Analisis Miskonsepsi Fisika Pada Mahasiswa Tahun Pertama

Dengan Topik Suhu dan Kalor

Yodhi A. Primananda2),Krishardionuari 2), Kristia Agustina2), Ferdy S. Rondonuwu1),2)

1)Fisika,2)Pendidikan Fisika, Fakultas Sains danMatematika, Universitas Kristen SatyaWacana

JalanDiponegoro No. 52- 60, Salatiga 50711, Jawa Tengah

youdhi92@gmail.com

Abstrak

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui miskonsepsi pada mahasiswa dengan topik suhu dan kalor, dan total respondent adalah 97pada mahasiswa tahun pertama dari Fakultas sain dan Matematika (FSM) dan Fakultas Biologi (FB) UKSW. Pencarian data dilakukan dengan menyebar quisoner berisikan 30 soal pilihant berganda kepada renspondent. Ditemukaan beberapa bentuk miskonsepsi yang masih terdapat pada mahasiswa seperti salah satunya mereka kesulitan dalam menjelaskan konsep tentang kalor dan juga tentang suhu, miskonsepsi tersebut sebagian besar juga pernah terajadi pada mahasiswa di Al.fateh Lybia dalam penelitannya Alwan A. Almahdi ( 1991).

Kata Kunci: Miskonsepsi, Suhu dan Kalor

Pendahuluan

Proses belajar mengajar berhubungan erat dengan transfer konsep dengan siswanya. Proses pembelajaran sangat tergantung dengan kentrampilan yang dimiliki oleh sang pengajar. Apa yang disampaikan oleh sang pengajar kadang tidak semudah yang diharapkan, sehingga muncul bias konsep (Berg,1991).

Didalam pembelajaran fisika, siswa memasuki pelajaran fisika dengan kepala yang tidak kosong yang dengan mudah dapat diisi dengan pengetahuan fisika. Malah sebaliknya, kepala siswa sudah penuh dengan pengalaman dan pengetahuan yang berhubungan dengan fisika. Dengan pengalaman tersebut, sebenarnya sudah terbentuk intuisi”teori siswa” mengenai peristiwa-peristiwa fisika dalam lingkungan sehari-hari manusia. Belum tentu intuisi dan teori yang terbentuk tersebut benar. (Berg,1991).

Fisika adalah ilmu pengetahuanalam yang berisi tentang seruntutan konsep, dimana konsep-konsep tersebut telah didefinisikan

oleh para fisikawan sehingga muncul konsepsi. Konsep-konsep yang diajarkan pada siswa ternyata ada yang diterima siswa dan ada yang tidak diterima siswa dengan “pas”, sehinggga siswa mengembangkan konsep yang salah secara tidak sengaja. Jika konsep yang salah itu secara konsisten dipertahankan inilah yang disebut miskonsepi (Berg,1991).

Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui miskonsepi yang dialami mahasiswa pada tingkat awal dan menjadikan penelitian yang diambil sebagai reverensi dalam meremediasi miskonsepsi tentang suhu dan kalor.

Tinjaunan Pustaka

Penelitian berkenaan dengan miskonsepsi ini telah dilakukan oleh beberapa dosen dan mahasiswa Fakultas Sains dan Matematika (FSM) UKSW. Penelitian yang terkait dengan topik yang telah diteliti sebelumnya adalah sebagai berikut: Misconception of heat and temperature Among physics students (Alwan, 2011), Remediasi tentang Miskonsepsi Suhu dan

Kalor pada siswa kelas VIII SMP yang telah mengikuti pelajaran Suhu dan Kalor (Cahyono, 2005), Remediasi tentang Kalor Jenis dan Kapasitas Kalordengan Metode Discovery pada Mahasiswa yang telah Mengambil Mata Kuliah Thermodinamika (Engnatius,2003), Miskonsepsi Suhudan Kalor pada Siswa SMP dan SMA (Boko,1989).

