilai faktual pada saat potret dihasilkan.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

5. Referensi [1] Gutzwiller, M.C. (1998). Moon – Earth – Sun: The oldest three-body problem. Reviews of Modern Physics, 70: 589. [2] Beech, M. (2008). In the Shadow of Aristarchus and the Lunar Eclipse of 2008 February 20. Journal of Royal Astronomical Society of Canada, 102: 98. [3] William, S. dan Westfall, J. (2004). The Transit of Venus. Amherst, N.Y.: Prometheus Books, hal. 27 – 28, ISBN: 1 – 59102 – 175 – 8. [4] van Helden, A. (1986). Measuring the Universe: Cosmic Dimensions from Aristarchus to Halley. Chicaho: University of Chicago Press, hal. 16, ISBN: 0 – 226 – 84882 – 5. [5] Murphy, T.W. (2013). Lunar Laser Ranging: The millimeter chalenge. Reports on Progress in Physics, 76: 1. [6] Yaplee, B.S., Knowles, S.H., Shapiro, A. dan Craig, K.J. (1965). The Mean Distance to the Moon as Determined by RADAR. IAU Symposium, 21: 6. [7] Williams, J.G., Newhall, X.X., dan Dickey, J.O. (1996). Relativity Parameters Determined from Lunar Laser Ranging. Physical Review D, 53: 6730. [8] Shuch, H.P. (1991). Measuring the Mass of the Earth: The ultimate moonbounce experiment. Proceedings 25th Conference of the Central States VHF Society, American Radio Relay League, 25 – 30. [9] Fischer, I. (1962). Parallax of the Moon in Terms of a World Geodetic System. The Astronomical Journal, 67: 373. [10]https://ssd.jpl.nasa.gov/horizons.cgi. Diakses pada 5 Desember 2018

244

Najmy Yaritsul Firdaus, dkk. Karakteristik Daerah Aktif di Matahari Penghasil â&#x20AC;Ś

Karakteristik Daerah Aktif di Matahari Penghasil Flare Besar Pada Siklus ke-24 Najmy Yaritsul Firdaus1*, Judhistira Aria Utama1, Muhamad Zamzam Nurzaman2 1

Program Studi Fisika, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi 229 Bandung 40154, Indonesia 2 Pusat Sains Antariksa, LAPAN, Jl. Dr. Djunjunan No.133, Pajajaran, Cicendo, Kota Bandung, Jawa Barat 40173, Indonesia *Corresponding author E-mail: najmy1106@gmail.com Telp : +6281321435672

ABSTRAK Flare merupakan suatu ledakan energi yang terjadi di permukaan Matahari. Kemunculan flare adalah hal yang biasa namun tidak dapat terprediksi. Sumber utama penghasil flare adalah aktivitas medan magnet yang termanifestasi sebagai daerah aktif atau bintik di permukaan matahari. Aktivitas magnetik di Matahari mempunyai pola maksimum-minimum dengan periodisitas ratarata 11 tahun atau disebut 1 siklus, dan saat ini aktivitas Matahari sedang memasuki akhir siklus ke-24. Pada siklus ini, terdapat beberapa flare besar yang bersumber dari beragam karakteristik fisis daerah aktif, mulai dari yang cukup kompleks hingga sangat kompleks. Dengan mengandalkan data pengamatan harian, kami melakukan penyusunan karakteristik fisis daerah aktif penghasil flare besar. Mulai dari awal daerah aktif tersebut muncul di permukaan Matahari sampai tidak terlihat. Karakteristik fisis yang diamati diantaranya kelas McIntosh, kelas magnetik, bilangan bintik dan luas bintik. Dengan melakukan perbandingan data dari 4 parameter tersebut, maka dapat dilihat ciri-ciri daerah aktif yang menghasilkan flare besar ketika sebelum dan sesudah flare tersebut terjadi. Kata Kunci: Medan Magnet; Daerah Aktif; Flare

ABSTRACT Flare is an energy explosion that occurs on the surface of the Sun. The occurrence of flare is normal, but is also unpredictable. The primary source of flare production is magnetic field activity which manifests as active region on the surface of the sun, namely sunspots. Magnetic activity in the Sun has a maximum-minimum pattern with an average period of 11 years, which makes 1 cycle, and currently the sun's activity is entering the end of its 24th cycle. In this cycle, there are several large flares produced by a variety of physical characteristics of sunspots, ranging from fairly complex to very complex. Using the data obtained from daily observations, we determined the physical characteristics of active zones that produce large flares. The observation started from when the active region appeared on the surface of the sun until it disappeared. Physical characteristics that were observed were those of McIntosh class, magnetic class, spot number and spot area. By comparing data from these 4 parameters, the characteristics of the active region that produce large flares can be seen when before and after the flare occurs. Keywords: Magnetic Field; Active Zones; Flare

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

245

Najmy Yaritsul Firdaus, dkk. Karakteristik Daerah Aktif di Matahari Penghasil … 1. Pendahuluan Matahari merupakan sumber energi di tata surya, terutama untuk kehidupan di Bumi. Sebagai contoh, tanaman hijau daun memerlukan cahaya Matahari untuk berfotosintesis sehingga dapat menghasilkan oksigen untuk kehidupan. Namun ada kalanya energi dari Matahari berdampak kurang baik untuk kehidupan di Bumi. Diantaranya adalah aktivitas flare yang dapat merusak satelit– satelit buatan manusia yang berada di angkasa. Kerusakan satelit tersebut akan mengganggu beberapa aspek kehidupan terutama yang mengandalkan satelit komunikasi dan navigasi. Flare dideﬁnisikan sebagai perubahan kecerlangan yang mendadak, cepat, dan intens di Matahari yang dapat memberikan dampak yang signifikan terhadap cuaca dan lingkungan antariksa [1]. Flare terjadi ketika energi magnetik yang ada di atmosfer Matahari secara tiba – tiba dilepaskan akibat pertemuan dua medan magnet yang memiliki polaritas berlawanan. Radiasi yang dipancarkan mencakup hampir seluruh spektrum elektromagnetik, mulai dari panjang gelombang radio, emisi optik dan cahaya tampak. Jumlah energi yang dilepaskan setara dengan jutaan bom hydrogen berkekuatan 100 megaton meledak pada saat yang bersamaan. Radiasi yang dilepaskan tadi akan memberikan dampak ke Bumi. Flare pertama kali teramati secara kebetulan oleh R. C. Carrington dan R. Hodgson pada tempat yang berbeda di Inggris pada tanggal 1 September 1859 [2,3]. Flare melontarkan gelombang elektromagnetik dan beberapa gelombang radiasi. Karena berupa gelombang, waktu tempuh untuk sampai ke Bumi hanya dalam beberapa menit saja setelah terjadinya flare. Dampak flare yang diikuti badai geomagnet terhadap kehidupan di Bumi salahsatunya dapat mengacaukan sistem komunikasi dan telegram serta memunculkan aurora yang terlihat dari daerah Kuba yang berada pada lintang rendah [4]. Perubahan kondisi ionosfer selama badai geomagnet juga dapat mengganggu komunikasi radio frekuensi tinggi dan gangguan pada satelit Global Positioning System (GPS) untuk navigasi. Paparan radiasi terhadap pesawat ruang angkasa akibat tingginya ﬂuks partikel enerjetik akan menyebabkan anomali pada operasional satelit, kerusakan komponen elektronik, menurunkan kinerja panel surya, dan kerusakan pada sistem optik satelit seperti pada pencitra dan star-tracker.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Karakteristik flare satu dengan flare lainnya sangat beragam, bergantung pada frekuensi radiasi waktu spasial dan resolusi instrumen yang digunakan. Namun, berdasarkan waktu pengamatan dan radiasi elektromagnetik, karakteristik flare dapat dibedakan menjadi tiga fase, yaitu fase pendahuluan, fase impulsif, dan fase gradual. Fase pendahuluan diidentifikasikan dengan penambahan fluks yang relatif kecil pada radiasi. Fase berikutnya yaitu fase impulsif yaitu dimana adanya penambahan dan penurunan yang cepat dari fluks radiasi selama berlangsungnya flare. Fase terakhir pada masa penampakannya yaitu fase gradual. Setelah mencapai tingkat maksimum, flare ini akan menurun pada tahap pre- flare. Kejadian flare cenderung terjadi di daerah aktif. Oleh karena itu kemungkinan kemunculan flare sering dihubungkan dengan karakteristik daerah aktif seperti kelas McIntosh [5], kelas Hale atau luasnya [6]. Sehingga pengetahuan kita tentang karakteristik daerah aktif menjadi penting dan setidaknya dapat membantu untuk memperkirakan kejadian flare. Priyatikanto [7] membuat katalog daerah aktif untuk siklus 23 sehingga memudahkan menelaah kejadian flare pada siklus tersebut. Dan penelitian ini bertujuan untuk menelaah karakteristik daerah aktif pada siklus 24, terutama yang menghasilkan flare besar. 2. Bahan dan Metode Data yang dipilih adalah data siklus 24 dengan jangka waktu dari 2008 sampai 2017. Data tersebut diambil dari arsip Solar Region Summary (SRS) yang dirilis oleh National Oceanic and Atmospheric Administration / Space Weather Prediction Center (NOAA/SWPC)[8]. File data berformat text dan diunduh dari ftp.swpc.noaa.gov/pub/[tahun]/SRS. Data berisi karakterisik daerah aktif yang teramati pada hari tertentu. Data karakteristik daerah aktif yang digunakan dalam penelitian ini adalah nomor daerah aktif, luas (dalam sepersejuta kali luas piringan Matahari, µhem), bilangan bintik, kelas McIntosh (kelas Z) serta kelas Hale (tipe magnetik). Kelas McIntosh yang harusnya huruf dikonversi menjadi angka agar mudah untuk dibuat grafiknya (tabel 1). Hal yang sama juga diaplikasikan untuk kelas Hale (tabel 2).

246

Najmy Yaritsul Firdaus, dkk. Karakteristik Daerah Aktif di Matahari Penghasil …

Tabel 1. Keterangan Parameter Mc Intosh. (Sumber : https://www.spaceweatherlive.com/en/help/the -classification-of-sunspots-after-malde)

Selanjutnya dicari data kejadian flare yang berkesesuaian dengan data karakteristik daerah aktif tersebut. Kejadian flare dilihat dari laman www.spaceweatherlive.com [9]. Selanjutnya dipilih beberapa daerah aktif yang menghasilkan flare besar untuk ditelaah karakteristik fisisnya sejak terlihat di piringan Matahari sampai tidak teramati. 3. Hasil dan Pembahasan Data daerah aktif selama siklus 24 tercermin dalam gambar 1.

1 2 3 4

Keterangan Parameter Mc Intosh Axx 16 Dri 31 Dac 46 Bxo 17 Eri 32 Eac 47 Bxi 18 Fri 33 Fac 48 Hrx 19 Dao 34 Dsc 49

Dki Eki Fki Dho

Cro

Eao

Esc

Eho

Cri

Fao

Fsc

Fho

Hax

Dai

37 Hkx 52

Dhi

8 9 10 11 12 13 14 15

Cao Cai Hsx Cso Csi Dro Ero Fro

23 24 25 26 27 28 29 30

Eai Fai Dso Eso Fso Dsi Esi Fsi

38 Cko 53 39 Cki 54 40 Hhx 55 41 Cho 56 42 Chi 57 43 Dko 58 44 Eko 59 45 Fko 60

Ehi Fhi Dkc Ekc Fkc Dhc Ehc Fhc

Tabel 2. Indikator Parameter Kelas Hale (Kelas Magnitudo) (Sumber : https://www.spaceweatherlive.com/en/help/the -magnetic-classification-of-sunspots) .

No.

Indikator Kelas Hale Kategori

α – Alpha

β – Bèta

γ – Gamma

β-γ – Bèta-Gamma

δ – Delta

β-δ – Bèta-Delta

β-γ-δ – Bèta-Gamma-Delta

γ-δ – Gamma-Delta

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Jumlah

Daerah Aktif Siklus 24

10 5 0

Tahun

Gambar 1. Jumlah daerah aktif siklus 24 dari 2008 hingga 2017. Berdasarkan gambar di atas, daerah aktif paling sedikit (kurang dari 5 daerah aktif) berada pada tahun 2008. Tahun tersebut merupakan awal siklus 24. Tahun-tahun berikutnya jumlah daerah aktif mengalami peningkatan. Dan daerah aktif paling banyak berada di tahun 2014. Setelah 2014, jumlah daerah aktif mengalami penurunan sampai tahun 2017. Selaras dengan jumlah daerah aktif, kejadian flare pada tahun 2008 juga yang paling sedikit selama siklus 24 (gambar 2). Semua flare tersebut mempunyai kelas flare C atau M dan berasal dari semua daerah aktif. Kecenderungan jumlah flare hampir sama dengan kecenderungan jumlah daerah aktif selama siklus 24. Terlihat jumlah flare akan meningkat seiring dengan banyaknya daerah aktif. Flare terbanyak terjadi pada tahun 2014 dengan kelas flare C, M atau X dan mengalami penurunan jumlah pada tahun berikutnya. Penurunan jumlah flare yang signifikan terjadi pada tahun 2015-2016. Penurunan jumlah ini berkaitan dengan fase siklus 24 yang sedang

247

Najmy Yaritsul Firdaus, dkk. Karakteristik Daerah Aktif di Matahari Penghasil … menurun. Meskipun tahun 2017 sedang fase menurun, namun masih terdeteksi flare kelas X.

800 700 600 500 400 300 200 100 0

X M

(b)

C 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017

Jumlah

Flare Siklus 24

Tahun

Gambar 2. Jumlah flare siklus 24 berdasarkan kelasnya. 3.1. Daerah Aktif AR12673 Daerah aktif AR12673 sangat banyak menghasilkan flare, salahsatunya flare terbesar siklus 24 yaitu flare kelas X9,3. Flare tersebut terjadi pada tanggal 6 September 2017 dengan tipe magnetik (kelas Hale) kompleks yaitu Beta – Gamma – Delta, kelas McIntosh dengan nilai 56 atau Dkc dan bilangan bintik 34, yang tertinggi untuk daerah aktif ini (gambar 3). Lalu keesokan harinya menghasilkan flare kelas X1,3 dengan kelas Hale yang sama, kelas McIntosh dengan nilai 57 atau Ekc dan bilangan bintik yang lebih kecil menjadi 23 (gambar 3). Area daerah aktif pada dua hari tersebut belum mencapai puncaknya dan masih di bawah 1000 µhem. Akan tetapi saat area daerah aktif mencapai puncaknya pada 9 September 2017, tidak terjadi flare sama sekali. Luasnya kala itu 1060 µhem (gambar 3).

(a)

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

(c)

(d) Gambar 3. Karakteristik daerah aktif AR12673 yang meliputi area/luas (a), tipe magnetik/kelas Hale (b), kelas McIntosh atau Z (c) dan bilangan bintik atau sunspot number (d) selama kemunculannya di permukaan tampak Matahari mulai 29 Agustus sampai 10 September 2017. Daerah arsiran merah menandakan kejadian flare M. Sedangkan arsiran coklat menandai kejadian flare X. Pada tanggal 10 September 2017 daerah aktif 12673 sudah berada di tepian barat piringan Matahari. Efeknya, area dan bilangan bintik daerah aktif yang teramati lebih kecil. Meskipun begitu, telah terjadi kejadian flare X8,2, flare terbesar kedua di siklus 24. Pada saat itu daerah aktif mempunyai tipe magnetik yang masih kompleks dan kelas McIntosh dengan nilai 56 atau Dkc.

248

Najmy Yaritsul Firdaus, dkk. Karakteristik Daerah Aktif di Matahari Penghasil … 3.2. Daerah Aktif AR12192 Daerah aktif AR12192 telah menghasilkan 5 flare kelas X. Flare-X pertama dengan kelas X1,1 terdeteksi tanggal 19 Oktober 2014. Sehari sebelum flare, luasnya hanya 260 µhem lalu meningkat tajam menjadi 1240 µhem pada saat terjadi flare. Bilangan bintik serta kelas McIntosh juga mengalami kenaikan namun tidak seperti perubahan luas. Setelah flare pertama, terjadi 4 flare-X lainnya dengan dibawah X5. Selama kemunculan di permukaan Matahari, kelas McIntosh dan kelas Hale AR12192 stabil sangat kompleks. Kelas McIntosh cenderung stabil di nilai 58 atau Fkc dan kelas Hale cenderung stabil di BetaGamma-Delta. (gambar 4). Nilai tertinggi bilangan bintik dan luas AR12192 lebih besar dua kali lipat dibanding AR12673. Namun tidak ada flare kelas X yang lebih besar dari yang dihasilkan AR12673.

(c)

(d) Gambar 4. Karakteristik daerah aktif 12192 yang meliputi area/luas (a), tipe magnetik/kelas Hale (b), kelas McIntosh atau Z (c) dan bilangan bintik atau sunspot number (d) selama kemunculannya di permukaan tampak Matahari mulai 17 - 31 Oktober 2014. Daerah arsiran coklat menandai kejadian flareX.

(a)

(b)

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

3.3. Daerah Aktif AR12087 Daerah aktif AR12087 mulai tampak di piringan Matahari tanggal 11 Juni 2014 dan langsung menghasilkan 3 flare. Kejadian flare diawali oleh kelas M3,0 lalu kelas X1,0 dengan selang waktu kurang dari 1 jam dan terakhir kelas flare M3,9 dengan selang waktu 13 jam 54 menit. Sehari kemudian terjadi flare M2,7 dengan kelas Hale Beta – Gamma, lebih sederhana dibandingkan kemarin yang tercatat mempunyai nilai Beta – Delta. Flare terakhir terjadi tanggal 13 Juni 2014, dengan kelas Hale yang kembali kompleks yaitu Beta – Gamma – Delta. Tapi setelah ini tidak ada lagi flare yang tercatat dan karakteristik daerah aktif menunjukkan kecenderungan yang menurun untuk semua parameter (gambar 5). Pola ini sedikit berbeda dengan dua contoh daerah aktif sebelumnya yang menghasilkan lebih dari satu flare-X.

249

Najmy Yaritsul Firdaus, dkk. Karakteristik Daerah Aktif di Matahari Penghasil â&#x20AC;Ś

(a)

(b)

(c)

(d)

3.4. Daerah Aktif AR11430 Daerah aktif AR11430 telah menghasilkan 5 kali flare yaitu 4 flare kelas C dan 1 flare kelas X. Flare pertama mempunyai kelas C4,7 pada tanggal 5 Maret 2012 dengan kelas Hale Beta dan kelas McIntosh bernilai 5 atau Cro. Sehari kemudian data kelas Hale tidak terbaca sehingga nilainya 0. Namun tercatat memiliki kelas McIntosh yang lebih kompleks yaitu bernilai 19 atau Dao. Flare berikutnya mempunyai kelas X1,3 terjadi pada tanggal 7 Maret 2012 dan mempunyai kelas Hale dan kelas McIntosh yang cukup sederhana untuk ukuran kelas X yaitu Beta dan 19 atau Dao. Setelah terjadi flare-X, karakteristik daerah aktif tidak menunjukkan perubahan yang signifikan dan hanya menghasilkan 3 flare kelas C. Kejadian flare X dari AR 11430 termasuk yang jarang terjadi karena konfigurasi magnetik (digambarkan oleh kelas Hale dan kelas McIntosh) daerah aktif tergolong sederhana. Sementara untuk ketiga kasus di atas, flare-X bersumber dari daerah aktif yang kompleks.

(a)

(b)

Gambar 5. Karakteristik daerah aktif AR12087 yang meliputi area/luas (as), tipe magnetik / kelas Hale (bs), kelas McIntosh atau Z (c) dan bilangan bintik atau sunspot number (d) selama kemunculannya di permukaan tampak Matahari mulai 9 - 24 Juni 2014. Daerah arsian merah menunjukan peristiwa flare kelas M dan arsiran merah tua untuk flare kelas X. Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

250

Najmy Yaritsul Firdaus, dkk. Karakteristik Daerah Aktif di Matahari Penghasil â&#x20AC;Ś (c)

(d) Gambar 6. Karakteristik daerah aktif AR11430 yang meliputi area/luas (kiri atas), tipe magnetik / kelas Hale (kanan atas), kelas McIntosh atau Z (kiri bawah) dan bilangan bintik atau sunspot number (kanan bawah) selama kemunculannya di permukaan tampak Matahari mulai 5 - 14 Maret 2014. Daerah arsiran kuning menunjukkan flare kelas C dan arsiran coklat untuk flare kelas X. 3.5. Pembahasan Empat daerah aktif yang merupakan daerah aktif yang menghasilkan flare besar, dapat dilihat karakteristiknya secara kualitatif. Daerah aktif yang diamati yaitu AR12673, AR12192, AR12087, dan AR11430. Berdasarkan 4 daerah aktif ini, flare kelas X terjadi ketika luas area dari daerah aktif berada pada nilai yang cukup besar. Flare-X cenderung terjadi ketika luas daerah aktif ini mendekati puncak luas area. Puncak luas area ini dapat diartikan juga area terluas yang dapat dihasilkan dari daerah aktif. Flare kelas M cenderung terjadi ketika luas area daerah aktif ini tidak terlalu luas dan tidak terlalu kecil. Untuk flare kelas C cenderung terjadi sama seperti flare kelas M, tidak terlalu luas dan tidak terlalu kecil. Tapi jika luas daerah aktif ini dibandingkan, luas ketika terjadi flare -M lebih besar daripada ketika terjadi flare-C. Hal Ini karena flare-C memiliki tingkat energi yang lebih kecil dari flare-M sehingga luas daerahnya tidak akan sama. Berdasarkan kelas McIntosh (Z), flare-X cenderung terjadi ketika nilai Z memiliki nilai yang terbesar. Flare-M tidak berpengaruh terhadap nilai Z, karena ketika nilai Z berada pada nilai yang paling rendah ataupun paling tinggi, flare-M dapat terjadi. Sedangkan flareC terjadi ketika nilai Z tidak berada pada nilai tertinggi, cenderung terjadi ketika nilai Z berada pada nilai yang kecil. Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Untuk bilangan bintik, memiliki kecenderungan semakin besar nilainya maka flare-X cenderung dapat terjadi. Tapi untuk kasus daerah aktif AR12087 dan AR11430, saat bilangan bintik berada pada nilai yang paling besar tidak terjadi flare sama sekali. Flare justru terjadi ketika nilai dari 2 daerah aktif ini berada pada nilai yang kecil. Untuk tipe magnetik atau kelas Hale daerah aktif, semakin kompleks nilainya, maka kemungkinan besar terjadi flare-X. Dari 4 daerah aktif ini, flare-X terjadi ketika nilai tipe magnetik semakin kompleks kecuali untuk kasus AR11430 yang menghasilkan flare-X saat tipe magnetiknya beta atau bernilai 2. Tipe magnetik dikatakan kompleks ketika nilainya mencapai Beta â&#x20AC;&#x201C; Gamma â&#x20AC;&#x201C; Delta atau Gamma â&#x20AC;&#x201C; Delta. Sedangkan nilai Beta dan Alpha termasuk belum kompleks. 4. Simpulan Total Daerah Aktif pada siklus 24 selama 10 tahun yaitu sebanyak 140 daerah aktif yang tercatat. Total flare yang tercatat ada: flare-C sebanyak 2815, flare-M sebanyak 572, dan flare-X sebanyak 59. Karakteristik 4 daerah aktif penghasil flare besar ditelaah berdasarkan area, kelas McIntosh, tipe magnetik, dan bilangan bintik. Berdasarkan areanya, semakin luas area daerah aktif memiliki kecenderungan untuk menghasilkan flare-X. Berdasarkan nilai Z (kelas McIntosh) semakin kompleks nilai Z, maka flare-X semakin mungkin terjadi. Berdasarkan nilai bilangan bintik (Sunspot Number), kejadian flare cenderung terjadi saat bilangan bintik semakin besar. Akan tetapi untuk kasus AR11430 flare-X dapat terjadi ketika bilangan bintik dibawah 10 Berdasarkan tipe magnetiknya, flare-X dapat terjadi ketika tipe magnetik atau kelas Hale kompleks. Namun kasus AR11430 lagi-lagi membuktikan flare-X dapat terjadi saat tipe magnetik hanya bernilai 2 atau Beta. Berdasarkan telaah kasus karakteristik daerah aktif penghasil flare besar siklus 24, parameter tipe magnetik atau kelas Hale yang hampir konsisten menunjukkan bahwa semakin besar nilai tipe magnetik daerah aktif, kejadian flare besar (flare-X atau M) akan semakin mungkin terjadi. 5. Ucapan Terima Kasih Penulis mengucapkan terima kasih kepada Allah SWT yang telah memberikan RahmatNya sehingga penulis dapat menyelesaikan

251

Najmy Yaritsul Firdaus, dkk. Karakteristik Daerah Aktif di Matahari Penghasil â&#x20AC;Ś penelitian ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Pusat Sains Antariksa, LAPAN yang telah memberikan kesempatan untuk meneliti dan mengolah data. Terima kasih atas ilmu yang diberikan oleh Pusat Sains Antariksa, LAPAN yang begitu berharga dan berguna dalam penelitian penulis. 6. Referensi [1] Hapgood, M. dan Thomson, A. (2010). Space Weather: Its Impact on Earth and Implications for Business. Lloyds 360 Risk Insight. [2] Carrington, R. C. (1859). Description of a singular appearance seen in the Sun on September 1, 1859. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 20: 13 [3] Hodgson, R. (1859). On a curious Appearance seen in the Sun. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 20: 15 [4] Bell, T. E. dan Phillips, T. (2008). A super solar flare, http://science.nasa.gov/sciencenews/scienceatnasa/2008/06may_carringto nflare/, diakses10 November 2015

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

[5] Bloomfield, D., Higgins, P., McAteer, R., dan Gallagher, P. (2012). Toward reliable benchmarking of solar flare forecasting methods. The Astrophysical Journal,747: L41. [6] Lee, K., Moon, Y.-J., Lee, J.-Y., Lee, K.-S., and Na, H. (2012). Solar flare occurrence rate and probability in terms of the sunspot classification supplemented with sunspot area and its changes. Solar Physics, 281:639. [7] Priyatikanto, R. (2016). Katalog Daerah Eruptif Siklus Matahari ke 23.Bandung.LAPAN. [8] Space Weather Prediction Center, https:// www.swpc.noaa.gov/ [9] Space Weather Live, https:// www.spaceweatherlive.com/en/solaractivity/top-50-solar-flares/

252

Siti Azizah Sutisna, dkk. Penentuan Seismisitas Gempa Bumi Berdasarkan Hubungan ...

Penentuan Seismisitas Gempa Bumi Berdasarkan Hubungan Intensitas Gempa dan Magnitudo Gempa di Daerah Provinsi Jawa Barat Siti Azizah Sutisna*, Mimin Iryanti, Judhistira Aria Utama Program Studi Fisika, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi 229 Bandung 40154, Indonesia * Corresponding author. E-mail: sitiazizahsutisna@gmail.com

hp: +62-85-624451909 ABSTRAK Provinsi Jawa Barat dibatasi oleh 5°50’ sampai 7°50’ Lintang Selatan dan 104°48’ sampai 108°48’ Bujur Timur. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hubungan antara intensitas gempa bumi dan magnitudo gempa bumi yang terjadi di Jawa Barat dengan menggunakan data gempa bumi tektonik harian atau realtime dengan periode terjadinya gempa bumi pada tahun 2000-2015, yang bersumber dari BMKG (Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika) Klas 1 Bandung. Data gempa terdiri dari tanggal, waktu terjadinya gempa, lintang, bujur, kedalaman dan magnitudo (M ≥ 4 SR), untuk memperoleh nilai intensitas gempa bumi yaitu dengan menghitung data gempa yang ada dengan menggunakan metode Gutenberg Richter. Sehingga akan diperoleh nilai intensitas gempa untuk setiap Kabupaten yang ada di Jawa Barat. Dengan memperoleh nilai magnitudo gempa dan intensitas gempa bumi di dapatkan hubungan yang di gambarkan kedalam grafik dengan nilai korelasi 1 sehingga dapat disimpulkan bahwa adanya hubungan intensitas gempa bumi dan magnitudo gempa bumi. Dengan adanya hubungan tersebut dari data yang ada di gambarkan kedalam peta seimisitas yang diproses dengan menggunakan software Arcgis 10.3. Adapun manfaat penelitian ini sebagai salah satu mitigasi bencana gempa yang terjadi untuk masyarakat yang berada di daerah Provinsi Jawa Barat. Kata Kunci: Intensitas gempa bumi, Software Arcgis 10.3., Metode Gutenberg Richter

ABSTRACT West Java Province has a limit of 5 ° 50 'to 7 ° 50' South Latitude and 104 ° 48 'to 108 ° 48' East Longitude. This study aims to determine whether there is a relationship between earthquake intensity and earthquake magnitude that has occurred in West Java. By using daily tectonic earthquake data with periods of earthquakes occurring in 2000-2015, sourced from BMKG (Meteorology and Climatology Agency) Class 1 Bandung. Earthquake data includes date, time of earthquake, latitude, longitude, depth and magnitude of the earthquake (M ≥ 4 SR), to obtain the value of earthquake intensity by calculating the earthquake data using the Gutenberg Richter method. So that the value of earthquake intensity will be generated for each Regency in West Java. By obtaining earthquake magnitude values and earthquake intensity can be obtained the relationship depicted in the graph with a correlation value of 1 so that it can be concluded that there is a relationship between earthquake intensity and earthquake magnitude. With this relationship, then the data in the image is drawn into a seismic map that is processed using software Arcgis 10.3. The benefits of this study as one of the earthquake disaster mitigation that occurred for the community in the area of West Java Province. Keywords: The intensity of the earthquake, Software ArcGIS 10.3., Methods Gutenberg Richter

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

253

Siti Azizah Sutisna, dkk. Penentuan Seismisitas Gempa Bumi Berdasarkan Hubungan ... 1. Pendahuluan Jawa Barat merupakan salah satu Provinsi di Pulau Jawa yang terdiri dari 18 kabupaten dan 9 kota. Kawasan pantai utara merupakan dataran rendah, dan di bagian tengah merupakan pegunungan dengan titik tertinggi adalah Gunung Ciremay, yang berada di sebelah barat daya Kota Cirebon. Dengan sungai yang berpotensi yaitu Sungai Citarum dan Sungai Cimanuk. Wilayah Laut Pesisir Jawa Barat memiliki potensi gempa bumi dan tsunami, yang di sebabkan oleh adanya patahan aktif yang dapat menimbulkan terjadi bencana alam seperti gempa bumi. Pada wilayah Jawa Barat terdapat sejumlah patahan aktif sehingga relatif rawan terhadap gempa bumi yang disebabkan oleh pertemuan lempeng. Patahan aktif yang terdapat di Jawa Barat diantaranya adalah patahan Cimandiri yaitu parahan yang membentang dari Pelabuhan Ratu Sukabumi sampai ke Cianjur, adapun patahan yang lain yaitu patahan Baribis yang berada di Wilayah Majalengka dan Kuningan, dan patahan Lembang yang berada di wilayah Lembang Bandung. Adapun yang menjadi referensi sebagai penelitian ini yaitu penelitian yang telah dahulu di lakukan oleh Mohammad Hairid Zulhi pada skripsi yang di tulis tahun 2006 yang berjudul “Penentuan Zonasi Gempa Berdasarkan Pola Penyebaran Gempa Bumi dengan Menggunakan Software Arc View 3.3 ESRI di Daerah Provinsi Gorontalo”, yang membedakan penelitian ini dengan yang terdahulu yaitu pada penelitian ini bertujuan untuk menentukan Seismisitas Gempa Bumi berdasarkan hubungan Intensitas Gempa dan Magnitudo Gempa Bumi di Daerah Provinsi Jawa Barat. Adapun nilai Intensitas gempa dan Magnitudo Gempa di peroleh dari hasil pengolahan data gempa bumi, dengan menggunakan perhitungan yang berdasarkan metode pada Gutenberg Richter, dari kedua nilai tersebut diperoleh hubungan yang digambarkan dalam bentuk grafik. Dari grafik tersebut dapat dilihat nilai korelasi, jika berkisar mendekati 1 maka kedua variabel tersebut memiliki hubungan yang sangat kuat. Seismisitas di gambarkan dalam bentuk Peta Gempa Bumi yang berdasarkan hubungan antara Intensitas Gempa dan magnitudo Gempa bumi dengan menggunakan Software ArcGIS 10.3. Sehingga dari Seismisitas Gempa Bumi yang telah diperoleh dapat ditentukan lokasi

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Kabupaten di Jawa barat yang berpotensi terhadap Gempa Bumi. 2. Bahan dan Metode 2.1. Hubungan Intensitas Gempa dan Magnitudo Gempa Data yang digunakan pada penelitian ini merupakan data sekunder berupa data gempa bumi tektonik di daerah provinsi Jawa Barat periode 2000–2015 yang diperoleh dari Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) Stasiun Geofisika Klas 1 Bandung. Gambaran umum mengenai bagaimana setiap data gempa yang di peroleh dari BMKG yaitu menggunakan alat pengukur gempa bumi yang disebut dengan Seismograf dengan nama alat Broadband Seismograf. Jangkauan frekuensi yang dimiliki Broadband Seismograf lebih luas dari pada seismograf biasa. Tabel 1. Hubungan Intensitas gempa dengan Magnitudo (Sumber: BMG Pusat) Magnitudo (SR)

Intensitas maksimum (MMI)

M ≤ 2.0 3.0

I – II III

4.0

IV – V

5.0

VI – VII

6.0

VII – VIII

7.0

IX – X

M≥8

XI – XII

Pengaruh

Tidak terasa Terasa didalam ruangan Terasa, akan tetapi tidak menyebabkan kerusakan struktural Terjadi ada kerusakan struktural, seperti retak pada dinding Kerusakan menengah, seperti diding yang runtuh Kerusakan besar, seperti bangunan yang runtuh Rusak total

Intensitas Gempa Bumi merupakan ukuran kerusakan akibat gempa bumi terhadap manusia, struktur bangunan dan lingkungan pada tempat tertentu. Magnitudo merupakan kekuatan gempa dalam skala logaritma basis 10, diperoleh sebagai hasil analisis tipe 254

Siti Azizah Sutisna, dkk. Penentuan Seismisitas Gempa Bumi Berdasarkan Hubungan ... gelombang seismik dengan memperhitungkan koreksi jarak stasiun pencatat ke Episenter. Adapun Hubungan Intensitas gempa dan Magnitudo gempa dapat dilihat pada tabel 1. 2.2. Menentukan nilai Intensitas Gempa dan Magnitudo Gempa Untuk menentukan nilai Intensitas Gempa dan Magnitudo Gempa yaitu melakukan perhitungan dengan menggunakan Metode metode Guterrberg Richter. Menghitung nilai Intensitas Gempa yaitu menggunakan persamaan berikut; đ??ź = 1,5 Ă&#x2014; (M - 0,5)

Gambar 1. Grafik Hubungan Intensitas Gempa dan Magnitudo Gempa Kabupaten Bandung Barat.

(1)

dengan : đ??ź = Intensitas maksimum gempa bumi; M = magnitudo gempa bumi (SR) Dan untuk menentukan nilai Magnitudo gempa yaitu menggunakan persamaan berkut; Ms = (1.33Mb)-1.98

(2)

Gambar 2. Grafik Hubungan Intensitas Gempa dan Magnitudo Gempa Kabupaten Ciamis.

dengan: Ms adalah Magnitudo permukaan yang sering digunakan sebagai acuan nilai magnitudo. Dan Mb merupakan Magnitudo badan, yang ada pada data yang diperoleh dari alat sehingga harus dikonversikan terlebih dahulu. 3. Hasil dan Pembahasan Dengan memperoreh nilai Intensitas Gempa dan Magnitudo Gempa dapat menentukan hubungan kedua variabel tersebut yang digambarkan ke dalam bentuk grafik. Dari grafik diperoleh nilai korelasi, nilai korelasi mendekati satu dapat di artikan bahwa ada hubungan yang kuat terhadap kedua variabel. Dari data yang ada yaitu Provinsi Jawa Barat dibagi menjadi 18 Kabupaten berdasarkan titik lokasi terjadinya gempa. Di setiap Kabupaten diperoleh nilai korelasi sebesar 1. Berikut merupakan Grafik hubungan Intensitas Gempa dan Magnitudo Gempa;

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Gambar 3. Grafik Hubungan Intensitas Gempa dan Magnitudo Gempa Kabupaten Tasik. Ketiga grafik di atas merupakan tiga lokasi titik gempa yang berbeda di Provinsi Jawa Barat yaitu Kabupaten Bandung Barat, Kabupaten Ciamis, dan kabupaten Tasik adapun lokasi titik gempa yang lain yaitu 15 Kabupaten lainnya, sama seperti ketiga Kabupaten tersebut memiliki nilai Korelasi yang sama. Menentukan Seismisitas Gempa yaitu menggunakan Software ArcGIS 10.3. yaitu menggunakan data yang telah diperoleh berupa Intensitas Gempa dan Magnitudo Gempa. Yang di gambarkan kedalam bentuk Peta sebagai berikut;

255

Siti Azizah Sutisna, dkk. Penentuan Seismisitas Gempa Bumi Berdasarkan Hubungan ...

Gambar 4. Seimisitas berdasarkan Intensitas Gempa di Daerah Provinsi Jawa Barat

Gambar 5. Persebaran Intensitas gempa sebagaik titik gempa di Daerah Provinsi Jawa Barat

Gambar 6. Seimisitas berdasarkan Magnutudo Gempa di Daerah Provinsi Jawa Barat

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Gambar 7. Persebaran Magnutudo gempa sebagai titik gempa di Daerah Provinsi Jawa Barat Dengan melihat hasil dari seismisitas gempa ada dua titik lokasi yang dapat berpotensi terjadinya gempa hal ini dapat ditunjukkan dari titik gempa yang paling banyak di lokasi tersebut baik dari Intensitas Gempa maupun Magnitudo Gempa. Dua lokasi tersebut yaitu Kabupaten Sukabumi dan Kabupaten Tasik. Di Kabupaten Sukabumi titik gempa tersebar di wilayah Kabupaten, sedangkan di Kabupaten Tasik titik gempa tersebar di sepanjang garis pantai di wilayah Kabupaten. Adapun Intensitas gempa yang terjadi apabila dilihat dari tabel 1. Kedua Kabupaten tersebut berada di Skala MII VI-V dengan rata-rata Magnitudo 4 yaitu akan terasa, tetapi tidak menyebabkan kerusakan struktural. 4. Simpulan Dengan menentukan hubungan Intensitas gempa dan Magnitudo gempa yang di gambarkan ke dalam bentuk grafik, diperoleh bahwa adanya hubungan antara kedua variabel tersebut. Nilai korelasi 1 untuk setiap Kabupaten yaitu 18 Kabupaten yang ada di Daerah Provinsi Jawa Barat. Berdasarkan hasil Seismisitas gempa yang digambarkan ke dalam bentuk Peta Intensitas gempa dan Peta Magnitudo gempa. Terdapat dua lokasi titik gempa yang berpotensi terjadinya gempa bumi yaitu Kabupaten Sukabumi dan Kabupaten Tasik dengan Skala MMI IV-V. 5. Referensi [1] Ahmad. (2016). Jenis â&#x20AC;&#x201C; jenis gempa bumi. www. wartabencana.com. [2] Allison, K. (2011). Folds and Faults. 256

Siti Azizah Sutisna, dkk. Penentuan Seismisitas Gempa Bumi Berdasarkan Hubungan ... www.foothill.edu. â&#x2020;?Website [3] Aulia Fuad. (2016). Hubungan Seismisitas Dengan atas Permukaan Bumi. http://www.academia.edu. [4] Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika. (2017). Skala Intensitas Gempa bumi .http://www.bmkg.go.id. [5] Chouet. (1993). Volcanic Earthquakes. www.geo.mtu.edu. [6] Hadi Arif Ismail dan Kirbani. (2015). Pemetaan Percepatan Getaran Tanah Maksimum Menggunakan Pendekatan Probabilistic Seismic Hazard Analisis (PSHA) di Kabupaten Kepahiang Provinsi Bengkulu. Bengkulu: ISSN: 1410-9662. Vol. 18, No. 3, Juli 20015, hal 101- 112. [7] Lay, T dan Wallance, T, C. (1995). Modern global seismology. https://books.google.com.au. [8] Louie, J. (1996). The Modified Mercalli Scale Of Earthquake intensity. crack.seismo.unr.edu. [9] Lunga, S., Minarto, E., dan Mantiri, S. Y. (2015). Pemetaan Tingkat Resiko Gempa Bumi di Sekitar Wilayah Kota Jayapura Berdasarkan Pengukuran Mikrotremor. Spektra: Jurnal Fisika dan Aplikasinya, 16:55-58. [10] Martodjojo, S. (1984). Evolusi Cekungan Bogor Jawa Barat. Disertasi Doktor, ITB, Bandung: Tanpa Penenrbit. [11] Pannekoek. (1949). Garis Besar Geomorfologi Pulau Jawa. Diterjemahkan Budi Busri. Jakarta: Tanpa Penenerbit. [12] Paripurno, ET. (1998). Modul Manajemen Bencana Seputar Beberapa Bencana di Indonesia. http://www.peduli_bencana.or.id. [13] Pemerintah Provinsi Jawa Barat. (2017). Kondisi Geografis Jawa Barat. jabarprov.go.id. [14] Sarwono, J (2006). Teori Analisis Korelasi, Mengenal Analisis Korelasi. http://www.jonathansarwono.info/korelas i/korelasi.htm. [15] Pulau Sulawesi Tahun 2011-201. Makasar: Jurnal Sains dan pendidikan Fisika (JSPF). ISSN: 1858-330X. [16] Supendi, Pepen. 2008. Analisis Aktivitas Seismik di daerah Jawa Barat dan Sekitarnya (Tahun1973-2007). Jakarta: Akademi Meteorologi dan Geofisika. [17] Tjasyono, Bayong HK. (2003). Geosains. Bandung: Institut Teknologi Bandung. [18] Waluyo, et. Al. Penentuan Episenter Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Gempa - Gempa Mikro atau Lokal dengan Menggunakan Tiga Buah Seismograf. Bandung: Makalah PIT HAGI VII.

257

Mohamad Dena Nugraha, dkk. Implementasi Merode Random Forest dalam â&#x20AC;Ś

Implementasi Metode Random Forest Dalam Memprediksi Peristiwa Flare Di Siklus Ke-23 Dan 24 Menggunakan WEKA Data Mining Mohamad Dena Nugraha1*, Judhistira Aria Utama1, Santi Sulistiani2 1

Program Studi Fisika, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi 229 Bandung 40154, Indonesia 2 Pusat Sains Antariksa, Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional, Jl. Dr. Djundjunan 133 Bandung 40173, Indonesia * Corresponding author. E-mail: arzein12@student.upi.edu hp: +62-89-656501626 ABSTRAK Saat ini model operasional untuk peramalan aktivitas Matahari masih didasarkan pada hubungan statistik antara aktivitas Matahari dan evolusi medan magnet Matahari. Langkah-langkah konvensional didasarkan pada klasifikasi kelompok bintik Matahari (sunspot group) yang memberikan informasi terbatas dari bintik Matahari (individual sunspot). Oleh karena itu, penelitian ini menggunakan data bintik Matahari (individual sunspot) untuk memprediksi peristiwa flare menggunakan metode Random Forest dalam aplikasi WEKA Data Mining. Model prediksi flare diperoleh untuk memprediksi cuaca antariksa yang berdampak langsung pada lapisan ionosfer dan dapat mengakibatkan kegagalan komunikasi radio HF. Penulis menggunakan Supplied Test Set dengan pembagian data latihnya yaitu 10%, 30%, 50%, 70%, 90% dan Cross-validation Folds 10. Hasil dari model ini menunjukan model prediksi terbaik dengan metode Random Forest yaitu menggunakan opsi Supplied Test Set dengan nilai Correlation coefficient = 0.8, Mean absolute error = 0.1 dan Root mean squared error = 1.06, model ini tepat untuk memprediksi peristiwa flare menggunakan metode Random Forest. Kata Kunci: Bintik Matahari; Flare; Random Forest; WEKA.

ABSTRACT Nowadays the operational model for predicting the sun activity is based on the statistical relation between the sun activity and the sun magnetic fields evolution. The conventional steps are based on the classification of sunspot group which give limited information from the individual sunspot. So, this study uses the data of individual sunspot to predict flare phenomenon using random forest method from WEKA Data Mining Application. The flare prediction model acquired to predict outer space weather which directly impact to ionosphere and might cause the failed of HF radio communication. The author used supplied test set with the training data distribution of 10%, 30%, 50%, 70%, 90%, dan cross-validation folds 10. The result of this model have led the best predictive model by the random forest method of using supplied test set option with correlation coefficient value of 0.8, Mean absolute error of 0.1, and root mean square error of 1.06. This model is suitable to predict the flare phenomenon using random forest method. Keywords : Sunspot, Flare, Random Forest, WEKA.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

258

Mohamad Dena Nugraha, dkk. Implementasi Merode Random Forest dalam â&#x20AC;Ś 1. Pendahuluan Matahari merupakan sumber energi terbesar yang dimiliki Bumi. Matahari secara terusmenerus membombardir Bumi dan seluruh Tata Surya dengan energi cahaya, partikel bermuatan listrik, dan medan magnet. Angin surya membawa jutaan ton materi ke angkasa setiap detik dan dapat melampaui planet-planet di Tata Surya. Energi dari Matahari tersebut dapat tiba-tiba mengalami peningkatan jika aktivitas Matahari tinggi. Aktivitas ini muncul karena semakin kompleksnya medan magnet di Matahari dalam satu siklusnya. Salah satu aktivitas matahari yang penulis teliti yaitu bintik Matahari yang merupakan indikator tingkat aktivitas Matahari. Bintik Matahari adalah bagian dari permukaan Matahari yang dipengaruhi aktivitas magnetis hebat yang terpuntir karena rotasi diferensial dan mengakibatkan terhambatnya konveksi membentuk daerah yang bersuhu lebih rendah (4000-4500 K) daripada daerah di sekelilingnya (6000 K). Walau begitu, bintik Matahari itu sangat panas hingga berkilau 10 kali lebih cerah dari pada Bulan [1]. Bintik Matahari yang merupakan aktivitas magnetis hebat, juga merupakan tempat terjadinya lengkunglengkung korona (coronal loops) [2].

Bintik Matahari biasanya menjadi sumber asal ledakan Matahari (flare) dapat dilihat perkembangan bintik Matahari AR 2673 dari 3 september 2017 (Gambar 1) menjadi flare 6 september 2017 (gambar 2). Flare kadangkadang dapat disertai oleh semburan partikel energetik atau lontaran massa korona (CME) yang dapat membahayakan teknologi tinggi dan kehidupan, baik di Bumi maupun di lingkungan sekitar Bumi. Karena flare sebagai salah satu jenis badai elektromagnetik Matahari, berdasarkan Wheatland (2005) gelombang elektromagnetik tiba di Bumi lebih awal dari energi proton (SPE) dan lebih awal dari CME maka akan sangat sulit untuk memprediksi bahayanya dan dapat menghasilkan kerugian yang sangat besar [3].

Gambar 4. Flare 6 sep 17, kelas X9.3 (sumber: SDO)

Gambar 3. Bintik Matahari 3 Sep 2017 (sumber: solarham.net)

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Oleh karena itu, dalam penelitian ini parameter bintik Matahari yang dibuat secara berurutan digunakan sebagai prediktor yang nantinya bertujuan untuk merancang model prediksi agar dapat membuat prediksi flare yang akurat dan dapat lebih dini. Dalam sistem ini, data deret waktu ditambahkan dengan parameter bintik Matahari dan metode random forest dalam aplikasi WEKA Data Mining digunakan sebagai metode prediksi. Untuk memperkirakan hal tersebut, model ini dibangun di atas kumpulan data berskala besar yang mencakup data dari tanggal 20 Desember 1997 hingga 27 Juni 2018. Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi referensi yang baik untuk memprediksi flare menggunakan aplikasi WEKA Data Mining, dapat mengetahui model yang pas untuk memprediksi flare dan dapat bermanfaat ke depannya untuk memprediksi cuaca 259

Mohamad Dena Nugraha, dkk. Implementasi Merode Random Forest dalam … antariksa khususnya flare yang berdampak langsung pada lapisan ionosfer dan dapat mengakibatkan kegagalan komunikasi radio HF. 2. Bahan dan Metode Penelitian 2.1. Data Data yang digunakan dalam kegiatan penelitian ini adalah data sekunder berupa data yang dihasilkan dari Space Weather Prediction Center of the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Data ini merupakan data bintik Matahari yang kolomnya terdiri dari tanggal, nomor daerah aktif, posisi lintang dan bujur heliografis (koordinat di Matahari), luas area, klasifikasi McIntosh, jumlah bintik, kelas magnetik dan flare kelas C, M, X. Data ini dibuat deret waktu atau berurut langsung setiap empat hari kebelakang dimulai dari tanggal 20 Desember 1997 hingga 27 Juni 2018, yang terdiri dari 43.740 data. 2.2.

