Desain Modul Praktikum Mandiri tentang Pembiasan Cahaya ...

Program Studi Pendidikan Fisika, Universitas Ahmad Dahlan | 91

Desain Modul Praktikum Mandiri tentang Pembiasan Cahaya

Menggunakan Simulasi PhET “Bending Light” untuk Mahasiswa

Maria Dinavalentine, Diane Noviandini, dan Debora N. Sudjito Program Studi Pendidikan Fisika Universitas Kristen Satya Wacana Jl. Diponegoro No. 52-60 Salatiga 50711, Jawa Tengah-Indonesia, Telp (0298) 321212) Surat-e: [email protected]

Bagian ini berisi intisari (abstrak) dari penelitian anda, Semua informasi tentang persyaratan Pada pembelajaran Fisika tentang Pembiasan Cahaya, tidak semua variasi warna cahaya dan medium dapat dengan mudah dihadirkan di laboratorium nyata. Agar mahasiswa dapat mempelajari materi ini secara mandiri dan nyata, diperlukan model visual seperti simulasi PhET. Tulisan ini membahas bagaimana desain modul praktikum mandiri tentang pembiasan cahaya menggunakan simulasi PhET “Bending Light” dan apakah modul tersebut efektif membantu mahasiswa memahami pembiasan cahaya. Semua data yang terkumpul dari modul, lembar observasi, kuesioner, dan soal evaluasi dianalisa secara deskriptif kualitatif. Responden penelitian ini adalah 5 mahasiswa Fisika dan Pendidikan Fisika Angkatan 2016 UKSW. Berdasarkan hasil observasi dan modul, seluruh mahasiswa dapat mengerjakan lebih dari 70% kegiatan praktikum dengan benar. Berdasarkan hasil kuesioner, seluruh mahasiswa memberikan respon positif terhadap modul. Berdasarkan hasil evaluasi, semua mahasiswa mendapatkan nilai di atas 70. Jadi, modul praktikum mandiri tentang pembiasan cahaya menggunakan simulasi PhET “Bending Light” efektif membantu mahasiswa memahami materi pembiasan cahaya.

Kata kunci: practice module, refraction of light, PhET simulation

I. Pendahuluan

Era saat ini merupakan era teknologi. Sebagian besar sekolah di kota pasti memiliki komputer sehingga komputer merupakan “barang” yang dekat dengan sebagian besar orang dan tentunya dapat memudahkan tiap orang untuk melakukan kegiatan belajar secara mandiri.

Pada pembelajaran Fisika tentang Pembiasan Cahaya tidak semua variasi warna cahaya dan medium dapat dengan mudah dilakukan dengan peralatan laboratorium, contohnya seperti pengukuran kecepatan cahaya (v) saat melalui medium yang berbeda dan pembiasan berbagai

warna cahaya (λ) melalui medium yang berbeda-beda. Oleh sebab itu untuk mempelajari materi ini diperlukan media pembelajaran berupa model visual yang dapat memfasilitasi pembelajaran sehingga (maha)siswa tidak hanya membayangkan, namun bisa melihat secara nyata.

Media pembelajaran diperlukan untuk menunjang pembelajaran Fisika yang menarik. Salah satu media pembelajaran Fisika yang dapat digunakan adalah software simulasi PhET [1]. Banyak penelitian yang mengatakan bahwa simulasi PhET sangat efektif dan sangat membantu (maha)siswa memahami konsep Fisika, misalnya penelitian oleh Ref. [2], [3], [4], [5], [6], [7],

[8], [9], dan [10]. Oleh sebab itu, PhET akan digunakan dalam penelitian ini.

Selain itu, apabila (maha)siswa ingin mempelajari pembiasan lebih dalam, diperlukan waktu yang lebih lama dan dibutuhkan waktu tambahan di luar jam tatap muka, khususnya pada jam belajar mandiri atau jam belajar terstruktur. Misalnya saat mempelajari bagaimana pembiasan dari berbagai panjang gelombang cahaya (warna diubah-ubah). Hal ini memang bisa dijelaskan di kelas namun seringkali tidak bisa mendalam karena keterbatasan waktu. Oleh sebab itu dibutuhkan modul praktikum mandiri untuk menuntun (maha)siswa menemukan konsep Pembiasan Cahaya melalui simulasi PhET sehingga mereka dapat belajar secara mandiri dan terstuktur di luar jam tatap muka.