Dari beberapa penelitian diatas menunjukan bahwa masih banyak siswa dan bahkan pada mahasiswa yang mengalami Miskonsepsi mengenai suhu dan kalor. Sebagai contoh siswa dan atau mahasiswa masih menganggap bahwa ada kalor dingin dan kalor panas, ada dua macam suhu atau lebih dan lain-lain.

Metodologi Penetilian

Instrumen penelitian ini berupa quisoner yang terdiri dari pertanyaan berganda dengan jumlah 30 soal. Target dari penelitian ini adalah mahasiswa tingkat awal tahun angkatan 2014, yang teridiri dari mahasiswa (FSM) dan Fakultas Biologi (FB) dengan total respondent 97 orang.

Dalam penelitan ini dipilih mahasiswa FSM dan FB sebagai respondent karena telah mendapatkan materi suhu dan kalor selama menduduki jenjang pendidikan Sekolah Menengah Atas (SMA). Dengan anggapan seperti telah dijelaskan maka dalam mencari soal quisoner dipilih materi yang berupa pertanyaan konsep fisika pada materi suhu dan kalor. Sumber quisoner diambil dari penelitian yang pernah dilakukan oleh Almahdi Ali Alwan (2011), melalui papernya beliau menyebutkan :

a. Quisoner nomer 1-25 dikutip dari Yeo dan Zadink (2001)

b. Quisoner nomer 27 dan 28 dikutip dari Rosalind Driver (1985)

c. Quisoner nomer 26 dan 29 dikutip dari Elwan Almahdi (2007)

Sedangkan quisoner nomor 30 disusun oleh tim peneliti sendiri, untuk soal nomor

15 tidak diikut sertakan dalam quisoner karena soal dianggap tidak dapat memenuhi kebutuhan dari penelitian. Dalam tahap pengutipan quisoner tim melakukan beberapa penyesuaian soal seperti penyeragaman jumlah pilihan berganda menjadi 4 opsi semua (a, b, c, d), hal ini dilakukan untuk memperkuat kekonstanan dalam soal quisoner serta menerjamahan dalam bahasa Indonesia dari bahasa Inggris.

Data yang diperoleh dari hasil quisoner akan dibahas, diamati pola konsepsi apa yang terjadi yang dimiliki mahasiswa, serta akan dibandingkan dengan hasil penelitian di literatur sebagai pembanding tingkat miskonsepsi apa yang terjadi.

Hasil dan Analisa

Dari quisoner yang terlah dibagiakan kepada 97 respondent telah didapat data yang disajikan dalam 4 tabel dibawah. Pembagian tabel dibagikan kedalam 4 garis besar yaitu konsepsi mahasiswa tentang suhu, konsepsi mahasiswa tentang kalor, konsepsi mahasiswa tentang perpindahan kalor dan perubahan suhu dan konsepsi siswa tentang kalor jenis.

No. Soal

Persentase

Salah

No. Soal

Persentase

Salah

1Kulit dapat

menentukan besarnya suhu

15 43% 16 54.7%

2

Konsep tentang panas dan dingin suatu benda tidak

ada kaitannya tentang

perpindahan energi

10, 17, 20, 21

57%, 76%, 63%, 64%

10, 18, 21, 22

77.4%, 48.5%, 66.0%, 79.2%

3

Bila suatu senyawa sudah mencapai titik

didih dan suhu tidak bertambah

berarti ada sesuatu yang salah

5 52% 5 67.0%

4

Titik didih adalah suhu maksimum

yang suatu senyawa dapat

capai

18 73% 19 92.5%

5Benda yang dingin tidak mengandung

kalor

7, 10,

11, 21, 25

57% 57% 50%, 57%83%

7, 10,

11, 22, 26

50.9%, 77.4%, 64.2%, 79.2%, 94.3%

7

Suhu dari suatu benda dipengaruhi

oleh ukuran dari benda tersebut

1, 9, 14

29%, 64%, 11%

1, 9, 14

73.6%, 62.3%, 90.6%

8Suhu suatu benda dapat diturunkan

tidak terbatas24 83% 25 86.8%

No. Konsep pada siswa

Data Penelitian

Literatur

No.

