1193-2038-1-SM

Jurnal INPAFI,Volume 1, Nomor 1 , Februari 2013

53

PENGEMBANGAN MODEL PEMBELAJARAN FISIKA BERBASISPEMECAHAN MASALAH UNTUK MENINGKATKAN

PENGETAHUAN DAN KETERAMPILAN METAKOGNISI MAHASISWA

Mariati Purnama SimanjuntakProdi Pendidikan Fisika FMIPA Unimed,

Jln. Willem Iskandar Pasar V, Medan [email protected]

Abstrak

Telah berhasil dikembangkan suatu model pembelajaran fisika yang disebutmodel pembelajaran fisika berbasis pemecahan masalah. Metodepengembangan model pembelajaran fisika berbasis pemecahan masalahadalah R and D melalui langkah-langkah 4-D, yaitu define, design, developand disseminate. Secara garis besar, model pembelajaran fisika berbasispemecahan masalah yang berhasil dikembangkan dicirikan dengan sintaks,meliputi: fase mengorientasikan mahasiswa pada masalah, fasemengorganisasikan mahasiswa untuk belajar, fase membimbingpenyelidikan individual dan kelompok, fase mengembangkan danmenyajikan hasil penyelidikan, dan fase penguatan dan merefleksikan.Untuk melihat efektivitas model pembelajaran fisika berbasis pemecahanmasalah dalam mengembangkan pengetahuan dan keterampilan metakognisimahasiswa, telah dilakukan ujicoba terbatas tentang penggunaan modeldalam pembelajaran fisika dasar di perguruan tinggi. Subyek dalam penelitianujicoba terbatas adalah mahasiswa pendidikan fisika pada salah satu perguruantinggi di Medan tahun ajaran 2010/2011 yang terdiri dari 25 orang. Metodeujicoba yang digunakan adalah pra-eksperimental dengan desain One GroupPretest-Posttest Design. Data pengetahuan dan keterampilan metakognisidikumpulkan dengan tes berbentuk uraian. Peningkatan pengetahuan danketerampilan metakognisi mahasiswa dinilai berdasarkan perbandinganrerata nilai gain yang dinormalisasi, N-gain. Hasil ujicoba menunjukkanbahwa penggunaan model pembelajaran fisika berbasis pemecahan masalahpada topik kinematika partikel dapat meningkatkan pengetahuan danketerampilan metakognisi mahasiswa, termasuk kategori sedang.

Kata kunci: model pembelajaran berbasis pemecahan masalah,pengetahuan dan keterampilan metakognisi, kinematika partikel


54

AbstracThat has succeeded developed a model of physics instruction so calledproblem solving based learning model. Method of model developmentphysics instruction pemecahan masalah bases learning is R and Dincluding by 4-D steps, they are define, design, develop and disseminate.The model problem solving based learning which is successful to developindentified with sintax, including: orientation phase of student on problem,organization phase of student for study, phases investigation guidesindividual and group, developing and presentation of the result ofinvestigation phase, and reflection and reinforcement phase. To seeeffectivity of physics instruction model problem solving based learning indeveloping metacognitive knowledge and skills of students, has beenconducted research about the usage of model in physics learning inuniversity. Method that used is pre-experimental by the one group pretest-posttest design. The population of the research were the first year ofphysics prospective teacher in one of the university of Medan in theacademic year 2010/2011 that consist of 25 students. The metacognitiveknowledge and skills data were collected by 14 items of metacognitiveknowledge and skills test. Effectivity of learning model is assessed basecomparison the average of normalized gain scores. Results of this researchshow that: the instruction model using problem solving based learning canbe more is usefull to enhance the metacognitive knowledge and skillsstudents of particle kinematics topics in midle category .Keywords: problem solving based learning model, metacognitive knowledgeand skills, particle kinematics.

PendahuluanSalah satu tujuan mahasiswa

calon guru mempelajari FisikaUmum adalah untukmengembangkan pengetahuan,keterampilan, dan sikap percaya dirisehingga dapat diterapkan dalamkehidupan sehari-hari dan sebagaibekal untuk melanjutkan padajenjang selanjutnya. Pernyataan inimengandung makna bahwa selainuntuk kepentingan penerapan dalamkehidupan sehari-hari dan teknologi,pemahaman konsep-konsep danprinsip-prinsip fisika merupakanpersyaratan keberhasilan belajarfisika dan meningkatnya minatmahasiswa terhadap Fisika Umumdan fisika lanjut nantinya. Olehkarena itu diperlukan carapembelajaran yang dapatmenyiapkan peserta didik untuk

“melek sains dan teknologi”, mampumemecahkan masalah, kritis, kreatifserta terampil.