Dalam penelitian ini dipaparkan pembuatan desain modul praktikum mandiri tentang pembiasan cahaya menggunakan simulasi PhET “Bending Light” untuk mahasiswa. Adapun tujuan dari penelitian ini adalah (1) membuat desain modul praktikum mandiri tentang pembiasan cahaya menggunakan simulasi PhET “Bending Light”, dan (2) menyelidiki efektivitas modul praktikum mandiri tentang pembiasan cahaya menggunakan simulasi PhET “Bending Light” terhadap pemahaman mahasiswa. Penelitian ini bermanfaat untuk (1) memperkaya

Prosiding Seminar Nasional Quantum 2016 Maria Dinavalentine, Diane Noviandini, dan Debora N. Sudjito ISSN: 2477-1511

92 | Program Studi Pendidikan Fisika, Universitas Ahmad Dahlan

keragaman modul praktikum mandiri yang dapat digunakan oleh mahasiswa, khususnya pada mata kuliah Fisika Dasar untuk memperdalam materi Pembiasan Cahaya, dan (2) menuntun mahasiswa mendalami materi Pembiasan Cahaya di luar jam tatap muka sebagai tugas terstruktur atau tugas mandiri.

II. Kajian Pustaka

Simulasi PhET

Media pembelajaran adalah komponen pendukung yang penting bagi proses pembelajaran. Media adalah segala alat fisik yang dapat menyajikan pesan serta merangsang (maha)siswa untuk belajar. Media atau alat bantu disadari oleh banyak praktisi pendidikan sangat membantu aktivitas pembelajaran baik di dalam maupun di luar kelas, terutama membantu peningkatan prestasi belajar siswa. Di sisi lain penggunaan media lebih mudah menarik perhatian siswa untuk mau belajar dan membuat siswa antusias dengan materi yang diberikan. Media ada bermacam-macam misal media auditif, media visual, media audio-visual [4].

Salah satu media visual contohnya adalah PhET. Media animasi Software PhET adalah salah satu media komputasi yang menyediakan animasi baik Fisika, Biologi, maupun sains lain. Di dalam media animasi Software PhET ada sub-sub file yang dapat dipilih sendiri, animasi apa yang ingin ditampilkan. Di dalam media ini dapat ditampilkan suatu materi yang bersifat abstrak dan dapat dijelaskan secara langsung oleh media ini sehingga siswa dengan mudah memahami materi tersebut [9].

PhET merupakan freeware, sehingga dapat diunduh secara gratis (tidak berbayar), dan pengoperasiannya dapat dilakukan secara online atau secara offline. Untuk mengoperasikan PhET secara offline, programnya harus diunduh terlebih dahulu di http://PhET.colorado.edu [8].

III. Metode Penelitian/Eksperimen

Metode penelitian yang digunakan pada penelitian ini adalah Penelitian Deskriptif. Responden pada penelitian ini adalah 5 mahasiswa angkatan 2016 Program Studi Pendidikan Fisika dan Fisika UKSW.

Adapun instrumen penelitian yang digunakan antara lain lembar observasi, soal evaluasi, lembar kuesioner dan pertanyaan wawancara. Lembar observasi digunakan untuk merekam proses berjalannya praktikum mandiri menggunakan modul praktikum mandiri dengan simulasi PhET yang telah dibuat. Soal evaluasi digunakan untuk mengetahui pemahaman mahasiswa tentang pembiasan cahaya setelah menggunakan modul praktikum mandiri dengan simulasi PhET. Kuesioner digunakan untuk melihat tanggapan mahasiswa terhadap modul praktikum dimana skala yang diberikan mahasiswa pada tiap item

pada lembar kuesioner antara 1-4, 1 merupakan nilai terendah dan 4 merupakan nilai tertinggi. Wawancara digunakan untuk mengetahui kesulitan mahasiswa dalam mengerjakan modul dan memperoleh saran perbaikan modul dari mereka.

Prosedur pengambilan data yaitu mahasiswa diminta mengikuti langkah di modul praktikum dengan simulasi PhET sampai selesai. Sementara mereka mengerjakannya, lembar observasi diisi oleh observer. Setelah selesai melakukan praktikum dengan modul, soal evaluasi dikerjakan oleh mahasiswa. Selanjutnya kuesioner diisi oleh mahasiswa serta dilakukan wawancara di akhir kegiatan.

Semua data yang diperoleh dari lembar observasi, soal evaluasi, kuesioner, dan wawancara dianalisa secara deskriptif kualitatif guna menentukan efektivitas modul terhadap pemahaman konsep mahasiswa tentang Pembiasan Cahaya. Modul dikatakan efektif apabila semua responden (1) dapat mengerjakan minimal 70% kegiatan praktikum dengan benar sesuai panduan modul, (2) memberikan umpan balik yang positif terhadap minimal 70% pernyataan tentang modul praktikum berdasarkan hasil observasi dan kuesioner, dan (3) mendapatkan nilai soal evaluasi minimal 70.

IV. Hasil Penelitian dan Pembahasan

Sebelum praktikum dimulai, mahasiswa diminta untuk memasang software Physics Education Tecnology (PhET) di laptop mereka sesuai dengan petunjuk yang telah diberikan di dalam modul praktikum mandiri. Setelah simulasi PhET Bending Light versi 1.0.5 siap digunakan seperti Gambar 1, kegiatan praktikum dimulai.