Random Forest Random Forest (RF) merupakan salah satu metode yang digunakan untuk klasifikasi dengan membangun banyak pohon klasifikasi dimana data acak terdistribusi sama dan dari setiap pohon dipilih nilai yang paling banyak muncul di kelasnya. Kesalahan generalisasi dari RF untuk penggolongan pohon tergantung pada keakuratan masing-masing pohon di RF dan korelasi di antara mereka [4]. Menggunakan pemilihan fitur acak untuk membagi setiap node (simpul di atasnya) menghasilkan tingkat kesalahan yang lebih baik dibandingkan dengan klasifikasi Adaboost [5]. RF dapat meningkatkan akurasi karena adanya pemilihan secara acak dalam membangkitkan anak simpul untuk setiap node (simpul diatasnya) dan diakumulasikan hasil klasifikasi dari setiap pohon, kemudian dipilih hasil klasifikasi yang paling banyak muncul. Banyaknya pohon yang akan dibentuk sangat berpengaruh terhadap tingkat akurasi hasil klasifikasi. Semakin banyak pohon, semakin akurat hasil klasifikasinya. Selain itu juga RF dapat menangani input variabel yang besar, menyeimbangkan error dalam unbalanced dataset [6]. 2.3.

WEKA Data Mining Machine learning mempelajari bagaimana sebuah mesin atau komputer dapat belajar dari

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

pengalaman atau bagaimana cara memprogram mesin untuk dapat belajar. Machine learning membutuhkan data untuk belajar sehingga biasa juga diistilahkan dengan learn from data [7]. Terdapat beberapa aplikasi machine learning yang telah dikembangkan oleh universitas-universitas ternama di dunia. Salah satu yang popular adalah machine learning WEKA (Waikato Environment for Knowledge Analysis). WEKA merupakan perangkat lunak Data Mining yang memiliki sekumpulan algoritma standar Machine Learning untuk kebutuhan praproses, klasifikasi, pengelompokan, regresi, Association Rules Mining (ARM) dan visualisasi [8]. WEKA menyediakan Library pada kelas weka.classifiers yang dapat langsung digunakan dalam pemrograman Java [9]. Beberapa algoritma machine learning yang terdapat pada kelas weka.classifiers tersebut antara lain: Support Vector Machine (functions.SMO), K-Nearest Neighbor (lazy.IBk), Naive Bayes (bayes.NaiveBayes), C4.5 Decision Tree (trees.J48), Logistic Regression (functions.Logistic) dan Random Forest (trees.RandomForest) [10]. Dalam aplikasi ini pula selain terdapat algoritma machine learning, terdapat opsi training-test atau pelatihan-pengujian. Opsiopsi tersebut diantaranya ada Use Training Set, Supplied Test Set, Cross-validation Folds ‘k’ dan Split Percentage ‘k’%. Di sini yang penulis gunakan adalah Supplied Test Set dan Crossvalidation Folds 10. 2.3.1. Supplied Test Set Pengklasifikasi dievaluasi pada seberapa akurat ia memprediksi kelas dari set test atau data uji yang dimuat dari file terpisah. Dengan mengeklik tombol ‘Set’, maka akan menampilkan jendela yang mengharuskan memilih file untuk diuji. Jadi, file pelatihan terpisah dan berbeda dengan file uji. Tetapi sebelumnya penulis melatih file pelatihan dengan menggunakan opsi Use Training Set terlebih dahulu yaitu pengklasifikasi yang dievaluasi tentang seberapa akurat mereka memprediksi kelas dari contoh yang dilatih atau data ujinya sama dengan data yang dilatihnya. Setelah itu, model yang dihasilkan baru dievaluasi ulang menggunakan Supplied Test Set dengan memasukan data uji terpisah. Di sini penulis membuat data latih yang bervariasi yaitu mulai dari 10%, 30%, 50%, 70% dan 90%

260

Mohamad Dena Nugraha, dkk. Implementasi Merode Random Forest dalam … dari data keseluruhan. Sehingga penulis memiliki 5 model yang diperoleh dari Supplied Test Set dimasing-masing siklus.

Siklus 23 Opsi test

MAE

RMSE

CV Folds 10

0.2228

0.3167

2.5978

Training 10%

0.2844

0.2669

2.4179

Training 30%

0.2998

0.2351

2.4111

Training 50%

0.4689

0.2433

2.2236

Training 70%

0.5993

0.185

2.0758

Training 90%

0.8004

0.1428

1.5895

Opsi test

MAE

RMSE

CV Folds 10

0.3239

0.2361

1.5578

Training 10%

0.2902

0.2335

1.5757

0.2463 0.2938

1.9736 Training 30%

0.5001

0.231

1.4243

Training 50%

0.574

0.1793

1.3378

0.3093 0.2792

1.7807

Training 70%

0.7447

0.1309

1.1311

0.2537 0.3187

2.4448 Training 90%

0.7858

0.1036

1.0624

data

0.4688 0.2352

1.9683

Seluruh Data

0.2999 0.2831

2.1459

2.3.2. Cross-validation Folds ‘k’ Pengklasifikasi dievaluasi dengan validasi silang, menggunakan jumlah lipatan (k) yang dimasukkan bebas di kotak teks ‘Folds’. Jumlah lipatan (k) berguna untuk membagi data latih dan uji. Penulis di sini menggunakan jumlah lipatan 10 (k = 10), yang artinya data akan dibagi 10 bagian dimana 1 bagian merupakan data uji dan sisanya data latih. Kemudian diambil 1 bagian lain menjadi data uji dan 9 lain menjadi data latih lagi, terus seperti itu hingga 10 bagian tersebut pernah dijadikan data uji. Tabel 3. Hasil model masing-masing siklus Opsi test Testing Training siklus 24 siklus 23 Seluruh data Testing Training siklus 23 siklus 24 Seluruh CV Folds 10

Tabel 4. Hasil model seluruh data

MAE

RMSE

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Siklus 24

3. Hasil dan Pembahasan 3.1. Hasil Diperoleh berbagai model yang dibuat menggunakan metode Random Forest dengan variasi opsi data latih-uji untuk masing-masing siklus yaitu Cross-validation Folds 10 dan Supplied Test Set untuk data latih 10%, 30%, 50%, 70%, 90%, data uji masing-masing siklus. Untuk keseluruhan data, model yang digunakan yaitu Cross-validation Folds 10 dan Supplied Test Set dengan data latih masing-masing siklus data ujinya lawan masing-masing siklus ditambah seluruh data. Korelasi serta galat setiap model dapat dilihat di Tabel 1 dan untuk keseluruhan data dapat dilihat di Tabel 2. Dengan CC (Correlation coefficient) yaitu bila nilai mendekati 1 maka korelasi model baik, MAE (Mean absolute error) yaitu bila nilai mendekati 0 maka model semakin akurat dan RMSE (Root mean squared error) yaitu bila nilai mendekati 0 maka model semakin akurat.

261

Mohamad Dena Nugraha, dkk. Implementasi Merode Random Forest dalam â&#x20AC;Ś 3.2. Pembahasan 3.2.1. Masing-masing siklus Dari hasil yang diperoleh untuk masingmasing siklus, terdapat 6 model yang dapat dibandingkan. Dengan korelasi yang paling baik maupun galat yang lebih rendah yaitu menggunakan Supplied Test Set dibandingkan Cross-validation Folds 10. Korelasi yang diperoleh untuk Supplied Test Set sendiri yaitu untuk siklus 23 CC = 0.8 dan untuk siklus 24 CC = 0.79. Untuk Cross-validation Folds 10 siklus 23 CC = 0.22 dan siklus 24 CC = 0.32. Galat MAE maupun RMSE yang paling rendah pun diperoleh dari Supplied Test Set yaitu siklus 23 MAE = 0.14, RMSE = 1.59 dan siklus 24 MAE = 0.1, RMSE = 1.06. Sedangkan untuk Cross-validation Folds 10 siklus 23 MAE = 0.32, RMSE = 2.59 dan siklus 24 MAE = 0.24, RMSE = 1.56. Dari model-model yang dibuat untuk kedua siklus tersebut, siklus 23 dan siklus 24 diperoleh bahwa tidak adanya keidentikan aktivitas Matahari antara kedua siklus tersebut. Dapat dilihat pula dari korelasi maupun galatnya yang berbeda jauh, hal tersebut dapat menandakan kedua siklus ini tidak dapat dinyatakan identik atau aktivitas Matahari kedua siklus ini berbeda. Maka disimpulkan bahwa prediksi flare yang baik menggunakan model Supplied Test Set dengan memisahkan data latih dan ujinya. Sedangkan untuk kedua siklus ini tidak adanya keidentikan, maka untuk model prediksi flare yang baik tidak disatukan antar siklus atau bila disatukan diperlukan siklus-siklus lain agar didapat tingkat keakuratan yang baik untuk memprediksi flare kedepannya. Korelasi yang kecil maupun galat yang tinggi dari setiap model dapat disebabkan beberapa faktor seperti input data yang kurang tepat dengan aplikasi, kekurangan aplikasi untuk mengolah data yang besar, ataupun kesalahan dari pengguna. Untuk ketidak identikan kedua sikluspun dikarenakan setiap siklus memiliki karakteristik tersendiri, sehingga yang nanti akan dijadikan data latih untuk memprediksi flare baiknya dari berbagai siklus agar lebih akurat. 3.2.2. Keseluruhan data Tidak hanya untuk masing-masing siklus, penulis pun melakukan pengolahan untuk seluruh data. Dari hasil di atas diperoleh 5 model yang digunakan, dan sama seperti sebelumnya model yang baik yaitu

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

menggunakan model Supplied Test Set dengan memisahkan data latih dan uji. Untuk akurasinya sendiri CC = 0.47 dan galatnya MAE = 0.24, RMSE = 1.78. Sedangkan untuk Cross-validation Folds 10 akurasinya CC = 0.29 dan galatnya MAE = 0.28, RMSE = 2.15. Dari hasil ini pun diperoleh bahwa model yang baik dengan menggunakan Supplied Test Set, dan seperti disebutkan di atas besarnya nilai galat dan kecilnya akurasi karena ketidak identikan kedua siklus atau terlalu bervariasinya data, sehingga baiknya referensi atau data siklusnya ditambah agar aplikasi dapat melatih berbagai data. Kesalahan lainpun seperti pemasukan input data yang kurang sesuai dengan aplikasi ataupun ketidak mampuan aplikasi untuk mengolah data besarpun memungkinkan membuat hasil akurasi kecil dan galatnya menjadi besar. 4. Simpulan Dari penelitian yang dilakukan diperoleh berbagai model dengan metode yang sama. Untuk masing-masing data siklus dan keseluruhan data, model yang digunakan yaitu Supplied Test Set dengan berbagai variasi dan Cross-validation Folds 10. Variasi Supplied Test Set untuk masing-masing siklus adalah memisahkan data latih 10%, 30%, 50%, 70%, 90% dan data ujinya masing-masing siklus. Lalu untuk keseluruhan data, variasi Supplied Test Set yaitu data latihnya masing-masing siklus dan data ujinya yang pertama siklus yang lainnya, yang kedua seluruh data. Dari hasil tersebut, setiap model dibandingkan dan diperoleh model yang akurat adalah model dengan opsi latih-uji Supplied Test Set yaitu dengan memisahkan data latih dan data uji. Dari kedua siklus tersebutpun dapat dilihat hasilnya bahwa kedua siklus tidak identik atau memiliki karakter aktivitas Matahari yang berbeda. Lalu, untuk penelitian lebih lanjut mengenai prediksi flare menggunakan machine learning disarankan lebih banyak mencari referensi agar dapat lebih mengetahui mengenai Matahari, Random Forest maupun aplikasi machine learning lain. Lebih baik lagi dapat membuat aplikasi sendiri agar lebih mudah menganalisis hasilnya dan usahakan mampu menampung data yang besar. Bila menggunakan WEKA Data Mining, perbanyak uji coba menggunakan variasi yang lain karena 262

Mohamad Dena Nugraha, dkk. Implementasi Merode Random Forest dalam â&#x20AC;Ś metode algoritma dalam aplikasi ini cukup banyak. Lebih baik lagi dapat mengetahui cara kerja algoritma metode-metode yang ada agar dapat menentukan metode yang baik untuk pengolahan berbagai data. 5. Ucapan Terima Kasih Terimakasih kepada Ibu Santi Sulistiani, M.Si., yang telah membimbing selama penelitian di Pussainsa LAPAN Bandung juga kepada Bapak Dr. Judhistira Aria Utama, M.Si., selaku pembimbing dari UPI yang selalu memberi saran dan koreksi serta hibah dana yang diberikan. Terimakasih pula kepada Harbi Setyo Nugroho dan pihak-pihak lain yang membantu. 6. Referensi [1] Cyndia, A. (2015). Proses timbulnya bintik matahari. [online]. Diakses di: http://nationalgeographic.co.id/berita/201 5/07/proses-timbulnya-bintik-matahari. Diakses pada: 30 januari 2018. [2] Wandani, F.M. (2015). Pengamatan Sunspot. Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga: Yogyakarta. [3] Wheatland, M. 2005. A statistical solar flare forecast method. Space Weather, 3(7):S07003-1-S07003-11.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

[4] Breiman, L. (2001). Random Forests. Machine Learning. 45: 5-32. [5] Freund, Y., Schapire, R. (1996). Experiments with a new boosting algorithm. Machine Learning: Proceedings of the Thirteenth International Conference, 148â&#x20AC;&#x201C;156. [6] Kurniawan, F.A. (2011). Analisis dan Implementasi Random Forest fan CART untuk Klasifikasi pada Misuse Intrusion Detection System. Telkom University. [7] Alpaydin, E. (2010). Introduction to Machine Learning, Second Edition, London: MIT Press. [8] Desai, A., Rai, S. (2012). Analysis of Machine Learning Algorithms using WEKA. In Proceedings ICWET 2012, 2732. [9] Witten, I.H., Fank, E. (2011). Data Mining Practical Machine Learning Tools and Techniques, Third Edition, Burlington: Morgan Kaufmann Publishers. [10] Lukman, A. (2014). Machine Learning Multi Klasifikasi Citra Digital. Konferensi Nasional Ilmu Komputer (KONIK) 2014.

263

Sumarni, dkk. Studi Perubahan Struktur Pori 3D pada Batuan Clay Cap â&#x20AC;Ś

Studi Perubahan Struktur Pori 3D Pada Batuan Clay Cap Panas Bumi Akibat Pengaruh Tekanan Uniaxial Daerah Potensi Panas Bumi Semarang

Sumarni1*, Nanang Dwi Ardi1, Fourier Dzar Eljabbar Latief2, Selly Feranie1 1

Program Studi Fisika, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi 229 Bandung 40154, Indonesia 2 Fisika Bumi dan Sistem Kompleks FMIPA ITB, Jl. Ganesa No 10, Bandung 40132, Indonesia * Corresponding author. E-mail: sumarnis093@gmail.com (Sumarni),

ABSTRAK Clay cap pada panas bumi merupakan lapisan yang bersifat kedap air. Hal ini menyebabkan pergerakan fluida panas yang terdapat di reservoir tertahan untuk sampai ke permukaan. Sampel batuan diambil dari lapisan clay cap daerah potensi panas bumi Semarang yang telah dianalisis untuk mengetahui perubahan struktur pori 3D dan karakteristik akibat pengaruh tekanan uniaxial. Struktur pori 3D dianalisis menggunakan metode Digital Image Processing and Analysis. Sampel yang digunakan berupa batuan breksi andesit terubah yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter 4,4 cm dan tinggi 4,3 cm. Sampel batuan diambil dari sumur landaian suhu pada kedalaman 590 m. Sampel batuan diberikan tekanan uniaxial mulai dari 59 bar, 75 bar, 91 bar, 107 bar, 123 bar dan 156 bar. Hasil yang diperoleh menunjukkan adanya perubahan struktur pori selama peningkatan tekanan. Besaran fisis yang diperoleh berupa distribusi ukuran pori dan rata-rata ukuran pori meningkat seiring kenaikan tekanan 59 bar-156 bar, porositas struktur pori fungsi tekanan {Ď&#x2022;(P)} bersifat power. Luas permukaan spesifik meningkat pada tekanan 59 bar-91 bar dan menurun pada tekanan 107 bar-156 bar serta dimensi fraktal meningkat pada tekanan 59 bar107 bar dan menurun pada tekanan 123 bar-156 bar. Hal ini dipengaruhi oleh perubahan bentuk pori. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan gambaran tentang karakteristik struktur pori pada batuan clay cap daerah potensi panas bumi. Kata Kunci: Clay cap; Daerah potensi panas bumi; Struktur pori 3D; Tekanan uniaxial.

ABSTRACT Clay cap on geothermal is a water-resistant layer. It happens because the movement of hot fluid in the reservoir which is held and can not reach the surface. A sample of clay cap rock is taken from the geothermal potential area in Semarang that has been analyzed to know the structure change of 3D pore and to know the characteristics of uniaxial pressure. The 3D pore structure is analyzed by using Digital Image Processing and Analysis method. The sample is an altered ceses andesit breccia with diameter of 4.4 cm and height of 4.3 cm. The rock sample is collected from 590 m depth. The rock sample is given uniaxial pressure treatment by 59 bar, 75 bar, 91 bar, 107 bar, 123 bar, and 156 bar. The result shows that the pore structure changes during the increasing pressure. The physical magnitude is obtained as distribution of pore size and the average of increasing pore size depends on increasing pressure of 59 bar-156 bar, the pressure function porosity {Ď&#x2022; (P)} is a power. The specific surface area increases from 59 bar-91 bar but it decreases when the pressure is 107 bar-156 bar and fractal dimension increases when the pressure is 59 bar-107 bar and it decreases when the pressure is 123 bar-156 bar. It is influenced by the change of pore shape. The result of this study is expected to give an overview about the characteristics of the pore structure in clay cap geothermal potential area. Keywords: Clay cap; Regional geothermal potential; 3D pore structure; Uniaxial pressure.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

264

Sumarni, dkk. Studi Perubahan Struktur Pori 3D pada Batuan Clay Cap â&#x20AC;Ś 1. Pendahuluan Indonesia merupakan salah satu negara yang terletak pada bagian Cincin Api Pasifik (Ring of Fire on Pacific Rims) sehingga memiliki potensi sumber energi panas bumi. Sumber energi panas bumi yang terdapat di Indonesia terjadi akibat pergerakan tiga lempeng, yaitu lempeng India-Australia, lempeng Pasifik, dan lempeng Eurasian [1]. Secara umum, sistem panas bumi terdiri dari sumber panas, cairan, daerah reservoar, dan lapisan penudung (clay cap) [2]. Clay cap pada panas bumi bersifat kedap air sehingga menyebabkan pergerakan fluida panas yang berasal dari reservoir tertahan sampai ke permukaan. Di lingkungan tektonik aktif batuan clay cap mengalami deformasi dan membentuk rekahan, tetapi dengan adanya proses kimia (alterasi hidrotermal) berupa pengendapan mineral sangat membantu dalam menutup rekahan yang terbentuk. Alterasi hidrotermal yang terjadi pada batuan clay cap menyebabkan clay cap bersifat kedap air (impermeable) dan memiliki permeabilitas yang rendah. Permeabilitas batuan yang rendah dapat diatasi dengan pemberian perlakuan pada batuan, diantaranya hydraulic fracturing [3], rekahan yang diinduksi dengan panas [4] dan stimulasi kimia [5]. Studi tentang peranan tekanan dalam reservoir telah dilakukan oleh beberapa peneliti. Pemberian hydraulic fracturing pada reservoir panas bumi berhasil menciptakan rekahan baru, meningkatkan produktivitas panas bumi dan perawatan dilakukan dengan proppant untuk menciptakan fraktur konduktif jangka panjang [3]. Penurunan tekanan pada reservoir menyebabkan rekahan tertutup mineral dan permeabilitas menurun [6]. Akan tetapi, tidak hanya lapisan reservoir yang penting untuk diteliti tetapi lapisan clay cap panas bumi sangat penting untuk diteliti karena untuk mengetahui karakteristik clay cap panas bumi yang ditinjau dari perubahan struktur pori 3D secara mikroskopis. Struktur pori meliputi pori-pori dalam bentuk butir, pori berupa rekahan. Pori yang berupa rekahan dalam panas bumi terbentuk akibat pergerakan lempeng dan tekanan dari reservoir. Tekanan memegang peranan penting dalam sifat batuan. Banyak peneliti yang sudah melakukan penelitian tentang tekanan pada sifat mekanis batuan seperti Ozbek dkk (2012) [7], Batzle dkk. (1980) [8], Bernabe dkk. (1987) [9], Bobet dkk. (1998) [10], Eberthardt dkk.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

(1999) [11], Kawakata dkk. (1997) [12], Wawersik dkk. (1970) [13] dan Yanagidani dkk. (1985) [14]. Oleh karena itu, terdapat banyak peneliti yang sudah melakukan penelitian tentang tekanan pada sifat mekanis batuan namun masih kurang peneliti yang menggunakan digital rock physics untuk karakteristik parameter struktur pori dalam bentuk citra 3D. Digital Rock Physics merupakan analisis batuan yang dilakukan secara digital tanpa mengganggu struktur internal secara destruktif. Data yang digunakan berupa citra digital yang diperoleh menggunakan Micro Computed Tomography (CT) Scan. Oleh karena itu, penelitian ini membahas tentang studi perubahan struktur pori 3D dan karakteristik pada batuan penudung panas bumi yang dipengaruhi oleh tekanan uniaxial. 2. Bahan dan Metode 2.1. Sampel Penelitian Sampel batuan diambil dari sumur pemboran landaian suhu (thermal gradient) pada daerah potensi panas bumi yang berlokasi di kabupaten Semarang, provinsi Jawa Tengah yang dapat dilihat pada Gambar 1. Sampel batuan diambil pada kedalaman 590 m dari 702,60 m. Sampel batuan berbentuk silinder dengan diameter 4,4 cm dan panjang 4,3 cm dapat dilihat pada Gambar 2. Jenis batuan berupa breksi andesit terubah. Sampel batuan termasuk pada lapisan penudung (clay cap).

Gambar 1. Peta lokasi pengambilan sampel batuan.

265

Sumarni, dkk. Studi Perubahan Struktur Pori 3D pada Batuan Clay Cap â&#x20AC;Ś

Gambar 4. Bruker Micro CT Scan 1173 Gambar 2. Sampel batuan penelitian. 2.2. Pemberian Perlakuan Tekanan Sampel batuan panas bumi memiliki tekanan alami sebesar 59 bar hal ini karena batuan diambil dari kedalaman 590 meter, setiap kedalaman 10 meter tekanan naik 1 bar. Pemberian perlakuan tekanan pada sampel batuan dilakukan pada 5 keadaan yaitu, tekanan 75 bar, 91 bar, 107 bar, 123 bar dan 156 bar. Pemberian perlakuan tekanan dilakukan menggunakan peralatan pengujian kuat tekan uniaxial yang dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Peralatan pengujian tekan uniaxial. 2.3. Tahapan Pemindaian Penelitian ini menggunakan instrumen Micro CT Scan produksi Bruker dengan tipe 1173 yang dapat dilihat pada Gambar 4. Pemindaian ini menggunakan sumber arus sebesar 60 đ?&#x153;&#x2021;đ??´ dan sumber tegangan sebesar 125 kV. Waktu pencahayaan selama 300 ms, menggunakan filter brass 0,25 mm dengan resolusi kamera 1120Ă&#x2014;1120 piksel sesuai dengan kamera binning 2Ă&#x2014;2. Posisi objek sampel batuan terhadap sumber sebesar 166,412 mm dan kamera sumber sebesar 364,000 mm, ukuran gambar piksel isotropik yang dihasilkan adalah 45,603425 Âľm. Proses scan batuan belangsung selama 1 jam 17 menit 29 detik dan menghasilkan 1200 gambar proyeksi mentah.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Hasil dari pemindaian sampel tersebut menghasilkan sekumpulan citra skala keabuan digital 2D yang dikenal dengan raw image dengan tingkat keabuan merepresentasikan tingkat atenuasi pada citra. 2.4. Tahapan Rekonstruksi Rekonstruksi data digital merupakan proses pengirisan cross-section bayangan hasil pemindaian menjadi citra sayatan tipis (thin section) per 1 piksel yang diiris searah sumbu z. Rekonstruksi data digital menggunakan perangkat lunak NRecon. Tahapan rekonstruksi meliputi beam hardening correction dan ring artifact reduction. 2.5. Penentuan Perubahan Struktur Pori 3D Data digital hasil rekonstruksi dilakukan thresholding menggunakan menggunakan perangkat lunak ImageJ dengan jenis thresholding Auto Local Threshold Metode Phansalkar [15]. Selanjutnya, penentuan Region of Interest dilakukan menggunakan perangkat lunak CTAn. Pemilihan Region of Interest untuk struktur pori berukuran 300Ă&#x2014;300Ă&#x2014;300 piksel yang dapat dilihat pada Gambar 5.

(b) (a) Gambar 5. Pemilihan Region of Interest (ROI) meliputi: (a) sub sampel untuk struktur pori; (b) citra 2D struktur pori pada slice ke-950 dengan tekanan 91 bar. Kemudian dilakukan karakterisasi perubahan besaran fisis struktur pori 3D akibat pengaruh tekanan uniaxial terdiri dari distribusi

266

Sumarni, dkk. Studi Perubahan Struktur Pori 3D pada Batuan Clay Cap â&#x20AC;Ś ukuran pori, rata-rata ukuran pori, porositas, luas permukaan spesifik dan dimensi fraktal. 3. Hasil dan Pembahasan 3.1. Visualisasi 3D Struktur pori meliputi pori-pori dalam bentuk butir, pori berupa rekahan dan bagian sisi atas yang pecah akibat perlakuan tekanan uniaxial. Berdasarkan hasil visualisasi 3D yang dapat dilihat pada Gambar 6 menunjukkan struktur pori 3D untuk variasi tekanan 59 bar, 75 bar, 91 bar, 107 bar, 123 bar dan 156 bar yang warna hitam adalah pori-pori pada batuan dan rekahan serta warna putih menunjukkan medium. Visualisasi 3D pada tekanan 59 bar yang ditunjukkan pada Gambar 6 (a) menggambarkan struktur pori 3D berupa poripori pada batuan dengan ukuran pori yang kecil dan tidak ada rekahan alamiah pada batuan tersebut. Visualisasi 3D pada tekanan 75 bar yang ditunjukkan pada Gambar 6 (b) menggambarkan struktur pori 3D berupa poripori antar batuan dan rekahan yang terbentuk akibat pengaruh tekanan uniaxial. Visualisasi 3D pada tekanan 91 bar yang ditunjukkan pada Gambar 6 (c) menunjukkan struktur pori 3D berupa pori-pori yang bertambah dan tekanan menginduksi rekahan sehingga terbentuk rekahan baru yang memanjang. Visualisasi 3D pada tekanan 107 bar yang ditunjukkan pada Gambar 6 (d) menunjukkan adanya perubahan struktur pori berupa penambahan lebar dan panjang rekahan serta penambahan pori-pori. Visualisasi 3D pada tekanan 123 bar yang ditunjukkan pada Gambar 6 (e) menunjukkan rekahan pori yang mengalami pecah apabila dibandingkan dengan tekanan 107 bar maka ada penambahan rekahan yang semakin melebar dan memanjang. Visualisasi 3D pada tekanan 156 bar yang ditunjukkan pada Gambar 6 (f) menunjukkan rekahan pori yang mengalami pecah namun dapat dilihat pecahan batuannya mengalami pelebaran dan pemanjangan.

(a)

(c)

(d)

(e) (f) Gambar 6. Visualisasi 3D perubahan struktur pori pada sampel batuan: (a) pada tekanan alamiah 59 bar; (b) pada tekanan 75 bar; (c) pada tekanan 91 bar; (d) pada tekanan 107 bar; (e) pada tekanan 123 bar; (f) pada tekanan 156 bar. 3.2. Besaran fisis struktur pori Besaran fisis struktur pori terdiri dari distribusi ukuran pori, rata-rata ukuran pori, porositas, luas permukaan spesifik (SsA) dan dimensi fraktal. a. Distribusi ukuran pori Parameter besaran distribusi ukuran pori yang ditinjau berupa pori, rekahan dan sisi batuan bagian atas yang pecah. Distribusi ukuran pori-pori batuan dianalisis menggunakan perangkat lunak CTAn. Hasil citra 3D dianalisis menggunakan structure separation yang berfungsi untuk mengetahui distribusi ukuran pori menggunakan perangkat lunak CTAn [16]. Distribusi ukuran pori yang dianalisis hasil perlakuan tekanan 59 bar, 75 bar, 91 bar, 107 bar, 123 bar dan 156 bar dapat dilihat pada Gambar 7.

(b)

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

267

Sumarni, dkk. Studi Perubahan Struktur Pori 3D pada Batuan Clay Cap â&#x20AC;Ś

Gambar 7. Grafik hubungan frekuensi terhadap ukuran pori. Grafik hubungan frekuensi terhadap ukuran pori untuk setiap kenaikan tekanan pada sub sampel batuan yang ditunjukkan pada Gambar 7 menjelaskan bahwa pada tekanan 59 bar yang merupakan tekanan alamiah menunjukkan bahwa distribusi ukuran pori bersifat homogen karena bentuk pori berupa pori-pori kecil. Pada tekanan 75 bar, 91 bar, dan 107 bar menunjukkan distribusi ukuran pori bersifat homogen karena bentuk pori berupa pori-pori kecil, rekahan dan sisi batuan bagian atas yang pecah sehingga bentuk pori akan melebar dan memanjang. Pada tekanan 123 bar dan 156 bar distribusi ukuran pori bersifat heterogen karena bentuk pori berupa pori-pori kecil dan sisi batuan bagian atas yang pecah melebar dan memanjang. b. Rata-rata ukuran pori Rata-rata ukuran pori dianalisis menggunakan perangkat lunak CTAn. Grafik hubungan rata-rata ukuran pori terhadap tekanan yang ditunjukkan pada Gambar 8 menjelaskan bahwa kenaikan tekanan akan mempengaruhi ukuran pori. Pada tekanan 59 bar bentuk pori berupa pori-pori kecil. Pada tekanan 75 bar bentuk pori berupa pori-pori kecil dan rekahan. Pada tekanan 91 bar dan 107 bar bentuk pori berupa pori-pori kecil, rekahan dan sisi batuan yang pecah. Pada tekanan 123 bar dan 156 bar bentuk pori berupa pori-pori kecil dan sisi batuan yang pecah.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Gambar 8. Kurva hubungan rata-rata ukuran pori terhadap tekanan.Rata-rata ukuran pori pada tekanan 59 bar-156 bar memiliki rentang nilai antara 0,00917-0,04094 cm. c. Porositas Open porosity salah satu fungsi dari perangkat lunak CTAn dalam menganalisis porositas rekahan dengan satuan %. Hubungan porositas terhadap tekanan dapat dilihat pada Gambar 9.

Gambar 9. Kurva hubungan open porosity terhadap tekanan pada sub sampel. Secara matematis, hubungan open porosity terhadap tekanan dapat dituliskan dengan Persamaan (1) berikut: (1) đ?&#x153;&#x2122;(đ?&#x2018;&#x192;) = 2 Ă&#x2014; 10 đ?&#x2018;&#x192; , . Berdasarkan Persamaan (1) menggambarkan bahwa porositas fungsi tekanan memiliki pola Power karena nilai R2 yang paling besar. Kenaikan tekanan mempengaruhi nilai porositas rekahan. Pola yang diperoleh semakin besar tekanan yang diberikan maka porositas rekahan membesar karena struktur pori dipengaruhi oleh rekahan yang akan melebar akibat tekanan yang menginduksi rekahan. d. Luas permukaan spesifik Luas permukaan spesifik menggambarkan luas permukaan pori per unit volume. Object surface density salah satu fungsi dari perangkat lunak CTAn dalam menganalisis luas permukaan spesifik dengan satuan 1/cm.

268

Sumarni, dkk. Studi Perubahan Struktur Pori 3D pada Batuan Clay Cap â&#x20AC;Ś Hubungan luas permukaan spesifik terhadap tekanan dapat dilihat pada Gambar 10. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa nilai luas permukaan spesifik meningkat pada tekanan 59 bar dan 75 bar sedangkan luas permukaan spesifik menurun pada tekanan 91 bar sampai dengan 156 hal ini karena dipengaruhi oleh bentuk pori rekahan.

Gambar 10. Kurva hubungan luas permukaan spesifik terhadap tekanan. e. Dimensi Fraktal Dimensi fraktal pada perubahan struktur pori akibat pengaruh tekanan uniaxial dengan perlakuan tekanan 59 bar, 75 bar, 91 bar, 107 bar, 123 bar dan 156 bar dihitung menggunakan metode box-counting [10]. Sampel yang digunakan 300Ă&#x2014;300Ă&#x2014;300 maka sub kubus yang digunakan 2, 3, 4, dan 5. Hasil dimensi fraktal pada perubahan struktu pori dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Dimensi Fraktal perubahan struktur pori akibat pengaruh tekanan uniaxial. Tekanan Rata-rata dimensi (bar) fraktal pori 59 2,5154 75 2,5519 91 2,6981 107 2,7295 123 2,6474 156 2,6393 Dimensi fraktal pori bukan bilangan bulat hal ini menunjukkan bahwa sampel batuan berupa objek fraktal. Perubahan dimensi fraktal pori pada setiap kenaikan tekanan maka nilai dimensi fraktal semakin naik ditunjukkan pada tekanan 59 bar sampai dengan tekanan 107 bar tetapi nilai dimensi fraktal menurun pada tekanan 123 bar dan tekanan 156 bar hal ini

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

disebabkan karena adanya perubahan mikrostruktur pori yakni pada tekanan 123 bar dan tekanan 156 bar struktur porinya dipengaruhi oleh bentuk pori rekahan yang melebar sehingga nilai dimensi fraktalnya menurun. Dimensi fraktal pori ini dapat dihubungkan dengan nilai porositas. 4. Simpulan Hasil yang diperoleh menunjukkan adanya perubahan struktur pori selama peningkatan tekanan. Distribusi ukuran pori pada tekanan 59 bar, 75 bar, 91 bar, 107 bar bersifat homogen sedangkan pada tekanan 123 bar dan 156 bar bersifat heterogen. Hal ini disebabkan karena bentuk pori yang terdiri dari pori-pori kecil, rekahan, dan sisi batuan yang pecah. Rata-rata ukuran pori pada tekanan 59 bar-156 bar memiliki rentang nilai antara 0,00917-0,04094 cm. Kenaikan tekanan mempengaruhi nilai porositas rekahan. Pola yang diperoleh semakin besar tekanan yang diberikan maka porositas rekahan membesar karena struktur pori dipengaruhi oleh rekahan yang akan melebar akibat tekanan yang menginduksi rekahan. Besaran fisis porositas đ?&#x153;&#x2122;(đ?&#x2018;&#x192;). Luas permukaan spesifik meningkat pada tekanan 59 bar dan 75 bar sedangkan luas permukaan spesifik menurun pada tekanan 91 bar sampai dengan 156 hal ini karena dipengaruhi oleh bentuk pori rekahan. Nilai dimensi fraktal akan semakin naik pada tekanan 59 bar, 75 bar, 91 bar dan 107 bar dan semakin turun pada tekanan 123 bar dan 156 bar, hal ini karena perubahan bentuk pori. 5. Ucapan Terima Kasih Saya mengucapkan terima kasih kepada Pusat Sumber Daya Mineral Batu Bara dan Panas Bumi, Bandung yang telah memberikan sampel batuan panas bumi untuk diteliti. Penelitian ini merupakan bagian dari program penelitian â&#x20AC;&#x153;PDUPT Kemenristekdiktiâ&#x20AC;? dengan nomor kontrak 074/UN40.D/PP/2018. 6. Referensi [1] Saptadji, N. M. (2009). Karakteristik reservoir panas bumi. Training Advanced Geothermal Engineering, 6-17. [2] Idral, A., & Geologi, P. S. D. (2009). Penerapan Metoda Eksplorasi Geofisika Pada Penyelidikan Sumber Daya Mineral Dan Energi. Program Penellitian Bawah Permukaan Pusat Sumber Saya Geologi.

269

Sumarni, dkk. Studi Perubahan Struktur Pori 3D pada Batuan Clay Cap … Jakarta. Legarth, B., Huenges, G., Zimmermann, G. (2005). Hydraulic fracturing in a sedimentary geothermal reservoir: Results and Implications. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 42:1028-1041. [4] Charlez, P., Lemonnier, P., Ruffet, C., Boutéca, M. J., & Tan, C. (1996, January). Thermally induced fracturing: analysis of a field case in North Sea. European Petroleum Conference. Society of Petroleum Engineers. [5] Bartko, K. M., Nasr-El-Din, H. A., Rahim, Z., & Al-Muntasheri, G. A. (2003, January). Acid fracturing of a gas carbonate reservoir: the impact of acid type and lithology on fracture half length and width. SPE Annual Technical Conference and Exhibition. Society of Petroleum Engineers. [6] Ozbek, A., Unsal, M., & Dikec, A. (2013). Estimating Uniaxial Compressive Strength Of Rocks Using Genetic Expression Programming. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 5(4): 325-329. [7] Batzle, M. L., Simmons, G., & Siegfried, R. W. (1980). Microcrack Closure in Rocks Under Stress: Direct Observation. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 85:7072-7090. [8] Bernabe, Y. (1987). The effective pressure law for permeability during pore pressure and confining pressure cycling of several crystalline rocks. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 92(B1), 649-657. [9] Bobet, A., & Einstein, H. H. (1998). Fracture Coalescence In Rock-Type Materials Under Uniaxial And Biaxial Compression. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 35(7):863-888. [10] Feranie S, Fauzi U, Bijaksana S. (2011). 3D Fractal Dimension and Flow Properties In The Pore Structure Of Geological Rocks. Fractals. 19(03):2917. [11] Eberhardt, E., Stead, D., & Stimpson, B. (1999). Quantifying Progressive PrePeak Brittle Fracture Damage in Rock During Uniaxial Compression. International Journal Of [3]

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

Rock Mechanics And Mining Sciences, 36(3):361-380. Kawakata, H., Cho, A., Yanagidani, T., & Shimada, M. (1997). The Observations of Faulting in Westerly Granite Under Triaxial Compression By X-Ray CT Scan. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 34:151e1. Wawersik, W. R., & Fairhurst, C. (1970). A Study of Brittle Rock Fracture in Laboratory Compression Experiments. in International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts 7:561-575). Yanagidani, T., Ehara, S., Nishizawa, O., Kusunose, K., & Terada, M. (1985). Localization of Dilatancy in Ohshima Granite Under Constant Uniaxial Stress. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 90:6840-6858. Phansalskar, N., More, S & Sabale, A et al. (2011). Adaptive Local Thresholding for Detection of Nuclei in Diversity Stained Cytology Images. International Conference on Communications and Signal Processing (ICCSP): 218-220, doi: 10.1109/ICCSP.2011.5739305. Hildebrand, T. O. R., & Rüegsegger, P. (1997). Quantification Of Bone Microarchitecture With The Structure Model Index. Computer Methods in Biomechanics and Bio Medical Engineering, 1(1):15-23.

270

Fakhrizal Muttaqien, dkk. Studi Penentuan Arah Kiblat dan Koreksi â&#x20AC;Ś

Studi Penentuan Arah Kiblat dan Koreksi Arah Kiblat Menggunakan Kompas Digital dan GPS Berbasis Microcontroller Arduino

Fakhrizal Muttaqien*, M Nurul Subkhi, Fikri Ibrahim Nurrahman, dan Mada Sanjaya WS

Universitas Islam Negeri Sunan Gunung Djati Bandung, Jl. A.H. Nasution No. 105, Bandung 40614, Jawa Barat, Indonesia * Email: fakhrizalm99@gmail.com

ABSTRAK Penentuan arah kiblat merupakan hal yang penting dalam melaksanakan ibadah Sholat. Permasalahan dalam penentuan arah kiblat adalah nilai azimuth antara lokasi suatu tempat dengan posisi Kaâ&#x20AC;&#x2122;bah. Azimuth adalah jarak dari sutu titik ke titik lain di mana titik utara sebagai acuan, sehingga membentuk sudut yang searah dengan jarum jam. Penggunaan teknologi Global Possitioning System (GPS) sebagai teknologi navigasi yang memberikan informasi posisi tempat dan kompas digital sebagai penentu arah, sudah banyak digunakan seperti pada aplikasi penentu arah kiblat di smartphone. Namun, dalam penggunaan GPS untuk lokasi dengan koordinat yang berdekatan, seringkali akurasi GPS tidak tepat. Selain itu, kompas tidak selalu mengarah ke utara sejati akibat adanya penyimpangan oleh utara magnetik. Pada penelitian ini, dilakukan pengukuran arah kiblat dengan memanfaatkan GPS dan kompas digital yang sudah dikoreksi dengan nilai deklinasi magnetik berbasis microcontroller Arduino. Selanjutnya, alat tersebut diimplementasikan pada 11 masjid yang terdapat di wilayah Bandung Timur dengan jarak antar masjid yang berdekatan. Hasilnya, perbedaan arah kiblat ditunjukkan oleh angka ketiga setelah koma, dan alat menunjukkan nilai ketidakpastian yang relatif kecil, yaitu < 1o. Kata Kunci: Arah Kiblat, Arduino, Global Positioning System (GPS), Kompas Digital

ABSTRACT Determination of qibla direction is an important thing in praying. The problem in determining of the qibla direction is the azimuth value between the location of a place and the position of the Ka'bah. Azimuth is the distance from a point to another point by using the northern point as a reference, thus they were forming a corner as direction as clockwise rotation. The use of Global Positioning System (GPS) technology as a navigation technology that provides the information of place position and digital compass as a direction determinant, it has been used widely as in the Qibla direction determinat application on smartphones. But in using GPS for locations with adjacent coordinates, the GPS is not often accurate. In addition, the compass does not always lead to the true north due to the existence of a deviation by magnetic north. In this study, Qibla direction measurements were carried out by utilizing GPS and digital compass that have been corrected with Arduino microcontroller based magnetic declination values. Furthermore, both of the tool were implemented in 11 mosques located in the East Bandung region with a distance between adjacent mosques. The result found is the difference in Qibla direction by the third number after comma, and the tool shows a relatively small uncertainty value, which is <1o. Keywords: Qibla Direction, Arduino, Global Positioning System (GPS), Digital Compass

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

271

Fakhrizal Muttaqien, dkk. Studi Penentuan Arah Kiblat dan Koreksi …

1. Pendahuluan Penentuan arah kiblat merupakan hal penting dalam pelaksanaan ibadah sholat, karena salah satu dari beberapa syarat sah sholat adalah mengahadap kiblat [1]. Kiblat yang dimaksud adalah Ka’bah, maka menghadap kiblat maksudnya adalah menghadap ke arah posisi Ka’bah yang terletak di kota Mekah (21o25’21.17” LU dan 39o49’34.56” BT) [1]. Arah menghadap kiblat berkaitan dengan azimuth ke posisi Ka’bah [2]. Azimuth adalah jarak dari satu titik ke titik lain dengan menggunakan titik utara sebagai acuan, sehingga membentuk sudut yang searah dengan jarum jam [3]. Jika konstruksi bangunan masjid tepat mengarah ke barat, maka akan terjadi simpangan arah kiblat dengan nilai azimuth 270o [4]. Semakin berkembangnya zaman, metode penentuan posisi atau titik koordinat suatu tempat semakin canggih. Salah satu teknologi penentu titik koordinat yang saat ini mudah ditemukan adalah Global Positioning System (GPS). GPS adalah sistem radio navigasi yang menginformasikan posisi, baik secara astronomis maupun geografis menggunakan satelit [5]. Teknologi GPS terdiri dari jaringan 24 satelit yang beredar di ketinggian 19.300 km di atas permukaan Bumi dan beredar mengelilingi Bumi [6]. Selain itu, untuk menentukan arah dalam penentuan arah kiblat, digunakan kompas digital. Kompas adalah alat penunjuk arah mata angin untuk mengetahui kemana pengamat mengarah [7]. Pemanfaatan GPS sebagai penunjuk posisi dalam penentuan arah kiblat dan kompas digital sebagai penunjuk arahnya telah banyak dikembangkan. Termasuk pada aplikasi penentu arah kiblat yang banyak ditemukan di smartphone. Namun, ternyata masih banyak kekurangan dan kendala yang ditemui pada aplikasi penentu arah kiblat tersebut. Masalah tersebut diantaranya adalah pengambilan data satelit yang keliru karena GPS bergantung pada sistem kontrol dan sistem satelit yang tersedia, sehingga diperlukan adanya posisi yang bagus untuk mendapatkan sinyal satelit [6]. Selain itu, kompas digital yang tidak akurat karena efek dari deklinasi magnetik [7]. Deklinasi magnetik adalah selisih antara kutub magnet utara dengan utara sejati

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

dan besarannya berbeda setiap waktu dan tempat [8]. Sanjaya, dkk (2013) telah membuat alat penentu arah kiblat berbasis microcontroller Arduino dengan menggunakan modul GPS untuk mendapatkan informasi latitude dan longitude, serta modul kompas digital untuk menentukan arah kiblat. Penelitian ini merupakan pengembangan dari alat penentu arah kiblat yang berbasis microcontroller Arduino. Dengan menambahkan pemancar pada GPS, data latitude dan longitude suatu tempat dapat diketahui secara offline. Selanjutnya, untuk menambah akurasi dari alat dalam menentukan arah kiblat, ditambah koreksi nilai deklinasi magnetik pada kompas digital. Alat ini diimplementasikan pada 11 masjid yang berada di daerah Bandung Timur dengan jarak antar masjid yang berdekatan. Hal tersebut untuk menguji akurasi arah kiblat jika posisi tempat berdekatan. Selain itu, penelitian ini bertujuan untuk melihat pengaruh nilai deklinasi magnetik terhadap akurasi alat. 2. Metode 2.1 Ilmu Ukur Trigonometri Bola Penentuan arah kiblat menggunakan ilmu ukur triginometri bola (spherical trigonometri) merupakan salah satu metode yang dikembangkan oleh para saintis Muslim [9]. Ilmu ukur trigonometri bola yaitu pengukuran yang digunakan untuk mencari sudut bidang datar pada permukaan bola, seperti Bumi. Menentukan arah kiblat artinya mencari jarak terpendek berupa garis lurus dari suatu tempat ke posisi Ka’bah. Garis tersebut membentuk sebuah busur pada permukaan Bumi, karena bentuk Bumi yang diasumsikan berbentuk bulat seperti bola.

272

Fakhrizal Muttaqien, dkk. Studi Penentuan Arah Kiblat dan Koreksi â&#x20AC;Ś ketidakpastian pada LCD, serta laser yang akan menyala ketika mengarah tepat pada arah kiblat. Alat ini diimplementasikan pada 11 masjid yang berada di wilayah Bandung Timur. Mesjid yang diuji adalah mesjid yang jaraknya berdekatan, hal itu menguji akurasi dari alat untuk titik koordinat yang saling berdekatan.

Gambar 1. Ilustrasi Trigonometri Bola [9].

Berdasarkan formula trigonometri bola, arah kiblat di suatu wilayah dapat ditentukan dengan menggunakan Persamaan 1 berikut [9]. tan(đ?&#x2018;&#x201E;) =

( .

) .

(

)

Mulai

GPS mengambil data titik koordinat dan Kompas mengambil data arah mata angin

Data disimpan di Arduino untuk diolah

Hasil

Output data berupa informasi pada LCD dan laser

Menghitung derajat mata angin dan sudut arah kiblat menggunakan

Gambar 2. Prinsip Kerja Alat Penentu Arah Kiblat

(1)

Di mana, đ?&#x153;&#x2018; = Latitude Mekah (kiblat) đ?&#x153;&#x2020; = Longitude Mekah (kiblat) đ?&#x153;&#x2018; = Latitude Lokasi đ?&#x153;&#x2020; = Longitude Lokasi 2.2 Prinsip Kerja Alat Alat yang digunakan adalah alat penentu arah kiblat berbasis microcontroller Arduino. Selanjutnya alat dilengkapi dengan GPS Receiver GY-NEO6MV2 untuk mendapat data GPS dan juga dilengkapi modul kompas digital HMC5883L sebagai penunjuk arah. Selanjutnya, pada kompas digital dikalibrasi dengan menambahkan nilai deklinasi magnetik. Nilai deklinasi magnetik dapat diakses dari http://magnetic-declination.com/. Data titik koordinat yang berasal dari modul GPS dan data arah dari kompas digital akan masuk ke Arduino sebagai input data yang nantinya akan diolah oleh Arduino. Data titik koordinat tersebut dihitung dengan menggunakan Persamaan 1, sehingga didapat nilai arah kiblat. Output data dari alat ini yaitu informasi arah kiblat, nilai error dan nilai Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Gambar 3. Alat Penentu Arah Kiblat

273

Fakhrizal Muttaqien, dkk. Studi Penentuan Arah Kiblat dan Koreksi …

Gambar 4. Lokasi masjid dilihat dari Google Earth. 3. Hasil dan Pembahasan Hasil pengukuran oleh alat penentu arah kiblat berbasis microcontroller Arduino dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Hasil pengukuran arah kiblat Masjid

Arah Kiblat

Al-Murtadho Babussalam Miftahul Jannah Roudotul Muttaqien At-Taqwa Baiturrahman Istiqomah Baitul Muttaqien As-Sakinah Ummatul Barokah Al-Hidayah

295,14825o  0,468o 295,14855o  0,512o

Nilai Error 10,285o -11,064o

295,14920o  0,256o

-2,088o

295,14892o  0,508o

-23,168o

295,14788o  0,222o 295,14755o  0,107o 295,14617o  0,453o

-19,307o -1,299o 4,150o

295,14651o  0,216o

-16,129o

295,14703o  0,736o

-27,913o

295,14764o  0,734o

-16,720o

295,14709o  0,038o

-11,240o

Tabel 1 menunjukkan arah kiblat di 11 masjid berbeda di daerah Bandung Timur, disertai dengan nilai ketidakpastian dan nilai errornya. Nilai error yang dimaksud adalah sudut deviasi antara arah kiblat di masjid (yang semula) dengan arah kiblat yang seharusnya (yang ditunjukkan oleh alat). Masjid yang diuji merupakan masjid-masjid yang memiliki jarak berdekatan, sebagaimana Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

ditunjukkan pada Gambar 4. Pada Tabel 1, terlihat bahwa arah kiblat yang ditunjukkan oleh alat tersebut hampir sama. Perbedaannya ada pada angka ketiga setelah koma. Maka dari itu, untuk menambah akurasi alat dalam menentukan arah kiblat yang tepat, diambil 5 angka di belakang koma. Detail ini yang biasanya tidak ditemukan pada qibla finder umum yang ada di smartphone.