Literatur

1 57%, 60%

2 21 60% 22 79.2%

3

4

5

6 7 57% 7 50.9%

Konsep pada siswa

Data Penelitian

No. Soal

Persentase Salah

No. Soal

Persentase Salah

Kalor adalah senyawa

10, 21

10, 22

77. 4%, 79.2 %

Kalor bukan energi

Kalor panas dan kalor dingin itu

berbeda

10, 13, 17, 22, 23

57%, 29%, 76%,

50%, 42%

10, 13, 18, 23, 24

77.4%, 54.7%, 48.5%, 41.5%, 81.1%

Kalor dan suhu itu sama

17, 26, 29

76%, 91%, 43%

18, 27, 30

48.5%, 96.2%, 18.9%

kalor adalah bagian dari suhu

7, 11

57%, 50%,

7, 11

50.9%, 64.2%

Kalor tidak dapat diukur

Tabel 1. Perbandingan Konsepsi yang Dimiliki Mahasiswa Tentang Kalor Antara Data

Penelitian dengan Literatur

Pada Table 1. Konsepsi tentang kalor diperoleh, hasil yang menyatakan sebagaian besar responden masih menganggap jika kalor terdapat 2 macam yaitu kalor dingin dan kalor panas hal ini ditunjukkan dengan jawaban yang konsisten tentang konsep ini dari nomor 3, dengan perbandingan presentasi yang lebih baik daripada yang didapat pada literature. Renspondent juga menganggap jika hanya suhu saja yang dapat diukur tetapi kalor tidak dapat apa yang dipikirkan oleh renspondent yaitu kalor merupakan suatu bentuk dari suhu yang abstrak.

Kalor dianggap sebagai senyawa karena ketika ada suatu senyawa yang memiliki suhu tertentu respondent menganggap jika kalor tersebut merupakan bagain atau komponen penyusun dari senyawa tersebut.

Tabel 2. Perbandingan Konsepsi yang Dimiliki Mahasiswa Tentang Suhu Antara Data

Penelitian dengan Literatur

Melalui Tabel 2. Dapat didapatkan bahwa masih terdapat cukup banyak mahasiswa yang memiliki konsepsi tentang kulit merupakan alat untuk mendeteksi besarnya suhu, mereka lebih memikirkan bahwa kulit dengan termometer itu adalah sama karena sesuai dengan pengalaman yang mereka rasakan dalam keseharian kulit sebagai indra pengraba memiliki

kemampuan untuk merasakan panas dan juga dingin dari benda yang disentuhnya atau lingkungannya. Point menimbulkan kesalahan konsepsi pada mahasiswa, memang sebenarnay kulit memiliki kemampuan untuk merasakan panas dan dingin namun hal tersebut tidak dapat disamakan dengan termometer sebagai alat ukur suhu dalam menentukan seberapa besarnya suhu suatu senyawa.

Pada Tabel 2. point 2 didapat data bahkan pada tingkatan mahasiswa bahwa anggapan bahawa panas dan dinginnya suatu benda tidak ada kaitannya sama sekali terhadap trasnfer energi pada benda tersebut. Jumlah dari miskonsepsi ini cukup banyak bahkan tercatat hingga 57% mahasiwa UKSW masih memiliki konsespsi yang kurang tepat dalam kasus ini walau sebagai pembangingnya masih lebih baik sedikit dibanding dengan data dari literatur sebesar 77.4% pada nomor soal yang sama yaitu nomor 10.

Konsep tentang titik didih juga masih sulit untuk dipahami oleh mahasiswa terbukti tercatat 73% masih mengalami miskonsepsi pada hal ini. Ini berlatar belakangkan pengalaman mahasiswa dalam kehidupan sehari-hari seperti ketika sedang memanaskan air, air ketika mencapai suhu tertentu atau ketika sudah mendidih suhu yang dimiliki akan konstan dan mulai menguap. Kondisi ini mereka artikan sebagai suhu maksimal yang dapat terjadi oleh suatu senyawa, mereka masih belum dapat mengaitkan dengan hubungan tekanan atmosfer(tekanan eksternal) terhadap tekanan uap.