Kegiatan 1. Pengaruh sudut datang terhadap

sudut bias (Renggang Rapat)

Untuk melihat bagaimana pengaruh sudut datang terhadap sudut bias pada berkas cahaya yang masuk dari medium renggang menuju rapat, di awal Kegiatan 1 ini mahasiswa diberikan dua pertanyaan. Pertanyaan pertama adalah “Jika sinar datang dari medium pertama menuju medium kedua, di mana medium tersebut dari renggang menuju rapat, indeks bias medium mana yang harus lebih besar? Medium pertama atau medium kedua?” dan mahasiswa diminta untuk menulis jawaban di modul. Tiga dari lima mahasiswa menjawab dengan benar yaitu medium kedua. Dari jawaban ini terlihat bahwa tiga mahasiswa tersebut telah memahami bahwa semakin rapat suatu medium, semakin besar nilai indeks biasnya. Pertanyaan kedua adalah ”Jika kita ingin menyelidiki pengaruh sudut datang terhadap sudut bias, variabel apa yang merupakan variabel bebas, terikat, dan kontrol?” mahasiswa diminta kembali menulis jawaban di dalam modul. Didapatkan semua mahasiswa menjawab dengan

http://phet.colorado.edu/



Gambar 1. Simulasi PhET Bending Light

benar bahwa variabel bebas berupa sudut datang, variabel terikat berupa sudut bias, variabel kontrol berupa medium pertama, medium kedua, dan warna sinar. Dari jawaban ini terlihat bahwa mahasiswa sudah memahami apa itu variabel bebas, terikat, dan kontrol. Dua pertanyaan ini diberikan kepada mahasiswa untuk menggiring merancang percobaan sebelum menggunakan simulasi PhET.

Untuk menyelidiki pengaruh sudut datang terhadap sudut bias pada berkas cahaya yang masuk melalui medium renggang menuju rapat, dilakukan percobaan menggunakan simulasi PhET. Langkah pertama diawali dengan mengatur keadaan seperti Gambar 2, dimana keadaan berkas cahaya datang dari medium renggang menuju medium rapat, dan berkas cahaya yang datang hanya menggunakan satu warna dan mengamati apa yang terjadi pada sudut bias ketika sudut datang cahaya diubah-ubah. Mahasiswa menuliskan nilai dari sudut datang dan sudut bias yang telah didapatkan, sinus sudut datang, sinus sudut bias, dan perbandingan sinus sudut datang terhadap sinus sudut bias yang telah dihitung ke dalam tabel 1 yang telah disediakan di dalam modul.

Setelah melakukan percobaan, mahasiswa diberikan pertanyaan untuk menarik kesimpulan “apakah perubahan sudut datang mempengaruhi besarnya sudut bias, dan bagaimana pengaruhnya?”. Seluruh mahasiswa menjawab dengan benar bahwa sudut datang mempengaruhi sudut bias dan semakin besar nilai sudut datang semakin besar pula nilai sudut bias. Mahasiswa juga diberikan pertanyaan “apakah arah sinar bias mendekati atau menjauhi garis normal, untuk nilai sudut datang yang berbeda bagaimana nilai perbandingan sinus sudut datang terhadap sudut bias, dan apakah nilai perbandingan sinus sudut datang terhadap sinus sudut bias sama dengan perbandingan indeks bias medium kedua terhadap medium pertama?”. Seluruh mahasiswa menjawab dengan benar bahwa sinar bias mendekati garis normal, nilai perbandingan sinus sudut datang terhadap sudut bias selalu sama dan perbandingan sinus sudut datang dan sinus sudut bias bernilai sama dengan perbandingan indeks bias medium kedua terhadap medium pertama. Di dalam modul telah diinformasikan apabila perbandingan sinus sudut datang terhadap sinus sudut bias bernilai sama dengan perbandingan indeks bias medium kedua terhadap medium pertama artinya Hukum Snellius untuk pembiasaan berlaku.

Gambar 2. Simulasi PhET untuk menyelidiki pengaruh sudut datang terhadap sudut bias

Berdasarkan hasil observasi, semua mahasiswa dapat membuat keadaan dalam simulasi PhET dimana berkas cahaya datang dari medium renggang menuju medium rapat dan mengukur berapa sudut bias yang terbentuk ketika berkas cahaya datang dengan sudut datang tertentu. Meskipun pada pertanyaan pertama di awal kegiatan, tiga dari lima mahasiswa yang dapat menjawab pertanyaan dengan benar, namun ketika masuk dalam percobaan semua mahasiswa dapat melakukan percobaan dengan benar karena adanya petunjuk dan gambar yang telah diberikan di dalam modul. Hal ini menunjukkan bahwa modul dapat dipahami dengan baik oleh mahasiswa, terbukti mahasiswa telah mengerjakan praktikum sesuai petunjuk dalam modul praktikum mandiri dan modul ini telah menuntun mahasiswa melakukan percobaan dengan benar. Pertanyaan-pertanyaan penggiring mengamati dan menarik kesimpulan yang ada dalam modul dijawab seluruh mahasiswa dengan benar, hal ini menunjukkan bahwa praktikum menggunakan panduan dari modul praktikum mandiri dapat membantu untuk memahami bagaimana pengaruh sudut datang terhadap sudut bias dan Hukum Snellius untuk pembiasaan berlaku ketika cahaya masuk dari medium renggang menuju medium rapat.