Gambar 5. Ilustrasi penentuan nilai error dan nilai koreksi oleh alat penentu arah kiblat. Selain itu, dari 11 masjid tersebut masih terdapat nilai error yang cukup besar. Artinya masih terdapat simpangan arah kiblat di setiap masjid, sehingga arah kiblat tidak tepat 274

Fakhrizal Muttaqien, dkk. Studi Penentuan Arah Kiblat dan Koreksi â&#x20AC;Ś mengarah ke posisi Kaâ&#x20AC;&#x2122;bah. Nilai error paling rendah terdapat di masjid Miftahul Jannah yang hanya bernilai -2,088o, sedangkan masjid dengan nilai error tertinggi adalah masjid AsSakinah dengan niali -27,913o. Kelebihan dari alat ini adalah pada kompas digital. Modul kompas digital HMC5883L sudah dilengkapi dengan nilai deklinasi magnetik atau nilai selisih antara kutub magnet utara dengan utara sejati (true north). Penunjukan arah oleh kompas tidak selalu menunjuk pada arah utara sejati, dikarenakan penyimpangan oleh utara magnetik. Dalam penentuan arah kiblat, nilai deklinasi magnetik ini menjadi faktor penting yang mempengaruhi ketepatan arah kiblat di suatu wilayah. Dengan ditambahkannya nilai koreksi deklinasi magnetik pada alat ini, akurasinya pun bisa bertambah. Akurasi alat dapat dilihat pada nilai ketidakpastiannya. Dari Tabel 1 dapat diamati bahwa akurasi alat terhadap arah kiblat (posisi Kaâ&#x20AC;&#x2122;bah) yang seharusnya bernilai < 1o. Kelebihan lain dari alat ini adalah sistem GPS untuk mendapatkan posisi tempat diakses secara offline. Pengambilan data posisi secara offline tersebut diperoleh dengan menambah pemancar sinyal pada alat untuk mendapatkan data dari satelit GPS. Hal tersebut menjadikan alat ini tidak membutuhkan koneksi internet, sehingga dapat digunakan di tempat yang sulit mendapat koneksi internet. 4. Simpulan Arah kiblat untuk masjid dengan titik koordinat berdekatan memiliki nilai yang hampir sama. Nilai pembedanya dapat dilihat pada angka ketiga setelah koma, sehingga untuk menambah akurasi dari arah kiblat, diambil 5 angka setelah koma. Ternyata dari 11 masjid yang diuji, masih banyak masjid yang menghadapkan arah kiblatnya dengan tidak tepat, hal itu dapat dilihat dengan nilai error yang masih cukup besar. Penambahan nilai koreksi deklinasi magnetik pada kompas digital, menjadikan akurasi pada alat juga meningkat. Hal tersebut dapat dilihat pada nilai ketidakpastian yang relatif kecil, yaitu < 1o.

6. Referensi [1] Izzudin. (2012). Metode Penentuan Arah Kiblat dan Akurasinya Annual International Conference on Islamic Studies (AICIS XII), pp. 759-811. [2] W. G. Kresnadjaja, I. Muttaqien. (2014). Menentukan Arah Kiblat Mushala Fakultas Saintek UIN Bandung Menggunakan Kompas Kiblat Digital. Al-Hazen Jurnal of Physics, vol. 1, no. 1, pp. 1-11. [3] H. Singgih. (2013). Rancang Bangun Alat Penunjuk Arah Kiblat Berbasis GPS. J. ELTEK, vol. 11, no. 2, pp. 79-92. [4] R. Aslamiyah. (2011). Akurasi Arah Kiblat Masjid-Masjid di Desa Sruni, Kec. Jenggawah, Kab. Jember Jawa Timur. Skripsi, IAIN Walisongo. [5] H. Abidin. (2001). Geodesi Satelit. Jakarta: PT. Pradnya Paramita [6] Budiawati. (2006). Tongkat Istiwa', Global Possitioning System (GPS) dan Google Earth untuk Menentukan Titik Koordinat Bumi dan Aplikasinya dalam Penentuan Arah Kiblat. Al-Ahkam, vol. 26, no. 1, pp. 65-92. [7] M. Nasir (2003). Pengaruh Deklinasi Magnetik Pada Kompas terhadap Penetuan Utara Sejati (True North) di Kota Salatiga. Tesis, IAIN Walisongo. [8] S. Hambali. (2011). Ilmu Falak I. Semarang: IAIN Walisongo. [9] W. S. M. Sanjaya, D. Anggraeni, F. I. Nurrahman, W. G. Kresnadjaja, I. P. Dewi, Mira, H. Aliah, L. Marlina. (2017). Qibla Finder and Sholat Times Based on Digital Compass, GPS and Microprocessor. The 2nd AASEC , vol. 288, pp. 1-9.

5. Ucapan Terima Kasih Penelitian ini dilaksanakan atas bantuan penelitian 2018 dari Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat UIN Sunan Gunung Djati Bandung. Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

275

Wildan Hidayat, dkk. Orbit Satelit-Satelit Galaksi Bima Sakti â&#x20AC;Ś

Orbit Satelit-Satelit Galaksi Bima Sakti melalui Tinjauan Data Kinematik Wildan Hidayat1*, Rendy Darma1, dan Mochamad Ikbal Arifyanto2 1

Program Studi Astronomi, Institut Teknologi Bandung, Jl. Ganeca 10 Bandung 40132, Indonesia Kelompok Keahlian Astronomi dan Observatorium Bosscha, Institut Teknologi Bandung, Jl. Ganeca 10 Bandung 40132, Indonesia * Corresponding author. E-mail: wilhid@gmail.com hp: +62-822-19104694 ABSTRAK Grup lokal mengandung lebih dari 60 galaksi di dalamnya, salah satunya adalah Bimasakti. Galaksi ini dikelilingi oleh galaksi-galaksi berukuran kecil yang disebut sebagai satelit Bimasakti. Sampai saat ini, ditemukan sekitar 40 satelit Bimasakti hingga radius 400 kpc dari Bimasakti. Dalam pekerjaan ini, dilakukan simulasi numerik perhitungan orbit untuk 31 satelit Bimasakti dengan menggunakan parameter kinematika yang lengkap dari berbagai referensi. Perhitungan ini bertujuan untuk mempelajari dinamika orbit satelit-satelit Bimasakti. Analisis kecepatan orbit satelit terhadap kecepatan lepas Bimasakti menunjukkan bahwa semua satelit sebenarnya terikat secara gravitasi dengan Bimasakti. Namun, sebagian satelit memiliki jarak apogalaktik di luar radius virial Bima Sakti (282,46 kpc) yang menunjukkan bahwa satelitsatelit ini sedang mengalami backsplashing. Beberapa satelit memiliki jarak pericenter kurang dari 20 kpc dari Bimasakti, seperti Sagittarius, Draco II, Tucana III, dan Segue 1. Satelit-satelit ini diperkirakan sedang mengalami gangguan yang disebut tidal stripping. Kata kunci: Bimasakti, satelit galaksi, parameter orbit

ABSTRACT The local group contains more than 60 galaxies, one of them is the Milky Way galaxy. Our galaxy surrounded by smaller galaxies called, Milky Way's satellite. In this work, we perform the numerical simulation for calculating the orbit of 31 Milky Way's satellites using completed kinematic parameters from several publications. This work focused on understanding the dynamics of Milky Way's satellite. The analysis of satellites velocity orbit compares to the escape velocity of our galaxy shown that all of the satellites gravitationally bound. Meanwhile, the apogalactic distance of a number of satellites lay in the outer region of virial radii of Milky Way (282,46 kpc). It means that the satellites experience the blacksplashing process. Besides that, other satellites (Sagittarius, Draco II, Tucana III, and Segue 1), undergo the tidal stripping process due to the perigalactic distance for each galaxy less than 20 kpc. Keywords: Milky Way; Galaxy Satellite; The orbit parameter

1. Pendahuluan Galaksi Bima Sakti, Andromeda, dan galaksi-galaksi lainnya berada dalam suatu kelompok gugus yang disebut sebagaigrup lokal. Terdapat lebih dari 60 galaksi yang terletak pada grup lokal [1]. Ukuran dan jarak dari masing-masing galaksi terhadap Bima

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Sakti sangat beragam. Objek-objek tersebut dapat bergerak mengorbit Bima Sakti pada jarak tertentu sehingga seringkali disebut sebagai satelit Bima Sakti. Satelit galaksi yang mengorbit Bima Sakti dengan batasan radius virial (đ?&#x2018;&#x; ) â&#x2C6;ź 300đ?&#x2018;&#x2DC;đ?&#x2018;?đ?&#x2018;?, berjumlah lebih dari 40 buah [2].

276

Wildan Hidayat, dkk. Orbit Satelit-Satelit Galaksi Bima Sakti â&#x20AC;Ś Pembentukan dan evolusi grup lokal dapat dipelajari melalui pengamatan parameter intrinsik atau orbit satelit Bima Sakti (8). Parameter orbit satelit Bima Sakti dapat membantu menjelaskan apakah perubahan parameter intrinsik satelit dipengaruhi oleh dinamika dalam dirinya sendiri atau adanya efek dari luar satelit tersebut. Salah satu efek tersebut adalah pengaruh gaya pasang surut satelitď&#x20AC;galaksi utama atau satelitď&#x20AC;satelit. Gaya pasang surut pada satelit galaksi dapat menyebabkan distribusi spasial satelit ini tersebar, contohnya adalah distribusi spasial Carina I (6). Pada pekerjaan ini akan ditentukan distribusi jarak satelit-satelit galaksi terhadap pusat Bima Sakti. Kemudian dilakukan perbandingan kecepatan 3D satelit galaksi dengan kecepatan lepas Bima Sakti. Serta dilakukan juga distribusi apocenter dan pericenter dari seluruh satelit. Diharapkan hal tersebut dapat menunjukan hubungan satelit galaksi dengan Bima Sakti dalam satu sistem yang terikat secara gravitasi. Pada bagian 2 dijelaskan mengenai data kinematic satelit galaksi yang digunakan. Kemudian data ini mejadi nilai awal untuk simulasi numerik yang dilakukan. Simulasi ini bertujuan untuk mengetahui perubahan orbit satelit galaksi dalam kurun waktu 13 Gyr setelah pembentukan Bimasakti. Selanjutnya, didapatkan hasil simulasi yang dijelaskan pada bagian 3. Setelah dilakukan analisis, didapatkan kesimpulan yang menjawab tujuan dari pekerjaan ini. 2. Bahan dan Metode 2.1. Bahan Penentuan parameter kinematik dan posisi satelit Bima Sakti tidaklah mudah. Hal ini disebabkan oleh kecerlangan yang rendah dari satelit-satelit tersebut. Diperlukan teleskop survei dengan ketelitian yang baik untuk dapat mendeteksi keberadaan benda redup sebagai akibat dari jaraknya yang sangat jauh. Saat ini, salah satu survei yang dapat diandalkan dalam penentuan kinematik bintang adalah survei yang dilakukan oleh Hubble Space Telescope (HST) dan GAIA. Pada penelitian ini, didapatkan data parameter kinematik dan posisi bintang-bintang

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

anggota satelit Bimasakti dari berbagai penelitian dan misi pengamatan. Parameter yang diperlukan terdiri dari posisi pada koordinat ekuatorial (đ?&#x203A;ź, đ?&#x203A;ż), jarak (đ?&#x2018;&#x2018;), gerak diri (đ?&#x153;&#x2021; cos đ?&#x203A;ż , đ?&#x153;&#x2021; ), dan kecepatan radial (đ?&#x2018;&#x2030; ) beserta dengan ketidakpastian dari masingmasing parameter tersebut. Total satelit galaksi yang terkumpul sebanyak 31 galaksi, disajikan pada Tabel 1. Data kinematik Sagittarius, LMC, SMC, Draco, Ursa Minor, Sculptor, Sextans, Carina, Fornax, Leo II, Leo I mengacu pada (4) dan referensi di dalamnya. Untuk Aquarius II, data posisi, jarak, dan kecepatan radial didapatkan dari (13). Sedangkan data gerak diri didapatkan dari (9). Data posisi dan jarak untuk satelit Crater II mengacu pada (13). Nilai kecepatan radial diadopsi dari (13) dan (7). Sedangkan gerak diri didapatkan dari (11). Untuk satelit Grus I, nilai posisi dan jarak satelit ke Matahari diadopsi dari (10). Gerak diri didapatkan dari (9) dan nilai kecepatan radial berasal dari dari (10) dan Walker dkk. (14). Data posisi dan kinematik untuk satelitsatelit lainnya, yaitu Triangulum I, Segue 2, Hydrus I, Horologium I, Reticulum II, Carina II, Carina III, Ursa Major II, Segue 1, Ursa Major I, Willman I, Coma Berenices, Bootes II, Bootes I, Draco II, Tucana II, Tucana III mengacu pada (12) dan referensi di dalamnya. 2.2. Metode Perhitungan orbit satelit Bima Sakti dilakukan melalui simulasi numerik. Pada simulasi ini, dilakukan penurunan persamaan potensial gravitasi Bima Sakti untuk mendapatkan persamaan gerak berupa percepatan. Dari persamaan gerak tersebut, dapat dihitung posisi dan kecepatan satelit galaksi pada setiap waktu. Perhitungan posisi dan kecepatan tiap waktu ini akan menunjukkan orbit satelit galaksi dalam mengelilingi Bima Sakti. Tahapan perhitungan orbit ini secara keseluruhan disebut sebagai integrasi orbit. Model potensial galaksi Bima Sakti yang digunakan pada penelitian ini mengadopsi model potensial sumbu simetris yang didefinisikan pada (3). Model ini terdiri dari tiga bagian yaitu potensial bulge, piringan, dan

277

Wildan Hidayat, dkk. Orbit Satelit-Satelit Galaksi Bima Sakti â&#x20AC;Ś halo dark matter. Potensial bulge dan piringan Bima Sakti menggunakan persamaan potensial (Miyamoto & Nagai, 1975), seperti ditunjukan pada persamaan (1). Sedangkan potensial halo dark matter mengikuti (Navarro, dkk 1997), seperti ditunjukan pada persamaan (2). Penjumlahan dari ketiga model potensial tersebut akan merepresentasikan model potensial Bima Sakti, lihat persamaan (3). đ?&#x203A;ˇ (đ?&#x2018;&#x2026;, đ?&#x2018;§) = đ?&#x203A;ˇ (đ?&#x2018;&#x2026;, đ?&#x2018;§) = â&#x2C6;&#x2019;

digunakan adalah Runge-Kutta orde 4. Pada prinsipnya, integrator Runge-Kutta orde 4 memerlukan fungsi awal yaitu, đ?&#x2018;Ś = đ?&#x2018;&#x201C;(đ?&#x2018;Ą , đ?&#x2018;Ś ) = đ?&#x203A;ˇ . Integrasi orbit dilakukan selama 13 Gyr ke belakang dengan timestep (h) sebesar1 Ă&#x2014; 10 Gyr. Kemudian nilai đ?&#x2018;Ś untuk waktu đ?&#x2018;Ą = đ?&#x2018;Ą + â&#x201E;&#x17D; dapat dihitung sesuai persamaan (4). Dengan n dimulai dari 0 hingga jumlah integrasi yang dilakukan. đ?&#x2018;Ś

= đ?&#x2018;Ś + (đ?&#x2018;&#x2DC; + 2đ?&#x2018;&#x2DC; + 2đ?&#x2018;&#x2DC; + đ?&#x2018;&#x2DC; ) (4)

â&#x2C6;&#x161;

(1) đ?&#x203A;ˇ (đ?&#x2018;&#x;) = â&#x2C6;&#x2019; đ?&#x203A;ˇ

đ?&#x2018;&#x2122;đ?&#x2018;&#x203A; 1 +

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya bahwa nilai đ?&#x2018;Ś dalam perhitungan orbit ini merupakan kecepatan dan posisi satelit galaksi yang didapatkan dari berbagai referensi.

(2)

= đ?&#x203A;ˇ (đ?&#x2018;&#x2026;, đ?&#x2018;§) + đ?&#x203A;ˇ (đ?&#x2018;&#x2026;, đ?&#x2018;§) + đ?&#x203A;ˇ (đ?&#x2018;&#x;) (3)

Koordinat kartesian digunakan pada potensial gravitasi Bima Saki, dengan pusat koordinat adalah pusat Bima Sakti. Sehingga jarak sebuah titik dari pusat Bima Sakti dinyatakan dengan đ?&#x2018;&#x; = (đ?&#x2018;Ľ + đ?&#x2018;Ś + đ?&#x2018;§ ). Sedangkan sebuah titik di piringan ke pusat Bima Sakti dinyatakan dengan đ?&#x2018;&#x2026; = (đ?&#x2018;Ľ + đ?&#x2018;Ś ). Pada simulasi ini, digunakan parameter potensial yang mengacu pada model III dari pekerjaan (4) (lihat Tabel 2).

Tabel 2.Nilai untuk parameter potensial Bima Sakti yang digunakan. Parameter

Nilai

Massa(đ?&#x2018;&#x20AC; ) Skala panjang (đ?&#x2018;&#x17D; ) Skala tinggi (đ?&#x2018;? ) Massa (đ?&#x2018;&#x20AC; ) Skala panjang (đ?&#x2018;&#x17D; ) Skala tinggi (đ?&#x2018;? ) Massa (đ?&#x2018;&#x20AC; ) Skala radius (đ?&#x2018;&#x17D; )

443 ď&#x201A;´ 10 Mď&#x201A;¤ 0.267 Kpc 0 Kpc 2798 ď&#x201A;´ 10 Mď&#x201A;¤ 4.40 Kpc 0.308 Kpc 12474 ď&#x201A;´ 10 Mď&#x201A;¤ 7.7 Kpc

Struktur Bima Sakti Bulge

Piringan

3. Hasil dan Pembahasan Hasil simulasi menunjukkan bahwa sebagian besar satelit Bima Sakti terletak di daerah perigalaktik. Hal ini dapat dilihat pada Gambar

Parameter

đ?&#x153;&#x2122;=

menunjukkan fase pada tiap satelit Bima Sakti. Parameter đ?&#x2018;&#x2018; , đ?&#x2018;&#x2018; , dan đ?&#x2018;&#x; masing-masing adalah jarak satelit ke pusat Bima Sakti, perigalaktik, dan apogalaktik. Semakin kecil nilai đ?&#x153;&#x2122;, maka satelit semakin dekat dengan perigalaktiknya. Satelit-satelit Bima Sakti yang sebagian besar terletak di daerah perigalaktik tentunya mengalami gaya pasang surut dari Bima Sakti yang lebih besar jika dibandingkan dengan satelit-satelit Bima Sakti yang berada di daerah apogalaktik. Banyaknya satelit Bima Sakti yang berada di daerah perigalaktik juga menunjukan adanya keterikatan gravitasi antara satelit-satelit tersebut dengan Bima Sakti. Hal ini tampak dari perigalaktik dan apogalaktik sebagian satelit yang masih berada di dalam radius virial Bima Sakti. Meskipun sebagian lainnya tampak berada di luar daerah radius virial Bima Sakti (lihat Gambar 2).

Halo dark matter

Integrasi orbit dilakukan dengan menggunakan modul Galpy (5) pada bahasa pemrograman Python. Integrator yang

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

278

Wildan Hidayat, dkk. Orbit Satelit-Satelit Galaksi Bima Sakti â&#x20AC;Ś

Gambar 1. Histogram distribusi satelit Bima Sakti. Jumlah satelit Bima Sakti tampak lebih banyak di daerah perigalaktik.

Gambar 2. Distribusi apogalaktik terhadap perigalaktik satelit-satelit Bima Sakti yang menunjukan keterikatan gravitasi antara satelit dengan Bima Sakti. Garis putus-putus menunjukan radius virial Bima Sakti. Beberapa satelit Bima Sakti yang berada di perigalaktik diperkirakan sedang mengalami tidal disruption atau tidal stripping akibat pasang surut dari Bima Sakti. Menurut (12) dan (8), satelit galaksi dengan perigalaktik kurang dari 20 kpc yang akan mengalami tidal stripping paling besar. Pada Gambar 2, terdapat 4 satelit Bima Sakti yang diperkirakan mengalami tidal stripping, yaitu Sagittarius, Draco II, Tucana III, dan Segue 1. Tucana III adalah satelit Bima Sakti yang paling besar mengalami tidal stripping karena memiliki perigalaktik paling dekat. Hasil ini sesuai dengan yang didapatkan oleh (12) dan (8). Selain itu, (12) juga mendapatkan bahwa Triangulum II mengalami tidal stripping. Namun dalam pekerjaan ini, perigalaktik

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Triangulum II ternyata lebih dari 20 kpc, sehingga tidak dikategorikan sedang mengalami tidal stripping. Perbedaan hasil pada pekerjaan ini dengan (12) dan (8) diakibatkan oleh perbedaan model Bima Sakti yang digunakan. Dalam pekerjaan ini, model Bima Sakti yang digunakan adalah model terbaru hasil fitting kurva rotasi Bima Sakti hingga mencapai jarak 200 kpc (4). Sebagian satelit Bima Sakti yang berada di luar radius virial Bima Sakti tampaknya tidak terikat secara gravitasi dengan Bima Sakti. Namun, distribusi kecepatan 3D satelit-satelit tersebut menunjukkan bahwa semua satelit tersebut memiliki kecepatan yang masih berada di dalam rentang kecepatan lepas Bima Sakti. Meskipun beberapa di antara satelit tersebut memiliki kecepatan ruang yang lebih besar, namun rentang ketidakpastiannya masih berada dalam nilai kecepatan lepas Bima Sakti.

Gambar 3. Distribusi kecepatan 3D terhadap jarak untuk seluruh satelit-satelit galaksi. Garis putus-putus menunjukan batas kecepatan lepas Bima Sakti sebagai fungsi jarak dari pusat Bima Sakti.

279

Wildan Hidayat, dkk. Orbit Satelit-Satelit Galaksi Bima Sakti â&#x20AC;Ś Kondisi saat apogalaktik dari satelit Bima Sakti berada di luar radius virial, namun kecepatan ruang satelit tersebut masih berada dalam rentang kecepatan lepas Bima Sakti, disebut sebagai backsplashing (12) (8). Kondisi ini terjadi pada sebagian satelit, terutama Aquarius II dan Grus 1 yang terlihat terpisah dari kumpulan satelit lainnya. Dari analisis terhadap perigalaktikď&#x20AC;apogalaktik dan kecepatan ruangnya terhadap kecepatan lepas Bima Sakti, dapat dikatakan bahwa semua satelit tersebut sebenernya terikat secara gravitasi dengan Bima Sakti. Orbit beberapa satelit Bima Sakti dapat dilihat pada Gambar 4.

kemungkinan satelit-satelit Bima Sakti yang mengalami tidal stripping. Satelit tersebut adalah Sagittarius, Draco II, Tucana III, dan Segue 1. Sedangkan sebagian dari satelit-satelit Bimasakti mengalami backsplashing. Secara umum, dapat dikatakan bahwa satelit-satelit ini memang terikat secara gravitasi dengan Bima Sakti. Pekerjaan selanjutnya yang dapat dilakukan diantaranya adalah melakukan pengamatan pada satelit-satelit Bima Sakti yang mengalami tidal stripping untuk memastikan bahwa satelit-satelit tersebut memang benar mengalami tidal stripping. Simulasi N-benda untuk mempelajari bagaimana tidal stripping dapat terjadi pada satelit-satelit Bima Sakti juga menarik untuk dipelajari pada pekerjaan selanjutnya. Kemudian hasil simulasi ini dapat dicocokan dengan data pengamatan yang ada, terutama katalog GAIA DR2 yang mengandung hampir 2,5 milyar bintang di dalamnya. 5. Ucapan Terima Kasih Kami mengucapkan terima kasih kepada Jo Bovy dari Institute for Advanced Study, USA, yang telah terbuka berdiskusi dan memberikan saran mengenai penggunaan modul Galpy untuk melakukan integrasi orbit pada pekerjaan ini.

Gambar 4. Orbit Segue 1 (Atas) dan Tucana III (Bawah). 4. Simpulan Penelitian kali ini menunjukan bahwa simulasi numerik dapat dilakukan untuk mempelajari dinamika benda di alam semesta. Salah satunya pergerakan satelit galaksi dalam potensial gravitasi Bima Sakti. Setelah dilakukan simulasi, dapatkan adanya

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

6. Referensi [1] A. W. Mc Connachie. (2012). The Observed Properties of Dwarf Galaxies in and around the Local Group. The Astronomical Journal. 144: 4. [2] M. S. Pawlowski, dkk. (2015). The New Milky Way Satellites: Alignment with the VPOS and Predictions for Proper Motion and Velocity Dispersion. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 453: 1047. [3] Bajkova, A.T.& Bobylev, V.V. (2018). Refinement of Parameters of Six Selected Galactic Potential Models. Open Astron. 26: 72â&#x20AC;&#x201C;79. [4] Bajkova, A. T., V. V. Bobylev. (2017). Galactic Orbits of Selected Companions of the Milky Way. Astronomy Reports. 61: 727-738. [5] Bovy, Jo. (2014). Galpy: A python Library for Galactic Dynamics. The Astrophysical Journal. 216: 29. 280

Wildan Hidayat, dkk. Orbit Satelit-Satelit Galaksi Bima Sakti â&#x20AC;Ś [6] G., Battaglia, dkk. (2012). The Extensive Age Gradient of the Carina Dwarf Galaxy. The Astrophysical Journal. 761: 6. [7] Caldwell, N. dkk. (2017). Crater 2: An Extremely Cold Dark Matter Halo. The Astrophysical Journal, 839: 20. [8] Fritz, T. K., dkk. (2018). Gaia DR2 Proper Motions of Dwarf Galaxies within 420 kpc: Orbits, Milky Way Mass, Tidal Influences, Planar Alignments, and Group Infall. Astronomy & Astrophysics. [9] Kallivayalil, N. dkk. (2018). The Missing Satellites of the Magellanic Clouds? Gaia Proper Motions of the Recently Discovered Ultra-faint Galaxies. The Astrophysical Journal, 867: 19. [10] Koposov, S.E. dkk. (2015a). Beast of the Southern Wild: Discovery of Nine Ultra Faint Satellites in the Vicinity of the Large Magellanic Clouds. The Astrophysical Journal, 805: 130. [11] Sanders, J.L. dkk. (2018). Tidal disruption of dwarf spheroidal galaxies: the strange case of Crater II. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 478: 3879.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

[12] Simon, J.D. (2018). Gaia Proper Motions and Orbits of the Ultra-faint Milky Way Satellites. The Astrophysical Journal, 863: 89. [13] Torrealba, G. dkk. (2016). At the survey limits: discovery of the Aquarius 2 dwarf galaxy in the VST ATLAS and the SDSS data. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 463: 712. [14] Walker, M.G. dkk. (2016). VizieR Online Data Catalog: Magellan/M2FS spectroscopy of Tucana 2 and Grus 1 (Walker+, 2016). The Astrophysical Journal, 819: 53. [15] Miyamoto, N. & Nagai, R. (1975). Threedimensional Models for the Distribution of Mass in Galaxies. Publications of Astronomycal Society of Japan. 27:533. [16] Navaro, J. F. dkk. (1997). A Universal Density Profile from Hierarchical Clustering. The Astrophysical Journal. 490, 493.

281

Novi Sopwan, dkk. Hilal Hari Pertama dan Kedua

Hilal Hari Pertama dan Kedua Novi Sopwan1*, Moedji Raharto2, Muhammad Irfan Hakim2, Yayan Sugianto2 1

Program Studi Ilmu Falak, Universitas Islam Negeri Sunan Ampel, Jl. A. Yani 117 Surabaya 60237, Indonesia 2 Program Studi Astronomi, Institut Teknologi Bandng, Gd. CAS Lt.6 Jl. Ganesha 10 Bandung 40132, Indonesia * E-mail: sopwan@uinsby.ac.id ABSTRAK Pergantian hari konsep kalender Islam terjadi pada waktu maghrib dimasing-masing lokasi, hal tersebut bersifat local. Pergantian hari dalam konsep kalender Matahari terjadi pada waktu local 00:00 (tengah malam) yang dimulai dari 180o BT. Fase Bulan dihitung berdasarkan waktu dalam kalender Masehi. Perbedaan konsep pergantian hari tersebut menjadi dasar dalam pengelompokkan hilal menjadi hilal hari pertama dan hilal dari kedua. Hilal hari pertama adalah hilal yang terjadi pada tanggal yang sama dengan fase Bulan Baru. Hilal hari kedua adalah hilal yang terjadi satu hari setalah tanggal fase Bulan Baru. Hilal hari kedua meruapakan hilal hari pertama ditambah 1 hari kalender masehi. Penelitian ini mengelompokan dan memberikan gambaran karakteristik hilal hari pertama dan hilal hari kedua saat Matahari terbenam. Kata Kunci: Parameter Hilal; Kalender

ABSTRACT The concept of the day in the Islamic calendar takes place at maghrib in each location. The changing day in the concept of the Solar calendar occurs at 00:00 local time (midnight) which starts at 180oE. The Moon phase is calculated based on Solar calendar. The difference in the concept of the day becomes the basis for the grouping of the hilal to be the first day of hilal and the second days of hilal. the first day of Hilal is the hilal that occurs on the same date as the New Moon phase. The second days of Hilal is the hilal which occurs one day after the date of the New Moon phase. The second days of hilal is the first day of the new moon plus 1 calendar day. The characteristics of the hilal from the first and the hilal of the second day at sunset will be discussed in this paper. Keywords: Hilal Parameters, Calendar

1. Pendahuluan Fase Bulan baru (Newmoon, konjungsi, ijtimak) dapat terjadi pada pagi, siang, sore, ataupun malam hari (tabel 1). Hilal sebagai penentu pergantian bulan dalam penanggalan islam menggunakan waktu saat Matahari terbenam sebagai acuan. Penentuan pergantian bulan dalam penanggalan islam dilakukan pada tanggal 29 setiap bulannya. Jika hilal terlihat setelah atau saat Matahari terbenam maka keesokan harinya merupakan tanggal 1 awal

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

bulan. Sedangkan jika hilal tidak terlihat setelah atau saat Matahari terbenam maka keesokan harinya merupakan tanggal 30 pada bulan yang sama. Contoh untuk awal Ramadan 1440 hijriah, konjungsi terjadi pada 5 Mei 2019 jam 05:45 WIB, kemungkinan pada waktu maghrib tanggal 5 Mei tersebut hilal sudah dapat teramati di wilayah Indonesia, sehingga kemungkinan esok hari tanggal 6 Mei 2019 merupakan tanggal 1 Ramadan 1440 Hijriah.

282

Novi Sopwan, dkk. Hilal Hari Pertama dan Kedua Tabel 1. Tabel Baru Baru / Konjungsi / Ijtimak untuk tahun 2019 (dalam WIB)

menghindari kesalahan penentuan awal bulan karena hilal belum masuk konjungsi.

Bulan Islam Jumadil Awal 1440H Jumadil Akhir 1440H Rajab 1440H Syaban 1440H Ramadan 1440H Syawal 1440H Zulkaeda h 1440H Zulhijjah 1440H Muharra m 1441H Safar 1441H Rabiul Awal 1441H Rabiul Akhir 1441H Jumadil Awal 1441H

2. Metode Dihitung posisi hilal saat Matahari terbenam untuk lokasi Pelabuhan Ratu, Jawa Barat menggunakan algoritma Meuss (1997). Data hilal dikelompokan menjadi hilal hari pertama dan hari kedua dengan batasan pukul 00:00 WIB waktu lokal. Posisi hilal digambarkan pada saat Matahari terbenam dalam plot tinggi Bulan dan elongasi.

Tgl

Bulan

Januari

Jam 08:28

Februari 04:04

Maret

April

Mei

Juni

Juli

Agustus

Septemb er Oktober

23:04 15:50 05:45 17:02 02:16 10:12 17:37 01:26 10:38

26 26

Novemb er

22:06

Desemb er

12:13

Awal pergantian hari dalam penanggalan Islam adalah pada saat Matahari terbenam, biasanya disebut waktu magrib, berbeda dengan awal pergantian hari dalam penanggalan masehi (penanggalan Matahari) yang terjadi pada tengah malam waktu setempat (00:00 waktu lokal). Perbedaan tersebut akan memberikan kondisi hilal yang berbeda dalam hari pengamatan penentuan pergantian tanggal penanggalan bulan. Penelitian ini mengelompokan dan memberikan gambaran karakteristik hilal hari pertama dan hilal hari kedua saat Matahari terbenam. Dengan megetahui ragam konfigurasi hilal hari pertama, kita dapat

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

3. Hasil 3.1 Hilal Hari Pertama Didefinisikan hilal hari pertama yang merupakan kejadian hilal pada tanggal yang sama dengan tanggal terjadinya Bulan Baru. Misalkan Bulan baru awal Ramadan 1440 H terjadi pada 5 Mei 2019 jam 05:45 WIB, maka hilal hari pertama dapat diamati pada 5 Mei 2019 saat Matahari terbenam. Hilal hari pertama berada tepat pada tanggal 29 bulan Islam dengan panjang 29 atau 30 hari. Gambar 1 memperlihatkan plot elongasi BulanMatahari dengan tinggi Bulan saat Matahari terbenam untuk hilal hari pertama. Dalam plot Gambar 1 terdapat beberapa garis batas yang membatasi kasus hilal yang terjadi untuk lokasi perhitungan pelabuhan ratu tersebut, diantaranya: 1. Batas atas kriteria Odeh, merupakan batas hilal dapat teramati dengan mata telanjang secara mudah. Data hilal diatas garis batas atas kriteria Odeh kemungkinan dapat diamati dengan mata telanjang secara mudah. 2. Batas kriteria Ilyas, merupakan batas minimum untuk hilal dapat teramati dengan mata telanjang. Data hilal diatas garis batas kriteria Ilyas kemungkinan dapat diamati dengan mata telanjang. Sebaliknya data hilal dibawah garis batas kriteria Ilyas kemungkinan tidak dapat teramati dengan mata telanjang. Dalam Gambar 1 garis batas kriteria Ilyas terlihat berhimpit dengan batas atas kriteria Odeh. 3. Batas bawah kriteria Odeh merupakan batas hilal tidak dapat diamati sekalipun menggunakan teleskop. Data hilal dibawah garis batas ini tidak dapat teramati walaupun menggunakan alat Bantu sepeti

283

Novi Sopwan, dkk. Hilal Hari Pertama dan Kedua teleskop. Data hilal diantara batas atas dan batas bawah kriteria Odeh memungkinkan untuk teramati dengan menggunakan alat bantu seperti teleskop. 4. Garis batas tinggi Bulan minimum 2 derajat merupakan batas ketinggian hilal 2 derajat. Garis batas elongasi minimum 3 derajat merupakan batas elongasi hilal 3 derajat. Batas minimum tinggi hilal 2 derajat dan elongasi 3 derajat merupakan criteria MABIMS (ditambah parameter umur bulan 8 jam dari konjungsi) yang menjadi acuan dalam kalender Takwim Standar Republik Indonesia. 5. Garis batas y=x-1,1 dan y=x-7,1. garis ini merupakan hubungan antara paramter elongasi dengan tinggi Bulan saat Matahari terbenam. Untuk daerah Pelabuhan Ratu, dekat dengan ekuator, saat Matahari terbenam hilal hari pertama berada diantara y=x-1,1 dengan y=x-7,1.

Gambar 1. Plot nilai elongasi Bulan dan Matahari vs tinggi Bulan saat Matahari terbenam untuk lokasi Pelabuhan Ratu Jawa Barat. Gambar 1 merupakan seluruh data hilal hari pertama dari Juli 622 – Desember 3000 M, berjumlah 29418 data hilal hasil perhitungan menggunakan algoritma Meuss. Hilal hari pertama berada diantara elongasi 0,05 – 11,74 derajat, tinggi Bulan -7,5 – 10,2 derajat, umur Bulan -6,27 – 18,33 jam, dan fraksi Illuminasi 0-0,9 %. Rangkuman data variasi nilai berbagai parameter hilal saat Matahari terbenam untuk lokasi pelabuhan ratu ditampilkan pada Tabel 2.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Tabel 2. Rangkuman data parameter hilal hari pertama. Parameter Elongasi Tinggi Bulan Umur Bulan (jam) Beda Waktu Terbenam (menit) Fraksi Illuminasi Periode Sinodis (hari)

Minimum 0,05 -7,5 -6,27

Maksimum 11,74 10,2 18,33

0 48 0 29,27065

0,009 29,8335

Gambar 1 dan Tabel 2 merupakan seluruh kejadian hilal hari pertama dari pukul 00:00:00 WIB sampai 23:59:59 WIB. Pada saat Matahari terbenam kemungkinan kondisi hilal hari pertama yang mungkin terjadi adalah: a. Hilal Sebelum Konjungsi Konjungsi atau bulan baru merupakan batas antara siklus satu fase Bulan dengan dengan fase Bulan lainnya. Penentuan awal bulan baru menggunakan sabit Bulan dalam fase yang baru, sehingga konjungsi dijadikan batas awal untuk hilal penentu awal bulan dapat dikategorikan dimungkinkan untuk teramati atau tidak. Gambar 2 memperlihatkan hilal hari pertama yang belum terjadi konjungsi (Umur Bulan < 0 jam) saat Matahari terbenam. Terdapat 7433 data hilal sebelum konjungsi. Sebagian besar hilal ini memiliki tinggi bulan negatif (AltB≤0) saat Matahari terbenam. Terdapat sebagian kecil dari data hilal hari pertama yang memiliki tinggi Bulan positif (AltB>0) saat Matahari terbenam. Gambar 3 merupakan hilal hari pertama yang memiliki ketinggian Bulan negatif (AltB <= 0 derajat) dan belum terjadi konjungsi (Umur Bulan <= 0 jam) saat Matahari terbenam. Jumlah data 7402, Umur Bulan 0 - 6,27 jam, Bulan baru terjadi dalam rentang 17:47 WIB – 23:58 WIB. Elongasi Bulanmatahari 0,12 – 6,01. Elongasi 0,12 – 1 derajat: 199 data. Elongasi 1,01 – 2 derajat: 771 data. Elongasi 2,01 – 3 derajat: 1399 data. Elongasi 3,01 – 4 derajat: 1851 data. Elongasi 4,01 – 5

284

Novi Sopwan, dkk. Hilal Hari Pertama dan Kedua derajat: 2514 data. Elongasi 5,01 – 6,01 derajat: 668 data.

8 menit. Elongasi Bulan dan Matahari 3,51 – 4,84 derajat. Azimuth Bulan selalu lebih kecil sekitar 4-5 derajat dibandingkan dengan Azimuth Matahari, dalam artian, Bulan selalu disebelah kiri Matahari. Ketinggian Bulan tida lebih dari 1 derajat. Data hilal ini dapat dijadikan acuan untuk menghindari penggunaan hilal sebelum konjungsi untuk dijadikan penentuan awal bulan Islam.

Gambar 5. Plot Elongasi dan tinggi Bulan saat matahari terbenam hilal hari pertama yang terjadi sebelum konjungsi.

Gambar 7. Plot elongasi dan tinggi Bulan saat matahari terbenam untuk hilal sebelum konjungsi yang memiliki ketinggian positif.

Gambar 6. Plot Elongasi dan tinggi Bulan saat Matahari terbenam untuk hilal hari pertama yang terjadi sebelum konjungsi memiliki ketinggian negatif. Gambar 4 memperlihatkan hilal hari pertama sebelum konjungsi yang memiliki ketinggian positif saat Matahari terbenam. Kasus hilal seperti ini merupakan kasus yang langka. Dalam kurun waktu 01 H sampai dengan 3000 H untuk lokasi perhitungan Pelabuhan Ratu, Sukabumi, Jawa Barat, terdapat 56 data hilal yang masuk kedalam kasus ini. Hilal ini terjadi pada bulan februari, Maret, April dan Mei. Hilal ini terjadi pada bujur ekliptika Bulan dan Matahari sekitar 313 – 51 derajat, bujur ekliptika Bulan -4,12 - -5 derajat, deklinasi Matahari dari -17 – 18 derajat, umur Bulan -1,72 – 0 jam. Matahari terbenam dalam rentang 17:44 – 18:22 WIB. Bulan Baru terjadi dalam rentang 17:48 – 19:12 WIB. Beda waktu terbenam Bulan dan Matahari (Lag) 5 – Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

b. Hilal setelah konjungsi Hilal penentu awal bulan dalam penanggalan Islam harus terjadi setelah konjungsi. Gambar 5 merupakan hilal hari pertama yang sudah terjadi konjungsi (Umur Bulan > 0 jam) saat Matahari terbenam, berjumlah 21963 data hilal. Saat Matahari terbenam pada hari pertama setelah konjungsi, hilal dapat memiliki ketinggian positif dan negatif.

Gambar 8. Plot Elongasi dan tinggi bulan saat matahari terbenam untuk hilal setelah konjungsi.

285

Novi Sopwan, dkk. Hilal Hari Pertama dan Kedua Gambar 6 merupakan hilal hari pertama yang memiliki ketinggian Bulan negatif (AltB <= 0 derajat) dan sudah terjadi konjungsi (Umur Bulan > 0 jam) saat Matahari terbenam, dengan jumlah data 4837 data hilal. Hilal hari pertama yang memiliki ketinggian negatif setelah konjungsi memiliki nilai elongasi 0 – 6.4 derajat, tinggi Bulan – 4 – 0 derajat.

Gambar 9. Plot elongasi dan tinggi Bulan saat Matahari terbenam untuk hilal hari pertama setelah konjungsi yang memiliki tinggi Bulan negatif. Gambar 7 merupakan hilal hari pertama yang memiliki ketinggian Bulan positif (AltB > 0 derajat) dan sudah terjadi konjungsi (Umur Bulan > 0 jam) pada saat Matahari terbenam. Untuk data hilal ini, batas kanan berubah dari 7,0 menjadi 6,8. Batas kiri dan kanan merupakan nilai Elongasi – Tinggi Bulan. Jumlah data 17123 (58,21%). Hilal hari pertama yang memiliki ketinggian positif setelah konjungsi memiliki nilai elongasi 0 – 11 derajat, dan tinggi Bulan 0 – 10 derajat.

Gambar 10. Plot elongasi dan tinggi Bulan saat Matahari terbenam hilal hari pertama setelah konjungsi yang memiliki tinggi Bulan positif.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

3.2 Hilal hari kedua Didefinisikan hilal hari kedua yang merupakan hilal hari pertama ditambah satu hari, atau kejadian hilal pada satu hari setelah tanggal terjadinya Bulan Baru. Misalkan Bulan baru awal Ramadan 1440 H terjadi pada 5 Mei 2019 jam 05:45 WIB, maka hilal hari kedua dapat diamati pada 6 Mei 2019 saat Matahari terbenam.

Gambar 8. Plot elongasi dan tinggi Bulan saat Matahari terbenam hilal hari kedua. Gambar 8 merupakan seluruh data hilal hari kedua dari Juli 622 – Desember 3000 M, berjumlah 29418 data hilal hasil perhitungan menggunakan algoritma Meuss. Jumlah data yang sama dengan hilal hari pertama, karena hilal hari kedua merupakan pengulangan kasus hilal hari pertama yang berbeda karena penambahan waktu terbenam sekitar 24 jam ke hari berikutnya. Hilal hari kedua berada diantara elongasi 7,61 – 25,41 derajat, tinggi Bulan 2,4 – 23,4 derajat, umur Bulan 17,75 – 42,33 jam, dan fraksi Illuminasi 0,4 % -4,7 %. Rangkuman data variasi nilai berbagai parameter hilal saat Matahari terbenam untuk lokasi pelabuhan ratu ditampilkan pada Tabel 3. Hilal hari kedua sudah dipastikan terjadi setelah konjungsi dan memiliki ketinggian positif seluruh datanya. Melihat rentang tinggi Bulan saat Matahari terbenam dari 2,4 derajat sampai 23,4 derajat merupakan rentang tinggi Bulan yang sangat besar. Jika dibandingkan dengan kriteria Odeh (Gambar 8), terlihat bahwa hilal hari kedua dapat dibawah garis kriteria minimum Odeh sampai diatas garis kriteria maksimum, dan masih banyak data diantara kedua garis kriteria tersebut. Hal ini menandakan bahwa hilal hari kedua tidak serta 286

Novi Sopwan, dkk. Hilal Hari Pertama dan Kedua merta merupakan kasus hilal yang mudah untuk diamati, secara mata telanjang bahkan dengan bantuan alat optik. Tabel 3. Rangkuman data parameter hilal hari kedua. Parameter Elongasi Tinggi Bulan Umur Bulan (jam) Beda Waktu Terbenam (menit) Fraksi Illuminasi Periode Sinodis (hari)

Minimum 7,61 2,4 17,75

Maksimum 25,41 23,4 42,33

14 110 0,004 29,27065

0,047 29,8335

3.3 Pembahasan Hilal hari pertama memberikan ragam konfigurasi posisi hilal yang dibatasi konjungsi dan tinggi Bulan saat saat Matahari terbenam. Konjungsi menandakan fase bulan sudah berubah menjadi fase bulan berikutnya, sedangkan tinggi Bulan menandakan hilalnya masih berada diatas horizon atau tidak. Untuk keperluan pergantian tanggal dalam penanggalan Islam, hilal yang digunakan adalah hilal positif setelah konjungsi. Walaupun ada kondisi berikutnya yang menyatakan hilal positif setelah konjungsi yang sudah memenuhi kriteria wujudul hilal, kriteria MABIMS, ataupun kriteria Odeh. Dengan megetahui ragam konfigurasi hilal hari pertama, kita dapat menghindari kesalahan penentuan awal bulan karena hilal belum masuk konjungsi. Kita juga bisa menghindari hilal setelah konjungsi yang memiliki tinggi Bulan negatif saaat Matahari terbenam. Kita juga bisa menghindari kasus yang sangat khusus dari posisi hilal, yaitu hilal yang memiliki tinggi Bulan positif sebelum terjadinya konjungsi, hilal tersebut dapat mengecoh dalam penentuan awal Bulan jika tidak kita identifikasi lebih awal. Hilal hari kedua memperlihatkan kepada kita bahwa walaupun hilalnya memiliki umur yang cukup jauh dari konjungsi, terdapat kasus hilal yang masih memiliki tinggi Bulan yang rendah. Hal tersebut terlihat dari minimum tinggi Bulan yang dapat dicapai oleh hilal hari kedua yang dapat mencapai 2,4 derajat.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Walaupun terjadi dalam jumlah yang kecil, tetapi hal ini dapat dijadikan tantangan bagi kalangan pengamat hilal untuk dapat menyaksikan hilal yang rendah dengan elongasi yang sudah lebih dari 6,4 derajat. Kita juga perlu melihat seberapa besar perubahan dari masing-masing parameter data pada hilal hari pertama menjadi hilal hari kedua. Hal tersebut diperlukan untuk melihat parameter yang memberikan perubahan yang paling besar dan paling memperngaruhi perubahan konfigurasi posisi hilal saat Matahari terbenam. 4. Simpulan Penanggalan Islam menjadikan waktu maghrib sebagai acuan pergantian hari, sedangkan penanggalan masehi menggunakan waktu lokal 00:00 sebagai pergantian harinya. Perbedaan tersebut akan memberikan kondisi hilal hari pertama dan hari kedua. Ragam kondisi hilal hari pertama yang terjadi adalah: a. Hilal sebelum konjungsi, yang dapat dibagi lagi menjadi a.1. Hilal positif sebelum konjungsi, dan a.2. Hilal negatif sebelum konjungsi. b. Hilal sesudah konjungsi, yang dapat dibagi lagi menjadi b.1. Hilal positif sesudah konjungsi, dan b.2. hilal negatif sesudah konjungsi. Ragam kondisi hilal hari kedua yang terjadi adalah: a. Hilal dibawah garis kriteria Odeh minimum, b. Hilal diatas garis kriteria Odeh maksimum, dan c. Hilal diantara garis kriteria Odeh minimum dan maksimum 5. Ucapan Terima Kasih Penelitian ini didanai oleh P3MI ITB Tahun 2018. Terimakasih atas pendanaannya. 6. Referensi [1] Ilyas, M., “Limiting Altitude Separation in the New Moon’s First Visibility Criterion”, Astronomy & Astrophysics, 206, 133-135, 1998 [2] Meeus, J., “Astronomical Algorithms”, Wilmann-Bell Inc., Virginia, 1997. [3] Odeh, M., “New Criterion for Lunar Crescent Visibility”, Experimental Astronomy, 18 , 39-64, 2004

287

Novi Sopwan, dkk. Hilal Hari Pertama dan Kedua [4]

Sopwan, N., Raharto, M. (2017). Karakteristik Parameter Posisi Hilal Elongasi dan Tinggi Bulan Saat Matahari Terbenam di Pelabuhan Ratu Jawa Barat. Prosiding Seminar Pendidikan IPA Pascasarjana UM, volume 2 tahun 2017 [5] Novi Sopwan, M.Si. , Dr. Moedji Raharto, "Model Awal Visibilitas Hilal Metonik", Proceedings of Simposium Nasional Inovasi dan Pembelajaran Sains 2017, 2018, http://portal.fmipa.itb.ac.id/snips2017/kfz /proceedings/80

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

288

Anggia Nur Abiyyah, dkk. Analisis Mekanisme Fokus Gempabumi Menggunakan ...