Anggapan tentang benda yang dingin seperti air 0⁰ tidak memiliki energi kalor, bahwakan untuk batasan suhu terendah tidaklah ada. Konsepsi yang ditemui ini berunjuk tentang pemahaman mereka suhu 0⁰C adalah kondisi dimana tidak ada kalor yang tersisa. Padahal pada air dengan temperatur yang sama masih ada kalor yang dimiliki oleh air, sehingga ketika air didinginkan akan mengalami perubahan

fase dari cair ke padat. Begitu juga dengan es tetap ada kalor yang dimilikinya walau banyaknya tidak sebanding dengan saat berwujud cair. Untuk batasan suhu paling rendah masih sangat banyak sekali kesalahan yaitu sebesar 83% pada mahasiswa UKSW dan 86,8% pada mahasiswa Libya.

No. Konsep pada siswa

Literatur

1

2 19 65% 20 86.8%

3 Kalor naik 19 65% 20 86.8%

4 10

5 Suhu dapat ditransferkan 7.13 7.13

6

7 3.13

8 24 83% 25 86.8%

9

Data Penelitian

No. Soal

Persentase

Salah

No. Soal

Persentase

Salah

Pemanasan selalu menghasilkan

pertambahan suhu

3, 4, 5

68%, 35%, 52%

3, 4, 5

58.5%, 49.1%, 67.0%

Kalor hanya mengalir keatas

Panas dan dingin mengalir seperti benda

cair

10, 13

57%, 23%

77.4%, 54.7%

57%, 23%

67.0%, 54.7%

Dua buah benda yang memiliki suhu berbeda bila disentuhkan tidak

akan terjadi pepindahan kalor (Kesetimbangan Thermal tidak terjadi)

1, 2,

3 ,6, 9, 10, 16, 23

29%, 55%, 68%, 59%, 64%, 57%, 46%, 42%

1, 2, 3 ,6, 9,

10, 17, 24

73.6%, 62.3%, 58.5%, 46.6%, 62.3%, 64.2%, 64.2%, 81.1%

Benda yang memiliki suhu tinggi secara alami akan mendingin, benda

yang memiliki suhu rendah secara alami akan

memanas

3, 13

68%, 23%

58.5%, 54.7%

Kalor mengalir dengan lambat pada conduktor

membuat konduktor terasa panas

Teori kinetik tidak dapat menjelaskan tentang perpindahan panas

17, 19, 20

76%, 65%, 63%

18,20,21

45.5%, 86.8%, 66.0%

Tabel 3. Perbandingan Konsepsi yang Dimiliki Mahasiswa Tentang Perpindahan Kalor dan

Perubahan Suhu Antara Data Penelitian dengan Literatur

Dari tabel diatas menunjukan bahwa mahasiswa tingkat awal masih banyak mengalami miskonsepsi terhadap konsep bahwa pemanasan selalu menghasilkan pertambahan suhu, kosep yang mereka miliki selalu beranggapan bahwa Kalor yang bekerja selalu menghasilkan pertambahan suhu, padahal pada kalor yang bekerja selalu ada perbedaan suhu yang terjadi dengan lingkungannya. Dari data diatas menunjukan bahwa miskonsepsi mahasiswa tingkat awal lebih sedikit dibandingan dengan mahasiswa yang ada pada Libya atau literatur dalam kosep pemanasan selalu menghasilkan pertambahan suhu.

Miskonsepi juga ditemukan dalam konsep mereka yang beranggapan bahwa Kalor mengalir dengan lambat pada konduktor membuat konduktor terasa panas, konsep ini tidak benar karena yang mempengaruhi penyerapan kalor adalah jenis benda dan kerapatannya. Dari data diatas menunjukan bahwa miskonsepsi mahasiswa tingkat awal lebih sedikit dibandingan dengan mahasiswa yang ada pada Libya atau literatur dalam kosep Kalor mengalir dengan lambat pada konduktor membuat konduktor terasa panas.