Kegiatan 2. Pengaruh medium kedua terhadap


Setelah mahasiswa melakukan praktikum untuk menyelidiki pengaruh perubahan sudut datang terhadap sudut bias, pada Kegiatan 2 mahasiswa diajak untuk melihat pengaruh medium kedua terhadap sudut bias. Kegiatan diawali dengan pertanyaan yaitu variabel apa yang menjadi variabel bebas, terikat, dan kontrol. Jawaban mahasiswa ditulis langsung di dalam modul, dan seluruh mahasiswa dapat menjawab pertanyaan ini dengan benar. Ini menunjukkan bahwa mahasiswa telah memahami variabel mana yang harus diamati, yang harus diubah-ubah, dan yang harus dibuat tetap pada percobaan.

Untuk melihat pengaruh perubahan medium kedua terhadap sudut bias pada berkas cahaya yang masuk melalui medium renggang menuju rapat, dilakukan percobaan dengan mengatur keadaan seperti Gambar 3, yaitu keadaan di mana medium pertama selalu tetap dengan indeks bias bernilai 1,000, dan cahaya yang masuk



Gambar 3. Simulasi PhET untuk menyelidiki pengaruh medium kedua terhadap sudut bias

menggunakan satu warna yang tetap dengan sudut datang yang selalu tetap. Setelah itu mahasiswa menjalankan simulasi dan mengamati apa yang terjadi pada sudut bias ketika indeks bias medium kedua diubah menjadi semakin besar. Mahasiswa menuliskan tujuh nilai indeks bias kedua yang telah diamati, kemudian menuliskan sudut bias yang terbentuk, perbandingan sinus sudut datang terhadap sinus sudut bias, dan perbandingan nilai indeks bias medium kedua terhadap medium pertama di dalam tabel 2 yang telah disediakan di dalam modul.

Setelah melakukan percobaan, mahasiswa diberikan pertanyaan untuk menarik kesimpulan “apakah perubahan medium kedua mempengaruhi besarnya sudut bias dan bagaimana pengaruhnya?”. Seluruh mahasiswa menjawab dengan benar bahwa medium kedua mempengaruhi sudut bias dan semakin besar nilai indeks bias medium kedua semakin kecil nilai sudut bias. Kemudian mahasiswa diberikan pertanyaan lanjutan “apakah arah sinar bias mendekati atau menjauhi garis normal, apakah nilai perbandingan sinus sudut datang terhadap sinus sudut bias sama dengan perbandingan indeks bias medium kedua terhadap medium pertama, dan apakah Hukum Snellius untuk pembiasaan berlaku pada percobaan kali ini?”. Seluruh mahasiswa menjawab dengan benar bahwa sinar bias mendekati garis normal, perbandingan sinus sudut datang terhadap sinus sudut bias bernilai sama dengan perbandingan indeks bias medium kedua terhadap medium pertama, dan Hukum Snellius untuk pembiasaan berlaku pada percobaan ini.

Dengan bantuan modul, seluruh mahasiswa dapat melakukan percobaan dan dapat memperoleh data nilai sudut bias yang terbentuk ketika cahaya masuk dari medium yang lebih renggang (n = 1,000) menuju medium yang semakin rapat (n =1,000-1,600). Jawaban benar dari semua mahasiswa ini membuktikan bahwa percobaan mengunakan simulasi PhET dengan bantuan modul praktikum mandiri untuk melihat pengaruh medium kedua terhadap sudut bias berhasil membantu mahasiswa untuk memahami sub materi dari Kegiatan 2 ini. Ini menunjukkan bahwa langkah yang diberikan dalam modul sudah jelas dan dapat menuntun mahasiswa dalam melakukan percobaan.

Kegiatan 3. Pengaruh medium pertama terhadap


Setelah mahasiswa mengetahui pengaruh perubahan medium kedua terhadap sudut bias, pada Kegiatan 3 mahasiswa ditugaskan menyelidiki pengaruh perubahan medium pertama terhadap sudut bias. Di awal kegiatan, mahasiswa menulis di dalam modul apa saja yang menjadi variabel bebas, terikat, dan kontrol untuk percobaan kali ini. Pertanyaan ini berguna agar mahasiswa dapat berpikir merancang percobaan seperti apa yang harus dilakukan. Dari hasil jawaban yang sudah mereka tuliskan, terlihat bahwa semua mahasiswa dapat menjawab dengan benar. Ini menunjukkan bahwa mahasiswa paham mengenai macam-macam variabel tersebut.