Agar pembelajaran fisikadapat benar-benar berperan sepertidemikian, maka tidak dapat ditawarlagi bahwa pembelajaran fisika harusdikonstruksi sedemikian rupasehingga proses pendidikan danpelatihan berbagai kompetensi benar-benar terjadi dalam prosesnya.Mahasiswa hendaknya dilatih untukdapat mengembangkan kesadaranakan berpikirnya sendiri. Salah satualternatif yang dapat dilakukan untukdapat mengembangkan kesadaranakan proses perpikir sendiri adalahdengan mengembangkanpengetahuan dan keterampilanmetakognisi.

Pengembangan pengetahuandan keterampilan metakognisi dalam


55

perkuliahan merupakan suatu upayayang sangat penting dilakukan. Halini sesuai dengan salah satu tujuandari pendidikan tinggi, yaitumentransformasikan danmengembangkan pengetahuan danketerampilan mahasiswa, termasukuntuk merancang apa yang akandilakukan, melaksanakan apa yangsudah direncanakan, memonitor danmengevaluasi apa yang sedang dansudah dilakukan, sehingga merekamenjadi kritis, kreatif, inovatif,mandiri, percaya diri, danbertanggung jawab (PeraturanPemerintah nomor 17 tahun 2010tentang pengelolaan danpenyelenggaraan pendidikan).

Pentingnya pengembanganpengetahuan dan keterampilanmetakognisi dalam pembelajarantelah dilaporkan oleh beberapapeneliti (Kipnis dan Hofstein, 2007dan Flavell, dalam Winert danKluwe, 1987). Menurut Kipnis danHofstein (2007), bahwa metakognisimerupakan suatu komponen pentingdalam pembelajaran sains karenaproses-proses metakognisimemberikan pelajaran yang penuharti, pengembangan metakognisiakan membuat siswa mampumempelajari ilmu pengetahuan yangdiminati menjadi penting di masamendatang, dan membentuk siswayang mandiri. Hal senada jugadikatakan oleh Flavell (dalamWeinert dan Kluwe, 1987), yangmenyarankan bahwa perguruantinggi yang baik harus menjaditempat ideal bagi pengembanganmetakognisi, dengan alasan bahwabegitu banyak pembelajarankesadaran diri akan berlangsungdalam proses pembelajaran. Diperguruan tinggi, mahasiswamempunyai kesempatan berulangkaliuntuk memonitor dan mengatur

kognisi mereka, memilikipengetahuan metakognisi yangbegitu banyak serta berkesempatanlebih untuk memperolehketerampilan metakognisi.

Metakognisi merupakanpengetahuan, kesadaran, dan kendaliatas proses kognisi (Matlin, 2009 dan2003). Simon dan Brown (dalamDesoete et al., 2001) membagimetakognisi menjadi pengetahuandan keterampilan metakognisi.Komponen pengetahuanmetakognisi, yaitu: deklarasi,prosedural, dan kondisional.Komponen keterampilanmetakognisi, yaitu: prediksi,perencanaan, pemonitoran danevaluasi.

Mencermati pentingnyapengetahuan dan keterampilanmetakognisi, pemecahan masalahlayak dikembangkan, sehingga padapenelitian ini dikembangkan modelpembelajaran Fisika Dasar berbasispemecahan masalah yang dapatmeningkatkan pengetahuan danketerampilan metakognisimahasiswa. Proses pemecahanmasalah dalam konteks ini dilakukanmelalui eksperimen dan masalahyang disajikan merupakan masalahkontekstual yang ada dalamkehidupan sehari-hari. Tahap-tahapeksperimen berbasis pemecahanmasalah yang digunakan adalah:membuat prediksi, menjawabpertanyaan metode, mendesainperalatan, melakukan eksplorasi,melakukan pengukuran, melakukananalisis, dan membuat kesimpulan(Heller dan Heller, 1999). Karenaketerbatasan alat yang digunakandalam hal pengukuran, maka dalamkegiatan eksperimen dibantu denganvideo (video based learning, VBL).

Dalam proses pembelajaranberbasis pemecahan masalah ini,


56

juga ditekankan pada penemuankonsep oleh mahasiswa selayaknyapara ahli menemukan konsep-konsepfisika pada zamannya. Pembelajaranini mencirikan student centered,dosen sebagai fasilitator, sistemkolaboratif, mahasiswamengkonstruksi pengetahuan sendiri,dan pengembangan kompetensiproduktif mahasiswa secara aktual.Dengan demikian, diharapkankompetensi-kompetensi yangdituntut dalam kurikulum dapatdikembangkan dengan baik.