Miskonsepi lainnya yaitu bawha konsep mereka tentang perbedaan suhu yang dimiliki benda tidak akan terjadi perpindahan Kalor atau kesetimbangan termal, konsep yang dimiliki mahasiswa masih banyak yang salah sesuai dengan tabel diatas, terjadinya perindahan Kalor atau Kesetimbangan Termal diakibatkan karena suhu yang berbeda yang mencapai suhu akhir yang sama karena adanya pertukaran kalor sehingga keduanya mencapai titik saturasi atau jenuh. Terjadinya proses pemembuangan kalor dan penyerapan kalor sehingga keduanya

mencapai suhu yang sama. Dari data diatas menunjukan bahwa miskonsepsi mahasiswa tingkat awal lebih sedikit dibandingan dengan mahasiswa yang ada pada Libya atau literatur dalam kosep terjadinya perpindahan Kalor atau Kesetimbangan Termal.

Miskonsepi terakhir pada tabel ini sesuai dengan data menunjukan bahwa pada mahasiswa tingkat awal mengalami miskonsepsi dengan konsep bahwa Teori kinetik tidak dapat menjelaskan tentang perpindahan panas, konsep yang dimiliki ini salah karena perpindahan panas dari satu tempat ketempat lain baik pada benda yang sama maupun antar beberapa benda melalui tiga cara yaitu, Konduksi, Konveksi dan Radiasi. Setiap perpindahan panas dapat dijelaskan atau dibuktikan dengan persamaman-persamaan yang sudah diketahui dan dijelaskan sesuai dengan teorinya masing-masing. Dari data diatas menunjukan bahwa miskonsepsi mahasiswa tingkat awal lebih sedikit dibandingan dengan mahasiswa yang ada pada Libya atau literatur dalam konsep Teori kinetik tidak dapat menjelaskan tentang perpindahan panas.

No. Konsep pada siswa

Literatur

1

2

3 24 83% 25 86.8%

4 11 50% 11 64.2%

5

6 1 29% 1 73.6%

7

8

9

10 25 84% 26 94.3%

11 12 100% 12 100%

12 12 100% 12 100%

Data Penelitian

No. Soal

Persentase

Salah

No. Soal

Persentase Salah

Suhu adalah bagain dari suatu materi

9, 14, 15, 23

72%, 11% , 46%, 42%

9, 14, 16, 24

62.3%, 90.6%, 54.7%, 81.1%

Logam memiliki kemampuan untuk

menarik, menyimpan,meningk

atkan, menyerap panas dan dingin

9, 14, 15, 23

72%, 11%, 46%, 42%

9, 14, 16, 20

62.3%, 90.6%, 54.7%, 86.8%

Benda yang cepat menyimpan panas

tidak cepat melepaskan kalor

Benda yang berbeda dapat menyimpang

kalor yang sama

Titik didih air tidak dapat berubah pasti

100 C ⁰

4, 8, 12, 18, 27

35%, 69%,

100%, 65%, 53%

4, 8,

12, 19, 28

49.1%, 86.8%, 100%, 92.5%, 52.3%

Suhu es pasti pada 0 C tidak dapat ⁰

berubah

Air tidak dapat berada pada suhu 0 C⁰

2, 11

55%, 50%

2, 11

62.3%, 64.2%

Suhu uap air lebih dari 100⁰

6, 18

46%, 73%

6, 19

46.6%, 92.5%

Bahan seperti kain wool memiliki sifat untuk memanaskan

benda

16, 22

46%, 50%

17, 23

64.2%, 41.5%

Beberapa bahan sulit untuk menerima kalor

Gelembung berarti air telah mendidih

Gelembung pada air yang mendidih mengandung

udara,oksigen atau tidak ada apa-apa

Tabel 4 Perbandingan Konsepsi yang Dimiliki Mahasiswa Tentang Kalor Jenis Antara Data