Untuk melihat pengaruh perubahan medium pertama terhadap sudut bias pada berkas cahaya yang masuk melalui medium renggang menuju rapat, dilakukan percobaan dengan mengatur keadaan seperti Gambar 4 dimana medium kedua, nilai sudut datang, dan warna sinar yang digunakan dibuat tetap (variabel kontrol). Nilai medium kedua dibuat tetap maksimal (1,600), dan medium pertama yang diubah-ubah (variabel bebas). Kemudian mahasiswa menjalankan simulasi dan mengamati apa yang terjadi pada sudut bias ketika indeks bias medium pertama diubah dari 1,600 menjadi semakin kecil. Hasil yang didapat dituliskan ke dalam tabel 3 yang ada pada modul praktikum mandiri. Adapun yang perlu ditulis adalah tujuh nilai indeks bias medium pertama yang dicoba, sudut bias yang terbentuk, perbandingan sinus sudut datang terhadap sinus sudut bias, dan perbandingan nilai indeks bias medium kedua terhadap medium pertama.

Setelah percobaan dilakukan, mahasiswa diminta menjawab pertanyaan untuk menarik kesimpulan seperti “apakah perubahan medium pertama mempengaruhi besarnya sudut bias dan bagaimana pengaruhnya?”. Semua mahasiswa menjawab dengan benar bahwa medium pertama mempengaruhi sudut bias dan semakin kecil nilai indeks bias medium pertama semakin kecil juga sudut bias cahaya tersebut. Kemudian mahasiswa diberikan pertanyaan sama seperti Kegiatan 1 dan Kegiatan 2 yakni “apakah arah sinar bias mendekati atau menjauhi garis normal, apakah nilai perbandingan sinus sudut datang terhadap sinus sudut bias sama dengan perbandingan indeks bias medium kedua terhadap medium pertama, dan apakah Hukum Snellius untuk pembiasaan berlaku pada percobaan kali ini?”. Semua mahasiswa menjawab dengan benar bahwa sinar bias akan mendekati garis normal, dan semua mahasiswa dapat menjawab dengan benar bahwa nilai perbandingan sinus sudut datang terhadap sinus sudut bias sama dengan perbandingan indeks bias medium kedua terhadap medium pertama dan Hukum Snellius berlaku untuk percobaan ini.



Gambar 4. Simulasi PhET untuk menyelidiki pengaruh medium pertama terhadap sudut bias

Langkah percobaan simulasi PhET yang diberikan

dalam modul praktikum mandiri ini membantu mahasiswa dalam melakukan percobaan dan memahami sub materi ini, terbukti dari hasil observasi yang menunjukkan bahwa seluruh mahasiswa mampu memperoleh data sudut bias yang terbentuk ketika cahaya masuk dari medium pertama yang diubah-ubah indeks biasnya dari 1,000-1,600 menuju medium yang lebih rapat (n =1,600), dan dari data yang diperoleh mahasiswa dapat menarik kesimpulan untuk Kegiatan 3 ini. Jawaban-jawaban benar ketika mahasiswa menjawab pertanyaan-pertanyaan penggiring dalam modul praktikum mandiri tersebut menunjukkan bahwa mahasiswa telah memahami pengaruh medium pertama terhadap sudut bias dan Kegiatan 3 dalam modul praktikum mandiri dapat dikatakan berhasil.

Kegiatan 4. Pengaruh warna cahaya terhadap

sudut bias

Pada Kegiatan 4, mahasiswa diminta menyelidiki pengaruh warna cahaya terhadap sudut bias melalui simulasi PhET. Kegiatan 4 diawali dengan menanyakan kepada mahasiswa variabel mana yang menjadi variabel bebas, terikat, dan kontrol. Pertanyaan ini menjadi stimulan untuk mahasiswa sebelum melaksanakan percobaan. Berdasarkan jawaban yang telah dicatat dalam modul, semua mahasiswa berhasil menjawab pertanyaan dengan benar, yakni warna sinar datang sebagai variabel bebas, sudut bias sebagai variabel terikat, dan medium pertama, medium kedua dan sudut datang sebagai variabel kontrol.

Untuk melihat pengaruh warna cahaya terhadap sudut bias pada berkas cahaya yang masuk melalui medium renggang menuju rapat, mahasiswa melakukan percobaan dengan mengatur keadaan pada simulasi PhET seperti Gambar 5 dimana nilai indeks bias medium pertama, nilai indeks bias medium kedua, dan sudut datang dibuat tetap. Medium pertama berupa air dengan indeks bias 1,333, medium kedua berupa kaca dengan indeks bias 1,500, dan sudut datang bernilai bebas namun mahasiswa harus memilih satu nilai saja selama percobaan Kegiatan 4 ini berlangsung. Setelah keadaan sesuai, mahasiswa menjalankan simulasi dan mengamati apa yang terjadi