Analisis Mekanisme Fokus Gempabumi Menggunakan Metode Inversi Moment Tensor (Studi Kasus: Zona Tumbukan Laut Maluku Pada Tahun 2010-2017) Anggia Nur Abiyyah1*, Pepen Supendi2, dan Andi Suhandi1 1

Program Studi Fisika, Universitas Pendidikan Indonesia, Bandung, Jawa Barat, Indonesia 2 Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika Bandung *E-mail : anggianur0512@gmail.com

ABSTRAK Zona Tumbukan Laut Maluku merupakan salah satu daerah di Indonesia dengan tingkat aktivitas seismisitas yang tinggi dan dikenal sebagai struktur tektonik yang paling rumit di Indonesia. Hal ini disebabkan oleh kondisi tektonik berupa zona tumbukan busur yang terletak di daerah pertemuan antara lempeng Eurasia, Pasifik dan Filipina. Untuk mengurangi dampak kerusakan akibat gempabumi yang terjadi, di daerah tersebut maka perlu diketahui karakteristik sumber gempabumi. Pada penelitian ini digunakan metode inversi moment tensor untuk menganalisis mekanisme fokus di Zona Tumbukan Laut Maluku yang bertujuan untuk menentukan pola bidang sesar dari gempabumi yang telah terjadi berupa nilai strike, dip dan rake. Data yang digunakan berupa wafevorm dari 14 event gempabumi pada tahun 2010-2017 dengan magnitude Mwâ&#x2030;Ľ5,5. Dalam penelitian ini digunakan program ISOLA-GUI untuk melakukan inversi moment tensor. Solusi dari mekanisme fokus sumber gempabumi ditampilkan dalam beachball. Hasilnya menunjukan bahwa jenis sesar yang terjadi di Zona Tumbukan Laut Maluku pada umumnya merupakan reverse fault (sesar naik). Adapun jenis sesar lainnya yang mengakibatkan gempabumi di daerah tersebut yaitu strike-slip fault, normal fault dan Oblique - slip fault. Untuk jenis sesar strike-slip fault terjadi di kedalaman dangkal dan menengah, jenis sesar normal fault terjadi di kedalaman dalam, jenis sesar Oblique - slip fault terjadi di kedalaman menengah dan untuk jenis sesar reverse fault terjadi di kedalaman dangkal dan menengah. Kata kunci: Mekanisme fokus, moment tensor, Zona Tumbukan Laut Maluku

Pendahuluan Zona Tumbukan Laut Maluku merupakan salah satu daerah di Indonesia dengan tingkat aktifitas seismik yang besar dan dikenal dengan struktur geologinya yang paling rumit. Hal ini dikarenakan keadaan tektonik Zona Tumbukan Laut Maluku merupakan daerah tektonik yang kompleks dan wilayah ini merupakan zona tumbukan busur dengan busur yang terletak di daerah pertemuan antara lempeng Eurasia, Pasifik dan Filipina. Di sebelah timur busur gunung api aktif Halmahera, dan di sebelah barat dijumpai busur gunung api aktif Sangihe. Subduksi ini dapat menimbulkan gempabumi baik dangkal, menengah maupun dalam. Untuk meminimalisasi kerusakan akibat gempabumi yang terjadi di Zona Tumbukan Laut Maluku maka perlu diketahui karakteristik

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

sumber gempabumi. Pemahaman terhadap karakteristik sesar yang mengakibatkan gempabumi juga diperlukan untuk memperkirakan atau mengetahui karakter dan akibat kegempaan. Karena itulah perlu dilakukan pemodelan moment tensor gempabumi [1]. Moment tensor merupakan penggambaran model sesar penyebab gempabumi yang digambarkan dengan beachball. Konsep moment tensor dapat memberi deskripsi yang lengkap tentang gaya dari sumber titik seismik. Moment tensor ini digunakan untuk menggambarkan arah gaya penyebab gempabumi. Pemodelan moment tensor ini dapat dilakukan dengan menggunakan metode inversi yang memanfaatkan waveform [2]. Pada analisis ini digunakan inversi wafevorm lokal tiga

289

Anggia Nur Abiyyah, dkk. Analisis Mekanisme Fokus Gempabumi Menggunakan ... komponen yaitu berupa komponen E, komponen N dan komponen Z. Proses inversi yang baik didasarkan hasil pencocokan data observasi dan data sintetik hasil inversi. Hasil yang baik terjadi saat data observasi dan data sintetik saling tumpang tindih atau berhimpitan. Untuk mengetahui gerak sesar dan karakter sesar penyebab gempabumi dapat dianalisis berdasarkan moment tensor gempabumi yang dapat menggambarkan arah gaya penyebab gempabumi. Moment tensor menyatakan bagian dari perubahan Stress internal yang menyebabkan deformasi nonelastik pada sumber yaitu proses patahan [3]. Berikut merupakan hasil moment tensor sumber gempabumi: đ?&#x2018;&#x20AC; Mij = đ?&#x2018;&#x20AC; đ?&#x2018;&#x20AC;

đ?&#x2018;&#x20AC; đ?&#x2018;&#x20AC; đ?&#x2018;&#x20AC;

đ?&#x2018;&#x20AC; = đ?&#x2018;&#x20AC; đ?&#x2018;&#x20AC;

đ?&#x2018;&#x20AC; đ?&#x2018;&#x20AC; đ?&#x2018;&#x20AC;

(1)

Komponen Mij dalam koordnat bola menjadi berikut: đ?&#x2018;&#x20AC; â&#x17D;Ą đ?&#x2018;&#x20AC; â&#x17D;˘ đ?&#x2018;&#x20AC; â&#x17D;˘ â&#x17D;˘ đ?&#x2018;&#x20AC; â&#x17D;˘ đ?&#x2018;&#x20AC; â&#x17D;˘ đ?&#x2018;&#x20AC; â&#x17D;Ł

= = =

đ?&#x2018;&#x20AC; đ?&#x2018;&#x20AC; đ?&#x2018;&#x20AC;

â&#x17D;¤ â&#x17D;Ľ â&#x17D;Ľ = đ?&#x2018;&#x20AC; â&#x17D;Ľ = â&#x2C6;&#x2019;đ?&#x2018;&#x20AC; â&#x17D;Ľ â&#x17D;Ľ = â&#x2C6;&#x2019;đ?&#x2018;&#x20AC; â&#x17D;Ś

(2)

Gaya yang bekerja kearah i terhadap j disimbolkan dalam Mij yang merupakan komponen moment tensor. Sifat moment tensor ini simetris, karena Mij dan Mji. Nilai komponen Mij tersebut dapat digunakan untuk mengetahui parameter strike (đ?&#x153;&#x2018;), dip (đ?&#x203A;ż), dan rake (đ?&#x153;&#x2020;) penyebab gempabumi dinyatakan dalam persamaan berikut: đ?&#x2018;&#x20AC; đ?&#x2018;&#x20AC;

đ?&#x2018;&#x20AC;

= đ?&#x2018;&#x20AC; = đ?&#x2018;&#x20AC;

= đ?&#x2018;&#x20AC; đ?&#x2018;&#x20AC;

đ?&#x2018;&#x20AC; đ?&#x2018;&#x20AC;

=đ?&#x2018;&#x20AC; = đ?&#x2018;&#x20AC;

= â&#x2C6;&#x2019;đ?&#x2018;&#x20AC; (sin đ?&#x203A;ż cos đ?&#x153;&#x2020; sin 2đ?&#x153;&#x2122; + đ?&#x2018; đ?&#x2018;&#x2013;đ?&#x2018;&#x203A;2 đ?&#x203A;ż đ?&#x2018;?đ?&#x2018;&#x153;đ?&#x2018; đ?&#x153;&#x2020; sin 2đ?&#x153;&#x2122;) = đ?&#x2018;&#x20AC; (sin đ?&#x203A;ż cos đ?&#x153;&#x2020; sin 2đ?&#x153;&#x2122; + 0.5 đ?&#x2018; đ?&#x2018;&#x2013;đ?&#x2018;&#x203A;2đ?&#x203A;ż đ?&#x2018;?đ?&#x2018;&#x153;đ?&#x2018; đ?&#x153;&#x2020; sin 2đ?&#x153;&#x2122;) =đ?&#x2018;&#x20AC; = đ?&#x2018;&#x20AC;

= â&#x2C6;&#x2019;đ?&#x2018;&#x20AC; (cos đ?&#x203A;ż cos đ?&#x153;&#x2020; cos đ?&#x153;&#x2122; + đ?&#x2018;?đ?&#x2018;&#x153;đ?&#x2018; 2đ?&#x203A;ż đ?&#x2018; đ?&#x2018;&#x2013;đ?&#x2018;&#x203A;đ?&#x153;&#x2020; sin đ?&#x153;&#x2122;) = đ?&#x2018;&#x20AC; =đ?&#x2018;&#x20AC;

=đ?&#x2018;&#x20AC;

= đ?&#x2018;&#x20AC; (sin đ?&#x203A;ż cos đ?&#x153;&#x2020; sin 2đ?&#x153;&#x2122; â&#x2C6;&#x2019; đ?&#x2018; đ?&#x2018;&#x2013;đ?&#x2018;&#x203A;2đ?&#x203A;ż đ?&#x2018; đ?&#x2018;&#x2013;đ?&#x2018;&#x203A; đ?&#x153;&#x2020; cos 2đ?&#x153;&#x2122;)

= â&#x2C6;&#x2019;đ?&#x2018;&#x20AC; (cos đ?&#x203A;ż cos đ?&#x153;&#x2020; sin đ?&#x153;&#x2122; â&#x2C6;&#x2019; đ?&#x2018;?đ?&#x2018;&#x153;đ?&#x2018; 2đ?&#x203A;ż đ?&#x2018; đ?&#x2018;&#x2013;đ?&#x2018;&#x203A; đ?&#x153;&#x2020; cos đ?&#x153;&#x2122;) = đ?&#x2018;&#x20AC; = â&#x2C6;&#x2019;(đ?&#x2018;&#x20AC;

=đ?&#x2018;&#x20AC;

+ đ?&#x2018;&#x20AC; ) = đ?&#x2018;&#x20AC; (đ?&#x2018; đ?&#x2018;&#x2013;đ?&#x2018;&#x203A;2 đ?&#x203A;ż đ?&#x2018; đ?&#x2018;&#x2013;đ?&#x2018;&#x203A; đ?&#x153;&#x2020;)

Mekanisme fokus (focal mechanism) merupakan metode yang digunakan untuk Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

menentukan jenis sesar dengan cara menentukan parameter sesar yang terjadi berupa penentuan nilai strike, dip, dan rake. Arah gerakan gelombang-P pertama yang terekam oleh seismogram yang akan dimanfaatkan untuk mempelajari mekanisme fokus karena gelombang-P mudah teramati dan paling jelas pembacaannya. Solusi dari mekanisme fokus sumber gempa ditampilkan dalam penggambaran beachball kemudian dapat diketahui karakteristik atau jenis sesar apa yang terjadi selama gempabumi. Manfaat dari mengetahui mekanisme fokus sumber gempa ini adalah dapat mengetahui arah awal gerakan gelombang gempa dan mengetahui arah penyebab gempabumi yang terjadi pada wilayah tersebut. Hal ini penting karena untuk mengetahui pergerakan dari lempeng tektonik dan untuk mengestimasi gempabumi selanjutnya yang akan terjadi [4]. Dalam penelitian ini digunakan program ISOLA-GUI untuk melakukan inversi moment tensor. Program ISOLA-GUI ini digunakan untuk menjelaskan focal mechanism dari moment tensor gempa. Dari proses inversi maka dapat diketahui nilai strike, dip, dan rake (slip). Data rekaman seismogram merupakan konvolusi dari fungsi waktu sumber (Source time function) dengan fungsi waktu struktur dan fungsi waktu dari instrumental reponse [9]. U(t) = x(t) * e(t) * q(t) * i(t) (3) 2.

Metode Penelitian

2.1 Pengambilan Data

Tahapan awal penelitian ini adalah mendownload data sekunder gempabumi di Zona Tumbukan Laut Maluku tahun 2010-2017 di katalog Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) Pusat Gempa dan Tsunami dengan magnitude â&#x2030;Ľ5,5 SR. Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data gempabumi pada koordinat 123Â°-130Â° BT dan 0Â°-5Â° LU. Setelah data gempabumi sudah terkumpul maka tahap selanjutnya membuat peta seismisitas gempabumi di Zona Tumbukan Maluku tahun 2010-2017 yang bertujuan untuk melihat persebaran gempabumi di wilayah tersebut. Data gempabumi yang digunakan berupa tanggal dan waktu terjadinya gempabumi (origin time), letak koordinat (latitude dan longitude), besar magnitude dan kedalaman (depth).

290

Anggia Nur Abiyyah, dkk. Analisis Mekanisme Fokus Gempabumi Menggunakan ...

2.2 Diagram Alur Penelitian

Gambar 1. Diagram Alur Penelitian

2.3 Pengolahan Data

Penentuan besarnya moment tensor dan mekanisme fokus dilakukan dengan menggunakan program ISOLA-GUI. Langkah pertama yang dilakukan adalah data yang diambil dari jaringan stasiun seismik Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) dalam format.MSEED dikonversi kedalam format SAC menggunakan program SEISAN dengan tujuan agar dapat dikenali ole program ISOLA. Setelah di konversi maka langkah selanjutnya adalah pengolahan data menggunakan program ISOLA-GUI. Sebelum melakukan pengolahan data, dipersiapkan terlebih dahulu data stasiun longitude, latitude, dan pzfiles atau pole zero file. Berikut tampilan program ISOLA. Pengolahan menggunakan ISOLA dimulai dari menginput data gempabumi yang sudah diubah kedalam format SAC untuk digunakan pada SAC import. Setelah itu menentukan model kecepatan bumi dimana model kecepatan bumi yang digunakan dalam penelitian ini merupakan model kecepatan referensi 1-D (ak135) sebagai model kecepatan gelombang seismik global [5]. Selanjutnya melakukan pendefinisian event gempabumi dengan cara memasukan informasi kejadian gempabumi meliputi tanggal dan waktu terjadinya gempabumi (origin time), letak

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

koordinat (latitude dan longitude), besar magnitude, kedalaman (depth) dan lokasi argensi yang digunakan. Setelah itu pemilihan stasiun gempa yang akan digunakan untuk pengolahan moment tensor. Selanjutnya dilakukan proses raw data prepation. Pada proses ini melibatkan seismogram terdiri dari melakukan pengkoreksian instrumen, origin time alignment, melakukan filter dengan memilih frekuensi rendah dan tinggi untuk meminimalkan noise dan menyiapkan data untuk proses inversi. Tahap selanjutnya pendefinisian sumber seismik dilakukan dengan menentukan awal kedalaman, range kedalaman dan jumlah sumber seismik yang dibutuhkan untuk melakukan proses selanjutnya yaitu perhitungan Fungsi Green. Setelah semua persiapan data selesai, kemudian dilakukan perhitungan Fungsi Green. Fungsi green berfungsi untuk menghitung seismogram untuk mengestimasi parameter yang cocok dalam proses inversi dan selanjutnya proses inversi melibatkan tiga komponen seismogram dengan memilih filter yang tepat. Hal ini bertujuan untuk menghilangkan noise sebelum melakukan proses inversi. Langkah selanjutnya yaitu proses inversi data waveform tiga komponen. Untuk mendapatkan hasil yang bagus dalam fitting kurva maka dilakukan penentuan nilai filter terlebih dahulu. Melakukan filter dilakukan untuk memnimalkan noise dengan memilih frekuensi rendah dan tinggi. Hal ini bertujuan untuk mengilangkan noise sebelum dilakukan proses inversi. Tahapan terakhir dalam pengolahan data pada ISOLA-GUI adalah plot hasil pengolahan data. Dalam proses ini dapat diketahui solusi mekanisme fokus gempabumi yang ditunjukan dengan beach ball ball sehingga dapat diketahui pola sesar yang mengakibatkan gempa bumi dan kurva displacement waveform dengan ditunjukan dengan data observasi dan data sintetik saling tumpang tindih.

2.4 Perhitungan Panjang, Lebar, Luas dan Displacement pada sesar Hubungan antara momen seismik dan deformasi dapat dilihat pada persamaan berikut [6]: đ?&#x2018;&#x20AC;đ?&#x2018;&#x153; = đ?&#x153;&#x2021;. đ??´. đ??ˇ (4)

291

Anggia Nur Abiyyah, dkk. Analisis Mekanisme Fokus Gempabumi Menggunakan ...

Gambar 2. Program ISOLA-GUI A = Luas (km2) Keterangan: đ?&#x2018;&#x20AC;đ?&#x2018;&#x153; = Momen seismik gempabumi (Nm) đ?&#x153;&#x2021; = Rigiditas (tingkat kekauan benda, semakin keras bendanya maka energi yang diperlukan untuk menggerakannya semakin besar, artinya momen seismiknya semakin besar (N/m2) đ??´ = Luas bidang sesar (m2) đ??ˇ = Deformasi atau dislokasi / displacement (m) Secara empiris Panjang, lebar dan slip fault dapat ditentukan dengan melakukan interpolasi berdasarkan persamaan sebagai berikut [7]:

0,23 đ?&#x2018;&#x20AC;đ?&#x2018;¤ â&#x20AC;&#x201C; 0,49 0,82 đ?&#x2018;&#x20AC;đ?&#x2018;¤ â&#x20AC;&#x201C; 2,79

Log L = (5) Log W = (6) Log A = (7)

Sesar dip-slip 0,55 đ?&#x2018;&#x20AC;đ?&#x2018;¤ â&#x20AC;&#x201C; 2,19 0,31 đ?&#x2018;&#x20AC;đ?&#x2018;¤ â&#x20AC;&#x201C; 0,63 0,86 đ?&#x2018;&#x20AC;đ?&#x2018;¤ â&#x20AC;&#x201C; 2,82

Untuk memahami karakteristik gempabumi dilakukan dengan memodelkan moment tensor gempabumi. Moment tensor memiliki 6 komponen yang independent yang menggambarkan besar dan gaya yang menyebabkan gempabumi. Untuk inversi moment tensor, jenis inversi yang digunakan adalah inversi linier dengan permasalahannya bersifat over-determined dimana jumlah data jauh lebih banyak daripada jumlah parameter model. [8]. D=Gm

Sesar strike-slip 0,59 đ?&#x2018;&#x20AC;đ?&#x2018;¤ â&#x20AC;&#x201C; 2,30

2.5 Inversi Moment Tensor

Log L = (8) Log W = (9) Log A = (10)

Keterangan: L = Panjang (km) W = Lebar (km) Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

(11)

Dimana G adalah matriks (N x M) yang sering disebut sebagai matriks kernel. Sehingga dalam maatriks, hubungan antara data dengan parameter model tersebut dapat dituliskan sebagai berikut: đ?&#x2018;&#x2018; đ??ş đ??ş đ?&#x2018;&#x2018; = â&#x20AC;Ś â&#x20AC;Ś đ??ş đ?&#x2018;&#x2018;

đ??ş đ??ş â&#x20AC;Ś đ??ş

â&#x20AC;Ś đ??ş â&#x20AC;Ś đ?&#x2018;&#x20AC; â&#x20AC;Ś â&#x20AC;Ś â&#x20AC;Ś đ??ş (12)

đ?&#x2018;&#x161; đ?&#x2018;&#x161; = â&#x20AC;Ś đ?&#x2018;&#x161;

Selanjutnya solusi inversi linier dari parameter model m dapat dituliskan dalam persamaan berikut: đ?&#x2018;&#x161; = [đ??ş đ??ş]

đ??ş

(14)

292

Anggia Nur Abiyyah, dkk. Analisis Mekanisme Fokus Gempabumi Menggunakan ... Dimana đ??ş đ??ş adalah matriks bujur sangkar berukuran (N xM) sesuai dengan jumlah parameter model yang dicari. Ekstensi solusi inversi linier di atas ditentukan oleh sejauh mana data dapat mendefinisikan atau mengkarakterisasi parameter model serta perbandingan jumlah data terhadap jumlah parameter model. 3. Hasil dan Pembahasan 3.1 Hasil Pengolahan Data Mekanisme Fokus Dari hasil pengolahan menggunakan program ISOLA-GUI diperoleh besar moment tensor untuk masing-masing kejadian gempabumi (tanda negatif menunjukan arah yang berlawanan). Hasil moment tensor tersebut dapat dilihat pada tabel 3.1. Arah gaya penyebab gempabumi ditentukan oleh komponen moment tensor. Moment tensor ini mempunyai 6 komponen untuk menentukan pola bidang sesar yaitu Mrr, Mtt, Mpp, Mrt, Mrp, Mtp. Nilai moment tensor tersebut mempunyai satuan Nm. Pada setiap event gempa yang terjadi, tercatat moment tensor yang nilainya berbeda-beda. Dimana besar nilai momen seismik tersebut merupakan hasil aktivasi dari area patahan atau pertengahan antara dua lempeng yang mengalami slip. Sehingga hal ini menunjukkan adanya gaya yang dibutuhkan untuk meneruskan gelombang seismik setelah terjadinya gempa. Dan secara tidak langsung, nilai tersebut berhubungan dengan besar total energi sesimik yang disebabkan patahan. Besar nilai momen seismik tersebut merupakan penggambaran model sesar penyebab gempabumi tersebut. 3.1

Waveform Fitting

Moment tensor dan mekanisme fokus didapatkan dari hasil inversi moment tensor. Inversi ditentukan oleh data seismogram, Fungsi Green dan komponen moment tensor. Fungsi Green merupakan perhitungan estimasi dari fungsi waktu sumber sehingga dari estimasi ini dapat diketahui besar moment tensor hasil pemodelan. Fungsi Green menggambarkan sinyal yang akan terekam oleh seismogram sehingga dari fungsi green didapatkan sebuah model dari sinyal. Dari model ini diperbandingkan dengan hasil rekaman seismogram sebenarnya. Dari hasil memperbandingkan ini dapat diketahui ketidakcocokannya.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Pada gempa event ini mempunyai nilai variasi reduksi yaitu 0,6. Nilai frekuensi yang diloloskan yaitu frekuensi pada Low Pass Filter yaitu 0,042-0,043 (Hz) dan frekuensi pada High Pass Filter yaitu 0,047-0,048 (Hz). Waveform fitting pada event 12 dapat dilihat pada gambar 3. Stasiun seismik yang digunakan sebanyak 4 stasium seismik terdekat yaitu GLM, TNT, MGA, TMS. Pada tahap inversi digunakan filter f1, f2, f3, dan f4 untuk mendapatkan hasil kurva perhitungan yang mendekati hasil observasi seismogram (real data). Filter inversi berupa nilai frekuensi yang dikorelasikan pada magnitude event gempa. Event-event gempabumi di atas memiliki nilai variasi reduksi yang berbeda-beda dikarenakan waveform fitting dari tiap gelombang pun berbeda-beda. Hal ini terjadi karena tiap event gempabumi mempunyai bentuk gelombang yang mempunyai karakteristik tersendiri sehingga untuk mencari frekuensi yang diloloskan pun berbeda pula. Kurva pada gambar diatas yang berwarna merah adalah kurva estimasi dari Fungsi Green (data sintesis) dan kurva berwarna hitam adalah kurva dari data seismogram (data observasi). Besar kecocokan kurva ditentukan oleh variasi reduksinya [2]. Varian reduksi ini ditentukan oleh besar filtering yang dilakukan dalam proses inversi. 3.2 Perbandingan Beach Ball Penelitian dengan Global CMT dan GFZ Untuk mengukur apakah hasil penelitian ini tepat atau tidak maka akan dibandingkan dengan beberapa bentuk beach ball dengan katalog lain, yaitu Global CMT dan GFZ. Beach ball hasil pengolahan data dengan beachball yang didapatkan dari Global CMT dan GFZ terdapat hasil yang berbeda, hasil yang berbeda tersebut pada event 14 pada tanggal 27-06-2013, berdasarkan hasil pengolahan data pola bidang sesar diketahui adalah normal fault namun beach ball yang didapatkan dari Global CMT dan GFZ menunjukan bahwa pola bidang sesar adalah strike â&#x20AC;&#x201C; slip fault, perbedaan ini diduga dikarenakan input data yang berbeda, walaupun tidak teralu besar perbedaaannya. Input data tersebut adalah input data mengenai kedalaman centroid, pada hasil pengolahan data yang didapat dari waveform di jaringan stasiun seismik Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG). Perbedaan pola bidang sesar hanya terdapat pada event 14, untuk event yang lainnya sama seperti hasil dari Global

293

Anggia Nur Abiyyah, dkk. Analisis Mekanisme Fokus Gempabumi Menggunakan ... CMT dan GFZ. Sehingga hasil yang didapatkan dari pengolahan data pada penelitian ini dapat dikatakan cukup akurat. Dari hasil inversi moment tensor pada gempabumi di Zona Tumbukan Laut Maluku, maka jenis sesar yang terjadi di Zona Tumbukan Laut Maluku adalah

strike-slip fault, dip-slip (normal fault dan reverse fault) dan Oblique - slip fault. Sehingga pada penelitian ini di Zona Tumbukan Laut Maluku di dominasi oleh sesar naik (reverse fault).

Tabel 3.1 Moment Tensor gempabumi di Zona Tumbukan Laut Maluku Pada Tahun 2010-2017 Event

Mrr

Mtt

Mpp

Mrt

Mrp

Mtp

exp

7,552

-6,977

-0,575

0,464

1,479

3,081

1,180

-0,464

-0,716

0,304

0,642

-0,666

1,682

-0,196

-1,486

-0,429

-2,083

-0,710

1,630

-0,052

-1,577

0,331

-0,490

0,364

1,375

-1,441

0,066

1,084

-1,099

0,499

0,078

1,655

-1,733

1,609

1,896

6,974

1,058

-1,023

-0,035

1,187

3,857

-1,682

1,166

1,544

-2,710

-3,045

-1,188

9,281

0,379

1,327

-1,705

-1,069

1,433

-0,573

-0,803

2,296

-1,493

1,700

1,128

-2,172

-0,244

-0,951

1,195

-1,165

0,585

-0,635

1,271

0,136

-1,407

-0,555

0,101

0,397

2,201

-2,304

0,103

0,937

1,506

-1,039

-0,984

-0,326

1,309

0,644

-0,585

0,143

Gambar 3. Hasil waveform fitting dari salah satu event gempa yang terjadi pada 21/11/2014

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

294

Anggia Nur Abiyyah, dkk. Analisis Mekanisme Fokus Gempabumi Menggunakan ...

Gambar 4. Perbandingan mekanisme fokus hasil penelitian dengan GCMT dan GFZ Dalam pengolahan data dengan menggunakan ISOLA-GUI melibatkan 3 komponen seismogram sekaligus dari gelombang-P maupun gelombang-S. Metode inversi dengan menggunakan wavefrom tiga komponen memiliki keunggulan jika dibandingkan dengan menggunakan data waktu tempuh, karena dalam metode ini waktu origin dan kedalaman centroid terkait erat satu sama lain. 4.

Simpulan Dari penelitian yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan yaitu sebagai berikut: 1. Terdapat 14 event gempabumi di Zona Tumbukan Laut Maluku menyatakan bahwa 1 kejadian gempabumi diakibatkan oleh adanya patahan diagonal (Oblique - slip fault), 1 kejadian gempabumi diakibatkan oleh adanya sesar turun (normal fault), 7 kejadian gempabumi diakibatkan oleh adanya sesar naik (reverse fault), dan 5 kejadian gempabumi diakibatkan oleh adanya sesar mendatar (strikeslip fault). Maka dapat disimpulkan bahwa jenis sesar yang mengakibatkan terjadinya

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

gempabumi di Zona Tumbukan Laut Maluku didominasi oleh sesar naik (reverse fault). 2. Nilai variasi reduksi bergantung pada waveform fitting gelombang gempabumi yang terjadi. Nilai variasi reduksi terbesar terdapat pada gempabumi dengan event 10 dan 12 yaitu 0,55 dan 0,6. 5. Referensi [1] Shearer, M. Peter. 2009. Introduction to Seismology. Cambrige: Cambrige University Press. [2] Sokos, E. & Zahradnik, J. (2008), ISOLA a Fortran code and a Matlab GUI to perform multiple-point source inversion of seismic data. Computers & Geosciences 34,967â&#x20AC;&#x201C; 977. [3] Backus, G, & Mulchy, M., 1976b. Moment tensors and other phenomenological descripstions of seismic sources-II. Discntinuous displacements, Gheophys, J, R astr. Soc., 47, 301-329. [4] Santoso, D. 2002. Pengantar Teknik Geofisika, Bnadung. Penerbit ITB.

295

Anggia Nur Abiyyah, dkk. Analisis Mekanisme Fokus Gempabumi Menggunakan ... [5] Kennet, B.L.N., Engdahl, E.R., and Buland, R., 1995. Constraint on Seismic Velocities in the Earth from Traveltimes. Geophys. J. Int., Vol. 122, 108-124. [6] Hanks, Thomas C., Kanamori, H., "Moment magnitude scale", Journal of Geophysical Research, 84 (B5): 2348â&#x20AC;&#x201C;2350, Retrieved 2007-10-06 (1979). [7] Papazachos, B.C., Scordilis, E. M., Panagiotopoulos, D. G., Papazachos, C.B., and Karakaisis, G. F.,Global Relations between Seismic Fault Parameters and Moment Magnitude of Earthquakes, Bull. Geol. Soc. Greece, Vol. XXXVI. Proceedings of the 10 International Congress, Thessaloniki, April 2004Th, (2004).

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

[8] Stein, S., Wysession, M., 2003. An Introduction to Seismology, Earthquakes, and Earth Structure. Oxford : Blackwell Publishing Ltd. [9] Masykur, M. Romli. 2011. Analisis Inversi Waveform Tiga Komponen Untuk Menentukan Pola Bidang Sesar Gempa Bumi di Daerah Jawa Barat. Surabaya. Tesis Jurusan Fisika FMIPA ITS Surabaya G. Battilana, V. Buscaglia, P. Nanni, and G. Aliprandi, "Effect of MgO and Fe2O3 on Thermal Stability of Al2TiO5," in High Performance Materials in Engine Technology, P. Vincenzini, Ed.: Techna Srl., 1995, pp. 147-154.

296

Aufa Rudiawan, dkk. Pemodelan Kelengkungan Kurva dan Permusan Gayaâ&#x20AC;Ś

Pemodelan Kelengkungan Kurva dan Perumusan Gaya Antar Butiran pada Kasus Rantai Butiran Magnetik Terentang Horizontal Aufa Rudiawan1*, Sparisoma Viridi2 1

Program Studi Magister Sains Komputasi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Bandung, Jl. Ganesha 10 Bandung 40132, Indonesia 2 Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Bandung, Jl. Ganesha 10 Bandung 40132, Indonesia * Corresponding author. E-mail: aufa.numan@students.itb.ac.id hp: +62-812-2089-9659 ABSTRAK Material butiran adalah material yang terdiri dari partikel-partikel padatan yang ukurannya lebih kecil, contohnya butiran magnet dan butiran besi. Butiran magnet dan besi dapat dengan mudah dibuat menjadi bentuk tertentu menggunakan tangan. Dalam penelitian ini, kedua butiran tersebut disusun menjadi rantai yang direntangkan secara horizontal. Penelitian ini bertujuan untuk membuat model kelengkungan kurva dan memperoleh rumusan gaya antar butiran untuk kasus rantai butiran magnetik terentang horizontal. Penelitian dilakukan dengan cara eksperimen dan simulasi. Kata Kunci: butiran, eksperimen, gaya, kurva, rantai, simulasi

ABSTRACT Granular material is a material consisting of smaller solid particles, for example granular magnets and iron granules. Magnetic and iron granules can easily be made into certain shapes using hands. In this study, these two granules are arranged into chains stretched horizontally. This study aims to model curvature curves and obtain inter-granular forces for cases of magnetic grain chains stretching horizontally. The research was conducted by experiment and simulation. Keywords: chain, curvature, experiment, force, grain, simulation

1. Pendahuluan Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering menjumpai material dalam bentuk butiran, atau disebut sebagai material butiran (granular material). Material butiran merupakan material yang terdiri dari butiran-butiran bahan lain yang ukurannya lebih kecil, contohnya beras, pasir, dan kacang-kacangan. Material butiran memiliki keunikan yaitu dapat menunjukkan sifat-sifat yang kadang hanya dimiliki oleh padatan, cair, atau gas.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

(a) (b) Gambar 1. Contoh material butiran (a) kacang-kacangan, (b) pasir. Salah satu material butiran yang mulai banyak diteliti adalah butiran-butiran magnet. Keunggulan dari butiran-butiran magnet adalah dijual secara komersial (mudah didapatkan) dan memiliki ukuran milimeter hingga centimeter, sehingga dapat dibentuk dengan menggunakan

297

Aufa Rudiawan, dkk. Pemodelan Kelengkungan Kurva dan Permusan Gaya… tangan menjadi bentuk yang sederhana hingga struktur yang sangat kompleks.

Gambar 2. Material butiran magnet. Pada penelitian sebelumnya [0,0] telah dilakukan pemodelan untuk kasus rantai butiran magnet yang homogen. Dengan mengasumsikan rantai butiran magnet menyerupai sebuah tali homogen, persamaan gelombang dapat diturunkan menjadi persamaan baru untuk menentukan tegang tali T.

y ( x) 

g 2T

x2 

 gS 2T

x  h.

(1)

Simulasi dengan menggunakan program HTML dan JavaScript untuk kasus serupa juga telah dibuat untuk menentukan konstanta pegas antar butiran magnet. Tujuan dari penelitian ini ini adalah untuk membuat model kelengkungan kurva dan memperoleh rumusan gaya antar butiran untuk kasus rantai butiran magnet tidak homogen, yang dilakukan dengan cara eksperimen dan simulasi. 2. Bahan dan Metode 2.1. Pembuatan Alat Eskperimen

Gambar 3. Alat eksperimen.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Eksperimen dilakukan dengan menggunakan alat seperti ditunjukkan pada gambar di atas. Berikut adalah keterangan untuk Gambar 3. Keterangan Butiran besi/magnet Plat aluminium dan kertas milimeter blok Talenan Rel presisi Batang kuningan Manice Teflon Pengunci Mikrometer sekrup

Simbol A B C D E F G H I

Bahan yang digunakan untuk eksperimen berupa butiran magnet dan besi berbentuk bola dengan spesifikasi sebagai berikut. Tabel 1. Spesifikasi butiran magnet dan besi. Parameter

Nilai

Satuan

Keterangan

0.498

Diameter butiran magnet

0.499

Diameter butiran besi

0.57

gram

Massa butiran magnet

0.51

gram

Massa butiran besi

2.2. Pengambilan Data Eksperimen Butiran magnet dan besi ditempelkan satu sama lain sehingga membentuk rantai butiran magnet-besi. Kemudian rantai butiran tersebut direntangkan dan ditempelkan pada alat percobaan dengan posisi awal butiran pertama (x0, y0) dan terakhir (xn, yn) masing-masing (0.25, 10.5 cm) dan (10.5, 10.5 cm). Jarak kedua ujung rantai butiran S diatur dengan memutar mikrometer skrup dengan nilai awal S0 11 cm. Kemudian rantai butiran difoto dengan menggunakan kamera dan diolah menggunakan perangkat lunak untuk menentukan koordinat masing-masing butiran [0]. Eksperimen dilakukan kembali dengan variasi nilai S seperti pada tabel berikut.

298

Aufa Rudiawan, dkk. Pemodelan Kelengkungan Kurva dan Permusan Gaya… Tabel 2. Variasi jarak kedua ujung butiran S. Variasi ke1 2 3 4 5 6

S (cm) 11 10.5 10 9.5 9 8.5

Percobaan juga dilakukan untuk variasi susunan butiran yang dideskripsikan oleh algoritma berikut. (1) input : N  22, a  1,...,9 set : k  N / a for : i  1,..., k , j  1,..., a if : i %2  0, uij  magnet else : uij  besi

(b) Gambar 4. Rantai butiran untuk S = 10 cm dengan (a) a = 4, (b) b = 4. Variasi susunan butiran mengakibatkan perbedaan rasio jumlah butiran magnet terhadap jumlah butiran total X. Ketika nilai X semakin kecil, jarak kedua ujung butiran S yang terdapat pada Tabel 1 akan memiliki galat. Hal ini dikarenakan gaya tarik-menarik antar butiran melemah sehingga perlu disesuaikan agar rantai butiran tidak lepas. Diagram alir eksperimen ditunjukkan pada Gambar 5. Butiran magnet dan besi dibentuk rantai butiran

Rantai butiran ditempelkan

Jarak kedua ujung butiran diatur

Variasi: S, x

Foto diolah

Rantai butiran difoto

output : uij

(2) input : N  22, b  1,..., 4 set : u1  magnet

Gambar 5. Diagram alir eksperimen.

for : i  1,..., n if : i%(b  1)  1, ui  magnet else : ui  besi output : ui

2.3. Pengolahan Data Eskperimen Perangkat lunak untuk menentukan koordinat butiran menggunakan program HTML dan Javascript dengan antarmuka (interface) seperti pada gambar berikut.

dimana N jumlah butiran, uij dan ui jenis butiran ke-i (indeks j menunjukkan jumlah jenis butiran yang sama untuk ui). Sebagai contoh, variasi susunan butiran dengan Algoritma (1) dan Algoritma (2) masing-masing dapat dilihat pada Gambar 4.(a) dan Gambar 4.(b).

(a)

Gambar 6. Antarmuka (interface) perangkat lunak untuk menentukan koordinat masing-masing butiran. Foto dari rantai butiran yang sudah diperoleh sebelumnya dihilangkan noise-nya dengan cara di-crop. Kemudian foto tersebut

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

299

Aufa Rudiawan, dkk. Pemodelan Kelengkungan Kurva dan Permusan Gayaâ&#x20AC;Ś diunggah ke perangkat lunak. Berikutnya, data jari-jari butiran dan jarak kedua ujung rantai butiran di-input. Selanjutnya, kursor diarahkan ke titik pusat butiran dan di-click. Hal serupa dilakukan untuk semua butiran. Terakhir, simpan data koordinat butiran ke spreadsheet untuk dibuat dalam bentuk grafik. Diagram alir pengolahan data eksperimen ditunjukkan pada Gambar 7. Noise dihilangkan

Foto diunggah

Input: (d/2), S

Data koordinat disimpan

Lakukan untuk semua butiran

Titik pusat butiran ditentukan

Gambar 7. Diagram alir pengolahan data eksperimen. 2.4. Simulasi Simulasi dilakukan menggunakan model pegas-massa untuk menggambarkan interaksi antar butiran. Gaya-gaya yang terlibat pada simulasi ini adalah gaya pegas, gaya gravitasi, dan gaya gesek udara. Dengan menggunakan Hukum Newton II, dapat ditentukan percepatan sistem sebanding dengan rasio resultan gaya terhadap massa masing-masing butiran. Kemudian dilakukan integrasi Euler untuk memperoleh posisi butiran. Definisi variabel grains, r, m, c, D

Resultan gaya

â&#x2C6;&#x2018;F

Integrasi Euler v, r

Input S, N, k, dt, x0, y0, xN, yN

Plot grains[i], i = 0,..,N

Butiran dibuat grains[i], i = 1,..,N

Butiran dibuat grains[0], grains[N]

Data disimpan t, i, x, y

Gambar 8. Diagram alir simulasi.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

3. Hasil dan Pembahasan

a = 4, S = 9.4 cm 12 11 10 9 8 7 y 6 5 4 3 2 1 0

y = 0.1125x2 - 0.9956x + 10.589 RÂ˛ = 0.9472

(a)

b = 4, S = 9.2 cm 12 11 10 9 8 7 y 6 y = 0.1314x2 - 1.1989x + 10.967 5 RÂ˛ = 0.9894 4 3 2 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7

(b) Gambar 9. Plot koordinat butiran untuk S = 9.5 cm dengan (a) a = 4 dan (b) b = 4. Plot rantai butiran untuk S = 9.5 cm dengan a = 4 dan b = 4 masing-masing dapat dilihat pada Gambar 9.(a) dan 9.(b). Ketika dilakukan eksperimen, jarak kedua ujung rantai butiran memiliki galat ketika dilakukan variasi susunan butiran. Untuk rantai butiran dengan a = 4, nilai S sebenarnya berkurang dari awalnya 9.5 menjadi 9.4 cm, sementara untuk b = 4, nilai S sebenarnya berkurang menjadi 9.2 cm. Rantai butiran akan lepas jika dipaksakan. Hal ini dikarenakan gaya tarik-menarik antar butiran besi lebih lemah jika dibandingkan gaya tarikmenarik antar butiran magnet, sehingga akan

300

Aufa Rudiawan, dkk. Pemodelan Kelengkungan Kurva dan Permusan Gayaâ&#x20AC;Ś rentan lepas. Hal serupa juga berlaku ketika jumlah butiran besi semakin banyak. Kurva yang terbentuk dari rantai butiran diregresi dengan fungsi kuadrat, sehingga diperoleh konstanta-konstanta. Dari konstanta tersebut kemudian ditentukan nilai tegang tali. Akan tetapi, untuk kasus tidak homogen Persamaan (1) tidak berlaku. Sehingga kita belum bisa menentukan nilai tegang tali.

4. Simpulan Dengan penelitian ini telah didapatkan model rantai butiran magnetik terentang horizontal untuk kasus tidak homogen. Saran penelitian selanjutnya untuk menurunkan persamaan untuk tali tidak homogen dan menggunakan simulasi untuk melakukan fitting dengan data eksperimen. Penelitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai modul praktikum fisika dasar atau mekanika. 5. Ucapan Terima Kasih Terima kasih sebesar-besarnya kepada Dr. rer.nat. Sparisoma Viridi, S.Si atas bimbingannya dalam mengerjakan penelitian ini.

(a)

(b) Gambar 10. Simulasi rantai butiran untuk S = 9.5 cm dengan (a) a = 4 dan (b) b = 4. Simulasi rantai butiran memodelkan rantai butiran untuk S = 9.5 cm dengan a = 4 dan b = 4 masing-masing terdapat pada Gambar 10.(a) dan 10.(b). Warna biru untuk butiran magnet dan merah untuk butiran besi. Dengan simulasi ini dapat diperoleh informasi konstanta pegas yang menghubungkan antar butiran magnetmagnet, magnet-besi, dan besi-besi, serta koordinat masing-masing butiran. Kemudian, koordinat butiran dan gambar rantai butiran dapat disimpan. Kekurangan dari simulasi ini adalah belum dapat digunakan untuk fitting dengan data eksperimen dan simulasi diberhentikan secara manual, sehingga galat yang dihasilkan masih cukup besar. Terdapat butiran yang sangat renggang dan ada juga sangat rapat, hal ini pada keadaan sesungguhnya menandakan butiran saling lepas atau bertumbukan. Perlu dibuat suatu aturan untuk mengantisipasi kondisi tersebut.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

6. Referensi [1] A. N. F. Rudiawan, S. Viridi. (2018). Pemodelan Kelengkungan Kurva pada Kasus Rantai Butiran Magnetik Terentang Horizontal. Dalam Prosiding Simposium Nasional Inovasi dan Pembelajaran Sains 2018 (SNIPS 2018). Bandung, Indonesia. [2] A. N. F. Rudiawan, I. Yasifa, S. Viridi. (2018). Perumusan Gaya Antar Butiran pada Kasus Rantai Butiran Magnetik Terentang Horizontal. Dalam Prosiding Seminar Nasional Fisika 2018 (SNF 2018). Jakarta, Indonesia. [3] S. Viridi, S. N. Khotimah, Novitrian, Widayani, L. Haris, D. P. P. Aji. (2014). Studying Brazil-Nut Effect History Line using Disk-Formed Objects, Scanner, and Web Browser. In Proceedings of International Conference on Advances in Education Technology (ICAET 2014), 162-165. Bandung, Indonesia.

301

Hapsoro A. Nugroho, dkk. Rancang Bangun Real Time Monitoring…

Rancang Bangun Real Time Monitoring dan Peringatan Dini Tanah Longsor Berbasis Risiko Hapsoro A. Nugroho*, Ridho Helmi P., Suharni, Agus Tri Sutanto, dan Hariyanto Prodi Instrumentasi-MKG, Sekolah Tinggi Meteorologi Klimatologi dan Geofisika Jl. Perhubungan I/5 Jakarta, 15221 * E-mail: hapsoro.agung@bmkg.go.id Telp/hp: 081805582856

ABSTRAK Bencana tanah longsor salah satu fenomena alam yang kerap terjadi di Indonesia. Kondisi geologi, topografi serta faktor hidrometeorologi merupakan sebagian penyebab terjadinya tanah longsor. Longsor memiliki dimensi waktu yang cepat dan terjadi pada daerah lereng. Penelitian ini bertujuan membangun sistem secara real time untuk memantau parameter penyebab terjadi longsor seperti curah hujan, kelembapan tanah, serta pergerakan tanah. Sistem juga dilengkapi peringatan dini berbasis risiko yaitu tingkatan status potensi longsor berdasarkan parameter yang terukur. Perancangan sistem menggunakan mikrokontroler ATMega2560 sebagai pengolah data, penakar curah hujan jenis tipping bucket, sensor kelembapan tanah probe PR2/6, sensor accelerometer ADXL345, dan dilengkapi mikro SD Card sebagai penyimpan data. Hasil kalibrasi sensor menunjukan setiap sensor menghasilkan nilai rata-rata selisih pada penakar hujan 0,03mm/menit, kelembapan tanah ±0,3%, dan accelerometer ±0,02g. Pengujian sistem menghasilkan data parameter yang terukur dapat ditampilkan dan memberikan informasi peringatan. Kata Kunci: Curah Hujan; Longsor; Peringatan Dini Berbasis Risiko

ABSTRACT Many areas in the Indonesia are susceptible to landslides disaster. Geological conditions, topography and hydrometeorological factors are some factors that induced landslides. Landslides have a fast time dimension and occur on the slope area. This study aims to build a system in real time to monitor the parameters that inducedlandslides such as rainfall, soil moisture, and soil movement. In addition, this system employs risk-based early warning, which is the level of potential landslide status based on measured parameters. This study uses ATMega2560 microcontroller as a data processor, tipping bucket for measuring rainfall, PR2 / 6 probe soil humidity sensor, ADXL345 accelerometer sensor, and micro SD Card as a data storage. For the results, the sensor calibration shows that each sensor obtains an average value of the correction in the rain gauge of 0.03mm / minute, with ± 0.3% in the soil humidity and accelerometer has a value of ± 0.02g. This system testing exhibits measurable parameter that can display and provide warning information. Keywords: Rainfall; Landslide; Risk-Based Early Warning

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

302

Hapsoro A. Nugroho, dkk. Rancang Bangun Real Time Monitoringâ&#x20AC;Ś

1. Pendahuluan Indonesia merupakan daerah pertemuan tiga lempeng tektonik dunia. Pergerakan di batas pertemuan antar lempeng tersebut membentuk proses muka daratan. Pembentukan lereng, bukit, patahan, cekungan dan gunung berapi dapat ditemui di sebagian besar daerah di Indonesia. Pada umumnya bencana tanah longsor terjadi di daerah lereng yang curam [1]. Tanah longsor adalah berpindahnya material pada lereng yang bergerak menurun atau keluar lereng [2]. Pemicu tanah longsor bersumber dari sesuatu yang menyebabkan lereng menjadi tidak stabil karena tidak dapat menahan gaya geser. Namun di Indonesia, curah hujan merupakan faktor utama pemicu terjadinya tanah longsor. Curah hujan yang tinggi mengakibatkan perubahan tekanan di dalam tanah sehingga terjadi perubahan struktur sampai terjadinya runtuhan [3]. Bencana tanah longsor menimbulkan kerugian harta benda dan korban jiwa yang tidak sedikit. Informasi akan kejadian tanah longsor yang didapatkan masyarakat sekitar terkadang tidak tersampaikan secara cepat, dikarenakan kejadian tanah longsor yang begitu cepat. Sistem peringatan dini tanah longsor sangat berguna untuk menginformasikan kejadian tanah longsor berdasarkan tingkat risiko. Informasi yang diberikan sebaik mungkin dapat dipahami oleh masyarakat sekitar yang berisiko terdampak tanah longsor. Beberapa penelitian terkait peringatan dini tanah longsor diantaranya menggunakan sistem telemetri dengan sensor linier variable differential transformer (LVDT) [4], merancang bangun dengan sensor optocoupler [5], dan menggunakan citra satelit serta pengamatan Global Positioning System [6]. Sistem yang dibangun bertujuan untuk melakukan monitoring secara real time faktorfaktor pemicu terjadinya tanah longsor yaitu curah hujan, kelembapan tanah, dan pergerakan tanah. Selain itu juga dilengkapi dengan sistem peringatan dini on site berupa alarm dan lampu sirine. Komunikasi untuk mengirimkan informasi ke masyarakat setempat memanfaatkan teknologi internet of thing (IoT) yang berisi tingkat risiko tanah longsor berbasis risiko dimana peringatan yang diberikan berdasarkan nilai treshold dari masing-masing faktor tersebut. Nilai treshold ini didapatkan

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

dari hasil kajian meteorologis yaitu curah hujan, klimatologis yaitu kelembapan tanah dan geofisika yaitu pergerakan tanah [7]. Sedangkan tingkat risiko tanah longsor terdiri dari beberapa tingkatan yaitu rendah, tinggi, dan ekstrim. 2. Perancangan Sistem Sistem memiliki tiga bagian yaitu input, pemroses data, dan output seperti yang ditunjukan pada gambar 1. Pada bagian input, terdiri dari tiga sensor yang merupakan bagian pengukuran fisis dari pemicu terjadinya bencana tanah longsor. Sensor yang digunakan yaitu: 1. Sensor rain gauge jenis tipping bucket digunakan sebagai pengukur curah hujan. 2. Sensor soil moisture digunakan sebagai pengukur kelembapan tanah 3. Sensor akselerometer digunakan untuk mengukur pergerakan dan perpindahan posisi tanah. Pada bagian proses dilakukan oleh perangkat Mikrokontroler ATMega2560 berfungsi sebagai pemroses utama. Proses yang dilakukan meliputi pengolahan data yang diterima dari sensor. Penyimpanan data di modul mikro-SD, sinkronisasi waktu menggunakan Real Time Clock (RTC), dan meneneruskan data ke jaringan internet menggunakan modul wifi ESP8266.