Penelitian dengan Literatur

Responden beranggapan benda yang mudah menyerap atau menyimpan panas akan sulit untuk melepaskan panas, hal ini tentu akan bertentangan dengan hukum kelembaman yang seharusnya benda yang mudah menyerap panas akan mudah juga melepaskan panas. Berdasarkan hasil juga didapatkan bahwa responden juga menganggap jenis bahan seprti kain wool dapat mengasilkan panas ketika dipakai sebagai jaket, padahal sebenarnya kain wool itu mencegah atau mengurangi kalor yang lepas dari tubuh kita bukan menghasilkan panas. Pemahaman responden tentang titik didih air juga mengalami miskonsepsi dimana responden berpikir jika air hanya akan mendidih pada suhu 100 C saja, padahal titik didih air juga dipengaruhi oleh tekanan udara juga dimana jika tekanan udaranya rendah titik didih air dapat <100 C (missal di atas gunung). Pada suhu yang sama namun wujud zat yang berbeda(es dan air) responden menganggap jika air akan mentransferkan kalor kepada es. Air juga dianggap tidak dapat berada pada suhu 0 C dalam keadaan cair oleh responden. Ketika pada wujud gas (uap air) responden berpendapat jika suhu uap tersebut pasti diatas 100 C. responden beranggapan kalau gelembung udara yang muncul saat air mendidih adalah gas oksigen, mereka mengira air atau H2O akan terpisah antara atom H dan O sehingga oksigen akan menjadi gas yang berwujud gelembung udara. Sebagian besar responden juga telah mengetahui tentang benda-benda yang bersifat konduktor dan isolator atau sulit menghantarkan kalor, sehingga mereka dapat menbedakan mana benda atau materi yang mudah menghantarkan kalor dan yang sulit menghantarkan kalor.

Kesimpualan dan Saran

Dari penelitian ini membuktikan masih banyak sekali miskonsepsi fisika yang

terjadi terutama pada tingkatan mahasiswa dan pola tersebut ternyata dalam beberapa hal mirip dengan data hasil literatur. Mahasiswa masih mengalami kesulitan dalam konsep suhu dan kalor. Konsep yang dimiliki mahasiswa tentang perpindahan panas dan kalor jenis juga belum kuat sehingga kesalahan yang sama terjadi beberapa kali pada jenis soal konsep yang sama.

Saran dari penelitian ini adalah pembelajaran pada materi suhu dan kalor dapat menggunakan pendekatan konflik kognitif dalam pembelajaran kelas. Metode ini membantu siswa untuk mengeluarkan konsepsi mereka serta membantu pengajar secara nyata mengerti pemikiran siswa tersebut, kemudian bersama-sama membangun konsep kepada siswa tentang materi suhu dan kalor.

Daftar Pustaka

[1].Alwan A. Almahdi.2011.Misconception of Heat and Temperature among Physics Students. Jurnal Sains Internasional. 11: 600–614.

[2].Berg, E van den.1991. Miskonsepsi Fisika dan Remediasi. UKSW, Salatiga.

[3].Cahyono A. Deni. 2005. Remediasi Tentang Miskonsepsi Suhu dan Kalor pad asiswa Kelas VIII SMP Kristen Satya Wacana Salatiga yang telah mengikuti pelajaran Suhu dan Kalor. Skripsi S1 JPMIPA UKSW, Salatiga.

[4].Ehgnatius B. Nugroho. 2003. Remediasi Tentang Miskonsepsi Kalor Jenis dan Kapasitas Kalor dengan Metode Discovery pada Mahasiswa yang telah mengambi lmatakuliah Termodinamika. Skripsi S1 JPMIPA UKSW, Salatiga.

[5].Kristyanto S. Bloko. 1989, Miskonsepsi Suhu dan Kalor Terhadap Siswa SLTP Dan SLTA Sesalatiga Yang Mewakili Sampel. Skripsi S1 JPMIPA UKSW, Salatiga.

[6].Robet. R, David H. 1986. Fisika Jilid 2Edisi ke tiga. Erlangga: Jakarta