Untuk melihat peningkatanpengetahuan dan keterampilanmetakognisi melalui penerapanamodel pembelajaran fisika berbasispemecahan masalah, maka telahdilakukan ujicoba terbatas terhadappenggunaan model pembelajaranfisika berbasis pemecahan masalahdalam perkuliahan Fisika Umum diperguruan tinggi. Materi pelajaranyang ditinjau adalah KinematikaPartikel. Peningkatan pengetahuandan keterampilan metakognisiditentukan berdasarkan perbandinganrerata skor gain yang dinormalisasi,N-gain. Paper ini memaparkan hasil-hasil studi eksperimen tentangpenggunaan model pembelajaranberbasis pemecahan masalah dalampembelajaran Fisika Umum tersebut.

Metode PenelitianPenelitian ini menggunakan

metode R and D melalui langkah-langkah 4-D, yaitu: melalui langkah-langkah 4-D, yaitu: define, design,develop and disseminate denganpenyesuaian seperlunya(Thiagarajan, 1974). Prosedurpenelitian dan pengembangan modelpembelajaran fisika berbasis pemecahanmasalah pada tahap pendefinisiandilakukan dengan menganalisiskebutuhan dengan mengumpulkanberbagai informasi yang berkaitandengan produk yang akandikembangkan. Pengumpulan berbagaiinformasi ini dilakukan dengan studipendahuluan melalui studi literatur danstudi lapangan. Hasil-hasil yangdiperoleh pada studi literatur dan studilapangan digunakan sebagai bahanuntuk merancang produk awal, berupamodel pemebelajaran fisika berbasispemecahan masalah dan perangkatpembelajaran yang mendukung modelyang dikembangkan. Pengembanganproduk dilakukan dengan validasi pakar,ujicoba terbatas, dan ujicoba skala luas.

Sintaks model pembelajaranfisika berbasis pemecahan masalahyang berhasil dikembangkandiadopsi dari Arends (2004) sepertiditunjukkan pada Tabel 1.

Tabel 1. Sintaks model pembelajaran fisika berbasis pemecahan masalahTahapan

Pembelajaran Aktivitas Dosen

Fase 1Orientasi mahasiswapada masalah

- Melakukan apersepsi- Memotivasi mahasiswa untuk fokus pada pembelajaran- Menyajikan masalah- Menjelaskan tujuan dan kompetensi yang hendak dicapai

melalui pembelajaran.Fase 2Mengorganisasikanmahasiswa untukbelajar

- Mengorganisasikan mahasiswa ke dalam kelompok kecil- Membagikan LKM kepada mahasiswa- Memberikan penjelasan mengenai hal-hal yang perlu

diperhatikan dalam proses penyelidikan.Fase 3Membimbing

- Membimbing mahasiswa dalam melakukan penyelidikansecara inkuiri melalui panduan LKM


57

TahapanPembelajaran

Aktivitas Dosen

penyelidikanindividual dankelompok

- Meminta mahasiswa memecahkan masalah melaluipenyelidikan dengan tahap-tahap: memilih danmendesain peralatan (equipment); membuat prediksi(prediction); menjawab pertanyaan metode (methodquestions); melakukan eksplorasi (exploration);melakukan pengukuran (measurement); melakukananalisis (analysis); dan membuat kesimpulan(conclusion).

Fase 4Mengembangkandan menyajikanhasil penyelidikan

- Memfasilitasi tiap-tiap kelompok untuk dapatmengembangkan hasil penyelidikannya

- Mengkomunisikan hasil penyelidikan kelompok- Membimbing mahasiswa untuk diskusi dan tanya jawab

tentang hasil penyelidikan.Fase 5Penguatan danmerefleksikan

- Meminta mahasiswa untuk menjelaskan pemecahanmasalah yang disajikan pada fase 1.

- Memberikan koreksi dan penguatan konsep- Melakukan refleksi materi yang telah disampaikan.