Gambar 1. Blok diagram perancangan sistem Pada bagian output dari sistem, data akan disimpan pada modul mikro-SD dan data akan dikirim ke database melalui komunikasi IoT dengan aplikasi thingspeak, selain ditampilkan pada sebuah LCD. Selanjutnya, sistem akan memberikan peringatan yang terdiri dari

303

Hapsoro A. Nugroho, dkk. Rancang Bangun Real Time Monitoringâ&#x20AC;Ś beberapa tingkatan, yaitu rendah, tinggi, dan ekstrim seperti yang terlihat pada gambar 2.

Gambar 2. Desain komunikasi sistem Sirine akan berbunyi jika tingkatan telah mencapai status tinggi dan ekstrim. Informasi peringatan dapat diakses melalui website dan aplikasi berbasis mobile.

Gambar 3. Diagram alir sistem Diagram alir menjelaskan tentang alur dari proses pengukuran parameter pada sistem peringatan dini hingga dapat ditampilkan pada LCD 20x4 serta dikirim menggunakan komunikasi IoT hingga ditampilkan di layar

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

pengguna yang terhubung dengan internet. Diagram alir sistem yang terlihat pada gambar 3. 3. Hasil dan Pembahasan Pengujian sensor yang digunakan menggunakan metode kalibrasi yang dilakukan di Laboratorium Kalibrasi Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika (BMKG) Jakarta. Metode kalibrasi digunakan untuk mengetahui kedekatan nilai keluaran dari sistem terhadap alat ukur standar dan mengetahui kehandalan sistem. Penakar hujan jenis tipping bucket setelah dikalibrasi memberikan nilai koreksi untuk set point 50 mm, 100 mm, dan 150 mm yaitu rata-rata 0,3 mm/menit. Sensor soil moisture memberikan nilai koreksi rata-rata Âą0,3 %, dan sensor akselerometer dengan koreksi rata-rata sebesar Âą0,02 g. Semua sensor menunjukan masih dapat diterima dalam batas toleransi yang telah ditetapkan. Sedangkan untuk uji sistem secara keseluruhan dilakukan simulasi untuk melihat bagaimana nilai threshold yang telah diberikan dapat bekerja. Hasil simulasi sistem di lapangan ditunjukan seperti pada tabel 1. Pengujian secara keseluruhan sistem dilakukan di Desa Sijeruk, Kecamatan Banjarmangu, Kabupaten Banjarnegara. Penempatan sistem merujuk dari data Badan Penanggulangan Bencana Daerah (BPBD) Kabupaten Banjarnegara, dimana lokasi tersebut merupakan daerah yang pernah terjadi bencana tanah longsor. gambar 4 merupakan implementasi sistem secara keseluruhan saat di lokasi pengujian. Desain mekanik menggunakan pilar yang dapat menopang panel surya dan tipping bucket. Panel surya dibutuhkan untuk memberikan daya ke baterai agar tidak tergantung pada sumber listrik PLN. Pilar juga dibuatkan tiga kaki penyangga agar kuat pada bidang lereng yang cukup curam. Pengujian di lapangan di titik beratkan untuk mengetahui kehandalan komunikasi IoT di daerah penelitian untuk mengirimkan data ke pengguna. Selain itu, serta untuk menguji ketahanan baterai yang dialirkan dari panel surya. Masyarakat sekitar pengujian diberikan sosialisasi terkait cara kerja sistem memberikan informasi peringatan dini.

304

Hapsoro A. Nugroho, dkk. Rancang Bangun Real Time Monitoringâ&#x20AC;Ś Tabel 5. Data simulasi sistem Waktu (WIB)

Tanggal

31-08-18

11:08:0 2 11:08:1 8 11:08:3 4 11:09:0 6 11:09:2 6

Sumbu X (g)

Sumbu Y (g)

Sumbu Z (g)

-0,06

-0,05

0,92

-0,07

-0,9

-0,05

CH mm

Tingkat Risiko

R H (% ) 41

2,17

Rendah

-0,11

0,93

Rendah

-0,14

-0,13

0,96

Sedang

-0,17

-0,4

0,84

Tinggi

Rendah

(1)

Gambar 4. Implementasi sistem peringatan dini tanah longsor Informasi dini yang dikirimkan dari sistem dapat diakses melalui website dan aplikasi mobile yang berisi parameter curah hujan, kelembapan tanah dan pergerakan tanah secara real time. Selain itu, ditampilkan pula informasi tingkat risiko tanah longsor dimana 1 = Tingkat rendah, 2 = Sedang, 3 = Tinggi, dan 4 = Ekstrim. Hal ini didesain agar masyarakat setempat mudah untuk memahami informasi ini. Gambar 5, menunjukan tampilan yang dapat diakses BPBD Kabupaten Banjarnegara untuk dapat diteruskan kepada masyarakat setempat melalui alamat situs di www.thingspeak.com/channels/539055 dan pada aplikasi mobile thingview.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

(2) Gambar 5. Tampilan informasi sistem peringatan dini tanah longsor (1) website (2) mobile 4. Simpulan Sistem monitoring peringatan dini tanah longsor secara real time dapat memberikan informasi kepada masyarakat berdasarkan tingkat risiko sesuai dengan yang diharapkan. Sistem hingga saat ini beroperasi di lokasi penelitian sampai dengan Bulan Januari 2019 untuk melihat kehandalan dan ketahanannya. Selain itu juga untuk mendapat data primer dari curah hujan, kelembapan tanah, dan pergerakan tanah untuk memverifikasi nilai threshold yang didapat dari perhitungan secara empiris. Pengembangan sistem selanjutnya adalah dengan menambahkan pemberitahuan secara pop-up ketika tingkat risiko longsor berada pada level tinggi, sehingga evakuasi masyarakat dapat dilakukan sebelum bencana terjadi. Informasi tingkat risiko dari sistem harus terus menerus disosialisasikan kepada masyarakat yang berisiko dengan berkoordinasi pihak yang terkait seperti BPBD dan perangkat desa lainnya.

305

Hapsoro A. Nugroho, dkk. Rancang Bangun Real Time Monitoringâ&#x20AC;Ś 5. Ucapan Terima Kasih Ucapan terimakasih kepada Unit Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat (UP2KM) Sekolah Tinggi Meteorologi Klimatologi dan Geofisika yang telah membantu dalam pendanaan penelitian kajian Instrumentasi-MKG. 6. Referensi [1] Fathani, T.K., Karnawati, D., Sassa, K., Fukuoka, H., Honda, K. (2008). Development of Landslide Monitoring and Early Warning System in Indonesia. In Proceeding of the 1st World Landslide Forum, ICL UNESCO, 195-198. Tokyo Japan. [2] Muntohar, A.S. (2010). Tanah Longsor. Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, Yogyakarta. [3] Otshuka, S., Yoshifumi. (2001). Consideration on Landslide Mechanism Based on Pore Water Pressure Loading Test. In Proceeding The 15th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Istanbul, Turkey.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

[4] Priyanto, J., Subagiyo, H., Madona, P. (2015). Rancang Bangun Peringatan Bahaya Longsor dan Monitoring Pergeseran Tanah Menggunakan Komunikasi Berbasis GSM. Jurnal Politeknik Caltex Riau, 1(2): 49-61. [5] Iswanto., Raharja, N.M, Subardono, A. (2009). Sistem Peringatan Dini Tanah Longsor Berbasis ATMega 8535. Seminar Nasional Informatika, 53-57. UPN Veteran, Yogyakarta. [6] Mirzaee, S., Motagh, M., Akbari, B. (2017). Landslide Monitoring Using Insar Time Series and GPS Observation, Case Study: Shabkola Landslide in Northern Iran. In Proceeding the International Archieves of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 487-492, Hannover, Germany. [7] Safril, A., Kristianto, A., Septiadi, D., dkk. (2017). Kajian Awal Sistem Peringatan Dini Longsor Berbasis Penguatan Sistem Prediksi Curah Hujan dan Gempabumi Studi Area: Garut dan Banjarnegara. Monograf, UP2KM STMKG, Jakarta.

306

Timbul Manik, dkk. Kajian Awal Instrumentasi Pengamatan Antariksaâ&#x20AC;Ś

Kajian Awal Instrumentasi Pengamatan Antariksa untuk Observatorium Nasional Timau di Nusa Tenggara Timur

Timbul Manik* dan Clara Yono Yatini Pusat Sains Antariksa, Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN), Jl. Dr. Djundjunan No.133, Bandung 40173 *Corresponding author. E-mail: timbul.manik@lapan.go.id hp: +62-818205116, Fax: +62-22-6014998 ABSTRAK Undang-undang No. 21 Tahun 2013 tentang Keantariksaan mengamanatkan penguasaan sains antariksa yang meliputi tetapi tidak terbatas pada kegiatan penelitian cuaca antariksa, lingkungan antariksa, dan astrofisika. Sarana untuk penelitian antariksa yang dapat digunakan dan dikembangkan salah satunya adalah fasilitas observasi ruas bumi (ground-based observation). Pembangunan Observatorium Nasional di Gunung Timau Nusa Tenggara Timur adalah salah satu perwujudan amanat Undang-undang Keantariksaan tersebut. Pengamatan utama yang dikembangkan di Observatorium Nasional adalah pengamatan astronomi yang berbasis optik dan radio. Pengamatan lain yang dapat dikembangkan di lokasi ini adalah pengamatan cuaca antariksa. Pendekatan yang dilakukan adalah kajian awal terhadap beberapa instrumentasi pengamatan antariksa berbasis radio mengingat lokasi ini kelak adalah suatu lokasi yang harus tenang dari gangguan interferensi radio (radio quiet zone), yang harus bebas dan dijaga dari berbagai sumber interferensi radio. Pengukuran awal yang pernah dilakukan menunjukkan lokasi Gunung Timau masih terbebas dari interferensi radio sehingga sangat baik untuk pengamatan antariksa berbasis radio. Kajian kelayakan instrumentasi ini diharapkan dapat merekomendasikan beberapa instrumentasi pengamatan berbasis radio pasif yang dapat dioperasikan di Observatorium Nasional Timau sesuai persyaratan dan batasan yang ada untuk mendukung penelitian dan pengembangan cuaca antariksa di Indonesia. Kata Kunci: Observatorium Nasional; Cuaca Antariksa; Interferensi Radio; Instrumentasi Pengamatan;

ABSTRACT Space Law No. 21 year of 2013 mandates the mastery of space science including but not limited to space weather research activities, space environment, and astrophysics. One of the facilities for space research that can be used and developed is the ground-based observation facility. Establishent of the Timau National Observatory in East Nusa Tenggara is to realize the mandate of the Space Law. The main observation developed at the National Observatory is optical and radio-based astronomical observation. Observations that also need to be developed are observations of space weather. The approach method taken is a preliminary study of several passive radio-based space observation instrumention that are appropriate considering that the location of the National Observation must be quiet from radio interferences (radio quiet zones). Measurement that have done shows Mt. Timau is far from radio interferences and suitable for radio-based space observation. Assessment of the reliability of the instrumentats hopefully result a recommendation of several radio-based passive receivers that that would be able to be operated the site according to the requirements and state limitations to support research and development of space weather in Indonesia. Keywords: National Observatory; Space Weather; Radio Interferences; Observation Instrumentation;

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

307

Timbul Manik, dkk. Kajian Awal Instrumentasi Pengamatan Antariksaâ&#x20AC;Ś 1. Pendahuluan Pembangunan Observatorium Nasional di Gunung Timau yang merupakan kerjasama antara LAPAN, ITB, Universitas Nusa Cendana, Pemerintah Provinsi Nusa Tenggara Timur dan Pemerintah Kabupataen Kupang merupakan perwujudan amanat Undangundang Keantariksaan sebagai bagian dari penguasaan sains antariksa yang meliputi tetapi tidak terbatas pada kegiatan penelitian cuaca antariksa, lingkungan antariksa, dan astrofisika [1]. Pembangunan ini juga sekaligus menjawab kebutuhan pengamatan astronomi di Observatorium Bosscha Lembang yang tidak lagi ideal akibat polusi cahaya dari pertumbuhan penduduk. Fasilitas pengamatan ruas bumi yang akan dikembangkan terdiri dari fasilitas pengamatan optik dan radio, diharapkan dapat dimanfaatkan secara nasional bahkan internasional, sehingga keberadaan observatorium ini kelak akan memperkuat pengamatan astronomi dan antariksa di Indonesia dan dunia internasional di masa yang akan datang. Cuaca antariksa sangat terkait dengan aktivitas matahari yang dapat mempengaruhi kinerja dan keandalan sistem teknologi di antariksa maupun di bumi. [2]. Matahari memancarkan emisi yang berpengaruh terhadap bumi dan antariksa, yaitu emisi massa dalam bentuk CME dan partikel bermuatan; dan emisi elektromagnetik dalam bentuk flare dan radiasi matahari (Gopalswamy, 2009). Flare dan Coronal Mass Ejection (CME) dapat memicu terjadinya badai geomagnet yang selanjutnya akan mempengaruhi ionosfer, serta mengganggu komunikasi dan navigasi berbasis satelit. Semburan radio matahari terkait dengan gelombang kejut yang merambat dari matahari, dan pengaruhnya akan mencapai bumi dalam perioda jam hingga hari setelah terjadinya semburan radio matahari tersebut [3]. Oleh karena itu, pengembangan pengamatan antariksa di Observatorium Nasional ini akan memperluas cakupan pengamatan antariksa di Indonesia. Pengamatan radio astronomi sangat peka terhadap gangguan radio, maka sebelum menentukan peralatan pengamatan antariksa yang akan dipasang, perlu untuk dilakukan kajian terhadap peralatan pengamatan antariksa yang sesuai dengan kondisi lokasi tersebut, sehingga pengamatan antariksa yang baik, yang tidak menimbulkan interferensi dengan

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

peralatan pengamatan dapat dilakukan. Lokasi Observatorium Nasional kelak adalah suatu lokasi yang harus tenang dari interferensi frekuensi radio (radio quiet zone), yang harus bebas dan dijaga dari berbagai sumber interferensi radio. Pemasangan peralatan harus memenuhi kondisi dan batasan-batasan yang ada. Metoda yang dilakukan adalah dengan melakukan kajian awal berbagai instrumentasi pengamatan antariksa yang tidak menimbulkan interferensi yang membahayakan satu dengan lainnya dengan peralatan pengamatan yang akan dioperasikan di Observatorium Nasional kelak. 2. Observatorium Nasional Timau Lokasi Observatorium Nasional yang direncanakan terletak di Kawasan Hutan Lindung Gunung Timau, Kecamatan Amfoang Tengah, Kabupaten Kupang, Nusa Tenggara Timur (9.59oLS, 123.94oBT), dengan ketinggian 1.532 meter di atas permukaan laut. Lokasi berjarak kurang lebih 125 km dari Kota Kupang. Peta lokasi Observatorium Nasional Gunung Timau dan ilustrasi sederhana observatorium yang diinginkan di masa yang akan datang ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 1. Lokasi pembangunan Observatorium Nasional di Gn. Timau Kupang NTT (credit: Tim Obnas)

308

Timbul Manik, dkk. Kajian Awal Instrumentasi Pengamatan Antariksaâ&#x20AC;Ś

2.1 Radio Quiet Zone (RQZ) Pengamatan Radio Atsronomi Pengamatan radio astronomi berbasis ruas bumi sangat peka terhadap gangguan interferensi radio, terutama dari sumber buatan manusia. Untuk mendapatkan suatu lingkungan pengamatan radio astronomi yang baik dan ideal, maka perlu diterapkan wilayah bebas frekuensi radio atau Radio Quiet Zone (RQZ). Menurut International Telecommunication Union (ITU), RQZ adalah suatu wilayah penyangga yang diijinkan menerapkan mekanisme perlindungan pengamatan radio astronomi terhadap fasilitas yang ada dalam wilayah tersebut dari interferensi frekuensi radio yang dapat mengganggu, dengan strategi mitigasi dan pengaturan pemancar frekuensi radio yang efektif. The SKA (Square Kilometer Array) Australia juga menyebutkan bahwa RQZ adalah area di mana tingkat sinyal peralatan komunikasi radio (seperti pemancar televisi, telepon seluler dan radio CB) dan perangkat listrik harus dikendalikan untuk membatasi interferensi terhadap teleskop radio [4]. Dari kedua defenisi ini jelas bahwa tujuan dasar dari menerapkan RQZ adalah untuk meminimalisasi potensi interferensi frekuensi radio terhadap astronomi radio atau layanan penerima pasif lainnya yang dioperasikan di lokasi tersebut, sehingga tidak terjadi interferensi yang saling membahayakan satu dengan lainnya [5]. Salah satu contoh RQZ yang baik yang dapat dijadikan model adalah RZQ National Radio Astronomy Observatory (NRAO) Green Bank Virginia USA (Gambar 2), yang disebut sebagai sangat baik dalam penerapannya. NRAO Green Bank dengan wilayah yang sangat luas mencapai 36.000 km2, menerapkan RQZ yang sangat keras pada lokasi peralatan dan yang lebih longgar untuk daerah penyangganya, namun tetap pada aturan yang berlaku.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Gambar 2. Radio Quiet Zone (RQZ) di NRAO (National Radio Astronomy Observatory) Green Bank Virginia USA Lokasi Observatorium Nasional Gn. Timau pada saatnya nanti akan dilengkapi dengan peralatan radio astronomi yang membutuhkan wilayah yang tenang dari frekuensi radio dan harus dijaga dari sumber-sumber interferensi radio, baik yang disengaja maupun yang tidak disengaja. Penerapan RZQ, walaupun bukan yang sangat keras, mutlak diperlukan apabila pengamatan radio astronomi yang dilakukan disana ingin mendapatkan hasil pengamatan astronomi dan antariksa yang baik. Dari awal pembangunan, suatu master plan pembanguan observatorium nasional yang memuat lokasi peralatan-peralatan yang akan dipasang, baik itu berbasis optik maupun yang berbasis radio, lokasi bangunan-bangunan pendukung, dan lokasi-lokasi keperluan lainnya sudah harus direncanakan, sehingga kawasan yang sepenuhnya harus terbebas dari interferensi radio dan kawasan penyangganya dapat ditentukan. Untuk RQZ-nya sendiri, suatu kajian yang komprehensif yang mengacu pada peraturan yang berlaku, dalam hal ini mengacu pada ITU-R RA.2259 atau regulasi frekuensi yang dikeluarkan oleh pemerintah melalui Kemenkominfo, perlu dilakukan sejalan dengan proses pembangunan.

309

Timbul Manik, dkk. Kajian Awal Instrumentasi Pengamatan Antariksaâ&#x20AC;Ś

2.2. Radio Frequency Interference (RFI) Gn. Timau Pengukuran pendahuluan kondisi interferensi frekuensi radio (Radio Frequency Interferences = RFI) atau penggunaan radio di Gunung Timau sebelumnya telah pernah dilakukan pada waktu survey lokasi bebeapa waktu yang lalu. Hidayat et al., (2014) menyebutkan bahwa sumber interferensi radio di Gunung Timau bisa berasal dari pemancar radio dan televisi, komunikasi radio amatir, emisi dari kendaraan bermotor, GSM dan layanan telepon selular, navigasi radio penerbangan dan kelautan, radar penerbangan dan lain-lain [7]. Pengukuran interferensi radio dilakukan pada bulan Mei 2013, menggunakan peralatan penganalisa spektrum sederhana (handheld spectrum analyzer) dengan antena omni directional. Peralatan sederhana ini digunakan karena saat itu belum memungkinkan untuk membawa peralatan yang membutuhkan catu daya listrik mengingat lokasi yang terpencil dan belum ada pasokan listrik. Lokasi Gunung Timau yang direncanakakan untuk lokasi Observatorium Nasional berada pada ketinggian 1.532 m dari permukaan laut, dengan jarak lurus sekitar 80 km dari Kota Kupang, yang berada di arah Barat Daya Gunung Timau. Pengukuran interferensi radio dilakukan dari frekuensi 10 MHz hingga 2000 MHz, dari VHF, UHF hingga L-band, namun dalam kajian ini ditampilkan hanya pada VHF dan UHF, sampai dengan frekuensi 1.000 MHz sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 3. Sumbu tegak adalah intensitas spektrum radio dalam dBm, dna sumbu mendatar adalah frekuensi dalam MHz. Grafik warna biru adalah pengukuran di Gunung Timau, dan warna merah adalah pengukuran di lokasi Observatorium Bosscha Lembang yang dilakukan pada waktu terpisah.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Gambar 3. Pengukuran RFI di lokasi Observatorium Nasional Gunung Timau, dibandingkan dengan pengukuran di Bosscha Lembang. [8] Pada pengukuran tersebut, interferensi radio yang diterima umumnya berada pada pita VHF dan UHF. Emisi yang cukup besar mencapai 30 dB di atas nilai referensi atau noise floor diterima pada pita frekuensi FM antara 80-110 MHz. Walaupun demikian, nilai emisi pada frekuensi ini masih lebih rendah dari pengukuran interferensi di Observatorium Bosscha Lembang yang mencapai >40 dB. Pada frekuensi sekitar 150 MHz, terdapat aktivitas komunikasi radio yang dengan intensitas <10 dB. Alokasi frekunesi ini di wilayah Indonesia adalah untuk komunikasi radio tetap dan bergerak. Kemudian pada frekuensi antara 200-250 MHz, terdapat sinyal downlink data satelit dengan intensitas <10 dB. Sinyal satelit komunikasi terlihat pada frekuensi sekitar 600 MHz, sedangkan antara 350-500 MHz terdapat sinyal broadcasting televisi. Sinyal telepon seluler terlihat lemah pada frekuensi sekitar 800-900 MHz. Dibandingkan dengan lokasi Observatorium Bosscha yang terlihat sangat padat dengan interferensi dari sumber telepon seluler. Secara umum, penggunaan radio di lokasi Gunung Timau masih sangat rendah dan interferensi yang diterima masih jauh lebih rendah dari lokasi Observatorium Bosscha di Lembang. [8]. Hal ini menunjukkan lokasi Gunung Timau merupakan lokasi penggunaan radio yang tenang, merupakan lokasi yang sangat ideal untuk pengamatan antariksa berbasis frekuensi radio, khususnya

310

Timbul Manik, dkk. Kajian Awal Instrumentasi Pengamatan Antariksaâ&#x20AC;Ś pengamatan radio matahari yang kelak akan dilakukan di lokasi tersebut. Lokasi yang jauh dari pemukiman dan aktivitas manusia, juga belum adanya peralatan radio lain yang dioperasikan di sekitar lokasi sangat mendukung penentuan lokasi ini sebagai lokasi untuk Observatorium Nasional sebagaimana saat ini yang sedang dalam proses pembangunan. 3. Kajian Peralatan Pengamatan Antariksa Beberapa parameter antariksa untuk kepentingan penelitian antariksa yang diharapkan dapat diamati di lokasi Observatorium Nasional ini adalah sesuai dengan kegiatan-kegiatan penelitian yang dilakukan di Pusat Sains Antariksa. Penelitian di bidang Matahari dan Antariksa membutuhkan informasi tentang aktivitas matahari, antara lain Flare, CME, prominensa, semburan radio matahari, dan sunspot. Penelitian Geomagnet dan Magnet Antariksa membutuhkan informasi tentang aktivitas geomagnet, yaitu antara lain Variasi medan magnet dan Indeks gangguan medan magnet, sedangkan Penelitian Ionosfer dan Telekomunikasi membutuhkan informasi tentang Kondisi ionosfer, antara lain TEC, S4, Radio black out, dan Navigasi. Berikut ini dilakukan kajian awal terhadap beberapa instrumentasi pengamatan sains antariksa berikut ini, yang dipertimbangkan untuk dapat dioperasikan di lokasi Observatorium Nasional mengingat sifat pengamatannya yang merupakan penerima radio pasif yang tidak menimbulkan interferensi radio, baik dengan pengamatan utama yang direncanakan di lokasi tersebut, maupun sesama pengamatan sains antariksa lainnya. 3.1. CALLISTO Spectrometer Callisto (Compund Astronomical Low-cost Low-frequency Instrument for Spectroscopy in Transportable Observatories) adalah spektrometer pintar yang dapat dipindahpindahkan dan digunakan untuk berbagai jenis pengamatan. Spektrometer Callisto merupakan penerima radio heterodyne yang bisa di program. Penggunaan utamanya adalah untuk pengamatan burst (sembuaran) radio matahari dan pengamatan radio frequency interference (RFI) untuk sains dan pendidikan astronomi. Frekuensi kerja Callisto antara 45 â&#x20AC;&#x201C; 870 MHZ, dengan menggunakan tuner TV kabel CD 1316

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

pita-lebar yang bisa diperoleh secara komersial dipasaran dengan resolusi frekuensi 62.5 KHz. Disain dasar spektrometer radio Callisto untuk pengamatan semburan radio matahari adalah seperti pada Gambar 4.

Gambar. 4. Disain dasar Callisto untuk pengamatan semburan radio matahari Callisto adalah peralatan penerima pasif yang cerdas dan kompak serta harganya tidak mahal, telah berhasil dibangun oleh ETH Zurich dan telah membentuk jaringan pengamatan global di lebih dari 35 negara [9]. Callisto dimaksudkan untuk mengamati burst (ledakan) pada matahari sepanjang hari berbasis pengamatan radio pada rentang frekuensi 45 â&#x20AC;&#x201C; 870 MHz, dengan rentang panjang gelombang yang diamati adalah (34 cm<Îť<6,7 m). Ukuran perangkat yang kecil dan kompak membuat perangkat ini dengan mudah dapat dipindah-pindahkan [10]. Callisto telah berhasil dikembangkan dan dibangun di Sumedang untuk pengamatan aktivitas matahari. Telah dilakukan perancangan sistem pengukuran, pengujian sensitifitas Callisto, pengukuran interferensi radio, penentuan frekuensi penerimaan Callisto untuk meminimalkan interferensi, serta mengoperasikan Callisto di Stasiun Sumedang. Progress kegiatan tersebut serta hasil awal dari pengoperasian Callisto di Sumedang telah dilaporkan pada beberapa kesempatan [11-13]. Callisto Sumedang juga sudah dihubungkan dengan jaringan e-Callisto dan hasil awal yang diperoleh telah dilaporkan secara internasional [14]. Sistem bekerja secara otomatis hingga ke transfer datanya, dan pengolahan datanya dilakukan dengan Software SSW-IDL dan Python [13]. 311

Timbul Manik, dkk. Kajian Awal Instrumentasi Pengamatan Antariksaâ&#x20AC;Ś 3.2 GNU-Radio Beacon Receiver (GRBR) Penerima radio beacon atau GRBR adalah penerima digital berbasis perangkat open source untuk software-defined radio (SDR), GNU-Radio, dan perangkat open source Universal Software Radio Peripheral (USRP), digunakan untuk menerima sinyal radio beacon satelit dengan frekuensi 150 MHz dan 400 MHz. Sistem ini telah diterapkan pada jaringan penerima radio beacon untuk pengamatan ionosfer di Indonesia. Metoda pengukuran ini mengkombinasikan perbedaan fasa dua frekuensi 150 MHz dan 400 MHz yang dipancarkan satelit-satelit LEO dan diterima di bumi. Gelombang radio dari satelit LEO merambat melalui lapisan ionosfer dan mengalami perubahan dan pembelokan arah akibat kerapatan plasma ionosfer. Pembelokan fasa yang terjadi berbbeda untuk masingmasing frekuensi. Dengan melakukan analisis perbedaan fasa antara kedua sinyal yang diterima, nilai TEC dan sintilasi ionosfer dapat diamati. GNU (GNUâ&#x20AC;&#x2122;s not Unix) Radio adalah perangkat lunak yang dirancang untuk digunakan pada sistem Software-Defined Radio (SDR). Program yang dibuat mengikuti rancangan perangkat keras radio, yaitu menentukan fungsi-fungsi sistem, mengorganisasikannya dalam diagram blok, kemudian mengim-plementasikan terhadap gelombang radio. GNU Radio merupakan perangkat lunak yang sangat sesuai dengan peragkat keras untuk akuisisi data yang digunakan pada sistem ini, yaitu Universal Software Radio Peripheral (USRP). USRP terdiri dari mainboard yang dihubungkan dengan komputer induk melalui interface USB 2.0, dan dapat dioperasikan sebagai penerima dua kanal dan pemancar dua kanal secara bersamaan. Pada mode penerima, mainboard USRP memiliki 4 buah konverter analog ke digital (ADC) yang mampu mendeteksi sinyal hingga 200 MHz. Seluruh sinyal analog diumpankan melalui daughter boards yang dapat ditambahkan ke mainboard, dan beberapa daughter board dapat menurunkan sinyal frekuensi melalui rangkaian analog. Dengan memilih daughter board yang sesuai, USRP dapat digunakan pada berbagai sistem radio dengan rentang frekuensi mulai dari DC hingga beberapa GHz. Penerima radio beacon menerima sinyal radio beacon satelit-satelit LEO pada frekuensi

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

150 dan 400 MHz. Pada Gambar 5 ditunjukkan lintasan sinyal antara sistem penerima radio beacon dan satelit. Dengan mengoperasikan beberapa penerima radio beacon di beberapa lokasi berbeda, maka saat satelit melintas sistem penerima beacon akan menerima sinyal radio dari frekuensi yang berbeda. Dari analisis perbedaan fasa antara kedua sinyal tersebut dapat dihitung TEC ionosfer antara satelit dengan penerima di bumi, dan menentukan indeks sintilasi ionosfer [15-16].

Gambar 5. Geometri untuk pengukuran ionosfer, yang menunjukkan jalur sinyal radio antara satelit dan sistem penerima beacon 3.3. VLF (Very Low Frequency) receiver Petir melepaskan energinya dalam bentuk radiasi elektromagnetik dalam berbagai spektrum frekuensi. Radiasi energi maksimum terkandung pada spektrum VLF/ELF. Pengamatan gelombang VLF/ELF yang kontinu merupakan sarana pengamatan yang unggul dan diperlukan untuk memahami proses-proses di lapisan ionosfer dan magnetosfer. Salah satu wujud gelombang VLF yang diamati adalah radio atmospherics (sferics), yang mengalami dispersi saat mencapai frekuensi cut-off pada waveguide (earth-ionospheric waveguide), dikenal sebagai tweek atmosferik. VLF receiver adalah peralatan untuk memantau gelombang VLF (very low frequency, spektrum 3-30 kHz) yang berasal dari alam (petir) maupun dari pemancar VLF tetap (fixed frequency transmitter). Rentang frekuensi yang lebih rendah (<10 kHz) untuk pengamatan gelombang VLF bersumber dari petir, sedang rentang frekuensi yang lebih tinggi (>10 kHz) untuk yang bersumber dari pemancar VLF. Manfaat pemantauan spektrum

312

Timbul Manik, dkk. Kajian Awal Instrumentasi Pengamatan Antariksaâ&#x20AC;Ś VLF ini untuk penelitian tergantung dari ruangan untuk selanjutnya disimpan pada PC sumber dan rentang frekuensi VLF yang untuk akuisisi data. GPS bertugas dipantau, meliputi pemantauan Sudden mensinkronkan waktu pengamatan. VLF Ionospheric Disturbances (SID) yang dapat receiver menggunakan tiga jenis antena yaitu digunakan sebagai indikasi terjadinya aktivitas antena loop orthogonal untuk deteksi medan matahari seperti flare, pemantauan lapisan magnet petir, antena monopole untuk deteksi bawah ionosfer dan radio atmosferik untuk dan penentuan lokasi petir, antena dipole untuk mengamati lapisan-D ionosfer, pemantauan pemantauan pemancar VLF pada frekuensi magnetosfer dan whisler pada saat kondisi yang lebih tinggi (LF). Disamping menerima geomagnet tenang maupun saat terganggu, sinyal VLF dari pemancar VLF buatan, VLF deteksi dan penentuan lokasi sambaran petir dll. receiver juga digunakan untuk memantau VLF receiver terdiri dari empat bagian besar gelombang VLF dari aktivitas petir. VLF yaitu antena dan kabel, pre-amplifier yang receiver mengamati aktivitas petir untuk dipasang dekat antena, main amplifier, serta PC mendeteksi dan memperkiraan lokasi sambaran dan software. petir serta untuk pemantauan lapisan bawah Sinyal yang diterima oleh masing-masing ionosfer. Spesifikasi peralatan VLF receiver antena diperkuat pada pre-amplifier, dan adalah seperti pada Tabel 1. kemudian diteruskan ke main amplifier di Tabel 1. Spesifikasi sistem pengamatan VLF

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

313

Timbul Manik, dkk. Kajian Awal Instrumentasi Pengamatan Antariksaâ&#x20AC;Ś pengamatan medan magnet bumi serta interaksinya medan magnet antariksa. MAGDAS dibangun untuk mempelajari cuaca antariksa, antara lain untuk mempelajari perubahan plasma antariksa bumi selama berlangsungnya badai magnet dan substorm magnetosfer. Magnetometer yang dioperasikan di LAPAN ini termasuk dalam jaringan global magnetometer MAGDAS yang dikelola dalam bentuk kerjasama internasional antara LAPAN dengan Universitas Kyushu, Jepang. Gambar 6. Blok diagram VLF receiver Blok diagram VLF receiver diperlihatkan pada Gambar 6. Antena yang digunakan pada VLF receiver memiliki dimensi panjang 2 m untuk antena dipole dan monopole, dan dimensi 1x1 m untuk antena ortogal loop. Ketiga antena digunakan untuk menerima frekuensi pada rentang frekuensi 100 Hz â&#x20AC;&#x201C; 10 kHz, frekuensi 1-40 kHz, frekuensi 100 Hzâ&#x20AC;&#x201C; 40 kHz, serta frekuensi >40 kHz. Antena dipole dan monopole digunakan untuk menerima medan listrik (E) dari sinyal gelombang VLF pada frekuensi 1-40 kHz yang dihasilkan oleh petir dan pada frekuensi >40 kHz yang dihasilkan pemancar VLF buatan. Antena orthogonal loop digunakan untuk menerima medan magnet (B) yang dihasilkan oleh petir. Sinyal gelombang VLF yang diterima, baik secara terpisah oleh salah satu antena tertentu maupun merupakan kombinasi oleh dua jenis antena kemudian digunakan untuk memantau petir maupun ionosfer. Sistem bekerja secara terus menerus sehingga kapasitas data yang harus disimpan juga menjadi besar mencapai hingga 1 TB/tahun. Sistem bekerja hanya menerima sinyal VLF sehingga kapasitas daya yang dibutuhkan sekitar 400 watt, yang sebagian besar digunakan untuk catu daya komputer. VLF receiver ini kelak akan dioperasikan simultan dengan peralatan sejenis dalam jaringan Asia VLF Observation Network (AVON) [17].

Gambar 7. Komponen-komponen utama dan kelengkapan magnetometer Lokasi magnetometer LAPAN saat ini tersebar di beberapa stasiun pengamat dirgantara LAPAN yaitu Biak, Kupang, Manado, Pare-Pare, Sumedang, Bukit Tinggi dan Jayapura, dan beberapa diantaranya termasuk dalam jaringan MAGDAS.

3.4. Magnetometer MAGDAS (MAGnetic Data Acquisition System) adalah sistem pengukuran menggunakan magnetometer stasioner yang terintegrasi dengan unit perekam dan transfer data mendekati real time, yang digunakan untuk

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

314

Timbul Manik, dkk. Kajian Awal Instrumentasi Pengamatan Antariksaâ&#x20AC;Ś perubahan lingkungan elektromagnet plasma di antariksa bumi [18].

Gambar. 8. Contoh hasil pemantauan gelombang ULF dalam komponen H, D, dan Z. MAGDAS merupakan magnetometer 3sumbu dan merekam tiga komponen medan magnet bumi, yaitu komponen Horizontal (H), Diklinasi (D), dan Vertikal (Z) dengan resolusi 1 detik. Resolusi data MAGDAS adalah 0,061 nT/LSB dan 0,031 nT/LSB untuk tingkatan masing-masing 2000 nT dan 1000 nT. Tingkat noise magnetometer MAGDAS diperkirakan 0,02 nTp-p. Sinyal GPS diterima untuk menyesuaikan waktu standar di dalam unit perekam dan transfer data. Data MAGDAS direkam pada memory card kapasitas 1 GB. Berat keseluruhan sistem magnetometer MAGDAS ini kurang dari 15 kg (Yumoto and the MAGDAS Group, 2006; Musafar dkk., 2010). Komponen-komponen utama dan kelengkapan magnetometer ditunjukkan dalam Gambar 7. yang terdiri dari terdiri dari sensor ring-core 3 sumbu, jenis fluxgate magnetometer, unit perekam dan transfer data, dan catu daya. Contoh hasil pemantauan gelombang ULF dalam komponen H, D, dan Z ditunjukkan pada Gambar 8. Data ini dapat digunakan untuk mempelajari variasi badai magnet dalam jangka panjang, substorm auoral, Sq, dll., sedangkan jenis induksi yang terjadi akan sangat penting untuk mempelajari golombang-gelombang ULF, transien, dan fenomena-fenomena yang impulsif. Dengan data MAGDAS, dapat dilakukan pemantauan dan pemodelan realtime terhadap sistem arus 3 dimensi global, dan kerapatan plasma ambien untuk memahami

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

dan

4. Simpulan Kajian terhadap peralatan pengamatan antariksa untuk dioperasikan di lokasi Observatorium Nasional Timau telah dilakukan untuk mendapatkan instrumentasi yang tidak menimbulkan interferensi radio terhadap peralatan lainnya. Beberapa kandidat peralatan pengamatan antariksa untuk Observatorium Nasional Timau antara lain Callisto, GRBR, VLF-receiver, dan Magnetometer, serta beberapa instrumentasi lainnya yang harus dikaji lebih dalam lagi. Kajian penerapan Radio Quiet Zone (RQZ) untuk kawasan Observatorium Nasional multak perlu dilakukan untuk melindungi teleskop radio dan peralatan penerima pasif lainnya yang akan dibangun di lokasi tersebut dari interferensi frekuensi radio. Interferensi radio di Gunung Timau yang lebih rendah dibanding dengan di Observatorium Bosscha Lembang menunjukkan Gunung Timau merupakan lokasi dengan penggunaan radio yang tenang yang sangat ideal untuk pengamatan antariksa berbasis radio. 5. Ucapan Terima Kasih Penulis menyampaikan terima kasih kepada Panitia Sinafi 2018 yang telah memberi kesempatan mempresentasikan makalah ini, juga kepada Tim Observatorium Nasional dari Pussainsa LAPAN dan Astronomi ITB untuk kerjasama yang baik dalam melakukan upayaupaya awal untuk persiapan pembangunan Observatorium Nasional di Gunung Timau Nusa Tenggara Timur. 6. Referensi [1] Anonymus, (2013) Undang-undang No. 21 Tahun 2013 tentang Keantariksaan, Agustus 2013, Jakarta. [2] Williamson, Samuel P. (2010), The National Space Weather Program, Document No. FCM-P30-2010, Washington, DC, June 2010. [3] Monstein, Ch. and D. Baludansky (2013), Solar radio observation and radio interference monitoring in Roztoky, Contribution Astronomy Observation Skalnate Pleso 43, 81-93.

315

Timbul Manik, dkk. Kajian Awal Instrumentasi Pengamatan Antariksa… [4] SKA Australia (2015), Exploring the Universe with the world’s largest radio telescope, SKA brochures, http://ska.gov.au/Pages/default.aspx, diakses Oktober 2015. [5] ITU-R (2012), Characteristics of Radio Quiet Zones, Report ITU-R RA.2259, RA Series Radio Astronomy, Geneva, September 2012. [6] NRAO (2015), NRAO Green Bank Site RFI Regulations for Visitors, Interference Protection Group, National Radio Astronomy Observatory, Virginia, USA. [7] Manik, Timbul (2012), Asia VLF Receiver Observation Network (AVON): Stasiun Pontianak, Prosiding Seminar Sains Atmosfer dan Antariksa 2012, Bandung 2013. [8] Hidayat, T., Munir, A., Dermawan, B., Jaelani, A. T., Leon, S., Nugroho, D. H., & et al. (2014), Radio Frequency Interference Measurements in Indonesia, A survey to establish a radio astronomy observatory, Exp Astron (2014) 37: 85-108 Springer. [9] Manik. T. and M. Lathif (2011), Radio Beacon Satellite Receiver Network for Ionospheric TEC and Scintillation Measurement in Equatorial Indonesia, Proceeding of International Symposium on the 10th Anniversary of the EAR, Jakarta. [10] Benz, Arnold O., C. Monstein, H. Meyer (2005), “Callisto, A New Concept for Solar Radio Spectrometers”, Solar Physics (2005) 226: 143-151, Springer. [11] Manik, T., dan P. Sitompul (2015a), Pengamatan Burst Radio Matahari dengan Spektrometer Callisto di Indonesia: Hasil sukses pertama, Prosiding of SNSAA 2014. [12] Manik, T., and P. Sitompul (2015b), Radio Interference Measurement For Optimum Solar Radio Observation Using Callisto Spectrometer at Sumedang Indonesia. The 4th International Symposium for Sustainable Humanosphere (ISSH) A Forum of Humanosphere Science School (HSS) Bandung, 22-23 December 2014. [13] Manik, T., P. Sitompul, M. Batubara, T. Harjana, C. Y. Yatini, and C. Monstein (2016), Solar Radio Observation using Callisto Spectrometer at Sumedang West Java Indonesia: Current Status and Future Development Plan in Indonesia, Groundbased Solar Observations in the Space Instrumentation Era, ASP Conference Series, Vol. 504, pp. 331-337.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

[14] Monstein, Ch. (2014), ISWI Newsletter - Vol.6 No.046, 15 November 2014, pp. 8/14 [15] Manik, Timbul (2013), Stasiun Penerima Radio Beacon di Kupang untuk Perluasan Cakupan Pengamatan Ionosfer di Indonesia, Prosiding Workshop Riset Cuaca Antariksa dan Peluang Pemanfaatannya, LAPAN dan Universitas Nusa Cendana, Kupang ISSN : 2355-388X 2013 [16] Manik. T. and M. Lathif (2011), Radio Beacon Satellite Receiver Network for Ionospheric TEC and Scintillation Measurement in Equatorial Indonesia, Proceeding of International Symposium on the 10th Anniversary of the EAR, Jakarta. [17] Manik, Timbul (2012), Asia VLF Receiver Observation Network (AVON): Stasiun Pontianak, Prosiding Seminar Sains Atmosfer dan Antariksa 2012, Bandung 2013. [18] Yumoto, K., and the MAGDAS Group (2006), MAGDAS Project and Its Application for Space Weather, ILWS Workshop 2006, Goa, February 19-24, 2006.