Gambar 5. Simulasi PhET untuk menyelidiki pengaruh warna cahaya terhadap sudut bias

pada sudut bias ketika warna cahaya yang masuk diubah-ubah dari panjang gelombang bernilai kecil sampai panjang gelombang bernilai besar. Hasil percobaan dituliskan ke dalam tabel 4 yang ada pada modul praktikum mandiri. Adapun hasil yang perlu dicatat adalah 4 panjang gelombang yang dipilih (dianjurkan untuk memilih panjang gelombang yang bernilai 380, 480, 580, dan 700), sudut bias yang terbentuk, nilai indeks bias medium pertama dan kedua yang tertulis di dalam simulasi PhET, perbandingan sinus sudut datang terhadap sinus sudut bias, dan perbandingan nilai indeks bias medium kedua terhadap medium pertama.

Setelah melakukan percobaan, dalam modul diberikan pertanyaan untuk menarik kesimpulan yakni “apakah

perubahan warna cahaya (λ) mempengaruhi besarnya sudut bias dan bagaimana pengaruhnya?”. Seluruh mahasiswa dapat menjawab dengan benar bahwa warna

cahaya (λ) mempengaruhi besarnya sudut bias dan semakin besar panjang gelombang dari suatu cahaya, semakin besar sudut bias yang terbentuk. Mahasiswa diberikan pertanyaan tambahan seperti “apakah nilai indeks bias (index of refraction) dari medium pertama dan medium kedua selalu tetap untuk semua warna, apakah nilai perbandingan sinus sudut datang terhadap sinus sudut bias sama dengan perbandingan indeks bias medium kedua terhadap medium pertama, dan apakah Hukum Snellius untuk pembiasaan berlaku pada percobaan kali ini?”. Semua mahasiswa menjawab dengan benar yakni nilai indeks bias medium yang tertera pada simulasi PhET selalu berbeda untuk tiap warna. Semua mahasiswa juga menjawab bahwa nilai perbandingan sinus sudut datang terhadap sinus sudut bias sama dengan perbandingan indeks bias medium kedua terhadap medium pertama dan Hukum Snellius untuk pembiasaan tetap berlaku pada percobaan ini.

Hasil observasi menunjukkan bahwa seluruh mahasiswa dapat mengumpulkan data besarnya sudut bias yang terbentuk ketika cahaya masuk dengan panjang gelombang yang semakin besar dari medium renggang menuju rapat dengan sudut datang tertentu. Ini membuktikan bahwa semua mahasiswa berhasil melakukan percobaan dan langkah yang diberikan dalam Kegiatan 4 modul pratikum mandiri telah membantu dan menuntun mahasiswa dalam melakukan percobaan dengan benar. Jawaban benar yang mahasiswa berikan



membuktikan bahwa mahasiswa sudah paham mengenai sub materi ini dan modul praktikum mandiri ini telah membantu dalam memahami sub materi.

Kegiatan 5. Pengaruh sudut datang terhadap

sudut bias (Rapat Renggang)

Untuk melihat pengaruh sudut datang terhadap sudut bias ketika cahaya masuk dari medium rapat menuju medium renggang, mahasiswa melakukan percobaan menggunakan simulasi PhET. Percobaan diawali dengan dua pertanyaan stimulan sebelum merancang percobaan. Pertama “Jika kita ingin sinar datang dari medium pertama ke medium kedua, di mana medium tersebut dari rapat ke renggang, indeks bias medium mana yang harus lebih besar?” dan kedua “Pada percoban kali ini, variabel mana yang menjadi variabel bebas, terikat, dan kontrol?”. Untuk pertanyaan pertama, tiga dari lima mahasiswa menjawab dengan benar bahwa medium pertama harus memiliki indeks bias medium lebih besar daripada medium kedua. Satu mahasiswa masih mengalami kesalahan yang sama seperti pada Kegiatan 1 bahwa “semakin besar nilai indeks bias medium, semakin renggang medium”, dan satu mahasiswa tidak menjawab soal (mungkin terlewati). Satu mahasiswa yang sebelumnya salah pada Kegiatan 1, telah menjawab pertanyaan pada Kegiatan 5 ini dengan benar. Ini menunjukkan bahwa mahasiswa yang mengalami kesalahan pada Kegiatan 5 telah berkurang apabila dibandingkan dengan Kegiatan 1 dan modul yang dibuat serta kegiatan yang dilakukan berhasil membuat mahasiswa memperbaiki kesalahannya. Untuk pertanyaan kedua, seluruh mahasiswa telah menjawab benar. Ini artinya mahasiswa telah memahami tentang variabel-variabel tersebut.