Pada tahap ujicoba terbatas,metode penelitian yang digunakanadalah pra-eksperimental dengandengan desain One Group Pretest-Posttest Design dengan hanyamengambil satu kelompokeksperimen sebagai sampel, tanpamengambil kelompok kontrol denganalasan bahwa penelitian ini hanyamelihat sejauh mana peningkatanpengetahuan dan keterampilanmetakognisi mahasiswa melaluipenerapan model pembelajaran fisikaberbasis pemecahan masalah tanpaharus membandingkannya denganpendekatan pembelajaran yang lain.Subyek penelitian adalah mahasiswacalon guru fisika, sebanyak 25 orangpada tahun ajaran 2010/2011 padasalah satu perguruan tinggi diMedan. Tes yang dikembangkanuntuk mengukur pengetahuan danketerampilan metakognisi berbentukuraian yang terdiri dari 14 butiruntuk topik Kinematika Partikel. Tesini mencakup indikator-indikatordalam pengetahuan metakognisi(deklarasi, prosedural, dankondisional) dan keterampilan

metakognisi (prediksi, perencanaan,pemonitoran, dan evaluasi,) (Simondan Brown, dalam Desoete et al.,2001).

Peningkatan pengetahuan danketerampilan metakognisi mahasiswadinyatakan dalam persentase rerataskor gain yang dinormalisasi (N-gain). N-gain dihitung denganpersamaan yang dikembangkan olehHake dan Richard, (2002) 2004),dimana:

g

dengan g adalah gain yangdinormalisasi, Smaks adalah skormaksimum (ideal) dari tes awal dantes akhir, Spost adalah skor tes akhir,sedangkan Spre adalah skor tes awal.Tinggi rendahnya N-gain dapatdiklasifikasikan sebagai berikut: (1)jika g > 0,7, maka N-gain yangdihasilkan dalam kategori tinggi, (2)jika 0,3 ≤ g ≤ 0,7, maka N-gain yangdihasilkan dalam kategori sedang,dan (3) jika g < 0,3, maka N-gainyang dihasilkan dalam kategorirendah.


58

Hasil Dan PembahasanModel pembelajaran fisika

perbasis pemecahan masalah untuktopik topik Kinematika Partikel. Tesawal dilakukan sebelum prosespembelajaran sedangkan tes akhirdilaksanakan sesudah prosespembelajaran. Peningkatanpengetahuan dan keterampilanmetakognisi mahasiswa dinyatakandalam % skor gain yangdinormalisasi (N-gain). Rerata skortes awal, tes akhir dan % N-gainpengetahuan dan keterampilan

metakognisi ditunjukkan pada Tabel2. Berdasarkan Tabel 2 tampakbahwa % N-gain pengetahuan danketerampilan metakognisi pada topikKinematika Partikel sebesar 59%berada pada kategori sedang.Tampak bahwa penerapan modelpembelajaran fisika perbasispemecahan masalah pada topikKinematika Partikel dapatmeningkatkan pengetahuan danketerampilan metakognisimahasiswa.

Tabel 2 Perbandingan Rerata Skor Tes Awal, Tes Akhir, dan % N-gain Pengetahuan dan Keterampilan Metakognisi pada TopikKinematika Partikel

TopikRerata Skor

Tes AwalRerata SkorTes Akhir

N-gain(%) Kategori

Kinematika Partikel 19,79 66,91 59 sedang

Keterangan: Skor maksimum = 100Gambar 1 menunjukkan

peningkatan % N-gain pengetahuandan keterampilan metakognisimahasiswa yang dijabarkanberdasarkan indikator setiapkomponennya, meliputi pengetahuanmetakognisi (deklarasi, prosedural,dan kondisional) dan keterampilanmetakognisi (prediksi, perencanaan,pemonitoran, dan pengevaluasian).Untuk topik Kinematika Partikel, %

N-gain deklarasi, prosedural,kondisional, prediksi, perencanaan,pemonitoran, dan pengevaluasianberturut-turut besarnya 56%, 67%,55%, 59%, 66%, 63%, dan 50%. Halini menunjukkan peningkatan % N-gain indikator untuk semuakomponen pengetahuan danketerampilan metakognisi termasukkategori sedang.