316

Khilyatul Khoiriyah, dkk. Rancang Bangun dan Karakteristik Generatorâ&#x20AC;Ś

RANCANG BANGUN DAN KARAKTERISTIK GENERATOR TERMOELEKTRIK DENGAN MENGGUNAKAN ENERGI PANAS SINAR MATAHARI

Khilyatul Khoiriyah*, Mustaqimah, Aji Sukma Famuja Al Maliin, Mukhammad Taufik Maaulana, dan Naufal Izzul Kamal SMA Negeri 3 Demak, Dinas Pendidikan dan Kebudayaan Provinsi Jawa Tengah, Jl. Sultan Trenggono No. 81 Kalikondang Demak 59517, Indonesia * E-mail: khiliyah@gmail.com hp: +62-895363586032 ABSTRAK Seiring dengan bertambah majunya pengetahuan dan teknologi, setiap orang pasti membutuhkan listrik untuk melakukan kegiatan sehari-hari. Sumber energi listrik yang sudah ada sangatlah terbatas. Berbagai usaha dilakukan untuk menemukan sumber energi listrik baru. Salah satunya adalah dengan generator termoelektrik. Generator termoelektrik merupakan pembangkit energi listrik dengan kapasitas mikro yang memanfaatkan energi panas. Pada penelitian ini, generator termoelektrik dirancang dan dibuat dengan menggunakan 4 modul Peltier TEC1-12706 dengan alumunium sebagai penerima panas dan heatsink sebagai media pendingin. Sumber panas yang digunakan adalah energi panas sinar matahari yang difokuskan melalui suryakanta. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik serta unjuk kerja generator termoelektrik sebagai pembangkit energi listrik. Metode penelitian dilakukan secara eksperimen. Analisis data dilakukan secara manual dengan menggunakan perhitungan matematis. Hasil penelitian menunjukan bahwa alat ini bisa menghasilkan arus listrik sebesar 0,22 ÎźA dan tegangan listrik sebesar 12 mV. Berdasarkan hasil tersebut, maka dapat disimpulkan bahwa generator termoelektrik dapat menghasilkan listrik berkapasitas kecil dengan memanfaatkan energi panas sinar matahari. Kata Kunci: Energi Panas Sinar Matahari; Generator Termoelektrik; Perbedaan Suhu;

ABSTRACT As knowledge and technology increase, everyone will need electricity to carry out daily activities. Existing electrical energy sources are very limited. Various attempts were made to find new sources of electrical energy. One of them is a thermoelectric generator. Thermoelectric generators are microelectric power plants that utilize heat energy. In this study, a thermoelectric generator was designed and made using 4 Peltier TEC1-12706 modules with aluminum as a heat receiver and heatsink as a cooling medium. The heat source used is the heat energy of sunlight that is focused through a magnifying glass. This study aims to determine the characteristics and performance of thermoelectric generators as electrical energy generators. The research method was carried out experimentally. Data analysis is done manually by using mathematical calculations. The results of the study show that this tool can produce an electric current of 0.22 ÎźA and an electric voltage of 10 mV. Based on these results, it can be concluded that thermoelectric generators can produce smallcapacity electricity by utilizing the heat energy of sunlight. Keywords: Sunlight Heat Energy; Thermoelectric Generator; Temperature Difference;

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

317

Khilyatul Khoiriyah, dkk. Rancang Bangun dan Karakteristik Generatorâ&#x20AC;Ś

1. Pendahuluan 1.1. Latar Belakang Energi listrik merupakan energi yang paling penting bagi kehidupan manusia. Energi ini tersimpan dalam arus listrik dengan satuan ampere (A) dan tegangan listrik dengan satuan volt (V). Di zaman modern seperti ini, manusia banyak menciptakan sumber energi listrik alternatif dengan memanfaatkan kondisi alam. Indonesia merupakan negara yang beriklim tropis dengan penyinaran matahari sepanjang tahun. Potensi energi matahari di Indonesia adalah 4,8 KWh/m atau setara dengan 112.000 GWp[ 1]. Selain bersih dan ramah lingkungan, energi matahari tidak terbatas jumlahnya. Dengan adanya kondisi tersebut, maka timbul gagasan untuk membuat energi alternatif sederhana dengan memanfaatkan energi panas matahari. Pemanfaatan panas sinar matahari yang jumlahnya tidak terbatas dan juga melimpah ini sangat menarik, karena tidak perlu menggunakan bahan bakar sebagai sumber energi. Pemanfaatan panas matahari ini juga tidak memberikan hasil gas rumah kaca dan juga limbah ataupun racun yang berlebihan. Dalam pertemuan forum International Renewable Energy Agency (IRENA), di Hotel St. Regis, Abu Dhabi, tahun 2017, diperoleh gambaran bahwa negara-negara maju saat ini mulai meninggalkan energi fosil yang dinilai kotor dan mulai mengembangkan energi terbarukan yang ramah lingkungan. Negaranegara maju dan berkembang makin giat mengurangi ketergantungannya kepada energi fosil. Berdasarkan pada realita dan fakta yang ada, penelitian ini dilakukan untuk membuat dan menciptakan alat penghasil energi listrik terbarukan secara sederhana. Alat itu adalah generator termoelektrik. Generator termoelektrik merupakan alat yang bisa mengkonversi energi panas menjadi energi listrik secara langsung. Sumber panas yang digunakan pada penelitian ini adalah panas sinar matahari. Pada penelitian ini, generator termoelektrik yang digunakan terdiri atas 4 modul peltier TEC-12706 yang disusun seri. Suryakanta dipasang di atas generator termoelektrik sebagai pemfokus sinar matahari. Panas sinar

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

matahari yang dihasilkan setelah melewati kaca pembesar akan dikonversi menjadi listrik. 1.2. Tinjauan Pustaka 1.2.1. Generator Termoelektrik Generator termoelektrik adalah suatu pembangkit listrik yang didasarkan pada efek Seebeck, yang pertama kali ditemukan pada tahun 1821 oleh Thomas Johann Seebeck. Aplikasi penggunaan generator termoelektrik dapat digunakan secara luas terutama pada pembangkit-pembangkit yang membutuhkan energi panas sebagai sumber energi utama yang nantinya akan dikonversikan menjadi energi listrik. Secara umum, material-material yang digunakan pada generator termoelektrik adalah Silicon Germanium, Lead Telluride dan Bismuth Telluride Alloys. Spesifikasi modul termoelektrik TEC1 12706 yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah: ď&#x201A;ˇ Ukuran sisi 40 mm x 40 mm dengan tebal 3,8 mm ď&#x201A;ˇ Perbedaan temperature sisi panas dan dingin maksimal 660C ď&#x201A;ˇ Arus listrik yang mengalir maksimal 6 A ď&#x201A;ˇ Tegangan listrik yang diperbolehkan maksimal 14,4 V ď&#x201A;ˇ Material keramik insulator yang dipergunakan adalah Aluminia ď&#x201A;ˇ Temperatur maksimal dalam penggunaannya sebesar 1380C 1.2.2. Sistem Konversi Energi Panas Termoelektrik Elemen peltier merupakan bagian terpenting dari generator termoelektrik. Kedua sisi yang terbuat dari keramik memiliki fungsi sebagai sisi panas dan sisi dingin yang kemudian menghasilkan arus positif dan negatif. Jika nilai tegangan (V) dan arus (I) telah diperoleh, besar daya peltier dapat dihitung berdasarkan persamaan : đ?&#x2018;&#x192; = đ??ź Ă&#x2014; đ?&#x2018;&#x2030; â&#x20AC;Śâ&#x20AC;Śâ&#x20AC;Śâ&#x20AC;Śâ&#x20AC;Ś. (2) dimana: P = Daya (watt) I = Arus (ampere) V = Tegangan (volt) 1.2.3. Koefisien Seebeck Efek termoelektrik merupakan peristiwa pengkonversian secara langsung dari energi

318

Khilyatul Khoiriyah, dkk. Rancang Bangun dan Karakteristik Generator…

panas menjadi energi listrik atau sebaliknya karena adanya beda suhu pada material. Material generator termoelektrik terdiri dari semikonduktor tipe p dan n. Ketika material diberikan beda suhu maka elektron akan bergerak dari sisi bersuhu panas ke sisi bersuhu dingin. Perpindahan elektron ini menyebabkan terjadinya perbedaan tegangan yang dinyatakan dalam persamaan berikut: V = S x ΔT

Mulai Studi Literatur

Perancangan Generator Termoelektrik

……….. (3)

dimana : V = Tegangan (V) S = Koefisien Seebeck (V/K) ΔT = perbedaan suhu antara suhu panas dengan dingin (K)

Tidak

Generator Termoelktrik Menghasilkan Tegangan Ya Pengukuran Tegangan dan Arus Penyusunan Laporan

2. Bahan dan Metode 2.1. Bahan Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: 1. Thermal pasta. 2. Suryakanta (5 buah). 3. Mur dan baut kecil (6 buah). 4. Mur dan baut besar (4 buah). 5. Bor. 6. Heatsink besar 30 (penghantar dingin). 7. Heatsink kecil 10 cm (penghantar panas). 8. Pipa alumunium 16 cm (4 buah). 9. Kaca datar 17x23 cm (2 buah). 10. Lemm dextone silicone sealant. 11. Lem fox. 12. Peltier TEC1-12706 (4 buah). 13. Stopkontak. 14. Meteran. 15. Papan. 16. Termometer. 17. Amperemeter. 18. Voltmeter.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Selesai

Gambar 1. Diagram Alir Penelitian 2.2. Metode Penelitian ini dilakukan dengan metode eksperimen. Analisa data dilakukan secara kualitatif dengan perhitungan matematis sederhana. Diagram alir penelitian dapat dilihat pada Gambar 1. Prosedur penelitian dilakukan dalam beberapa tahap, yaitu: studi literatur, persiapan alat dan bahan, mendesain prototype generator termoelektrik, membuat prototype, pengujian alat, pengujian awal dan pengujian sistem ke beban untuk memperoleh hasil, dan penulisan laporan. 2.2.1. Perancangan Generator Termoelektrik Pada tahap ini peneliti menggunakan beberapa prosedur untuk membuat rancangan generator termoelektrik. Generator termoelektrik dibuat dengan model seperti skema yang terlihat pada Gambar 2.

319

Khilyatul Khoiriyah, dkk. Rancang Bangun dan Karakteristik Generatorâ&#x20AC;Ś

Gambar 2. Skema Generator Termoelektrik 2.2.1.1. Perancangan Kolektor Panas Pada tahap ini peneliti merancang sebuah kolektor panas yang terbuat dari suryakanta. Suryakanta yang digunakan sebanyak lima buah. Agar proses penyerapan panas menjadi lebih maksimal, maka jatuhnya sinar radiasi matahari harus tepat di heatsink pemanas. Fungsi dari heatsink pemanas ini adalah untuk menyerap panas matahari. 2.2.1.2. Pemasangan Peltier pada Heatsink Heatsink yang digunakan berjumlah 2 buah dengan ukuran masing-masing 20 x 10 cm dan 30 x 10 cm. Jumlah peltier yang dipasangkan pada kedua heatsink adalah 4 modul. Bagian modul yang dipasangkan ke heatsink adalah bagian dingin dari modul termoelektrik yaitu bagian yang ditandai dengan sisi yang bertuliskan kode modul (dalam hal ini modul yang digunakan adalah TEC1-12706). Modul direkatkan dengan menggunakan thermal pasta yang berguna agar proses pemindahan panas dari modul ke heatsink menjadi lebih maksimal. 2.2.1.3. Perangkaian Peltier secara Seri Dalam penelitian ini, keempat peltier disambungkan dengan kabel secara seri. Jika dirangkai seri, maka prototipe akan menghasilkan tegangan yang bertambah namun arusnya tetap. Setelah tahap ini, generator termoelektrik siap untuk digunakan. Generator termoelektrik yang sudah jadi dapat dilihat pada Gambar 3.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Gambar 3. Prototype Generator Termoelektrik

Gambar 4. Ilustrasi Pengujian Generator Termoelektrik 2.2.2. Pengujian Generator Termoelektrik Pengujian dilakukan untuk mengetahui apakah generator termoelektrik bisa menghasilkan tegangan atau tidak. Ilustrasi pengujian dapat dilihat pada Gambar 4. Langkah yang dilakukan adalah: a. Meletakan generator termoelektrik di tempat yang penuh paparan sinar matahari. b. Menghubungkan generator termoelektrik dengan amperemeter c. Jika pada amperemeter terbaca ada arus, maka dilanjutkan dengan mengukur tegangan menggunakan voltmeter. d. Jika pada amperemeter tidak terbaca adanya arus listrik, maka perlu dilakukan

320

Khilyatul Khoiriyah, dkk. Rancang Bangun dan Karakteristik Generatorâ&#x20AC;Ś

perbaikan pada termoelektrik.

rancangan

generator

3. Hasil dan Pembahasan Pengambilan data pada penelitian ini dicatat dalam Tabel 1. Pengamatan dilakukan dalam waktu penyinaran selama 1 jam (60 menit). Setiap 10 menit, data dicatat meliputi nilai suhu heatsink atas dan bawah, arus dan tegangan. Analisa data dilakukan secara manual dengan perhitungan matematis. Analisa data bersifat kualitatif. Tabel 1. Data Hasil Pengujian Wakt u (meni t)

Suhu Heatsin k Atas (0C)

Suhu Heatsin k Bawah (0C)

Aru s Listrik (ÎźA )

0,1 3 0,1 9 0,0 8 0,0 8 0,1 6 0,2 2 0,1 0

Tegang an (mV)

5 6 8 8 12 10 8

Berdasarkan data pada Tabel 1, diperoleh koefisien Seebeck generator termoelektrik ini adalah 0,06 V/K. Nilai arus tertinggi sebesar 0,22 ÎźA dan tegangan tertinggi sebesar 12 mV.

Gambar 5. Grafik Hubungan Waktu dengan Tegangan, Arus dan Selisih suhu Pada pemanasan selama 30 menit, nilai tegangan cenderung naik dan turun pada menit ke-50 dan 60. Sedangkan arus yang dihasilkan Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

naik pada menit ke-10 dan kemudian turun pada menit ke-20 dan naik lagi pada menit ke-40. Posisi matahari sangat mempengaruhi hasil pengamatan ini. Seringkali suryakanta harus diatur posisinya supaya sinar matahari yang masuk bisa terfokus pada bagian tengah generator termoelektrik. Gambar 5 merupakan grafik hubungan waktu dengan tegangan, arus dan selisih suhu. Berdasarkan grafik dapat dilihat bahwa pengaruh suhu pada heatsink panas dan dingin terhadap tegangan output adalah berbanding lurus. Semakin besar selisih suhu maka tegangannya akan semakin besar. Hal ini sesuai dengan teori efek Seebeck yang menyatakan bahwa besarnya tegangan yang dihasilkan sebanding dengan besarnya gradient selisih temperatur yang didapatkan. Besaran arus yang dihasilkan, mengikuti besaran tegangan yang dihasilkan. Jika tegangan semakin besar maka arusnya akan semakin besar. Hanya saja nilai arus yang diperoleh pada penelitian ini sangat kecil, yaitu dalam skala mikro ampere. Hal ini mungkin disebabkan karena kurangnya tingkat presisi alat ukur yang digunakan. Dan heatsink bawah menjadi panas karena terinduksi panas dari tanah. Oleh karena itu, untuk mengatasi hal itu perlu ditambahkan pendingin pada heatsink bawah. Pendingin yang digunakan bisa berupa air. 4. Simpulan Berdasarkan dari hasil penelitian yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan: 1. Generator terrmoelektrik dapat mengkonversi energi panas matahari menjadi energi listrik. 2. Nilai tegangan dan arus yang dihasilkan sebesar 12 mV dan 22 ÎźA 3. Generator termoelektrik sangat bergantung pada lamanya penyinaran cahaya matahari. 4. Semakin besar perbedaan suhu antara heatsink pemanas dan heatsink pendingin, maka tegangan listrik yang dihasilkan semakin besar. 5. Semakin besar tegangan yang dihasilkan maka arus listrik yang dihasilkan juga semakin besar. 6. Karena bisa menghasilkan energi listrik maka alat ini bisa menjadi alat unggulan untuk menjadi alternatif penghasil energi

321

Khilyatul Khoiriyah, dkk. Rancang Bangun dan Karakteristik Generator…

listrik dalam skala mikro, terutama di wilayah yang belum memiliki instalasi listrik. 5. Ucapan Terima Kasih Puji syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya. Ucapan terima kasih penulis haturkan kepada kedua orang tua dan seluruh keluarga yang telah memberi limpahan kasih sayang dan perhatiannya. dukungan dan motivasi. Ucapan terima kasih juga penulis haturkan pada seluruh keluarga besar SMA N 3 Demak atas dukungan dan motivasinya. 6. Referensi [1] Fay, James A. Golomb, Dan S. (2002). Energy and Environment. New York: Oxford University Press [2] Hamdi. (2016). Energi Terbarukan. Jakarta: Kencana [3] Khalid, Muammar, Mahdi Syukri, dan Mansur Gapy. (2016). Pemanfaatan Energi Panas Sebagai Pembangkit Listrik Alternatif Berskala Kecil Dengan Menggunakan Termoelektrik. Jurnal Online Teknik Elektro, Vol. 1, No. 3, hlm. 57-62.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

[4] Klara, Sherly dan Sutrisno. (2016). Pemanfaatan Panas Gas Buang Mesin Diesel Sebagai Energi Listrik. Jurnal Riset dan Teknologi Kelautan (JRTK) Volume 14, Nomor 1, Januari – Juni. [5] Nazir, Mohammad. (1988). Metode Penelitian. Jakarta: Ghalia Indonesia. [6] Puspita, Shanti Candra, Hasto Sunarno, dan Bachtera Indarto. (2017). Generator Termoelektrik untuk Pengisisan Aki. Jurnal Fisika dan Aplikasinya, Vol. 13, No. 2, hlm.84-87. [7] Rahardjo, Irawan dan Fitriana, Ira. (2005). Analisis Pembangkit Listrik Tenaga Surya di Indonesia. FPMIPA UPI – JICA Bandung. [8] Ryanuargo, Syaiful Anwar, dan Sri Poernomo Sari (2013). Generator Mini dengan Prinsip Termoelektrik dari Uap Panas Kondensor pada Sistem Pendingin. Jurnal Rekayasa Elektrika, Vol. 10, No. 4, hlm. 180-185. [9] Siregar, Iskandar 2018. Energi Terbarukan. Jakarta: Lembaga Dakwah Islam Indonesia (LDII).

322

Tiara Syafitri, dkk Analisis Sensor Vibrasi Main Cooling Water Pump â&#x20AC;Ś

Analisis Sensor Vibrasi Main Cooling Water Pump di PT Indonesia Power UPJP Kamojang Unit PLTP Kamojang

Tiara Syafitri1*, Waslaluddin1, dan Wawan Kurniawan2

Program Studi Fisika, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi 229 Bandung 40154, Indonesia 2 Kamojang Generation Business Unit JI. Komplek Perumahan PLTP Kamojang Garut 44101, Indonesia * Corresponding author. E-mail: tiarasya.ts@gmail.com hp: +62-89653437947 ABSTRAK Sistem proteksi vibrasi sangat penting di PT Indonesia Power UPJP Kamojang Unit PLTP Kamojang. Sistem proteksi ini digunakan pada salah satu alat di PT Indonesia Power UPJP Kamojang Unit PLTP Kamojang yaitu main cooling water pump. Monitor vibration berfungsi untuk monitoring dan juga sebagai proteksi vibrasi pada main cooling water pump. Main cooling water pump berfungsi untuk menjaga level permukaan dan tekanan dalam kondensor. Air hasil pendinginan di kondensor akan dipompakan oleh main cooling water pump ke cooling tower. Main cooling water pump dilengkapi dengan sistem proteksi vibrasi. Pada saat vibrasi tinggi mencapai set point maka main cooling water pump akan trip/stop. Pada main cooling water pump, sensor vibrasi yang digunakan sebelumnya yaitu displacement transducer yang mengukur perubahan jarak sensor dengan shaft main cooling water pump. Pembacaan nilai vibrasi menggunakan displacement transducer menunjukan vibrasi yang tinggi, mencapai bahkan melebihi set point pada sistem proteksi vibrasi sehingga main cooling water pump menjadi trip. Sedangkan, setelah dilakukan pemeriksaan oleh tim CBM (condition base maintenance) kondisi aktual dilapangan vibrasi terpantau normal. Karena hasil monitoring vibrasi bias maka sistem proteksi pada main cooling water pump tidak bisa dijalankan. Untuk mengatasi masalah tersebut, sensor vibrasi diganti dari displacement transducer yang bersifat direct contact menjadi velocity transducer yang mana bersifat non-contact. Kata kunci: Displacement Transducer, Main Cooling Water Pump, Velocity Transducer, Vibration Monitor.

ABSTRACT The vibration protection system is very important in PT Indonesia Power UPJP Kamojang Unit PLTP Kamojang. Protection system used in instrument at PT Indonesia Power UPJP Kamojang Unit PLTP Kamojang is main coolinng water pump. The function of monitor vibration is monitoring and protection system at main cooling water pump. Water condensate in condensor will pumping up to cooling tower. Main cooling water pump has equipped with a vibration protection system. When high vibration reachs the set point, the main cooling water pump will trip / stop. In main cooling water pump, vibration used previously is a displacement transducer that measures the change in the distance of the sensor with the shaft main cooling water pump. The result of the vibration value using a displacement transducer shows a high vibration, reach even more than the set point in the vibration protection system so that the main cooling water pump becomes a trip. Meanwhile, after inspection by the Team CBM (condition base maintenance) the actual conditions in the vibration are monitored normally. Because the result of monitoring vibration is not true, the protection system on the main cooling water pump cannot be run. Key word: Displacement Transducer, Main Cooling Water Pump, Velocity Transducer, Vibration Monitor.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

323

Tiara Syafitri, dkk Analisis Sensor Vibrasi Main Cooling Water Pump â&#x20AC;Ś 1. Pendahuluan Pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTP) pembangkit listrik yang menggunakan panas bumi (geothermal) sebagai sumber energinya. Geothermal atau panas bumi pembangkit ini termasuk salah satu sumber energi terbarukan. Geothermal atau panas bumi pembangkit ini termasuk salah satu sumber energi terbarukan. Keberlangsungan pembangkitan suatu unit pembangkit sangat bergantung pada bahan bakar uap yang merubah energi statis untuk memutarkan turbin yang dirubah menjadi energi kinetik berupa putaran turbin yang seporos dengan generator guna membangkitkan tenaga listrik. Uap bekas (exhaust steam) dikondensasikan menjadi air dan di pompa oleh dua buah main cooling water pump yang beroperasi bersamaan untuk didinginkan di cooling tower untuk selanjutnya disirkulasikan kembali ke kondensor. Vibrasi yaitu salah satu indikator dari suatu mesin. Pada main cooling water pump terpasang vibrasi monitor untuk memonitor dan melindungi pompa dari getaran akibat mechanical looseness, miss alignment ataupun gangguan alam yang dapat mengakibatkan kerusakan yang lebih parah / befungsi sebagai proteksi pompa dari vibrasi yang tinggi. Vibrasi monitor pada main cooling water pump dilengkapi dengan mekanisme trip/stop sebagai pengaman apabila terjadi high vibration. Kondisi sistem proteksi main cooling water pump di PT Indonesia Power UPJP Kamojang Unit PLTP Kamojang hasil penujukan vibrasinya tinggi sampai mencapai bahkan melebihi batas trip/stop. Sedangkan, setelah dilakukan pemeriksaan oleh tim CBM (condition base maintenance) kondisi aktual dilapangan vibrasi terpantau normal sehingga untuk sementara sistem proteksinya di block untuk menghindari unit trip. Dari hasil pemeriksaan, kondisi sensor vibrasi displacement pada main cooling water pump telah terjadi perubahan karakteristik dan sensitivitasnya tidak dapat dijadikan acuan dalam menentukan besaran vibrasi yang sebenarnya, akibatnya sistem proteksi vibrasi pada main cooling water pump tidak bisa dijalankan. Dalam meningkatkatkan performance dari sensor vibrasi main cooling water pump di PT Indonesia Power UPJP Kamojang Unit PLTP Kamojang diganti menjadi velocity transducer dalam menghidari pembacaan vibrasi yang Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

bias. Pada pengukuran vibrasi sebelumnya menggunakan displacement transducer yang mengukur perubahan jarak sensor dengan shaft main cooling water pump. Akibat adanya kesalahan pembacaan sensor dan juga pembacaan yang terpengaruh oleh shaft, pembacaan vibrasi menjadi tinggi melebihi setting point sehingga main cooling water pump mengalami trip. Karena hasil monitoring vibrasi bias maka sistem proteksi pada main cooling water pump tidak bisa dijalankan. Untuk mengatasi masalah tersebut, dibutuhkan penggantian sensor vibrasi yang dapat meningkatkan performance sistem proteksi main cooling water pump dan tidak terpengaruh kebengkokan shaft. Oleh karena itu dipilih velocity transducer dalam mengatasi permasalahan yang ada. Dalam penelitian ini, telah dianalisis sensor vibrasi main cooling water pump dari displacement transducer menjadi velocity transducer. 2. Metode Proses kerja monitor vibrasi pada main cooling water pump dengan displacement transducer secara singkat yaitu akibat vibrasi pompa, jarak antara shaft pompa dengan displacement transducer akan berubah-ubah. Displacement transducer akan merespon perubahan jarak ini dengan perubahan keluaran arus dengan memanfaatkan prinsip eddy current. Di dalam vibration transducer, terdapat oscillator-demodulator dan amplifier untuk memisahkan gelombang carrier dengan gelombang yang diukur serta menguatkan sinyal arus yang diukur. Sinyal arus yangtelah diukur dari vibration transducer dikirim ke vibration monitor yang berada Apparatus room. Pada vibration monitor, terdapat beberapa fungsi antara lain display vibrasi di lapangan terukur, power supply 110 VAC, dan vibration high trip. Dari vibration monitor, sinyal vibrasi diteruskan ke Vibration Indicator dan Vibration Recorder yang berada apparatus room. Vibration monitor ini menampilkan vibrasi yang terbaca pada sensor di lapangan. Selain itu, vibration monitor juga mempunyai fungsi high trip vibration. High trip vibration ini berfungsi sebagai proteksi pada main cooling water pump. Pada saat vibrasi pada main cooling water pump terbaca tinggi melewati batas normal dan harus melakukan pemeliharaan, vibration monitor akan

324

Tiara Syafitri, dkk Analisis Sensor Vibrasi Main Cooling Water Pump â&#x20AC;Ś memberikan sinyal off ke main cooling water pump sehingga main cooling water pump akan berhenti beroperasi. Apabila main cooling water pump, pemeliharaan harus segera dilakukan karena apabila tidak dilakukan pemeliharaan maka akan terjadi kerusakan 3. Hasil dan Pembahasan Vibrasi adalah osilasi sistem mekanis atau struktural tentang posisi kesetimbangan [1]. Secara visual vibrasi adalah getaran bolak-balik dari suatu mesin, yang dapat dirasa dengan tangan atau oleh seluruh tubuh kita, yang dikenal sebagai getaran [2]. Secara matematis vibrasi mempunyai karakteristik yang disebut parameter-parameter vibrasi. Terdapat tiga parameter utama dalam pengukuran vibrasi terhadap suatu mesin [3], yaitu: a. Displacement Displacement merupakan jarak yang ditempuh oleh gerakan bolak-balik (getaran) pada suatu periode waktu tertentu. Parameter ini didapatkan dengan melakukan pengukuran jarak pergeseran titik putar piringan yang disebabkan oleh gaya sentripetal. b. Velocity Velocity Adalah kecepatan gerakan secara bolak balik pada suatu periode waktu tertentu. Parameter kecepatan selalu berubah sepanjang jarak yang ditempuhnya, dimana pada posisi positif maksimum dan negatif maksimum kecepatan adalah nol, sedangkan pada posisi gerakan melewati daerah netral kecepatan adalah maximum c. Acceleration Acceleration adalah percepatan gerak secara bolak-balik pada suatu periode waktu tertentu d. Hubungan Ketiga Parameter Dalam kondisi suatu mesin yang sedang bervibrasi, ketiga parameter ini selalu ada dan tidak berdiri sendiri-sendiri. Ketiganya mempunyai hubungan urutan diferensial mulai dari displacement, velocity dan acceleration. Ketiga rumusan itu telah diuraikan diatas, dan jika digambarkan masing-masing adalah merupakan kurva sinusoidal seperti pada Gambar 1.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Gambar 1. Hubungan Ketiga Parameter Vibrasi (Sumber : www.berbagienergi.com) Penggunaan motor listrik di dunia industri, khususnya di pusat pembangkit tidak terlepas dari permasalahan yang muncul sehingga dapat menyebabkan kerugian. Ketika motor listrik dideteksi terdapat kerusakan yang diawali dengan rusaknya bearing dan tanpa adanya perbaikan, maka hal ini akan menimbulkan kerugian. Kerugian yang timbul tidak hanya dalam jumlah kecil, melainkan dapat juga menghasilkan kerugian yang sangat besar dalam proses produksi [4]. Sistem proteksi sangat diperlukan dalam pemeliharaan sebuah mesin, salah satunya main cooling water pump. Sistem proteksi ini sangat diperlukan untuk mengetahui atau mengindikasikan apabila terjadi kerusakan pada main cooling water pump akibat dari vibrasi yang tinggi. Berikut merupakan gambaran mengenai permasalahan yang terjadi dan spektrum vibrasi yang muncul pada sistem motor main cooling water pump, diantaranya: a. Missalignment Missalignent (ketidaksumbuan) diakibatkan oleh preload dari poros bengkok atau bantalan tidak mapan dan sumbu poros pada kopling yang tidak segaris. Ketidakseimbangan (unbalance/imbalance) adalah kondisi dimana terjadi distribusi massa yang tidak seimbang pada komponen yang berotasi. Distribusi massa yang tidak seimbang ini akan mengakibatkan terbentuknya massa lebih di suatu titik (heavy spot) pada komponen. Heavy spot ini akan membentuk gaya sentrifugal pada arah radial yang akan mengakibatkan defleksi pada poros [5].

325

Tiara Syafitri, dkk Analisis Sensor Vibrasi Main Cooling Water Pump â&#x20AC;Ś b. Mechanical looseness Ketidaksejajaran poros atau misalignment adalah kondisi dimana hubungan poros pada mesin tidak sejajar. Terdapat dua jenis ketidaksejajaran poros yaitu angular misalignment dan parallel misalignment. Angular misalignment adalah ketidaksejajaran poros dimana poros yang satu dengan yang lain akan membentuk sudut tertentu. Sedangkan Parallel misalignment adalah ketidaksejajaran poros dimana sumbu rotasi poros yang satu dengan yang lain tidak sejajar (Ekoputranto, dkk., 2015). Monitor vibrasi pada main cooling water pump pada awalnya menggunakan jenis displacement transducer pada pengukurannya. Displacement transducer mengukur perubahan jarak antara shaft main cooling water pump dengan sensor vibrasi. Hasil pembacaan dari sensor vibrasi selanjutnya diteruskan ke vibration monitor yang berada di apparatus room. Pada prakteknya terdapat penurunan kinerja sensor displacement dan juga adanya kebengkokan pada shaft pada main cooling water pump sehingga pembacaan vibrasi menjadi bias. Akibat dari adanya kebengkokan tersebut pembacaan vibrasi menjadi tinggi. Selain itu, adanya grase oil. Grase oil ini berpengaruh terhadap permukaan sensor dan permukaan shaft yang mengakibatkan berkurangnya perfomance dari sensor itu sendiri. Permasalahan pada sistem monitoring yang menunjukan hasil vibrasi yang tinggi sehingga menyebabkan trip/stop. Namun apabila nilai vibrasi terukur sangat tinggi bahkan sampai melebihi skala pembacaan oleh vibration monitor itu sendiri. tidak dapat dijadikan acuan dalam menentukan besaran vibrasi yang sebenarnya, akibatnya sistem proteksi vibrasi pada main cooling water pump tidak bisa dijalankan. Pada saat meriksaan dilakukan langsung oleh tim (CBM) Condition Base Maintence pada main cooling water pump menunjukan hasil yang berbeda. Pembacaan vibrasi yang oleh sensor yang tidak menujukan keadaan yang sebenarnya.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Akibat dari biasnya vibrasi yang terbaca pada main cooling water pump maka diharuskan pemeliharaan atau penggantian dari sensor vibrasi. Namun, pada saat sensor displacement informasi dari pabrikan sudah tidak diproduksi lagi. Sehingga diperlukan jenis sensor lain yang dapat mengukur vibrasi main cooling water pump. Akibat adanya toleransi defleksi shaft yang diterapkan pada main cooling water pump. Toleransi yang diterapkan yaitu Âą 5 [6]. Pada saat shaft main cooling water pump bengkok namun masih pada standar toleransi shaft tidak akan diganti. Padahal akibat dari kebengkokan shaft tersebut berpengaruh pada pembacaan nilai vibrasi pada main cooling water pump. Gambar 2 menunjukan kebengkokan shaft pada main cooling water pump yang ditemukan pada saat overhaul.

Gambar 2 Kebengkokan Shaft Pada Main Cooling Water Pump [7] Seperti yang ditunjukan pada Gambar 1, kebengkokan shaft pada main cooling water pump melebihi batas toleransi kebengkokan shaft main cooling water pump di PT Indonesia Power UPJP Kamojang. Oleh karena itu, dibutuhkan penggantian shaft. Namun, setelah penggantian shaft hasil vibrasi masih menunjukan hasil tinggi melebihhi set point yang tidak sesuai dengan keadaan aktual dilapangan. Pada Tabel 1 menunjukan nilai vibrasi yang sangat tinggi melewati batas setting point yang sudah ditentukan sudah di setting sebelumnya pada sisem proteksi vibrasi sebesar 100 Âľm. Pada saat shaft main cooling water pump sudah diganti ternyata masih terdapat bias dalam pembacaan nilai vibrasi main cooling water pump. Oleh karena itu diperlukan metode pengukuran vibrasi main cooling water pump yang tidak terpengaruh dari bias defleksi shaft main cooling water pump.

326

Tiara Syafitri, dkk Analisis Sensor Vibrasi Main Cooling Water Pump â&#x20AC;Ś Tabel 1. Data Vibrasi Sebelum dan Sesudah Penggantian Shaft Main Cooling Water Pump

Untuk mengatasi masalah yang ada, diperlukan adanya penggantian sensor dari Dalam Dalam mengatasi masalah yang ada, penggantian sensor dilakukan dari sensor displacement transducer yang bersifat noncontact menjadi sensor transducer yang sifatnya kontak langsung. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan nilai vibrasi yang tak bias. Penggantian sensor meliputi pemindahan titik pemasangan sensor pada main cooling water pump yang pada awalnya mengukur di shaft diubah menjadi di house bearing. Titik pengukuran pada main cooling water pump yang awalnya berada di shaft kemudian diganti menjadi di house bearing ditunjukan dengan tanda silang berwarna merah pada Gambar 2.

Gambar 2. Titik Pengukuran Vibrasi Pada Gambar 2 menunjukan titik pengukuran displacemet transducer yang bersifat non-contact dan transducer yang bersifat direct-contact. Transducer yang bersifat direct-contact akan dipasang pada titik pengukuran yang diberi tanda silang berwarna merah.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Penulis meyarankan transducer yang bersifat direct-contact direct-contact yaitu velocity transducer. Velocity transducer memiliki kelebihan dibandingkan displacement transducer. Kelebihan dari velocity transducer dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. Perbandingan Displacement Transducer dan Velocity Transducer Velocity Displacemen Variable Transducer t Transducer Contact

Non-Contact

Direct Contact

Sifat

Relative Measurement

Absolute Measuremen t

Tidak

Sensitif terhadap Permukaan Bidang Ukur Terpengaru h Jarak Pemasangan

Berdasarkan perbandinngan pada Tabel 2 menunjukan beberapa kelebihan yang dapat menjadi pertimbangan dalam penggantian sensor vibrasi main cooling water pump. Sifat dari velocity transducer yang direct-contact tidak trepengaruh dari kebengkokan shaft. 4. Simpulan Monitor vibrasi MCWP sebagai salah satu proteksi MCWP saat ini dilaksanakan dengan menggunakan displacement vibration yang mengukur perubahan jarak shaft dengan sensor displacement. Pada MCWP B Unit 2, diketahui pembacaan nilai vibrasi monitor tinggi padahal berdasar pengukuran oleh CBM vibrasi MCWP masih dalam batas wajar. Akibat tingginya pembacaan vibrasi monitor, penyetingan high trip vibration tidak berjalan dengan semestinya. Hal ini dikarenakan pembacaan vibrasinya yang justru melebihi rentang pembacaan vibrasi monitor dan pembacaan vibrasi yang tidak aktual karena terdapat bias dengan kebengkokan shaft. Setelah dilakukan pemeriksaan diketahui bahwa bagian main coolinng water pump yang mengakibatkan pembacaan vibrasi yang tinggi adalah adanya kebengkokan pada bagian shaft.

327

Tiara Syafitri, dkk Analisis Sensor Vibrasi Main Cooling Water Pump â&#x20AC;Ś Akibat adanya kebengkokan tersebut maka dibutuhkan transducer yang tidak terpengaruh oleh kebengkokan shaft agar hasil dari pembacaan vibrasi menjadi tidak bias. Vibration transducer yang dapat mengatasi permasalahan tersebut yaitu velocity transducer. 5. Ucapan Terima Kasih Terimakasih kepada seluruh pihak yanng telah memebantu dalam penelitian ini terutama pembimbing yang telah membantu penulis menyelesaikan artikel ini serta seluruh pihak Departemen Pendidikan Fisika Universitas Pendidikan Indonesia serta seluruh pihak PT Indonesia Power UPJP Kamojang Unit PLTP Kamojang yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk melakukan penelitian di PT Indonesia Power UPJP Kamojang Unit PLTP Kamojang.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

6. Referensi [1] Kelly, S. G. 2012. Mechanical Vibration Theory and Application. Stanford: Cengage Learning [2] Nugroho, D. 2013. Teori Vibrasi. [Online] Tersedia : https://danangnugroho.com/111-teorivibrasi. [3] Yudisaputro, H. 2014. Parameter Utama Pegukuran Vibrasi. [Online] Tersedia : http://berbagienergi.com/2014/05/23/para meter-utama-pengukuran-vibrasi [4] Rosyid, 2015. Pemanfaatan Spektrum Vibrasi Untuk Mengindikasikan Kerusakan Motor Induksi Di Pltu Indramayu 3 X 330 Mw. TRANSIENT, VOL.2, NO. 3, SEPTEMBER 2013, ISSN: 2302-9927, 414 [5] Ekoputranto, A .Nurhilal, O, Taufik A. 2015. Kajian Vibrasi Untuk Mendeteksi Kegagalan Awal Pada Mesin Rotasi Dengan Kasus Mesin Pompa. Proseding Seminar Nasional Fisika dan Aplikasinya Laporan Major Inpection PT. Indonesia Power UPJP Kamojang [6] Manual Book Maintance Manual Volume TM 22 PT Indonesia Power.(1988). Agency Of The Ministry Of Mines And Energy Of The Government Of The Republic Of Indonesia. Indonesia : PLN [7] Laporan Major Inpection PT. Indonesia Power UPJP Kamojang

328

Ahmad Aminudin, dkk. Pengaruh Jumlah Elektroda Sensor Kapasitif â&#x20AC;Ś

Pengaruh Jumlah Elektroda Sensor Kapasitif terhadap Sensitivitas Pengukuran Kadar Air Tanah

Ahmad Aminudin, Eneng Riska, Lilik Hasanah, Mimin Iryanti Program Studi Fisika, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi 229 Bandung 40154, Indonesia Email : aaminudin@upi.edu

ABSTRAK Telah dilakukan desain, pembuatan dan karakterisasi sensitivitas sensor kapasitif. Sensitivitas sensor merupakan parameter penting yang harus diperhatikan dalam pengukuran. Besarnya sensitivitas ditentukan berdasarkan perbandingan sinyal keluaran terhadap masukan sensor kapasitif. Masukan sensor kapasitif yang dimaksud adalah kadar air tanah. Penelitian ini memfokuskan pengaruh jumlah elektroda sensor kapasitif terhadap sensitivitas pengukuran kadar air tanah. Tahapan penelitian diawali desain sensor kapasitif dengan variasi jumlah elektroda, kemudian layout sensor kapasitif dicetak dalam PCB. Selanjutnya mempersiapkan sampel tanah dengan kadar air yang telah diukur. Pengujian dilakukan dengan mengukur nilai kapasitansi sensor untuk setiap variasi kadar air dan jumlah elektroda. Jumlah periodik elektroda yang divariasi adalah N= 50, 100, 150, 200, 250 dan 300. Hasil pengujian sensitivitas sensor kapasitif untuk jumlah periodik elektroda N= 50, 100, 150, 200, 250 dan 300 masing masing menunjukkan 2,023pF/%; 3,773 pF/%; 5,154 pF/%; 5,768 pF/%; 6,112 pF/%; 6,341pF/% kadar air. Kata Kunci: Elektroda Kapasitor; Sensor Kapasitif; Sensitivitas; Kadar Air Tanah

ABSTRACT Design, manufacture and characterization of sensitivity of capacitive sensors have been carried out. Sensitivity of the sensor is an important parameter that must be considered in the measurement. The amount of sensitivity is determined based on the comparison of the output signal to the capacitive sensor input. The capacitive sensor input in question is the soil water content. This study focuses on the effect of the number of capacitive sensor electrodes on the sensitivity of measuring soil water content. The research phase begins with the design of capacitive sensors with variations in the number of electrodes, then the capacitive sensor layout is printed in the PCB. Next, prepare soil samples with measured water content. Testing is done by measuring the sensor capacitance value for each variation in water content and number of electrodes. The periodic number of electrodes varied were N = 50, 100, 150, 200, 250 and 300. The results of testing the sensitivity of the capacitive sensors for the periodic number of electrodes N = 50, 100, 150, 200, 250 and 300 each showed 2.023pF/%; 3.773 pF/%; 5.154 pF/%; 5.768 pF/%; 6.112 pF /%; 6.341pF /% moisture content. Keywords: Capacitor Electrodes; Capacitive Sensors; Sensitivity; Soil Water Level

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

329

Ahmad Aminudin, dkk. Pengaruh Jumlah Elektroda Sensor Kapasitif â&#x20AC;Ś 1. Pendahuluan Sensor kapasitif interdigital merupakan sensor kapasitif berbasis pada elektroda cooplanar yang periodik. Sensor ini dikembangkan oleh Vayres dan Hanna pada tahun 1980 untuk mengevaluasi sensor dengan struktur lapisan terbatas. Hingga saat ini sensor kapasitif interdigit telah dikembangkan dan diterapkan dalam berbagai aplikasi, seperti mengukur konstanta dielektrik kompleks bahan, pemantauan lingkungan, mendeteksi kandungan gula pada larutan gula [1], dan meneliti sifat dielektrik fluida dengan menggunakan IDC-S untuk mengukur perubahan kapasitansi. Secara operasional, prinsip sensor kapasitif interdigit sama halnya dengan dengan kapasitor plat sejajar [2]. Salah satu kutubnya dihubungkan pada sumber tegangan dan kutub liannya dihubungkan dengan ground. Jika terdapat suatu stimulus pada bidang dielektrikum, akan menyebabkan perubahan nilai kapasitansi dari sensor. Pada sistem kapasitor plat sejajar, vektor medan listrik membentuk garis lurus menuju polarisasi rendah. Pengubahan sistem plat sejajar menjadi coplanar dalam sistem kapasitor akan berdampak pada pola lintasan medan listrik yang melalui material dielektrik. Kontur vektor medan listrik membentuk belokan dengan radius bergantung jarak elektroda. Ilustrasi medan listrik yang melingkupi suatu dielektrik pada sistem kapasitor plat sejajar dan coplanar ditunjukkan Gambar 1.

Gambar 1 (a) Garis Medan Listrik Transformasi dari kapasitor pelat paralel ke elektroda cooplanar; (b) Pola Garis-garis Medan Listrik pada elektroda cooplanar dengan N jumlah periodik elektroda. Sumber : (Rahman, 2014)

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Beberapa kapasitor yang dihubungkan paralel dan diberi tegangan V, memiliki tegangan pada setiap kapasitor sama dengan tegangan sumber yang dicantumkan. Pada masing-masing kapasitor yang dihubungkan paralel memiliki beda potensial yang sama karena pada masing-masing kapasitor terhubung langsung dengan sumber tegangan. Besarnya muatan total susunan kapasitor tersebut merupakan jumlah masing-masing muatan dalam kapasitor penyusunnya. Sehingga nilai kapasitansi kapasitor berbanding lurus dengan jumlah kapasitor yang digunakan. Geometri dasar dari sensor kapasitif interdigit didefinisikan oleh parameter yang ditunjukkan Gambar 2.

Gambar 2. Bentuk dan Konfigurasi sensor kapasitif interdigit[3]. Berdasarkan Gambar 2, parameter geometri sensor kapasitif interdigit ini adalah jumlah elektroda (N), lebar elektroda (W), panjang elektroda (L), jarak pemisahan antara elektroda (G) dan unit cell (Îť). Jumlah unit cell mewakili jumlah kapasitor yang tersusun secara paralel dalam sensor IDC. Satu unit cell merupakan satu satuan kapasitor yang terdiri dari 2 elektrode tembaga yang terpisah sejauh lebar gap. Faktor-faktor yang mempengaruhi sensitivitas dalam sistem perancangan IDC-S adalah parameter geometri, bahan penyusun elektroda dan lapisan dielektrikum. Sensitivitas IDC-S terhadap perubahan konstanta diektrik didefinisikan oleh persamaan (1) đ?&#x203A;ź=

â&#x2C6;&#x2020;đ??ś đ??´ = â&#x2C6;&#x2020;đ?&#x153;&#x20AC; đ?&#x2018;&#x2018;

(1)

Sensitiviatas sensor sebanding dengan geometri sensor yang digambarkan oleh rasio

330

Ahmad Aminudin, dkk. Pengaruh Jumlah Elektroda Sensor Kapasitif â&#x20AC;Ś A/d. Rasio A/d dapat dihitung menggunakan persamaan (2). đ??´ đ??ž (1 â&#x2C6;&#x2019; đ?&#x2018;&#x2DC; ) = đ?&#x2018;&#x2018; 2đ??ž(đ?&#x2018;&#x2DC;)

Gambar 3. Diagram Blok tahapan penelitian. đ??ż(đ?&#x2018; â&#x2C6;&#x2019; 1)

(2)

đ??ž(đ?&#x2018;&#x2DC;) merupakan intergal eliptik lengkap jenis pertama dengan modulus đ?&#x2018;&#x2DC; yang dinyatakan oleh persamaan (3) dan (4). đ?&#x2018;&#x2018;đ?&#x2018;Ą

đ??ž=

(3)

Tahap pertama membuat layout sensor kapasitif menggunakan software eagle untuk masing masing konfigurasi dengan N 50, 100, 150, 200, 250 dan 300. Hasil layout kemudian dicetak dalam film sesuai ukuran konfigurasinya. Gambar 3 menunjukkan contoh cetak film.

[(1 â&#x2C6;&#x2019; đ?&#x2018;Ą )(1 â&#x2C6;&#x2019; đ?&#x2018;&#x2DC; đ?&#x2018;Ą )] đ?&#x2018;&#x2DC; = cos đ?&#x153;&#x2039;đ?&#x153;ź = cos

đ?&#x153;&#x2039;. đ?&#x2018;&#x160; đ?&#x2018;&#x160;+đ??ş

(4)

Salah satu faktor penting bagi IDC-S adalah rasio metalisasi. Ratio metalisasi đ?&#x153;ź dinyatakan oleh persamaan (5). đ?&#x153;ź=

đ?&#x2018;&#x160; đ??ş+đ?&#x2018;&#x160;

(5)

Rasio metalisasi sangat penting dalam menentukan sensitivitas sensor per satuan luas đ?&#x203A;˝. Sensitivitas per satuan luas sensor dinyatakan oleh persamaan (6). đ?&#x153;ˇ=

(6)

Sensitivitas merupakan salah satu karakteristik yang harus dimiliki setiap sensor. Sensitivitas dapat ditentukan melalui perhitungan rasio perubahan sinyal keluaran dari sensor terhadap perubahan sinyal masukan ke sensor. Nilai sensitivitas digunakan secara dominan untuk menentukan unjuk kerja sensor atau alat ukur. Oleh karena itu, setiap produk sensor atau alat ukur selalu mencantumkan nilai sensitivitasnya pada datasheet atau pada buku petunjuk operasional. Sensitivitas sensor sangat diperlukan dalam pengukuran. Oleh karena itu, penelitian ini fokus mengamati sensitivitas sensor kapasitif terhada jumlah elektroda untuk aplikasi pengukuran kadar air tanah.

2. Metode Pelaksanaan penelitian dibuat dalam beberapa tahapan yang dilakukan secara sekuensial. Gambar 3 menunjukkan diagram blok tahapan penelitian.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Gambar 4. Film ortografi sensor kapasitif interdigit. Film ortografi yang ditunjukkan Gambar 4 ini dibuat dalam enam konfigurasi yang memiliki spesifikasi, panjang elektroda (L) 10 cm, lebar elektroda (W) 0,3 mm, jarak pemisah antar elektroda (G) 0,3 mm dan jumlah elektroda (N) 50, 100, 150, 200, 250, dan 300 pasang. Tahap kedua adalah membuat sensor kapasitif secara hardware dengan variasi jumlah elektroda N seperti terlihat pada Tabel 1. Proses pencetakan sensor kapasitif dapat dilakukan setelah cetak film ortografi dinyatakan berhasil. Tabel 1. Konfigurasi sensor kapasitif dengan variasi jumlah elektroda. No

Sensor

1 2 3 4 5 6

Konfigurasi 1 Konfigurasi 2 Konfigurasi 3 Konfigurasi 4 Konfigurasi 5 Konfigurasi 6

Jumlah elektroda (pasang) 50 100 150 200 250 300

Tahap ketiga adalah pembuatan sampel uji dengan variasi kadar air yang kita tentukan. Pembuatan sampel uji dilakukan dengan cara

331

Ahmad Aminudin, dkk. Pengaruh Jumlah Elektroda Sensor Kapasitif â&#x20AC;Ś menimbang sampel tanah sebelum dan sesudah dikeringkan, proses pengeringan dilakukan menggunkan oven dengan suhu 105-110 oC sampai kadar air dalam tanah tersebut hilang. Indikasi bahwa kadar air dalam sampel tanah telah hilang ditandai dengan hasil penimbangan massa dari sampel tanah tersebut sudah konstan untuk waktu pengeringan yang berbeda. Setelah sampel tanah dikeringkan dan ditimbang massanya, kemudian dilakukan pemberian air dengan konsentrasi tertentu hingga diperoleh sampel tanah dengan kadar air yang diinginkan. Penentuan massa air yang ditambahkan untuk tiap sampel tanah kering dapat ditentukan menggunakan persamaan (1). massa air kadar air (%) x massa kering = 100 %

(7)

Persamaan (1) didasarkan pada perhitungan kadar air tanah menggunakan metode ASTM D4643-00 [4]. Tahap selanjutnya adalah melakukan pengujian respon sensor kapasitif terhadap variasi kadar air tanah untuk setiap konfigurasi kapasitor, kemudian dilakukan analisa sensitivitas untuk setiap variasi jumlah elektroda. 3. Hasil dan Diskusi Sampel yang dipersiapkan ada 7 sampel uji tanah lempung dengan variasi kadar air 0-60%. Hasil pengujian yang telah dilakukan terhadap sensor kapasitif interdigit dengan enam konfigurasi jumlah periodik elektroda yang berbeda. Gambar 5 menunjukkan kapasitansi sensor kapasitif terhadap variasi kadar air tanah untuk konfigurasi N 50, 100, 150, 200, 250 dan 300.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Gambar 5 Grafik Hubungan Kapasitansi terhadap Kadar Air Tanah. Grafik pada Gambar 5 menunjukkan bahwa kapasitansi sensor kapasitif dengan enam konfigurasi yang berbeda ini meningkat seiring dengan meningkatnya kadar air tanah. Peningkatan kapasitansi disebabkan oleh parameter geometri dan medium dielektriknya. Dalam penelitiian ini peningkatan kapasitansi sensor kapasitif disebabkan oleh medium dielektrik, yaitu tanah dengan kadar air yang berbeda. Ketika ruang diantara elektroda sensor kapasitif diisi oleh dielektrik, dielektrik tersebut berada dalam medan listrik. Muatan listrik yang terkandung di dalam dielektrik mengalami sedikit pergeseran dari posisi setimbangnya yang mengakibatkan terciptanya pengutuban dielekrik. Pengutuban atau polarisasi tersebut mengakibatkan timbulnya medan listrik internal (pada bahan dielektrik) yang berlawanan dengan medan listrik yang melingkupinya sehingga menimbukan jumlah keseluruhan medan listrik yang melingkupi bahan dielektrik menurun. Menurunnya medan listrik disekitar elektroda kapasitor menyebabkan beda potensial menjadi lebih kecil dan rasio bertambah besar dan berakibat pada meningkatnya kapasitansi sensor kapasitif. Ketika sampel uji (tanah) yang menjadi bahan dielektrik pada sensor kapasitif (IDC-S) meimiliki kadar air yang besar maka konstanta dielektriknya juga bertambah besar. Hal ini dikarenakan air merupakan bahan dielektrik polar yang ketika diberi medan listrik, muatan-muatan pada air akan mudah terpolarisasi. Semakin meningkatnya kadar air tanah, muatan yang terpolarisasi semakin banyak dan akhirnya medan listrik induksi yang terbentuk semakin besar yang mengakibatkan

332

Ahmad Aminudin, dkk. Pengaruh Jumlah Elektroda Sensor Kapasitif … kapasitansi IDC-S semakin besar. Berdasarkan grafik pada Gambar 4 terlihat bahwa kapasitansi sensor dengan kadar air tanah memiliki hubungan regresi linier positif. Hasil regresi linier antara kapasitansi sensor kapasitif dengan kadar air tanah menginformasikan nilai sensitivitas dari sensor seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2. Tabel 2. Data Sensitivitas No

Sensor

Jumlah elektroda

Sensitivitas

(pasang) 1

Konfigurasi 1

150

2,023

Konfigurasi 2

100

3,773

Konfigurasi 3

150

5,154

Konfigurasi 4

200

5,768

Konfigurasi 5

250

6,112

Konfigurasi 6

300

6,341

Untuk melihat kecenderungan sensitivitas sensor kapasitif terhadap jumlah pasangan elektroda, maka dibuatlah grafik seperti terlihat pada Gambar 6.