Setelah menjawab kedua pertanyaan di atas, mahasiswa melakukan percobaan menggunakan simulasi PhET. Untuk melihat pengaruh sudut datang terhadap sudut bias ketika cahaya masuk dari medium rapat menuju renggang, mahasiswa harus mengatur keadaan dalam simulasi PhET seperti Gambar 6 dimana variabel berupa medium pertama, medium kedua dan warna cahaya yang digunakan harus dibuat tetap dan variabel berupa sudut datang akan diubah-ubah. Mahasiswa menjalankan simulasi dan mengamati apa yang terjadi pada sudut bias ketika sudut datang yang masuk diubah-ubah dari sudut datang yang bernilai kecil menjadi sudut datang bernilai besar. Enam perubahan sudut datang, sudut bias yang terbentuk, sinus sudut datang, sinus sudut bias, dan perbandingan sinus sudut datang terhadap sinus sudut bias dicatat di dalam tabel 5 pada modul.

Gambar 6. Simulasi PhET untuk menyelidiki pengaruh sudut datang terhadap sudut bias

Setelah data-data dicatat, mahasiswa menjawab

pertanyaan untuk menarik kesimpulan. Pertanyaan pertama adalah “Apakah perubahan sudut datang mempengaruhi besarnya sudut bias dan bagaimana pengaruhnya?”. Semua mahasiswa menjawab dengan benar bahwa sudut datang mempengaruhi sudut bias dan semakin besar sudut datang semakin besar sudut bias yang terbentuk. Pertanyaan kedua yaitu “Bagaimana arah sinar bias yang terjadi, mendekati atau menjauhi garis normal?”. Semua mahasiswa menjawab dengan benar bahwa arah sinar bias menjauhi garis normal. Untuk melihat perbedaan antara ketika cahaya masuk dari medium rapat menuju renggang dan sebaliknya (Kegiatan 1), mahasiswa diberikan pertanyaan penggiring seperti “Apakah semua sinar dengan sudut datang berapapun akan masuk ke medium kedua?”. Semua mahasiswa menjawab dengan benar bahwa tidak semua sinar dengan sudut datang berapapun akan memasuki medium kedua. Dari pertanyaan ini mahasiswa sudah mendapatkan gambaran perbedaan ketika berkas cahaya masuk dari medium rapat menuju renggang dan sebaliknya. Kemudian mahasiswa diberikan pertanyaan kembali “berapa besarnya sudut datang dan sudut bias yang terbentuk terakhir kali?”. Pertanyaan ini ditanyakan agar mahasiswa dapat menemukan kapan sudut bias terbentuk terakhir kali sebelum berkas cahaya tidak lagi memasuki medium kedua (dibiaskan). Pertanyaan terakhir untuk menarik kesimpulan yaitu “Untuk cahaya yang dapat dibiaskan, apakah nilai perbandingan sinus sudut datang terhadap sinus sudut bias selalu sama disetiap sudut datang? Apakah perbandingan sinus sudut datang terhadap sinus sudut bias bernilai sama dengan perbandingan indeks bias medium kedua dan indeksi bias medium pertama? Apakah Hukum Snellius untuk pembiasaan berlaku untuk berkas cahaya yang dapat dibiaskan?”. Empat dari lima mahasiswa menjawab dengan benar bahwa nilai perbandingan sinus sudut datang terhadap sinus sudut bias selalu sama disetiap sudut datang untuk cahaya yang terbiaskan, nilai perbandingan sinus sudut datang terhadap sinus sudut bias juga bernilai sama dengan perbandingan indeks bias medium kedua terhadap indeks bias medium pertama, dan Hukum Snellius untuk pembiasaan tetap berlaku untuk berkas cahaya yang dapat terbiaskan. Satu dari lima mahasiswa salah dalam



menjawab pertanyaan. Ia berpikir bahwa adanya perbedaan angka desimal yang didapat dalam perhitungan dianggap berbeda, padahal dalam modul sudah ditegaskan bahwa berlaku pembulatan dua angka desimal dalam pertanyaan ini.

Berdasarkan hasil observasi pada Kegiatan 5 ini, semua mahasiswa dapat mengikuti semua petunjuk di modul dan mengatur variabel dalam simulasi PhET sesuai petunjuk tersebut, yaitu berkas cahaya datang dari medium rapat menuju renggang dan dapat mengukur berapa sudut bias yang terbentuk ketika cahaya masuk dari medium rapat menuju renggang dengan sudut datang tertentu. Mahasiswa telah melakukan percobaan dengan simulasi PhET dengan benar dan sesuai dengan petunjuk yang diberikan modul. Hal ini menujukkan bahwa petunjuk dalam modul sudah cukup jelas untuk menuntun mahasiswa dalam melakukan percobaan dan percobaan menggunakan modul praktikum mandiri ini membantu mereka mempelajari pengaruh sudut datang terhadap sudut bias ketika berkas cahaya masuk dari medium rapat menuju medium renggang.