Gambar 1. Perbandingan % N-gain Pengetahuan dan KeterampilanMetakognisi Berdasarkan Indikator Setiap Komponennyapada Topik Kinematika Partikel


59

Berdasarkan Gambar 1,peningkatan pengetahuanmetakognisi tertinggi terjadi padaindikator prosedural dan peningkatanketerampilan metakognisi tertinggiterjadi pada komponen perencanaan.Hal ini dimungkinkan karena dalamtahap-tahap pemecahan masalah melaluieksperimen, mahasiswa dituntut untukdapat merancang apa yang akandilakukan dalam penyelidikan. Dalammerancang eksprimen, mahasiswaditantang dan didorong untuk berpikirtentang setiap tahap prosedural dantujuan dari masing-masing tahaptersebut. Untuk itu mahasiswa dituntut

mempelajari buku-buku danmengumpulkan informasi dari berbagaisumber lain serta berdiskusi secarakolaboratif tentang ide-ide mereka untukmemecahkan masalah dalam merancangeksperimen. Hal ini sejalan denganpernyataan Kipnis dan Hofstein (2007),bahwa dengan merancang eksperimen,akan melatih dan mengembangkanketerampilan metakognisi mahasiswa,khususnya dalam perencanaan danmahasiswa juga didorong untuk berpikirtentang setiap tahap prosedural dantujuan dari masing-masing tahaptersebut.

Gambar 2 Perbandingan % N-gain Pengetahuan dan Keterampilan MetakognisiBerdasarkan Setiap Konsep pada Topik Kinematika Partikel. KonsepGLB=gerak lurus beraturan, GLBB=gerak lurus berubah beraturan,GV=gerak vertikal, GJB=gerak jatuh bebas, dan GP=gerak peluru

Peningkatan pengetahuan danketerampilan metakognisi yangdicapai dijabarkan dalam setiapkonsep Kinematika Partikel sepertiditunjukkan pada Gambar 2.Penjabaran konsep meliputi geraklurus beraturan (GLB), gerak lurusberubah beraturan (GLBB), gerakvertikal, gerak jatuh bebas, dan gerakpeluru. Berdasarkan Gambar 2,untuk topik Kinematika Partikel,peningkatan % N-gain pengetahuandan keterampilan metakognisi pada

konsep GLB, GLBB, gerak vertikal,gerak jatuh bebas, dan gerak peluruberturut-turut sebesar 59%, 58%,61%, 63%, dan 57%. Peningkatankemampuan metakognisi untuksemua konsep termasuk dalamkategori sedang.

KesimpulanTelah dikembangkan model

pembelajaran fisika yang dipandangcocok dengan karekteristik ilmufisika, yang diberi nama modelpembelajaran fisika berbasis


60

pemecahan masalah. Sintaks modelpembelajaran fisika berbasispemecahan masalah ini meliputi:fase mengorientasikan mahasiswapada masalah, fasemengorganisasikan mahasiswa untukbelajar, fase membimbingpenyelidikan individual dankelompok, fase mengembangkan danmenyajikan hasil penyelidikan, danfase penguatan dan merefleksikan.

Dari hasil ujicoba terbatas,penggunaan model dalampembelajaran fisika, didapatkan hasilbahwa penerapan modelpembelajaran fisika berbasispemecahan masalah dapatmeningkatkan pengetahuan danketerampilan metakognisi terkaitmateri Kinematika Partikel dantermasuk kategori sedang.

Daftar Pustaka

Arends, R. L. (2004). Learning toTeach. 5th Ed. Boston:McGraw Hill.

Desoete, A., Roeyers, H., danBuysse, A. (2001).Metacognition andMathematical Pemecahanmasalah in Grade 3. Journal ofLearning Disabilities, N. 5 Vol34, pp: 435-449.

Hake and Richard, R. (2002).Relationship of Individual StudentNormalized Learning Gains inMechanics with Gender, High-School Physics, and PretestScores on Mathematics andSpatial Visualization. Tersedia:

http://www.physics.indiana.edu/~hake. [21 September 2008].

Heller, K., and Heller, P. (1999).Problem-Solving Labs.Introductory Physics IMechanics. Cooperative Groupproblem-solving in physics.

Kipnis, M. dan Hofstein, A. (2007).“The Inquiry Laboratory as aSource for Development ofMetacognitive Skills”.International Journal ofScience and MathematicsEducation.

Matlin, M. E. (2009). CognitivePsychology. Seventh Edition.International Student Version.Jhon Wiley & Sons, Inc.

Matlin, M. E. (2003).Cognition. Fifth Edition. JhonWiley & Sons, Inc.

Thiagarajan, S., Semmel, M. (1974).Instructional development fortraining teachers ofexceptional children. A SourceBook. Blomington; central forinnovation on teaching thehandicapped.

Weinert, F. E. and Kluwe, R. H.(1987). Metacognition,Motivation, andUnderstanding. ThePsycholigy of education andInstruction. Lawrence ErlbaumAssociates, PublishersHillsdale, New Jersey. London.

1193-2038-1-SM

Documents

Transcript of 1193-2038-1-SM