4. Simpulan Berdasarkan hasil-hasil penelitian, dapat disimpulkan bahwa sensitivitas sensor kapasitif interdigit dipengaruhi oleh jumlah pasanga elektroda. Sensitivitas sensor kapasitif untuk jumlah pasangan elektroda dengan N= 50, 100, 150, 200, 250 dan 300 masing masing menunjukkan 2,023pF/%; 3,773 pF/%; 5,154 pF/%; 5,768 pF/%; 6,112 pF/%; 6,341pF/% kadar air. 5. Referensi [1]. A Angkawisittpan, N., & Manasri, T. (2012). Determination of sugar content in sugar solutions using interdigital capacitor sensor. Measurement Science Review, 12(1), 8-13. [2]. Cahyono, B. E. (2016). Karakterisasi Sensor Kapasitif Untuk Penentuan Level Aquades. REM (Rekayasa Energi Manufaktur) Jurnal, 1(2), 9-14. [3]. Kalsum, U., & Albanna, I. (2017). Aplikasi Interdigital Capacitor Sensor Untuk Pengukuran Kadar Garam Berbasis Nondestructive. SENTIA 2015, 7(1). [4]. ASTM D4643. (2000). ‘‘Standard test method for determination of water (moisture) content of soil by the microwave oven method.’’ Annual book of ASTM standards, Vol. 04.08, Philadelphia.

Gambar 5. Grafik sensitivitas sensor kapasitif terhadap jumlah pasangan elektroda Bedasarkan gambar 6 menunjukkan bahwa sensitivitas semakin meningkat seiring dengan bertambahnya jumlah pasangan elektroda, namun mulai N=250 dan N=300 peningkatan sensitivatas tidak begitu besar sehingga terlihat makin mendatar. Hal ini berarti ada batasan peningkatan sensitivitas dalam sensor kapasitif.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

333

Fauzan Muhammad Rabbani, dkk. Karakteristik Kelistrikan Dye-Sensitized Solar Cells â&#x20AC;Ś

Karakteristik Kelistrikan Dye-Sensitized Solar Cells Dengan Menggunakan 3 Jenis Semikonduktor TiO2 Fauzan Muhammad Rabbani*, Yuyu Rachmat Tayubi, Andhy Setiawan* Program Studi Fisika, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi 229 Bandung 40154, Indonesia *Corresponding author. E-mail: fauzanmrabbani@gmail.com, andhys@upi.edu hp: +62-85722576554 ABSTRAK Dye-Sensitized Solar Cells (DSSC) merupakan sel surya yang memiliki beberapa keunggulan, diantaranya biaya produksinya yang relatif murah dan bahan-bahannya mudah diperoleh. DSSC adalah susunan dari Semikonduktor TiO2 yang melekat pada elektroda kaca FTO, dye kunyit (Curcuma longa) digunakan sebagai sensitizer, karbon sebagai katalis yang melekat pada elektroda kaca FTO lainnya dan larutan elektrolit yang berada di antara dua elektroda kaca FTO. Pada penelitian ini digunakan 3 jenis semikonduktor TiO2 yang berbeda tingkat kemurniannya, yaitu semikonduktor TiO2 kemurnian 99%, semikonduktor TiO2 kemurnian 95%, dan semikonduktor TiO2 kemurnian 95% hasil penggerusan 24 jam atau Milling. Pengujian karakteristik kelistrikan dibutuhkan untuk menentukan perhitungan nilai Isc, Voc, Imax, Vmax, Fill Factor dan efisiensi DSSC. Pengujian kelistrikan tersebut menggunakan multimeter digital dan lampu proyektor OHP 100 W/m2. Didapatkan hasil efisiensi DSSC dengan TiO2 kemurnian 99% sebesar 0.0115%, TiO2 kemurnian 95% sebesar 0.0076%, dan TiO2 kemurnian 95% Milling sebesar 0.0134%. Kata Kunci: DSSC; Curcuma longa; Titanium Oksida kemurnian 99%; Titanium Oksida kemurnian 95%; Titanium Oksida kemurnian 95% hasil milling.

ABSTRACT Dye-Sensitized Solar Cells (DSSC) is a solar cell that has several advantages, including the production costs which are relatively cheap and the ingredients are easily obtained. DSSC is formed of TiO2 Semiconductors attached to FTO glass electrodes, dye turmeric (Curcuma longa) is used as a sensitizer, carbon as a catalyst attached to another FTO glass electrodes and electrolyte solutions between two FTO glass electrodes. In this study 3 types of TiO2 semiconductors were used which differed purity levels, 99% purity TiO2 semiconductor, 95% purity TiO2 semiconductor, and 95% purity TiO2 semiconductor 24-hour grinding or Milling. Testing of electrical characteristics is needed to determine the calculation of the values of Isc, Voc, Imax, Vmax, Fill Factor and DSSC efficiency. The electrical testing uses a digital multimeter and OHP projector lamp 100 W / m2. The results of DSSC efficiency with 99% purity TiO2 is 0.0115%, 95% purity TiO2 is 0.0076%, and 95% purity Milling TiO2 is 0.0134%. Keywords: DSSC; Curcuma longa; Titanium Oxide 99% purity; Titanium Oxide 95% purity; Milling Titanium Oxide 95% purity.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

334

Fauzan Muhammad Rabbani, dkk. Karakteristik Kelistrikan Dye-Sensitized Solar Cells â&#x20AC;Ś

1. Pendahuluan Energi surya merupakan salah satu energi yang sedang giat dikembangkan. Salah satu aplikasi energi surya adalah pemanfatannya dalam konversi energi cahaya menjadi energi listrik. Indonesia sebenarnya sangat berpotensi untuk menjadikan sel surya sebagai salah satu sumber energi masa depan, mengingat posisi Indonesia pada garis khatulistiwa yang memungkinkan sinar matahari dapat optimal diterima di hampir seluruh Indonesia sepanjang tahun [1]. Hingga saat ini, penelitian mengenai sel surya masih banyak dilakukan dan saat ini ditemukan sel surya dengan bahan organik atau yang dikenal sebagai Dye-Sensitized Solar Cells (DSSC). DSSC merupakan sel surya yang memiliki beberapa keunggulan, selain biaya produksinya yang relatif murah bahanbahannya pun mudah diperoleh dan terjangkau. Penelitian mengenai DSSC pertama kali dilakukan oleh Michael Gratzel dan Oâ&#x20AC;&#x2122;Regan. Performa DSSC dipengaruhi oleh dye sensitizer, semikonduktor, elektrolit, substrat transparent conductive oxide, dan elektroda counter, dengan memberikan perlakuan yang tepat maka efisiensi terbaik dapat didapatkan dari DSSC. Salah satu komponen DSSC yang paling penting adalah dye sebagai photosensitizer [2]. Dye berfungsi sebagai penyerap cahaya, ketika foton diserap menuju permukaan dye, elektron berpindah dari pita valensi menuju pita konduksi semikonduktor [3]. Para peneliti juga menggunakan dye organik yang berasal dari alam karena dapat dengan mudah ditemukan dan tidak memerlukan biaya lebih untuk membuatnya [4]. Pada penelitian ini penulis memilih dye yang berasal dari kunyit. Kunyit mudah ditemukan dan terjangkau. Kemudian untuk mendapatkan manfaat lain dari kunyit selain sebagai rempah-rempah menjadi alasan pemilihan kunyit. Zat kurkumin sebagai photo sensitizer masih tidak terlalu banyak diteliti, panjang gelombang dari zat pewarna kurkumin ini adalah 420-580 nm. [5] 2. Bahan dan Metode 2.1 Metode Penelitian

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Metode Penelitian yang dilakukan pada penelitian ini adalah metode berbasis eksperimen. Penelitian ini berfokus pada memvariasikan jenis semikonduktor TiO2 yang digunakan pada dye Curcuma longa 2.2 Alat dan Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah daun kunyit (Curcuma longa), substrat kaca berlapis TCO (Transparent Conducting Oxide) yaitu kaca FTO (Fluorine-doped Tin Oxide), TiO2 (Titanium Oksida) kemurnian 99%, TiO2 kemurnian 95%, TiO2 kemurnian 95% hasil milling, etanol, metanol, alkohol, asam asetat, aquades, karbon, larutan elektrolit Iodine / triiodide (I-/I3-). Alat-alat yang digunakan pada penelitian adalah: gelas kimia, pipet, corong, multimeter, batang pengaduk, penjepit kertas, mortir dan alu, gelas vial, pinset, kertas saring, sealant, gloves. 2.3 Pembuatan Dye Dye dibuat dengan cara mengekstraksi kunyit. Lalu dilakukan proses maserasi dengan cara mencampurkan larutan dye kunyit ke dalam larutan yang berasal dari campuran 50 ml methanol, 8 ml asam asetat, dan 42 ml aquades selama beberapa hari. 2.4 Pembuatan Elektroda Kerja Elektroda Kerja tersusun dari kaca elektroda FTO yang dilapisi pasta semikonduktor TiO2. Tiga pasta TiO2 dibuat dengan mencampurkan masing-masing 3 gram semikonduktor TiO2 dengan 2.5 ml suspensi PVA (Poli Vinil Alkohol). Pelapisan pasta TiO2 pada kaca elektroda FTO ukuran 1.5 cm x 2 cm menggunakan metode screen printing. Pasta TiO2 yang dilapiskan berukuran 1 cm x 1.5 cm pada kaca elektroda FTO. Elektroda FTO yang telah dilapisi pasta TiO2 dipanaskan pada suhu 100oC menggunakan hot plate selama 30 menit kemudian didiamkan beberapa saat. Kaca FTO yang telah dilapisi pasta TiO2 direndam dengan larutan dye kunyit selama 24 jam. 2.5 Penyusunan DSSC DSSC disusun dari Elektroda Kerja, Elektrolit dan elektroda lawan. Larutan elektrolit iodide/triiodide (I-/I3-) dibuat dengan

335

Fauzan Muhammad Rabbani, dkk. Karakteristik Kelistrikan Dye-Sensitized Solar Cells â&#x20AC;Ś

cara melarutkan 0,8 gram litium iodida ke dalam 10 ml 3-methoxypropionitrile diaduk menggunakan magnetic stirrer kemudian ditambahkan 0,127 gram iodin. Larutan elektrolit iodide/triiodide (I-/I3-) diberikan pada celah di antara dua kaca FTO. Elektroda lawan dibuat dari kaca FTO yang dilapisi oleh karbon di atasnya. 2.5 Pengujian Kelistrikan DSSC DSSC yang telah terbentuk kemudian diuji kelistrikannya dengan menggunakan multimeter digital dengan disinari cahaya yang berasal dari lampu OHP 100 W/m2. Hasil dari pengukuran berupa nilai tegangan dan rapat arus diplot dalam sebuah grafik. Dengan kurva J -V dapat diketahui beberapa parameter kelistrikan yaitu opencircuit voltage (Voc), short-circuit current (Isc), tegangan daya maksimum (Vmax), rapat arus daya maksimum (Jmax), daya maksimum (Pmax), fill factor (FF) dan efisiensi. Dapat diketahui nilai dari parameter tersebut berdasarkan persamaan Pmax = Vmax . Jmax . .

đ??šđ??š =

dalam keadaan disinari sinar matahari atau sinar lampu OHP. Berdasarkan grafik, dye kunyit memiliki dua puncak serapan pada panjang gelombang 235 nm dan 425 nm, dengan kemampuan penyerapan masingmasing 1.2 Absorbansi dan 0.85 Absorbansi. Namun pada panjang gelombang lebih dari 500 nm tidak menunjukan adanya penyerapan cahaya oleh dye kunyit. Berdasarkan persamaan (1) didapatkan data daya maksimum, lalu berdasarkan persamaan (2) didapatkan hasil fill factor. Data yang telah diketahui dimasukan dalam persamaan (3) atau (4) sehingga efisiensi dari masing â&#x20AC;&#x201C; masing DSSC dapat diketahui dengan hasil sebagai berikut: TiO2 kemurnian 99% sebesar 0.000115, TiO2 kemurnian 95% sebesar 0.000076, dan TiO2 kemurnian 95% Milling sebesar 0.000134.

(1) (2)

Efisiensi (Îˇ) merupakan perbandingan daya yang dikeluarkan sel surya dengan daya yang diterima. Nilai efisiensi merupakan parameter yang menunjukan kemampuan DSSC untuk mengkonversi cahaya menjadi energi listrik. Berikut merupakan persamaan untuk mendapatkan efisiensi : Îˇ=

đ?&#x2018;Ľ 100%

(3)

atau Îˇ=

(4)

3. Hasil dan Pembahasan Pengukuran tegangan dan arus dilakukan untuk mengetahui performa DSSC. Pada gambar 1 menunjukan grafuk antara rapat arus dan tegangan untuk semikonduktor TiO2 95%, semikonduktor TiO2 95% hasil milling, dan semikonduktor TiO2 99%. Pada gambar 2 didapatkan hasil penyerapan dye kunyit ketika

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

336

Fauzan Muhammad Rabbani, dkk. Karakteristik Kelistrikan Dye-Sensitized Solar Cells â&#x20AC;Ś

Grafik Penyerapan Dye Kunyit 1.4

Absorbansi (A)

1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0

100

200

300

400

500

600

Panjang Gelombang (nm)

Gambar 1. Daya Serap Dye Kunyit

Grafik I-V DSSC 3.5 3

I (uA)

2.5 2

95%

1.5

Milling 95%

99%

0.5 0 0

V (mV) Gambar 2. Grafik I-V DSSC TiO2 kemurnian 99%, TiO2 kemurnian 95%, TiO2 kemurnian 95% Milling

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

337

Fauzan Muhammad Rabbani, dkk. Karakteristik Kelistrikan Dye-Sensitized Solar Cells â&#x20AC;Ś

4. Simpulan Dalam penelitian ini telah dibuat tiga buah alat Dye Sensitized Solar Cell yang menggunakan bahan organik dye kunyit sebagai photo sensitizer dan dengan memvariasikan jenis semikonduktor TiO2. Dye kunyit memiliki dua puncak serapan pada panjang gelombang 235 nm dan 425 nm, dengan kemampuan penyerapan masingmasing 1.2 Absorbansi dan 0.85 Absorbansi. Didapatkan hasil pengukuran arus dan tegangan yang kemudian diberikan pada perumusaan untuk mencari performa DSSC yang terbaik. Sehingga hasil perumusan tersebut diperoleh TiO2 kemurnian 99% sebesar 0.000115, TiO2 kemurnian 95% sebesar 0.000076, dan TiO2 kemurnian 95% Milling sebesar 0.000134. Dari hasil tersebut diketahui bahwa DSSC dengan TiO2 kemurnian 95% hasil Milling memiliki nilai efisiensi yang paling besar diikuti oleh DSSC dengan TiO2 kemurnian 99% dan DSSC dengan TiO2 kemurnian 95%. Efisiensi DSSC dengan TiO2 kemurnian 95% hasil Milling menunjukan performa DSSC yang paling baik di antara 3 jenis semikonduktor TiO2.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

5. Referensi [1] Kumara, M. S. W., & Prajitno, G. (2012). Studi AwalFabrikasi Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Dengan Menggunakan Ekstraksi Daun Bayam (Amaranthus Hybridus L.) Sebagai Dye Sensitizer Dengan Variasi Jarak Sumber Cahaya Pada DSSC. Surabaya : Digilib ITS. [2] Obotowo, I. N., Obot, I. B., & Ekpe, U. J. (2016). Organic sensitizers for dyesensitized solar cell (DSSC): properties from computation, progress and future perspectives. Journal of Molecular Structure, 1122, 80-87. [3] Oâ&#x20AC;&#x2122;Regan, B., & Gratzel, M. (1991). A lowcost, high-efficiency solar-cell based on dye-sensitized colloidal TiO2 films. nature, 353(6346), 737-740. [4] Ludin, N. A., Mahmoud, A. A. A., Mohamad, A. B., Kadhum, A. A. H., Sopian, K., & Karim, N. S. A. (2014). Review on the development of natural dye photosensitizer for dye-sensitized solar cells. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 31, 386-396 [5] Ganesh, T., Kim, J. H., Yoon, S. J., Kil, B. H., Maldar, N. N., Han, J. W., & Han, S. H. (2010). Photoactive curcumin-derived dyes with surface anchoring moieties used in ZnO nanoparticle-based dye-sensitized solar cells. Materials Chemistry and Physics, 123(1), 62-66.

338

Ni Putu Audita P E, dkk. Kendala Massa Total Neutrino dari Pengamatan â&#x20AC;Ś

Kendala Massa Total Neutrino dari Pengamatan Baryon Acoustic Oscillation Ni Putu Audita Placida Emas* dan Rendy Darma Program Studi Astronomi, Institut Teknologi Bandung, Jl. Ganeca 10, Bandung 40132, Indonesia * E-mail: auditasisva@gmail.com hp: +628563822101 ABSTRAK Neutrino merupakan fermion yang bermuatan netral dan dalam model standar diketahui tidak bermassa. Namun, melalui eksperimen osilasi neutrino, diketahui bahwa neutrino memiliki massa. Pekerjaan ini bertujuan untuk menentukan kendala massa total neutrino dari pengamatan Baryon Acoustic Oscillation (BAO). BAO adalah fluktuasi periodik kerapatan materi baryonik di alam semesta. Dengan menggunakan data BAO, parameter materi dapat dibatasi dengan baik sehingga kendala parameter massa total neutrino dapat ditentukan. Untuk menentukan kendala massa neutrino, digunakan statistik Bayesian melalui program CosmoMC untuk menyelesaikan permasalahan yang kompleks dari data dengan ketidakpastian yang besar. Data BAO yang digunakan adalah SDSS BAO DR12 Final consensus. Untuk menentukan parameter kosmologi yang diperoleh dari data BAO, digunakan model standar Î&#x203A;CDM. Hasil yang didapatkan untuk kendala massa total neutrino adalah < 0,388 eV untuk interval keyakinan 95%. Jika digabungkan dengan data CMB, nilai ini menjadi < 0,177 eV untuk interval keyakinan yang sama. Kata Kunci: Baryon acoustic oscillation, massa total neutrino, statistik Bayesian.

ABSTRACT Neutrinos are neutral charged fermions which known as massless particles in the standard model. Through neutrinos oscillation experiments, we know that they are not massless now. This work aimed to constrain the total mass of neutrino from the observation of Baryon Acoustic Oscillation (BAO). BAO is a periodical fluctuation of matter density in the universe. From this data, the parameter of matter can be constrained so the constraining of the total mass of neutrino also can be determined in a good way. We use Bayesian Statistics packed in CosmoMC in order to solve the complex calculations for data with large uncertainties. The data from SDSS BAO DR12 Final consensus is used in this work. The standard model of Î&#x203A;CDM is then implemented in this work to calculate the cosmological parameters obtained from BAO data. Our calculations show that the constraint of the total mass of neutrinos is < 0.388 eV for 95% C.L. and it is < 0.177 eV for 95% if we combine the BAO with CMB data. Keywords: Baryon acoustic oscillation, total mass of neutrinos, Bayesian statistics.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

339

Ni Putu Audita P E, dkk. Kendala Massa Total Neutrino dari Pengamatan â&#x20AC;Ś

1. Pendahuluan Neutrino merupakan fermion yang bermuatan netral dan memiliki tiga spesies. Dalam model standar, neutrino diketahui tidak bermassa. Namun, berdasarkan osilasi neutrino, yang merupakan solusi dari masalah neutrino matahari, neutrino seharusnya memiliki massa. Melalui eksperimen osilasi neutrino, baik untuk neutrino Matahari dan atmosfer, kita mendapatkan perbedaan massa kuadrat neutrino (â&#x2C6;&#x2020;đ?&#x2018;&#x161; ). Selain dari eksperimen osilasi, penentuan massa neutrino juga dapat ditentukan dari eksperimen kinematik, menghasilkan batas atas untuk masing-masing spesies neutrino. Neutrino memainkan peranan penting dalam sejarah alam semesta. Sebagai contoh, neutrino berpengaruh pada fluktuasi temperatur Cosmic Microwave Background (CMB) berdasarkan sifat relativitik dan nonrelativistik neutrino. Selain itu, neutrino juga berpengaruh pada pembentukan struktur skala kecil akibat dari sifat free-streaming pada neutrino, untuk detail lihat [1]. Pentingnya peranan neutrino dalam sejarah alam semesta, massa neutrino dapat dibatasi dari pengamatan kosmologi. Dari analisis data pengamatan kosmologi, kita hanya mendapatkan massa total neutrino. Untuk mendapatkan massa individu neutrino, diperlukan pengamatan kosmologi yang lebih presisi. Untuk membatasi massa total neutrino, kita dapat menggunakan berbagai data kosmologi. Salah satunya dari pengamatan Baryon Acoustic Oscillation (BAO). Baryon Acoustic Oscillation (BAO) adalah fluktuasi kerapatan materi baryon pada skala besar alam semesta, yaitu pada z sekitar 1020 [2]. Fluktuasi ini disebabkan oleh adanya gelombang kerapatan akustik yang berasal dari masa awal pembentukan alam semesta. Di awal pembentukan alam semesta, materi baryonik berada dalam bentuk plasma dengan temperatur yang sangat tinggi. Foton dan plasma mengalami coupling dalam bentuk Thomson Scattering dan menghasilkan gelombang kerapatan akustik [3ď&#x20AC;11]. Seiring mengembangnya alam semesta, ada suatu masa di mana proses Thomson Scattering tidak lagi efektif, ditandai dengan adanya decoupling antara foton dan plasma baryonik. Sehingga kerapatan gelombang akustik dibekukan pada masa tersebut, yaitu masa rekombinasi. Pada saat dibekukan, gaya yang mendominasi adalah gravitasi yang mulai memainkan peranannya

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

melalui interaksi materi baryonik dan dark matter dalam proses pembentukan galaksi dan gugus galaksi pada skala besar alam semesta. Selain itu, keberadaan BAO juga dapat dilihat dari anisotropi yang terjadi pada spektrum CMB [2, 12] dan fungsi korelasi atau power spectrum pada struktur skala besar [13ď&#x20AC;15]. Pengukuran BAO sangat penting dalam studi kosmologi. Melalui pengukuran BAO, kita dapat menentukan jarak diameter sudut (DA(z)) dan parameter Hubble (H(z)) [16]. Penentuan jarak diameter sudut dipengaruhi oleh komponen pengisi alam semesta, salah satunya adalah neutrino, sehingga penentuan massa neutrino dapat ditentukan dari pengamatan BAO. Menurut [17], dengan mengkombinasikan data BAO dan berbagai data kosmologi, didapatkan kendala yang ketat untuk penentuan massa total neutrino. Tujuan pekerjaan ini untuk menentukan kendala massa total neutrino dari data SDSS BAO DR12 Final consensus. Untuk menentukan kendala massa neutrino, digunakan analisis Bayesian yang terdapat dalam program CosmoMC yang dijelaskan pada Bagian 2. Pada Bagian 3 dipaparkan hasil dan pembahasan, serta Bagian 4 dipaparkan kesimpulan dan saran untuk penelitian selanjutnya. 2. Metode dan Data Untuk menentukan kendala massa neutrino, digunakan analisis Bayesian yang terdapat pada program CosmoMC, lihat [18]. Secara matematis, statistik Bayesian dapat dituliskan seperti Persamaan (1). đ?&#x2018;&#x192;(đ?&#x153;&#x192;|đ?&#x2018;&#x2018;) =

đ?&#x2018;&#x192;(đ?&#x2018;&#x2018;|đ?&#x153;&#x192;)đ?&#x2018;&#x192;(đ?&#x153;&#x192;) đ?&#x2018;&#x192;(đ?&#x2018;&#x2018;)

(1)

Di mana đ?&#x153;&#x192; adalah parameter yang dicari, đ?&#x2018;&#x2018; adalah data, đ?&#x2018;&#x192;(đ?&#x2018;&#x2018;|đ?&#x153;&#x192;) adalah probabilitas likelihood, đ?&#x2018;&#x192;(đ?&#x153;&#x192;) adalah probabilitas prior, đ?&#x2018;&#x192;(đ?&#x2018;&#x2018;) adalah evidence, and đ?&#x2018;&#x192;(đ?&#x153;&#x192;|đ?&#x2018;&#x2018;) adalah probabiltas posterior. Untuk menghitung likelihood, digunakan persamaan (2) dan (3). â&#x201E;&#x2019; â&#x2C6;? exp â&#x2C6;&#x2019;

Ď&#x2021; 2

(2)

di mana Ď&#x2021; = (đ?&#x2018;Ť â&#x2C6;&#x2019; đ?&#x2018;ť) đ??ś (đ?&#x2018;Ť â&#x2C6;&#x2019; đ?&#x2018;ť)

(3)

340

Ni Putu Audita P E, dkk. Kendala Massa Total Neutrino dari Pengamatan â&#x20AC;Ś Di mana D adalah vektor data, T adalah vektor teori, dan C adalah matriks kovarian. Untuk menghitung teori BAO digunakan persamaan (4). đ??ˇ (đ?&#x2018;§) (4) đ??ľđ??´đ?&#x2018;&#x201A; = (1 + đ?&#x2018;§) đ?&#x2018;&#x; Di mana đ??ˇ (đ?&#x2018;§) adalah jarak diameter angular dan đ?&#x2018;&#x; adalah horizon suara yang dapat dihitung menggunakan Persaman (7). Dalam pekerjaan ini, digunakan asumsi model kosmologi Î&#x203A;CDM, sehingga perhitungan đ??ˇ (đ?&#x2018;§) dilakukan dengan Persamaan (5) dan (6). (5)

đ??ˇ (đ?&#x2018;§) =

1 đ??ť (1 + đ?&#x2018;§)

đ?&#x2018;&#x2018;đ?&#x2018;§ đ??¸(đ?&#x2018;§)

di mana (6) (1 + đ?&#x2018;§) + đ?&#x203A;ş , (1 + đ?&#x2018;§) +đ?&#x203A;ş , Jika neutrino bersifat relativistik, maka neutrino akan berkontribusi pada rapat energi radiasi. Namun, jika neutrino bersifat nonrelativistik, maka neutrino akan berkontribusi pada rapat energi materi. đ??¸(đ?&#x2018;§) = đ?&#x203A;ş

đ?&#x2018;&#x; =

đ?&#x2018;? (đ?&#x2018;§) đ?&#x2018;&#x2018;đ?&#x2018;§ đ??ť(đ?&#x2018;§)

(7)

Data yang digunakan dalam pekerjaan ini adalah SDSS BAO DR12 Final consensus. Data BAO menggunakan 3 nilai redshift efektif, yaitu 0,38; 0,51 dan 0,61. Data BAO yang tersedia di CosmoMC merupakan data tersier yang dapat dilihat di [19]. Prior yang digunakan dalam pekerjaan ini dapat dilihat pada Tabel I. Parameter yang dibatasi didasarkan pada parameter yang dibutuhkan untuk model Î&#x203A;CDM dan yang diperhitungkan pada BAO. Parameter densitas materi (â&#x201E;Ś ) dapat diturunkan kemudian dengan hubungan â&#x201E;Ś = â&#x201E;Ś + â&#x201E;Ś + â&#x201E;Ś , di mana â&#x201E;Ś seperti pada Persamaan (8). â&#x201E;Ś =

â&#x2C6;&#x2018;đ?&#x2018;&#x161; 94 â&#x201E;&#x17D; eV

Untuk membandingkan hasil BAO, pekerjaan ini juga menyajikan hasil dengan menggunakan data CMB yang berasal dari data fluktuasi temperatur Planck 2018. Tabel 1. Prior yang digunakan dalam perhitungan kendala massa total neutrino. Nama Parameter â&#x201E;Ś â&#x201E;&#x17D; â&#x201E;Ś â&#x201E;&#x17D; H0 (km/s/Mpc) â&#x2C6;&#x2018; đ?&#x2018;&#x161; (eV)

prior 0,1095 â&#x20AC;&#x201C; 0,1219 0,022-0,0225 40-100 0 â&#x20AC;&#x201C; 1,5

3. Hasil dan Pembahasan Hasil yang didapatkan dari pengolahan data menggunakan statistik Bayesian dapat dilihat pada Gambar 1, di mana untuk warna dengan gradasi yang lebih tua menunjukkan nilai dengan interval keyakinan 68% dan gradasi yang lebih muda untuk interval keyakinan 95%. Sedangkan Gambar 2 menunjukan distribusi massa total neutrino untuk BAO, CMB, dan gabungan keduanya. Untuk hasil yang diperoleh dari BAO, terlihat tidak memiliki kecendrungan atau hubungan antara â&#x201E;Ś dengan â&#x2C6;&#x2018; đ?&#x2018;&#x161; sedangkan hasil yang diperoleh dari CMB terlihat adanya hubungan antara â&#x201E;Ś dengan â&#x2C6;&#x2018; đ?&#x2018;&#x161; . Di mana dengan bertambahnya â&#x2C6;&#x2018; đ?&#x2018;&#x161; akan menambah nilai â&#x201E;Ś . Hal ini disebabkan karena neutrino bermassa akan berkontribusi pada densitas materi. Berdasarkan hasil eksperimen osilasi, diperkirakan saat ini setidaknya terdapat dua neutrino yang bersifat nonrelativistik. Hasil dari BAO dan CMB memiliki degenarasi atau kecendrungan yang berbeda. Sehingga ketika kedua data digabungkan, akan didapatkan daerah yang lebih sempit, sehingga hasil untuk kendala massa neutrino menjadi lebih ketat. Untuk tabulasi hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel 2 dengan hasil paling ketat ketika dua data dikombinasikan. Selain itu penentuan massa total neutrino yang lebih ketat diperoleh dari pengamatan BAO dibandingkan dengan CMB.

(8)

Untuk hierarki massa neutrino, digunakan hierarki massa normal berdasarkan hasil [17].

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

341

Ni Putu Audita P E, dkk. Kendala Massa Total Neutrino dari Pengamatan â&#x20AC;Ś

Gambar 1. Diagram distribusi antara â&#x2C6;&#x2018; đ?&#x2018;&#x161; dengan â&#x201E;Ś dari BAO (abu-abu), CMB (merah) dan CMB + BAO (biru) untuk interval keyakinan 68% (warna tua) dan 95% (warna tua)

memiliki degenerasi yang berbeda. Hasil yang diperoleh jika kedua data digabungkan adalah < 0,177 eV untuk interval keyakinan 95%. Untuk penelitian lebih lanjut, kita dapat menggabungkan berbagai data kosmologi untuk memperoleh massa total yang lebih ketat. Ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam memilih data, yaitu degenerasi data dalam menentukan massa total dan bagaimana data tersebut menentukan massa neutrino. Jika data tersebut tidak berhubungan dengan massa neutrino, data tersebut tetap dapat digunakan karena dapat membatasi parameter lain namun harus dikombinasikan dengan data CMB, struktur skala besar (LSS) dan BAO untuk mendapatkan hasil terbaik. 5. Ucapan Terima Kasih Terima kasih yang sangat besar kami tujukan kepada Ibu Hesti Wulandari untuk diskusinya yang sangat luar biasa dan Program Studi Magister Astronomi yang telah meminjamkan fasilitas untuk mengolah data pada pekerjaan ini

Gambar 2. Distribusi massa total neutrino yang didapatkan dari data BAO (garis putus-putus), CMB (titik-garis), dan gabungan kedua data tersebut (garis tegas), dengan sumbu y menunjukan probabilitas. Tabel 2. Kendala massa total neutrino yang didapatkan untuk data yang berbeda dengan interval keyakinan tertentu. â&#x2C6;&#x2018; đ?&#x2019;&#x17D;đ??&#x201A; (eV) Data set

BAO CMB CMB+BAO

Interval keyakinan 68% < 0,227 < 0,212 < 0,088

Interval keyakinan 95% < 0,388 < 0,506 < 0,177

4. Simpulan dan saran Menentukan kendala massa total neutrino dapat diperoleh dari data BAO. Massa total neutrino diperoleh dari pengukuran jarak diameter sudut, di mana penentuan jarak dipengaruhi oleh massa total neutrino. Hasil yang didapatkan adalah < 0,388 eV untuk interval keyakin 95%. Jika analisis massa total neutrino dari BAO digabungkan dengan CMB, akan diperoleh kendala yang lebih ketat karena kedua data

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

6. Referensi [1] Lesgourgues, J. dkk. (2013). Neutrino Cosmology. New York: Cambridge University Press. [2] Slepian, Z. dkk. (2016). Detection of baryon acoustic oscillation features in the largescale three-point correlation function of SDSS BOSS DR12 CMASS galaxies. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 469: 1738. [3] Sakharov, A.D. (1966). The Initial Stage of an Expanding Universe and the Appearance of a Nonuniform Distribution of Matter. Soviet Journal of Experimental and Theoretical Physics, 22: 241. [4] Peebles, P.J.E. & Yu, J.T. (1970). Primeval Adiabatic Perturbation in an Expanding Universe. The Astrophysical Journal, 162: 815. [5] Sunyaev, R.A. & Zelâ&#x20AC;&#x2122;dovich, Ya.B. (1970). Small-scale Fluctuations of Relic Radiation. Astrophysics and Space Science, 7: 3. [6] Bond, J.R. & Efstathiou, G. (1984). Cosmic background radiation anisotropies in universes dominated by nonbaryonic dark matter. The Astrophysical Journal, 285: L45. [7] Bond, J.R. & Efstathiou, G. (1987). The statistics of cosmic background radiation

342

Ni Putu Audita P E, dkk. Kendala Massa Total Neutrino dari Pengamatan … fluctuations. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 226: 655. [8] Holtzmann, J.A. (1989). Microwave Background Anisotropies and LargeScale Structure in Universes with Cold Dark Matter, Baryons, Radiation, and Massive and Massless Neutrinos. The Astrophysical Journal Supplement Series, 71: 1. [9] Hu, W. & Sugiyama, N. (1996). SmallScale Cosmological Perturbations: an Analytic Approach. The Astrophysical Journal, 471: 542. [10] Eisenstein, D.J. & Hu, W. (1998). Baryonic Features in the Matter Transfer Function. The Astrophysical Journal, 496: 605. [11] Eisenstein, D.J. dkk. (2007). On the Robustness of the Acoustic Scale in the Low-redshift Clustering of Matter. The Astrophysical Journal, 664: 660. [12] Helion du Mas des Bourboux dkk. (2017). Baryon Acoustic Oscillations from the Complete SDSS-III Lyα-quasar Crosscorrelation Function at z = 2.4. Astronomy & Astrophysics, 608: A130. [13] Addison, G.E. dkk. (2018). Elucidating ΛCDM: Impact of Baryon Acoustic Oscillation Measurements on the Hubble Constant Discrepancy. The Astrophysical Journal, 853: 119. [14] Eisenstein, D.J. dkk. (2005). Detection of the Baryon Acoustic Peak in the LargeScale Correlation Function of SDSS Luminous Red Galaxies. The Astrophysical Journal, 633: 560. [15] Cole, S. dkk. (2005). The 2dF Galaxy Redshift Survey: Power-spectrum Analysis of the Final Data Set and Cosmological Implications. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 362: 505. [16] Patej, A. & Eisenstein, D.J. (2018). Analyzing Baryon Acoustic Oscillations in Sparse Spectroscopic Samples via Cross-Correlation with Dense Photometry. Monthly Notices of the Royal Astronomical of Society, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 477: 5090. [17] Emas, N.P.A.P. (2018). Kendala Massa Total dan Hierarki Massa Neutrino dari Pengamatan Kosmologi, Tesis Program Magister Astronomi, Institut Teknologi Bandung.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

[18] Lewis, A. dan Sarah Bridle. (2002). Cosmological parameters from CMB and other data: a Monte-Carlo approach. Physical Review, D66:103511. DOI: 10.1103/PhysRevD.66.103511. [19] Alam, S. dkk. (2017). The clustering of galaxies in the completed SDSS-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey: cosmological analysis of the DR12 galaxy sample. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 470: 2617. [20] Hoeneisen, B. (2017). Constraints on Neutrino Masses from Baryon Acoustic Oscillation Measurements. International Journal of Astronomy and Astrophysics, 8: 1. [21] Planck Collaboration, dkk. (2016). Planck intermediate results. XXIX. All-sky Dust Modelling with Planck, IRAS, and WISE Observations. Astronomy & Astrophysics, 594: A13. [22] Aubourg, É. dkk. (2015). Cosmological Implications of Baryon Acoustic Oscillation Measurements. Physical Review D, 92: 123516.

343

Durotul Intokiyah, dkk. Simulasi Peracunan Xenon dan Samarium ...

SIMULASI PERACUNAN XENON DAN SAMARIUM MENGGUNAKAN GUI

Durotul Intokiyah dan M Nurul Subkhi Program Studi Fisika, Kelompok Keilmuan Fisika Nuklir dan Komputasi, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Islam Negeri Sunan Gunung Djati Bandung Jl. A.H. Nasution No.105, Cipadung, Cibiru, Kota Bandung, Jawa Barat 40614 E-mail: dintokiyah@gmail.com hp: 083820319281, Fax: ABSTRAK Reaktor nuklir didesain sebagai alternatif untuk menghasilkan energi yang besar dengan memikirkan keselamatan lingkungan. Reaktor yang beroperasi dalam jangka waktu tertentu, akan terjadi penyusutan bahan bakar sehingga reaksi fisi dan neutron yang dihasilkan juga berkurang. Agar menunjang kelancaran pengoperasian reaktor perlu dilakukan analisis mengenai populasi Xe-135 dan Sm-149 saat reaktor startup dan shutdown. Analisis dilakukan dengan simulasi populasi Xe-135 dan Sm-149 dengan perhitungan numerik menggunakan software GUI. Toolbox GUI ini dapat digunakan dengan mudah dan otomatis yang menghasilkan nilai output berupa grafik populasi antara Xe-135 dan Sm-149 terhadap waktu. Data yang dihasilkan populasi Xe135 saat startup menunjukan proses produksi energi yang naik secara perlahan karena adanya proses reaksi fisi secara berantai yang kontinu ataupun hasil dari peluruhan radioaktif sebelumnya. Saat shutdown, Xe-135 tidak lagi dihasilkan dari reaksi fisi atau hilang karena serapan hanya peluruhan berasal dari I-135 yang berada di teras. Selama startup konsentrasi Sm-149 akan tetap konstan sedangkan ketika shutdown konsentrasi nya akan bertambah karena peluruhan akumulasi Pm-149. Kata Kunci: Reaksi fisi; Startup; Shutdown; Xe-135; Sm-149; GUI;

ABSTRACT Nuclear reactors are designed as an alternative to produce large energy by thinking about the safety of their environment. Reactors that operate within a certain period of time, fuel shrinkage will occur so that the resulting fission and neutron reactions are reduced. In order to support the smooth operation of the reactor it is necessary to analyze the population of Xe-135 and Sm-149 during reactor startup and shutdown. Analysis was carried out by population simulation Xe-135 and Sm-149 with numerical calculations using GUI software. This GUI toolbox can be used easily and automatically which produces an output value in the form of a population graph between Xe135 and Sm-149 with respect to time. Data generated by population Xe-135 at startup shows a process of energy production that is slowly increasing due to the continuous chain fission reaction process or the result of previous radioactive decay. At shutdown, Xe-135 is no longer produced from fission reactions or is lost due to only decay absorption from I-135 which is on the terrace. During startup the Sm-149 concentration will remain constant while when the shutdown the concentration will increase due to the decay of accumulated Pm-149. Keywords: fission reaction; Startup; Shutdown; Xe-135; Sm-149; GUI toolbox

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

344

Durotul Intokiyah, dkk. Simulasi Peracunan Xenon dan Samarium ...

1. Pendahuluan Reaktor nuklir didesain bukan hanya untuk menghasilkan energi yang besar tetapi juga memikirkan keselamatan lingkungannya. Setelah reaktor beroperasi dalam jangka waktu tertentu, akan terjadi pengurangan atau penyusutan bahan bakar yang menyebabkan reaksi fisi berkurang dan neutron yang dihasilkan juga berkurang. Saat terjadi pemadaman reaktor perlu dilakukan analisis mengenai bagaimana laju produksi dan laju hilangnya racun produk fisi. Reaktor nuklir mempunyai prinsip menghasilkan energi yang relatif besar dan pembelahan inti baru dari neutron-neutron baru. Hal ini diawali dari adanya neutron yang membelah inti neutron berat mejadi dua bagian, dari hal ini akan dihasilkan reaksi berantai. Reaksi pembelahan atau reaksi fisi diperkirakan melepas energy sebesar 200 MeV. Reaksi fisi akan menghasilkan produk fisi dan produk peluruhan yang akan menyerap neutron. Pada penelitian ini difokuskan pada Xe-135 dan Sm-149. Xe-135 dan Sm-149 mempunyai dampak besar terhadap operasi reaktor nuklir. Produksi Xe-135 bisa dihasilkan secara langsung dari reaksi fisi atau dari rantai peluruhan Te-135. Xe-135 terbentuk dari produk peluruhan Î˛. Te-135 merupakan produk fisi yang dapat juga berasal dari peluruhan Î˛ Sb-13 yang juga produk fisi. Selama Operasi reaktor, lebih dari 90% Xe-135 dihasilkan dari peluruhan I-135 [1].

â&#x2C6;&#x2018;

đ??ź(đ?&#x2018;Ą) =

đ?&#x2018;&#x2039;(đ?&#x2018;Ą) =

(

â&#x2C6;&#x2018;

(đ??ź â&#x2C6;&#x2019; đ?&#x2018;&#x2019;

)â&#x2C6;&#x2018;

đ?&#x2018;&#x2019;

1â&#x2C6;&#x2019;đ?&#x2018;&#x2019;

(

)

(1)

)

(

)

+ (2)

â&#x2C6;&#x2019;đ?&#x2018;&#x2019;

Sedangkan utuk menghitung konsentrasi setimbang dari I-135 dan Xe-135 kondisi saat t=â&#x2C6;&#x17E; adalah dengan

â&#x2C6;&#x2018;

đ??ź(đ?&#x2018;Ą) â&#x2020;&#x2019; đ??ź =

đ?&#x2018;&#x2039;(đ?&#x2018;Ą) â&#x2020;&#x2019; đ?&#x2018;&#x2039; =

(

(3)

)â&#x2C6;&#x2018;

(4)

Dalam proses startup kondisi dimana reaktor padam, utuk menghitung produksi I135 dan Xe-135 adalah dengan

(5)

đ??ź(đ?&#x2018;&#x;, đ?&#x2018;Ą) = đ??ź (đ?&#x2018;&#x;) đ?&#x2018;&#x2019;

đ?&#x2018;&#x2039;(đ?&#x2018;Ą) = đ?&#x2018;&#x2039; (đ?&#x2018;&#x;)đ?&#x2018;&#x2019; đ?&#x2018;&#x2019;

(

)

( )

đ?&#x2018;&#x2019;

(

)

â&#x2C6;&#x2019;

(6)

Sm-149 dihasilkan dari peluruhan Nd-149. Nd-149 merupakan fragmen fisi dengan waktu paruh yang lebih cepat dibandingkan dengan Pm-149. Dapat diasumsikan Pm-149 dihasilkan secara langsung dari reaksi fisi dengan yield sebesar Îłp.

Dalam proses start up atau kondisi dimana reaktor baru dinyalakan, utuk menghitung produksi I-135 dan Xe-135 adalah dengan persamaan

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

345

Durotul Intokiyah, dkk. Simulasi Peracunan Xenon dan Samarium ...

mempermudah para penggunanya untuk berinteraksi dengan komputer atau sistem operasi. Maksud dari Menu grafis terdapat tampilan yang lebih ditekankan untuk membuat sistem operasi yang user-friendly agar para pengguna lebih nyaman menggunakan komputer. Pada simulasi ini digunakan GUI dalam bentuk toolbox sehingga pengguna dapat menggunakan toolbox hanya dengan menginput nilainya. GUI software yang digunakan berupa MATLAB. Laju perubahan konsentrasi Pm-149

(7)

= đ?&#x203A;žđ?&#x2018;? â&#x2C6;&#x2018; đ?&#x153;&#x2122; â&#x2C6;&#x2019; đ?&#x153;&#x2020;đ?&#x2018;? đ?&#x2018;&#x192;

Karena Sm-149 isotop stabil maka Sm-149 hanya hilang karena tangkapan radiatif neutron saja. Sehingga persamaan nya menjadi

= đ?&#x153;&#x2020;đ?&#x2018;? đ?&#x2018;&#x192; â&#x2C6;&#x2019; đ?&#x153;&#x17D; đ?&#x153;&#x2122;

Table 1

(8)

Konsentrasi setimbang untuk kedua isotop racun tersebut dapat dinyatakan dengan

đ?&#x2018;&#x192; = đ?&#x2018;&#x2020; =

â&#x2C6;&#x2018;

2. Metode Perhitungan Penelitian dilakukan dengan membuat toolbox terlebih dahulu. Desain toolbox dibuat program dan memasukkan persamaan untuk simulasi laju produksi Xe-135 saat reaktor start up dan shutdown yaitu persamaan (1), (2), (3), (4), (5) dan (6). Sedangkan untuk simulasi laju produksi peracunan Sm-149 menggunakan persamaan (7), (8), (9), (10) dan (11). Program yang telah dibuat di run. Setelah berhasil, parameter diinput. Berikut parameter yang digunakan:

đ?&#x153;&#x2020;

0.1035/jam

đ?&#x153;&#x2020;

0.0753/jam

đ?&#x153;&#x2020;

0.0128/jam

đ?&#x153;&#x17D;

300000 barn

(9) 0.000763

â&#x2C6;&#x2018;

(10)

Setelah reaktor padam produksi Sm-149 menjadi

đ?&#x2018;&#x2020;(đ?&#x2018;Ą) = đ?&#x2018;&#x2020; + đ?&#x2018;&#x192; 1 â&#x2C6;&#x2019; đ?&#x2018;&#x2019;

Simulasi dilakukan GUI. Graphical User antarmuka pengguna antarmuka pada sistem yang menggunakan

đ?&#x203A;ž

6.386

đ?&#x203A;ž

0.228

đ?&#x203A;ž

1.13

đ?&#x153;&#x17D;

58000 barn

(11)

dengan menggunakan Interface (GUI) atau grafis (APG) adalah operasi atau komputer menu grafis agar

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

3. Hasil dan Pembahasan Dengan toolbox GUI untuk simulasi reaktor dengan kasus peracunan Xe-135 dan Sm-149 diharapkan dapat memudahkan pembelajaran kasus ini. Dari toolbox yang telah dibuat terlihat dari keunggulan GUI yaitu membuat sistem

346

Durotul Intokiyah, dkk. Simulasi Peracunan Xenon dan Samarium ...

operasi yang user-friendly dan menghasilkan gambar dengan resolusi yang cukup tinggi.

Gambar 4. Populasi Xe-135 saat reaktor startup dan shutdown

Gambar 1. Toolbox simulasi Peracunan Xe135

Pada gambar 4 Garis biru menunjukan jumlah populasi Xe-135 saat reaktor startup dan hijau saat reaktor shutdown. Saat reaktor startup populasi Xe-135 nampak konstan di titik 0 tapi jika difokuskan pada bagian startup grafik yang terbentuk adalah gambar 5. Hal ini disebabkan karena populasi Xe-135 saat startup sangat kecil. Karena produksi Xe-135 baru mengandalkan proses peluruhan. Setelah memenuhi waktu paruhnya baru lah produksi Xe-135 ditunjang juga dengan adanya peluruhan dari radioaktif sebelumnya.

Gambar 2. Toolbox Simulasi Peracunan Sm149 Saat kondisi reaktor belum dinyalakan tidak ada reaksi fisi yang terjadi sehingga didapatkan gambar 3. Gambar 3. Xe-135 startup

Gambar 2 Xe-135 keadaan setimbang

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Ketika reaktor padam, fluks neutron berkurang sampai nol dan Xe-135 tidak lagi dihasilkan dari reaksi fisi atau hilang karena serapan. Mekanisme produksi yang tersisa hanyalah peluruhan I-135 yang berada di teras pada saat reaktor padam. Satu-satunya mekanisme hilangnya Xe-135 adalah peluruhan [2]. Munculnya lonjakan saat pemadaman reaktor pada populasi Xe-135 menimbulkan reaktivitas yang sangat negatif dimana besarnya berbanding lurus dengan populasi xenon. Hal ini menyebabkan masalah ketika akan merestart reaktor setelah dimatikan karena membutuhkan reaktivitas positif

347

Durotul Intokiyah, dkk. Simulasi Peracunan Xenon dan Samarium ...

yang cukup besar dan pada beberapa saat akan menyebabkan peningkatan reaktivitas yang bisa menyebabkan tidak terkendalinya daya pada sistem reaktor nuklir [3].

Gambar 4 Populasi Sm-149 saat pemadaman reaktor Sm-149 merupakan isotop stabil, sehingga tidak dapat hilang karena peluruhan. Setelah reaktor padam, perilaku dari Sm-149 dengan Xe-135 akan berbeda. Selama operasi reaktor konsentrasi Sm-149 akan tetap konstan karena Sm-149 bukan radioaktif. Sedangkan ketika reaktor padam, konsentrasi nya akan bertambah karena peluruhan akumulasi Pm-149. Penambahannya tergantung pada tingkat daya sebelum reaktor padam. Setelah padam, jika reaktor dioperasikan kembali Sm-149 akan terbakar dan konsentrasinya kembali ke nilai setimbang. 4. Simpulan Graphical User Interface (GUI) atau antarmuka pengguna grafis (APG) merupakan suatu media virtual dengan membuat penggunanya dapat memberikan perintah berulang-ulang tanpa mengetik ulang perintah tersebut. Kelebihan dari GUI membuat sistem operasi yang user-friendly dan menghasilkan gambar dengan resolusi yang cukup tinggi. Pada simulasi ini digunakan GUI dalam bentuk toolbox. Saat reaktor start up Xe-135 grafik nya membentuk grafik eksponensial negatif yang menunjukan proses nya tidak langsung memproduksi energi yang sangat besar sekaligus melainkan naik secara perlahan yang menunjukan energi nya semakin membesar karna adanya proses fisi secara berantai yang

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

kontinu ataupun hasil dari peluruhan radioaktif sebelumnya. Munculnya lonjakan saat pemadaman reaktor pada populasi xenon menimbulkan reaktivitas yang sangat negatif dimana besarnya berbanding lurus dengan populasi xenon. Selama operasi reaktor konsentrasi Sm149 akan tetap konstan karena Sm-149 bukan radioaktif. Sedangkan ketika reaktor padam, konsentrasi nya akan bertambah karena peluruhan akumulasi Pm-149 dan akan terbakar ketika reaktor dioperasikan kembali dan konsentrasinya kembali ke nilai setimbang. 5. Ucapan Terima Kasih Penulis mengucapkan terima kasih kepada seluruh pihak yang telah membantu. Juga pihak UIN Sunan Gunung Djati Bandung dan Jurusan Fisika sebagai fasilitator. 6. Referensi [1] L. J. H. James J. Duderstadt, Nuclear Reaktor Analysis, Canada: John Wiley & Sos, Inc, 1976. [2] Rouf. (11 April 2014). Nuclear Thinker. URL nuclearthinker.wordpress.com/2014/04/11/ efek-xenon-pada-reaktor-Termal/. [3] Agung, Alexander. Analisis Reaktor Nuklir, Yogyakarta: UGM, 2017. [4] Pengertian GUI. URL https://rizky285.wordpress.com/2016/11/1 6/pengertian-gui-graphical-user-interface/ [5] Belajar Komputer Mu. URL http://www.belajar-komputermu.com/2012/08/pengertian-dan-sejarahsingkat-gui.html [6] A.Myers, Brad. 2003. Graphical User Interface Programming.Pittsburgh: Carnegie Mellon University [7] Nuclear power. URL https://www.nuclearpower.net/nuclear-power/reactorphysics/reactor-operation/samarium-149/ [8] Nuclear power. URL https://www.nuclearpower.net/nuclear-power/reactorphysics/reactor-operation/xenon-135/

348

Fahmi Juliansyah, dkk. Perancangan dan Simulasi Microring Resonator Optik…

Perancangan dan Simulasi Microring Resonator Optik dengan Variasi Indeks Bias Cladding untuk Aplikasi Sensor Amonia pada Air Tambak

Fahmi Juliansyah1*, Gandi Sugandi2, dan Lilik Hasanah1 1

Program Studi Fisika, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi 229 Bandung 40154, Indonesia 2 Pusat Penelitian Elektronika dan Telekomunikasi, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, Jl. Sangkuriang, Komplek LIPI, Gd. 20, Cisitu, Dago, Coblong, Kota Bandung 40135, Indonesia, * Corresponding author. E-mail: fjuliansyah@gmail.com Telp: +6285974708130

ABSTRAK Kualitas air merupakan faktor yang sangat penting dalam budidaya perikanan. Salah satu faktor yang mempengaruhi kualitas air adalah konsentrasi amonia. Oleh karena itu dalam budi daya perikanan dibutuhkan sensor amonia untuk memantau konsentrasi amonia. Sensor berbasis optical microring resonator optik (MRRO) telah menarik banyak perhatian karena ukurannya yang sangat kecil dan sensitifitasnya yang lebih tinggi dibandingkan sensor lain. Dalam penelitian ini telah dirancang dan disimulasikan sensor amonia berbasis MRRO dengan jari-jari ring 5 μm, lebar waveguide 0,1 μm dan gap 0,1 μm. Sensor menunjukkan linearitas yang sangat baik dengan sensitifitas sensor sebesar 168,82 nm/RIU (refractive index unit) dan 0,0973 nm/% amonia dalam air, dan batas deteksi 0,1% konsentrasi amonia dalam air. Kata Kunci: amonia; analisis elemen hingga; optical microring resonator; sensor optik.

ABSTRACT Water quality is a very important factor in aquaculture. One of the factor that determines water quality is ammonia concentration. Therefore, in aquaculture ammonia sensor is needed to monitor ammonia concentration. Optical microring-resonator(OMRR)-based sensors have gained a lot of interest because of it’s small size and higher sensitivity compared to other sensors. In this research, an OMRR-based ammonia sensor with ring radius of 5 μm, waveguide width of 0,1 μm, and gap of 0,1 μm has been designed and simulated. The sensor showing a very good linearity with sensor’s sensitivity of 168,82 nm/RIU (refractive index unit) and 0,0973 nm/% ammonia in the water, and detection limit of 0,1% ammonia on the water. Keywords: ammonia; finite element analysis; optical microring resonator; optical sensor

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

349

Fahmi Juliansyah, dkk. Perancangan dan Simulasi Microring Resonator Optikâ&#x20AC;Ś

1. Pendahuluan Budi daya perikanan adalah sektor penghasil makanan yang tumbuh paling cepat di dunia, dengan tingkat pertumbuhan tahunan rata-rata 8,9% sejak tahun 1970 [1]. Pengembangan budidaya perikanan masih dihadapkan pada permasalahan (1) implementasi kebijakan tata ruang dan rencana zonasi pada wilayah pesisir dan pulau-pulau kecil, (2) terbatasnya prasarana saluran irigasi, (3) terbatasnya ketersediaan dan distribusi untuk induk dan benih unggul, (4) kesiapan dalam menanggulangi hama dan penyakit, (5) penyediaan fasilitas kolam dan air yang baik, (6) permasalahan bahan baku pakan dan kestabilan harga, serta (7) tingginya harga pakan. Rendahnya produktifitas perikanan budidaya juga disebabkan karena struktur pelaku usaha budidaya perikanan adalah skala kecil/tradisional (Âą80%), dengan keterbatasan aspek permodalan, jaringan teknologi, dan pasar. Selain itu serangan hama dan penyakit ikan/udang, serta adanya pencemaran yang mempengaruhi kualitas lingkungan perikanan budidaya [2]. Kualitas air merupakan faktor yang sangat penting dalam budi daya perikanan. Kualitas air dapat membuat ikan lebih tahan terhadap serangan hama dan penyakit. Selain itu kualitas air yang baik akan meningkatkan produktivitasnya. Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kulitas air pada budidaya perikanan adalah kandungan oksigen, salinitas, pH, temperatur dan kadar amonia (NH3) [3]. Amonia adalah produk akhir metabolisme nitrogen yang bersifat racun [4]. Amonia meningkatkan konsumsi oksigen jaringan, merusak insang dan mengurangi kemampuan darah untuk mengangkut oksigen [5]. Amonia ada di air dalam bentuk terionisasi (NH4+) dan tak terionisasi (NH3). NH3 adalah bentuk amonia yang paling beracun karena kemampuannya untuk berdifusi dengan mudah melintasi membran sel [6]. kriteria kadar amonia dalam budidaya ikan salmon, diperlihatkan pada Tabel 1 [7]. Oleh karena itu diperlukan sensor amonia untuk keperluan budi daya perikanan.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Table 1. Kriteria kadar amonia (mg/l) dalam sistem budidaya ikan salmon Tingkat (level)

NH3 (mg/l*)

NH4+ (mg/l*)

Optimum

< 0,4

Diinginkan

< 0,005

< 1,0

Diperbolehkan dalam periode pendek

< 0,025

< 1,6

Mulai mematikan

0,08

3,0

*1 mg/l = 1 ppm

Saat ini Reaksi Nessler adalah salah satu metode deteksi yang mudah ditemukan dan sering digunakan untuk menentukkan konsentrasi total amonia dalam air [8]. Metode ini menggunakan reagent Nessler, yaitu K2HgI4 (dipotassium tetraiodomercurate(II)), yang dicampur dengan larutan alkaline encer, biasanya NaOH (natrium hidroksida) [9]. Reagent ini bersifat beracun. Selain itu kelemahan kedua metode ini adalah produk sampingan reaksi berupa Hg(NH2)I (mercury(II) amidoiodide) yang bersifat tidak dapat larut dalam air, sehingga metode ini sulit diterapkan dalam sistem deteksi miniatur [8]. Metode lainnya yang tengah berkembang adalah sensor berbasis microring resonator optik (MRRO). Sensor ini telah menarik banyak perhatian karena ukurannya yang sangat kecil dibandingkan sensor jenis lain [10]. Selain itu MRRO telah menunjukkan potensi yang besar dalam komunikasi optikal dan sensor photonik karena ukurannya yang ringkas, performa yang baik, sensitifitas yang tinggi dan biaya pembuatan yang rendah [11]. Oleh karena itu, pada penelitian kali ini akan dilakukan perancangan dan simulasi devais sensor amonia berbasis microring resonator optik yang ringkas, dan sensitif. Sensor adalah suatu devais yang mengubah suatu fenomena fisik menjadi sinyal listrik [12]. Yang dimaksud â&#x20AC;&#x153;listrikâ&#x20AC;&#x2122; adalah sinyal yang dapat disalurkan, diamplifikasi, dan diubah oleh perangkat elektronik. Salah satu jenis sensor adalah sensor optik.

350

Fahmi Juliansyah, dkk. Perancangan dan Simulasi Microring Resonator Optikâ&#x20AC;Ś

Sensor optik adalah devais pengukur di mana kuantitas yang diukur diubah menjadi optis dan, kemudian, menjadi sinyal listrik dengan menggunakan transduser optoelektronik [13]. Salah satu fitur sensor optik adalah kemampuannya untuk mengukur perubahan berkas cahaya. Perubahan tersebut biasanya perubahan terhadap intensitas cahaya [14]. Salah satu jenis sensor optik adalah sensor fiber optik. Sensor fiber optik adalah sensor yang menggunakan serat optik baik sebagai elemen penginderaan (sensing element) (pada sensor intrinsik) atau sebagai alat untuk meâ&#x20AC;&#x2122;relayâ&#x20AC;&#x2122; sinyal dari remote sensor kepada elektronika yang dapat memproses sinyal (pada sensor ekstrinsik) [14]. Ide dasar dari penggunaan fiber optik dalam sensing adalah untuk memodulasi satu atau beberapa karakteristik dari cahaya di dalam suatu fiber dan, kemudian, mendemodulasikan informasi secara optik dengan metode konvensional [15]. Keuntungan yang melekat pada sensor fiber optik, yang meliputi (1) bobot yang ringan, ukuran sangat kecil, pasif, daya rendah, tahan terhadap interferensi elektromagnetik, (2) sensitivitasnya yang tinggi, (3) bandwidthnya, dan (4) ketahanan terhadap lingkungan [16]. Microring resonator optik (MRRO) adalah suatu perangkat waveguide yang terdiri dari waveguide optik lurus dan berbentuk loop tertutup (dapat berbentuk ring, sehingga pada umumnya disebut microring resonator) yang dihubungkan dengan sumber input dan output cahaya [14]. Konfigurasi dasar MRRO terdiri dari satu waveguide ring berjari-jari r yang ter kopel dengan satu waveguide lurus atau yang biasa disebut all-pass microring resonator seperti ditunjukkan oleh Gambar 1.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Gambar 1. All-pass microring resonator [17] Prinsip kerja MRRO adalah ketika cahaya merambat pada waveguide lurus, sebagian cahaya tersebut akan terrefraksi keluar menuju daerah cladding [18] menjadi gelombang evanescent [19]. Gelombang evanescent yang berada di gap sebagian terkopel ke waveguide ring dan dipandu mengelilingi ring [20]. Gelombang pada ring kemudain akan terrefraksi juga keluar dari ring dan sebagian akan terkopel kempali pada waveguide lurus, dan berinterferensi dengan gelombang yang diteruskan oleh waveguide lurus dari input. Namun hanya panjang gelombang yang memenuhi persamaan (1) yang menghasilkan resonansi [14]. đ?&#x153;&#x2020;

đ?&#x2018;&#x203A;

đ??ż đ?&#x2018;&#x161;

Di mana Îťres adalah panjang gelombang resonansi, neff adalah indeks bias efektif, L adalah keliling MRRO, dan m adalah orde mode resonansi (m adalah bilangan bulat). Jika persamaan (1) tidak terpenuhi maka MRRO akan berada pada keadaan off resonance dimana gelombang yang dipandu akan melewati ring dan tidak masuk ke ring dan keluar melalui port output [21]. Spektrum transmisi dari MRRO pada umumnya ditunjukkan oleh Gambar 2

351

Fahmi Juliansyah, dkk. Perancangan dan Simulasi Microring Resonator Optikâ&#x20AC;Ś

transmisinya [25]. Nilai FWHM diukur pada 3dB da didaerah frekuensi kerja [18]. Secara teori FWHM MRRO dapat dihitung dengan rumus [15] đ??šđ?&#x2018;&#x160;đ??ťđ?&#x2018;&#x20AC; =

Gambar 2 Spektrum transmisi MRRO all-pass [22]

đ??ž đ?&#x153;&#x2020; đ?&#x2018;&#x203A; đ??żđ?&#x153;&#x2039;

Dimana K adalah parameter kopling MRRO. FWHM pada spektrum transmisi MRRO digambarkan pada Gambar 2.12. FSR harus lebih besar dari FWHM untuk menghindari kerancuan pada puncak resonansi [26].

Filter MRRO memiliki beberapa parameter yang dapat mendeskripsikannya yang mana juga digunakan untuk mendeskripsikan filter optik. Parameter-parameter tersebut adalah Free Spectral Range (FSR), Full-width at HalfMaximum (FWHM), Finesse, dan Q-Factor. FSR adalah lebar daerah passband yang dihasilkan oleh filter MRRO [20]. Secara teori FSR MRRO dapat dihitung dengan rumus: [15] đ??šđ?&#x2018;&#x2020;đ?&#x2018;&#x2026; =

đ?&#x153;&#x2020; đ?&#x2018;&#x203A;

đ??ż

FSR pada spektrum output bisa dianggap rentang pengukuran pada sensor microring [23]. FSR pada spektrum transmisi MRRO digambarkan pada Gambar 3 Gambar 2. 1 FWHM pada spektrum transmisi MRRO [27]

Gambar 3 FSR pada spektrum transmisi MRRO. [24] FWHM adalah rentang panjang gelombang (yaitu bandwidth) di mana filter mentransmisikan setidaknya 50% dari puncak

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Setelah mendapatkan nilai FSR dan FWHM kita dapat menghitung Finesse. Finesse dapat didefinisikan sebagai rasio antara nilai FSR dengan nilai FWHM (Persamaan (4)) [15]. Dengan kata lain Finesse adalah ukuran seberapa banyak puncak FWHM yang bisa diatur pada sensor tanpa berhadapan dengan mode lain yang dapat menyebabkan sinyal output yang rancu [28]. đ??šđ?&#x2018;&#x2013;đ?&#x2018;&#x203A;đ?&#x2018;&#x2019;đ?&#x2018; đ?&#x2018; đ?&#x2018;&#x2019; =

đ??šđ?&#x2018;&#x2020;đ?&#x2018;&#x2026; đ??šđ?&#x2018;&#x160;đ??ťđ?&#x2018;&#x20AC;

352

Fahmi Juliansyah, dkk. Perancangan dan Simulasi Microring Resonator Optikâ&#x20AC;Ś

Setelah mendapatkan nilai Finesse kita dapat menghitung nilai Q-Factor. Sensitifitas sensor MRRO ditentukan oleh Q-factor dari MRRO [24]. Q-factor didefinisikan sebagai rasio antara panjang gelombang operasi dan lebar resonansi [15]; đ?&#x2018;&#x201E;=

đ?&#x2018;&#x203A; đ?&#x153;&#x2020;

đ??ż

2.2 Desain MRRO Desain geometri MRRO ditunjukkan oleh Gambar 2.

đ??š

Dan dari persamaan (2), (3), dan (5), maka; đ?&#x2018;&#x201E;=

đ?&#x153;&#x2020; đ??šđ?&#x2018;&#x160;đ??ťđ?&#x2018;&#x20AC;

Dimana Q adalah Q-factor MRRO.Sehingga dengan mengetahui Finesse dan Q-factor dari suatu perangkat optik dapat diperkirakan pula FSR dan FWHM pada frekuensi kerja tertentu dari perangkat optik tertentu. 2. Metode 2.1 Prinsip Kerja Sensor Perubahan konsentrasi amonia menyebabkan perubahan indeks bias cladding. Perubahan indeks bias cladding menyebabkan perubahan indeks bias efektif (neff) [29]. Sedangkan panjang gelombang resonansi dipengaruhi oleh indeks bias efektif dengan persamaan [30]. Oleh karena itu perubahan konsentrasi amonia dapat menyebabkan pergeseran panjang gelombang resonansi MRRO yang ditunjukkan pada Gambar 4.

Gambar 4 Pergeseran panjang gelombang resonansi akibat perubahan konsentrasi amonia [29]

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Gambar 5. Bentuk dan ukuran MRRO. Core yang digunakan berbahan silikon (Si) dengan indeks bias 3,48 [31]. Sedangkan bagian cladding menggunakan larutan amonia dalam air pada berbagai konsentrasi dengan indeks bias cladding yang ditunjukkan Tabel 2 [32]. Tabel 2 Indeks bias terhadap konsentrasi amonia dalam air Persen berat (%)

Indeks bias

0.00

1.3330

0.50

1.3332

1.00

1.3335

1.50

1.3337

2.00

1.3339

2.50

1.3342

3.00

1.3344

3.50

1.3347

4.00

1.3349

4.50

1.3352

5.00

1.3354

5.50

1.3357

6.00

1.3359

353

Fahmi Juliansyah, dkk. Perancangan dan Simulasi Microring Resonator Optik…

8.00

1.3370

10.00

1.3381

Parameter

Nilai

11.00

1.3387

FSR

24,19 nm

15.00

1.3410

FWHM

5,57 nm

20.00

1.3440

Finesse

4,34

26.00

1.3477

Q-Factor

278,256

30.00

1.3502

3. Hasil dan Pembahasan Hasil simulasi untuk S21 (dB) dari MRRO pada rentang panjang gelombang 1500 nm – 1600 nm ditunjukkan oleh Gambar 6

Tabel 3 Parameter MRRO hasil simulasi

Pada grafik tersebut telah dapat dilihat kencenderungan pergeseran panjang gelombang resonansi yang semakin besar saat indeks bias diperbesar. Namun grafik tersebut kurang akurat dalam menunjukkan puncak resonansi dikarenakan resolusi pengambilan data yang kurang. Oleh karena itu selanjutnya dilakukan simulasi dengan memperkecil rentang panjang gelombang resonansi dan memfokuskan ke satu daerah puncak resonansi yaitu pada rentang 1548 nm – 1554 nm. Hasil simulasi untuk S21 (dB) dari MRRO pada rentang panjang gelombang 1548 nm – 1554 nm ditunjukkan oleh Gambar 7.

Gambar 6 Hasil simulasi MRRO pada rentang panjang gelombang 1500 nm – 1600 nm Dari Gambar 6 didapatkan FSR dari MRRO sebesar 24,19 nm dan FWHM di resonansi 1,549193548 mikron sebesar 5,57nm. Sehingga Finesse dari MRRO dapat dihitung yaitu sebesar 4,34 dan Q-factor pada resonansi 1,549193548 sebesar 278,256. Karakteristik MRRO ditunjukkan pada Tabel 3 berikut.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Gambar 7 Hasil simulasi untuk S21 (dB) dari MRRO pada rentang panjang gelombang 1548 nm – 1554 nm Gambar 7 menunjukkan pergeseran panjang gelombang resonansi bergantung kepada konsentrasi yang mempengaruhi indeks bias efektif. Hal ini sesuai dengan persamaan (1). Pengaruh indeks bias cladding, dan konsentrasi amonia di dalam air terhadap pergeseran panjang gelombang resonansi

354

Fahmi Juliansyah, dkk. Perancangan dan Simulasi Microring Resonator Optikâ&#x20AC;Ś

masing-masing ditunjukkan oleh grafik pada Gambar 8, dan Gambar 9.

Gambar 8 Pengaruh indeks bias cladding terhadap pergeseran panjang gelombang resonansi.

Gambar 9 Pengaruh konsentrasi amonia di dalam air terhadap pergeseran panjang gelombang resonansi. Dari Gambar 8 dan Gambar 9 didapatkan sensitifitas sensor sebesar 169,82 nm/RIU (Refractive Index Unit) dan 0,0973nm/%Amonia dalam Air. Sensitifitas MRRO dan fungsi kerja sensor MRRO ditunjukkan pada Tabel 4.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Tabel 4 Sensitifitas MRRO dan fungsi kerja sensor MRRO Pengaruh

Sensitifitas

Fungsi Kerja

Indeks Bias

169,82 nm/RIU

r = 169.82n 226.4

Konsentrasi

0,0973nm/%A monia

r = 0.0973k 0.0909

Di mana r adalah pergeseran panjang gelombang resonansi, n adalah indeks bias cladding, dan k adalah konsentrasi amonia didalam air (%). Nilai sensitifitas ini lebih besar dari sensitifitas sensor yang didesain pada [29]. Dengan menggunakan laser yang bekerja dipanjang gelombang sekitar 1550 nm dan photodetector, pergeseran panjang gelombang resonansi terkecil yang dapat dideteksi sebesar 10 pm [29]. Oleh karena itu, nilai terkecil pergeseran indeks bias cladding yang dapat dideteksi adalah sebesar 5,9Ă&#x2014;10-5 RIU dan perubahan konsentrasi amonia di dalam air terkecil yang dapat dideteksi adalah 0,1 %. 4. Simpulan Telah dilakukan simulasi sensor amonia berbasis microring resonator optik menggunakan perangkat lunak COMSOL Multiphysics 5.2. berdasarkan uraian pada bagian sebelumnya dan tujuan yang ingin dicapai pada penelitian ini maka dapat diambil kesimpulan bahwa sensoramonia berbasis microring resonator yang disimulasikan pada penelitian ini memiliki memiliki free spectral range sebesar 24,19 nm, full width at half maximum sebesar 5,57 nm, finesse atau rasio antara FSR dengan FWHM sebesar 4,34, dan Q-factor sebesar 278,256, dengan sensitifitas sensor sebesar 169,82 nm/RIU (Refractive Index Unit) dan 0,0973nm/% Amonia dalam Air, dan dapat mendeteksi perubahan indeks bias cladding sebesar 5,9Ă&#x2014;10-5 RIU dan perubahan konsentrasi amonia di dalam air terkecil yang dapat dideteksi adalah 0,1 %. Pergeseran panjang gelombang resonansi yang terjadi sesuai dengan prediksi teori yang telah dikemukakan. Terdapat beberapa hal menarik untuk diteliti lebih lanjut, diantaranya geometri dari

355

Fahmi Juliansyah, dkk. Perancangan dan Simulasi Microring Resonator Optik…

MRRO untuk dimodifikasi kembali agar dapat menghasilkan sensor dengan kualitas yang lebih baik, material cladding yang digunakan agar menggunakan material yang dapat “memperangkap” hanya amonia di dalam cladding sehingga sensor hanya sensitif terhadap amonia dan tidak terpengaruh zat lain. Bahan yang dapat digunakan misalnya PDMS [33], dan material cladding yang digunakan agar menggunakan material yang secara optik sensitif pada amonia sehingga menghasilkan perubahan indeks bias yang lebih besar tiap perubahan konsentrasi, sehingga sensitifitas sensor MRRO terhadap konsentrasi amonia dapat meningkat. Bahan yang dapat digunakan misalnya dyes (pewarna) Bromocresol Purple (BCP) [34]. 5. Referensi [1] Subasinghe, R. (2005). Epidemiological approach to aquatic animal health management: opportunities and challenges for developing countries to increase aquatic production through aquaculture. Preventive Veterinary Medicine 67, 117– 124. [2] Kementerian Kelautan dan Perikanan. (2015). Rencana Strategis Kementerian Kelautan Dan Perikanan 2015-2019. Indonesia. [3] Kungvankij, P., L.B. Tiro, J., B.J. Pudadera, J., Potestas, I., Corre, K., Borlongan, E., et al. (1985). Training Manual Shrimp Hatchery Design, Operation and Management. Bangkok: Network of Aquaculture Centres in Asia. [4] Sutomo. (1989). Pengaruh Amonia Terhadap Ikan dalam Sistem Budidaya Ikan Tertutup. Oseana, XIV(1), 19-26. [5] Li, D., & Liu, S. (2013). Remote Monitoring of Water Quality for Intensive Fish Culture. Smart Sensors for Real-Time Water Quality Monitoring, 217-238. [6] Bower, C., & Bidwell, J. (1978). Ionization of ammonia in seawater: Effects of temperature, pH and salinity. Journal of the Fisheries Research of Canada 35, 1012-1016. [7] Liao, P. B., & Mayo, R. D. (1972). Salmonid Hatchery Water Reuse Systems. Aquaculture, 317-335 [8] Timmer, B., Olthuis, W., & Berg, A. v. (2005). Ammonia Sensors and Their

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Applications-a Review. Sensors and Actuators B, 666-677. [9] Vogel, A. I. (1979). Vogel's Textbook of Macro and Semimicro Qualitative Inorganic Analysis (Kelima ed.). (G. Svehla, Penyunt.) New York: Longman Inc. [10] Kwon, M.-S., & Steier, W. H. (2008, Juni 11). Microring-resonator-based sensor measuring both the concentration and temperature of a solution. OPTICS EXPRESS, 16. [11] Muhammadi, A., Sugesti, E. S., & Mahmudin, D. (2015, Desember). Simulasi Filter Optik Single Microring Resonator Sebagai Optical Add Drop Multiplexer. e-Proceeding of Engineering, 2(3), 7308-7314 [12] Wilson, J. (2005). Sensor Technology Handbook. Oxford: Newnes. [13] Ripka, P., & Tipek, A. (2007). Modern sensors handook. London: ISTE Ltd. [14] Mulyanti, B., Hasanah, L., P, A. B., & Budi, A. H. (2016, Mei). Desain dan Fabrikasi Sistem Sensor Optik Terintegrasi Berbasis Polimer untuk Aplikasi Budidaya Perikanan. Usulan Penelitian Perguruan Tinggi. Bandung: Universitas Pendidikan Indonesia [15] Fraden, J. (2004). Handbook of Modern Sensor. San Diego: Advanced Monitor Corporation. [16] Yu, F. T., & Yin, S. (2002). Fiber Optic Sensors. New York: Marcel Dekker. [17] Rabus, D. (2007). Ring Resonators: Theory and Modeling. Dalam D. G. Rabus, Integrated Ring Resonators: The Compendium (hal. 3-40). Springer. [18] Yin, S., & Ruffin, P. (2006). Fiber Optics Sensors. Dalam M. Akay, Wiley Encyclopedia of Biomedical Engineering. John Wiley & Sons, Inc. [19] Mulyanti, B., Menon, P. S., Shaari, S., Hariyadi, T., Hasanah, L., & Haroon, H. (2014). Design and Optimization of Coupled Microring Resonators. Sains Malaysiana, 247-252. [20] Muhammadi, A., Sugesti, E. S., & Mahmudin, D. (2015, Desember). Simulasi Filter Optik Single Microring Resonator Sebagai Optical Add Drop Multiplexer. e-Proceeding of Engineering, 2(3), 7308-7314. [21] Haroon, H., Shaari, S., Menon, P. S., Majlis, B. Y., Razak, H. A., & Bidin, M.

356

Fahmi Juliansyah, dkk. Perancangan dan Simulasi Microring Resonator Optikâ&#x20AC;Ś

(2012). Effect of low temperature on thee Fabrication of microring resonator by wet etching. American Journal of Applied Science, 1922-1928. [22] Schweb, O. (2004). Transmission, group delay and dispersion in single-ring optical resonators and add/drop filters-a tutorial overview. J. Lightwave Technol., 13801394. [23] Zhang, X., Jian, J., Jin, H., & Xu, P. (2017). Nested Microring Resonator with a Doubled Free Spectral Range for Sensing Application. Front. Optoelecron, 144-150. [24] Chao, C.-Y., Fung, W., & Guo, L. J. (2006). Polymer Microring Resonators for Biochemical Sensing Applications. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 12, 134-142. [25] Molecular Devices. (2011, Maret 16). Center Wavelength (CW) and Full Width at Half Maximum (FWHM) filter numbers. Dipetik September 11, 2018, dari Molecular Devices: http://mdc.custhelp.com/app/answers/deta il/a_id/19235/~/center-wavelength%28cw%29-and-full-width-at-halfmaximum-%28fwhm%29-filter-numbers [26] Lee, B., & Jeong, Y. (2002). Interrogation Techniques for Fiber Grating Sensors and the Theory of Fiber Gratings. Dalam F. T. Yu, & S. Yin, Fiber Optic Sensors (hal. 310-311). New York: Marcel Dekker, Inc. [27] Mohamed, M., Li, Z., Chen, X., Mickelson, A., & Shang, L. (2011). Modeling and Analysis of Micro-Ring Based Silicon Photonic Interconnect for Embedded Systems. IEEE ACM IFIP International Conference (hal. 227-2366). Taipei: ACM Press.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

[28] Eklund, E. J., & Shkel, A. M. (2005). Performance Tradeoffs in MEMS Sensors with High-Finesse Fabry-Perot Interferometry Detection. NSTI-Nanotech, 3, 533-536. [29] Passaro, V. M., Dellâ&#x20AC;&#x2122;Olio, F., & Leonardis, F. D. (2007). Ammonia Optical Sensing by Microring Resonators. Sensors, 2741-2749. [30] Bogaerts, W., Heyn, P. D., Vaerenbergh, T. V., Vos, K. D., Selveraja, S. K., Claes, T., et al. (2012). Silicon Microring Resonators. Laser Photonics Reviews, 4773. [31] Kim, Y., Lee, Y. J., Hong, S., Moon, K., & Kwon, S.-H. (2018, September 4). Photonic Crystal Cavity with a Thin LowIndex Layer for Silicon-Compatible Nanolight Source. applied sciences. [32] Haynes, W. M. (Penyunt.). (2015). CRC Handbook of Chemistry and Physics (96th ed.). Boca Raton, Florida: CRC Press/Taylor and Francis. [33] Shahriari, M. R., & Ding, J. (1994). Doped Sol-gel Films for Fiber Optic Chemical Sensors. Dalam L. C. Klein, Sol-gel Optics: Processing and Applications (hal. 282). Boston: Kluwer Academic. [34] Cao, W., & Duan, Y. (2005). Optical fiberbased evanescent ammonia sensor. Sensors and Actuators B 110, 252-259.

357

Harbi Setyo Nugroho, dkk. Analisis Pengaruh Gerhana Bulan Total 31 Januari 2018 …

Analisis Pengaruh Gerhana Bulan Total 31 Januari 2018 pada Percepatan Gravitasi Di Permukaan Bumi menggunakan Sensor Photogate pada Bandul Matematis Teroptimalisasi

Harbi Setyo Nugroho1*, Annisa Nurjanah1, Muhamad Gina Nugraha1, Judhistira Arya Utama1, Hana Susanti1, Cahyo Puji Asmoro1, Kartika Hajar Kirana2 1

Program Studi Fisika, Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi 229 Bandung 40154, Indonesia 2 Departemen Geofisika FMIPA UNPAD, Jl. Raya Bandung-Sumedang Km 21, Jatinangor 45363 *Corresponding author. E-mail: harbisetyo@student.upi.edu hp: 081282411395

ABSTRAK Pada pekerjaan ini, Kami menyajikan studi mengenai pengaruh fenomena gerhana bulan total 31 Januari 2018 terhadap percepatan gravitasi di permukaan bumi. Lokasi yang menjadi tempat penelitian ini dilakukan adalah Laboratorium Fisika Dasar Universitas Pendidikan Indonesia, Bandung dengan koordinat 6°51’48’’S, 107°35’40’’E. Sensor Photogate digunakan pada penelitian ini untuk menentukan perioda osilasi bandul matematis yang telah diotimalisasi dengan bahan tali berjenis nylon dan pemanfaatan papan cermin di belakang dan samping bandul. Perioda osilasi yang diperoleh pada penelitian kemudian dimanfaatkan untuk menganalisis nilai percepatan gravitasi di permukaan bumi secara matematis. Berdasarkan analisis yang telah dilakukan diketahui bahwa terjadi penurunan nilai percepatan gravitasi di permukaan bumi menjadi 9,71514 m/s2. Kata Kunci: Bandul Matematis; Gerhana Bulan Total; Sensor Photogate

ABSTRACT In this work, we present the study of 31st January 2018 Total Lunar Eclipse effect on earth's surface gravitational acceleration. The research is held in Basic Physics Laboratory Universitas Pendidikan Indonesia, Bandung with the coordinate of 6°51’48’’S, 107°35’40’’E. Photogate sensor is used to determine mathematical pendulum oscillation period. The system of mathematical pendulum has been optimized used nylon rope and placed a mirror on the side and the back of the pendulum. The mathematical pendulum oscillation period is used to analyse the earth’s surface gravitational acceleration during the Total Lunar Eclipse. It showed that the earth’s surface gravitational acceleration is decreased to 9.71514 m/s2. Keywords: Mathematical Pendulum; Total Lunar Eclipse; Photogate Sensor

1. Pendahuluan Gravitasi merupakan fenomena alam yang dapat teramati dalam kehidupan sehari-hari. Fenomena tersebut dapat teramati mulai dari bagaimana buah jatuh dari pohon sampai dengan bagaimana objek astronomi seperti matahari, bumi, dan bulan bergerak melintasi pada sistem tata surya (Tipler, 1998). Hukum gravitasi universal menyatakan bahwa segala

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

objek di alam semesta saling menarik satu sama lain dengan gaya, antara dua benda bermassa, yang sebanding dengan hasil kali massa kedua benda tersebut dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda bermassa tersebut (Hewitt, 2006). F adalah gaya gravitasi, G adalah konstanta gravitasi universal, M adalah massa objek pertama, m

358

Harbi Setyo Nugroho, dkk. Analisis Pengaruh Gerhana Bulan Total 31 Januari 2018 â&#x20AC;Ś

adalah objek kedua, dan r adalah jarak antara objek M dan m.

đ??š=đ??ş

đ?&#x2018;&#x20AC;đ?&#x2018;&#x161; đ?&#x2018;&#x;

(1)

Gerhana bulan merupakan salah satu fenomena astronomi yang sering terjadi, yaitu ketika bumi, bulan, dan matahari berada satu garis lurus yang sama. Hal tersebut dapat terjadi karena bulan yang berevolusi mengelilingi bumi dan disaat bersamaan keduanya juga berevolusi mengelilingi matahari sehingga memungkinkan ketiga objek astronomi tersebut berada pada posisi satu garis lurus. (Newton, 1846).

Interaksi gaya gravitasi antara Matahari, Bumi, dan Bulan selama fenomena tersebut berlangsung akan mengakibatkan perubahan medan gravitasi di permukaan bumi (McKenna, 2009). Dengan demikian, hal tersebut menjadi dasar dalam pengukuran perubahan medan gravitasi di permukaan bumi ketika terjadi gerhana bulan sehingga dapat melihat anomali medan gravitasi di bumi ketika peristiwa tersebut terjadi. Salah satu cara untuk menentukan medan gravitasi di permukaan bumi adalah dengan menggunakan bandul matematis yang dibantu oleh perangkat sensor cahaya photogate.

Gambar 3. Sensor Photogate Gambar 1. Skema posisi Matahari, Bumi, dan Bulan ketika gerhana bulan total terjadi

Gambar 2. Ilustrasi proses gerhana bulan total 31 Januari 2018. Pada gambar 1 dan 2 dapat kita amati bagaimana proses terjadinya gerhana bulan total. Terdapat tujuh fase gerhana bulan total, yaitu P1, U1, U2, Puncak, U3, U4, dan P4. P1 adalah fase gerhana penumbra dimulai, U1 adalah fase gerhana umbra dimulai, U2 adalah fase dimulainya puncak gerhana, Puncak adalah fase puncak dari gerhana bulan total, U3 adalah fase berakhirnya puncak, U4 adalah fase berakhirnya gerhana umbra, dan P4 adalah fase berakhirnya gerhana penumbra.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Photogate adalah suatu perangkat yang digunakan untuk mengukur kecepatan dan percepatan objek yang melaluinya dengan cara mengukur periode osilasi (Vernier, t.thn.) (Nugraha M. G., dkk., 2016). Nilai gravitasi di permukaan bumi terbukti dapat mengalami perubahan sebagaimana yang dibuktikan pada penelitian sebelumnya mengenai pengaruh gerhana matahari pada medan gravitasi di permukaan bumi yang menyimpulkan bahwa terjadi peningkatan medan gravitasi di permukaan bumi selama gerhana matahari terjadi, meskipun peningkatan nilainya tidak signifikan (Nugraha M. G., dkk., 2016) (Setyadin, dkk., 2016) (Sholihat, dkk., 2016). Zainuddin melaporkan bahwa terjadi peningkatan medan gravitasi dipermukaan bumi sebagai akibat dari dua fenomena gerhana matahari total tahun 2009 di China dengan peningkatan sejumlah 18,92% dan gerhana matahari cincin tahun 2010 di Maldives dengan peningkatan 7,51% dan 8,59% (Zainuddin, Noorul, Mohd, & Mohd, 2011). Lantas muncul pertanyaan berikutnya, yaitu apakah gerhana bulan juga dapat mempengaruhi medan gravitasi di permukaan bumi. Untuk menjawab pertanyaan tersebut

359

Harbi Setyo Nugroho, dkk. Analisis Pengaruh Gerhana Bulan Total 31 Januari 2018 â&#x20AC;Ś

maka dilakukan penelitian mengenai pengukuran nilai gravitasi di permukaan bumi saat terjadi gerhana bulan total pada 31 Januari 2018. Pengukuran nilai gravitasi dilakukan menggunakan bandul matematis sebagai objek osilasi dan sensor photogate yang berfungsi untuk mengukur periode osilasi. 2. Metode

Gerhana bulan yang terjadi pada 31 Januari 2018 dapat teramati di berbagai lokasi. Pada penelitian kali ini untuk dapat mengukur nilai percepatan gravitasi pada saat fenomena tersebut berlangsung maka dilakukan pengambilan data di Bandung dengan koordinat 6Â°51â&#x20AC;&#x2122;48â&#x20AC;&#x2122;â&#x20AC;&#x2122;S, 107Â°35â&#x20AC;&#x2122;40â&#x20AC;&#x2122;â&#x20AC;&#x2122;E. Tahapan pengambilan data dilakukan pada setiap fase gerhana bulan total sebagaimana yang ditampilkan pada tabel 1 berikut.

Tabel 1. Data kontak waktu gerhana bulan total 31 Januari 2018

Fase

Waktu UT

WIB (+ 7 jam)

WI Bandung (kurang 10 menit WIB)

P1 U1 U2 Puncak U3 U4 P4

10.51.15 11.48.27 12.51.47 13.29.49 14.07.51 15.11.11 16.08.27

17.51.15 18.48.27 19.51.47 20.29.49 21.07.51 22.11.11 23.08.27

17.41.15 18.38.27 19.41.47 20.19.49 20.57.51 22.01.11 22.58.27

Pengambilan data pada penelitian ini dilakukan dengan cara mengukur perioda osilasi suatu bandul logam berbentuk bola yang diikatkan dengan tali nylon. Bentuk bola dipilih agar lebih mudah dalam menentukan pusat massa dan tali nylon digunakan karena massanya yang relatif ringan sehingga dapat diabaikan. Pada saat pengambilan data, gerakan conic merupakan salah satu hal yang menjadi faktor koreksi dari bandul matematis yang digunakan. Oleh sebab itu, digunakan papan cermin yang diletakan pada bagian belakang bandul dan kamera yang diletakan sebidang dengan gerak bandul matematis untuk meminimalisasi faktor koreksi tersebut. Papan cermin dan kamera digunakan untuk memastikan bahwa gerakan bandul tetap dalam satu bidang (2 dimensi). Pengambilan data dilakukan dengan mengayunkan bandul pada sudut awal 5Â° sebanyak 3 kali lalu pengambilan data dilakukan secara berulang. Sudut awal 5Â° dipilih agar osilasi bandul mendekati harmonik. Sensor photogate diletakan pada lintasan osilasi bandul sehingga dapat mendeteksi perioda

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Waktu pengambilan data Awal 17.36.15 18.33.27 19.36.47 20.14.49 20.52.51 21.56.11 22.53.27

Akhir 17.46.15 18.43.27 19.46.47 20.24.49 21.02.51 22.06.11 23.03.27

osilasi bandul secara presisi. Data perioda yang diperoleh menggunakan alat Photogate memiliki akurasi sampai 10 detik (Nugraha M. G., dkk., 2016). Periode bandul kemudian digunakan untuk mengetahui nilai percepatan gravitasi bumi. Percepatan gravitasi bumi dapat ditentukan melalui persamaan 2 berikut. 4đ?&#x153;&#x2039; đ?&#x2018;&#x2122; (2) đ?&#x2018;&#x2021; g adalah percepatan gravitasi bumi, l adalah panjang tali, dan T adalah perioda osilasi. đ?&#x2018;&#x201D;=

3. Hasil dan Pembahasan Pengambilan data yang telah dilakukan berhasil mengumpulkan data periode bandul matematis untuk tiap fase selama berlangsungnya gerhana bulan total 31 Januari 2018. Dengan menggunakan data periode bandul matematis tersebut kemudian diperoleh nilai percepatan gravitasi dipermukaan bumi dengan menggunakan persamaan 2. Pada tabel 2 berikut akan disajikan nilai rata - rata periode bandul matematis dan percepatan gravitasi dipermukaan bumi sebagai berikut.

360

Harbi Setyo Nugroho, dkk. Analisis Pengaruh Gerhana Bulan Total 31 Januari 2018 …

Tabel 2. Nilai periode bandul matematis dan percepatan gravitasi dipermukaan bumi selama gerhana bulan total 31 Januari 2018. Fase P1 U1 U2 Puncak GBT U3 U4 P4

Waktu pengambilan data (di Bandung) Awal Akhir 17.36.15 17.46.15 18.33.27 18.43.27 19.36.47 19.46.47 20.14.49 20.24.49 20.52.51 21.02.51 21.56.11 22.06.11 22.53.27 23.03.27

Periode (detik)

Gravitasi (m/s2)

2,49992 ± 0,00022 2,50002 ± 0,00011 2,50015 ± 0,00001 2,50032 ± 0,00018 2,50023 ± 0,00009 2,50020 ± 0,00006 2,50012 ± 0,00002

9,71825 ± 0,00168 9,71745 ± 0,00087 9,71647± 0,00009 9,71514 ± 0,00143 9,71584 ± 0,00072 9,71609 ± 0,00047 9,71672 ± 0,00015

Gambar 4. Grafik perubahan nilai percepatan gravitasi dipermukaan bumi selama gerhana bulan total 31 Januari 2018.

Gambar 4 menyajikan nilai percepatan gravitasi dipermukaan bumi untuk tiap fasenya ketika berlangsungnya gerhana bulan total 31 Januari 2018. Pada gambar 4 dapat diamati bahwa terjadi perubahan nilai percepatan gravitasi dipermukaan bumi yang dipengaruhi gerhana bulan total. Nilai percepatan gravitasi dipermukaan bumi mengalami penurunan secara bertahap pada P1, U1, dan U2 sampai akhirnya mencapai nilai terendah pada puncak gerhana bulan total, yaitu 9,71514 m/s2 dan kemudian kembali mengalami peningkatan pada U3, U4, dan P4 secara bertahap. Perubahan nilai percepatan gravitasi bumi yang terjadi dipengaruhi oleh interaksi gaya gravitasi yang melibatkan Matahari, Bumi, dan Bulan. Pada gambar 1 dapat dilihat bagaimana posisi relatif Matahari, Bumi, dan Bulan ketika terjadi gerhana bulan total 31 Januari 2018.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

Berikut akan ditampilkan pada gambar 5 mengenai ilustrasi interaksi gravitasi antara ketiga objek astronomi tersebut.

Gambar 5. Ilustrasi interaksi gaya gravitasi antara Matahari, Bumi, dan Bulan. Resultan gaya yang bekerja pada interaksi gaya-gaya gravitasi yang diilustrasikan pada

361

Harbi Setyo Nugroho, dkk. Analisis Pengaruh Gerhana Bulan Total 31 Januari 2018 â&#x20AC;Ś

gambar 5 dapat dilihat pada persamaan 3 berikut. ÎŁF = F Bumi + F Matahari â&#x2C6;&#x2019; F Bulan. CosÎ¸

(3)

Semakin nilai đ?&#x153;&#x192; mendekati nol maka akan menyebabkan resultan gaya yang bekerja semakin kecil. Hal tersebut mampu menjelaskan mengapa pada puncak gerhana percepatan gravitasi dipermukaan bumi bernilai paling kecil. 4. Simpulan Fenomena gerhana bulan total 31 Januari 2018 terbukti mempengaruhi nilai percepatan gravitasi dipermukaan bumi. Tercatat bahwa pada ketujuh fase yang ada memiliki perubahan nilai percepatan gravitasi yang berpola dan mencapai nilai paling rendah pada fase puncak gerhana bulan total, yaitu 9,71514 m/s2. Adapun perubahan tersebut dipengaruhi oleh interaksi gaya-gaya gravitasi antara Matahari, Bumi, dan Bulan. 5. Referensi [1] Hewitt, P. G. (2006). Conceptual Physics 10th edition. St. Petersburg: Pearson Education. [2] McKenna, P. (2009). Eclipse Sparks Hunt for Gravity Oddity. Beijing: NewScientist. [3] Newton, I. (1846). Mathematical Principles of Natural Philosophy. New York: 45 Liberty Street. [4] Nugraha, M. G., Saepuzaman, D., Sholihat, D., Ramayanti, F. N., Setyadin, S., Ferahenki, A. R., . . . Kirana, K. H.

Prosiding Seminar Nasional Fisika (SINAFI) 2018 ISBN: 978-602-74598-2-3

[5]

[6]

[7] [8]

[9]

(2016). Influence of Partial Solar Eclipse 2016 on the surface gravity acceleration using photogate sensor on Kater's reversible pendulum. Journal of Physics: Conference Series, 771(1), 012002. Setyadin, A. H., R, F. A., Ramayanti, S., Sholihat, F. N., Nugraha, M. G., Saepuzaman, D., . . . Kirana, K. H. (2016). Optimalisasi Bandul Matematis Menggunakan Tracker Dalam Penentuan Perubahan Percepatan Gravitasi Permukaan Bumi (g) Akibat Gerhana Matahari Sebagian (GMS) 9 Maret 2016. PROSIDING SEMINAR NASIONAL FISIKA (E-JOURNAL). Bandung. Sholihat, F. N., Ramayanti, S., Setyadin, A. H., Ferahenki, A. R., Nugraha, M. G., Saepuzaman, D., . . . Kirana, K. H. (2016). Anomali Medan Gravitasi Permukaan (g) Akibat Gerhana Matahari Sebagian (GMS) 9 Maret 2016 Menggunakan Analisis Tracker pada Katerâ&#x20AC;&#x2122;s Reversible Pendulum. PROSIDING SEMINAR NASIONAL FISIKA (E-JOURNAL). Bandung. Tipler, P. A. (1998). Fisika untuk Sains dan Teknik jilid 1. Jakarta: Erlangga. Vernier. (n.d.). photogate user manual. (Vernier Software & Technology) Retrieved September 12, 2018, from https://www.vernier.com/manuals/vpgbtd/ Zainuddin, M. Z., Noorul, A. A., Mohd, S. Y., & Mohd, H. M. (2011). International Conference on, 170-3.

362