Mari Bepikir 1 (Rangkuman Kegiatan 1-5)

Adapun untuk merangkum semua perbedaan antara cahaya yang masuk melalui medium renggang menuju rapat (Kegiatan 1-4) dan cahaya yang masuk melalui medium rapat menuju renggang (Kegiatan 5), mahasiswa diberikan beberapa pertanyaan. Pertanyaan pertama adalah “Apakah Hukum Snellius untuk pembiasaan untuk pembiasan (perbandingan sinus sudut datang terhadap sinus sudut bias sama dengan perbandingan indeks bias medium kedua terhadap indeks bias medium pertama) selalu berlaku jika sinar datang dengan sudut datang berapapun dari medium Renggang Rapat maupun Rapat Renggang?”. Semua mahasiswa menjawab benar bahwa Hukum Snellius untuk pembiasan ini selalu berlaku untuk sinar yang masuk dari medium renggang menuju rapat. Hal ini benar karena ketika sinar masuk dari medium renggang menuju rapat, perbandingan antara sinus sudut datang terhadap sinus sudut bias memiliki nilai yang sama dengan perbandingan indeks bias kedua terhadap indeks bias pertama. Empat dari lima mahasiswa juga menjawab benar bahwa Hukum Snellius juga berlaku untuk sinar yang masuk dari medium rapat menuju renggang, karena ketika sinar terbiaskan, perbandingan antara sinus sudut datang terhadap sinus sudut bias memiliki nilai yang sama dengan perbandingan indeks bias kedua terhadap indeks bias pertama. Ketika sudut datang bernilai besar (lebih besar dari sudut kritis), Hukum Senllius tetap berlaku namun nilai sinus sudut bias lebih dari 1. Itu artinya sudut bias tidak terdefinisi sehingga tidak terjadi pembiasan. Satu dari lima mahasiswa menjawab salah dan berpikir bahwa Hukum Snellius tidak berlaku lagi ketika tidak terjadi pembiasan (hanya terjadi pemantulan saja).

Pertanyaan lain untuk merangkum perbedaan antara cahaya yang masuk melalui medium renggang menuju rapat dan sebaliknya yaitu “bagaimana besarnya sudut datang dan sudut bias ketika berkas cahaya datang dari medium renggang menuju rapat dan dari medium rapat menuju renggang? Sama besar, lebih besar, atau lebih kecil?”. Seluruh mahasiswa menjawab benar bahwa ketika cahaya masuk dari medium renggang menuju rapat maka sudut datang akan lebih besar dari pada sudut bias, dan ketika cahaya masuk dari medium rapat menuju renggang maka sudut datang akan lebih kecil daripada sudut bias. Seluruh mahasiswa menjawab benar dan menunjukkan bahwa mereka telah memahami salah satu perbedaan antara cahaya yang masuk melalui medium renggang menuju rapat dan sebaliknya. Pertanyaan berikutnya yaitu “bagaimana posisi sinar bias terhadap garis normal ketika cahaya masuk dari renggang menuju rapat dan dari rapat menuju renggang? Menjauhi atau mendekati garis normal?”. Seluruh mahasiswa menjawab benar bahwa ketika cahaya masuk dari medium renggang menuju rapat maka sinar bias akan mendekati garis normal dan ketika cahaya masuk dari medium rapat menuju renggang maka sinar bias akan menjauhi garis normal. Dari jawaban ini terlihat bahwa mahasiswa telah memahami perbedaan posisi sinar bias. Pertanyaan selanjutnya adalah “Apakah cahaya dengan berbagai sudut datang akan selalu dibiaskan ketika cahaya datang dari medium renggang menuju rapat dan ketika cahaya datang dari medium rapat menuju renggang?”. Seluruh mahasiswa menjawab dengan benar bahwa ketika cahaya datang dari medium renggang menuju rapat maka cahaya yang datang dengan sudut datang berapapun akan selalu dibiaskan, dan ketika cahaya datang dari medium rapat menuju renggang maka cahaya yang datang tidak selalu terbiaskan dan ada saat dimana tidak terjadi pembiasan. Dari jawaban ini terlihat kembali bahwa mahasiswa telah memahami salah satu perbedaan yang ada. Dari beberapa pertanyaan yang sudah disajikan, sebagian besar mahasiswa sudah dapat menjawab dengan benar perbedaan antara cahaya yang masuk dari medium renggang menuju rapat dan sebaliknya. Pertanyaan terakhir adalah “Faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi besarnya sudut bias?”. Semua mahasiswa dapat menjawab dengan benar bahwa sudut datang, medium, dan warna sinar merpakan faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya sudut bias.

Sebagian besar mahasiswa dapat menjawab dengan benar perbedaan-perbedaan antara cahaya yang masuk dari medium renggang menuju rapat dan dari medium rapat menuju renggang serta faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi besarnya sudut bias. Hal ini berarti simulasi PhET dan pertanyaan-pertanyaan dalam modul berhasil menuntun mereka untuk menemukan dan memahami perbedaan-perbedaan tersebut dan juga mengetahui faktor apa saja yang mempengaruhi besarnya sudut bias.



Kegiatan 6. Menyelidiki syarat terjadinya

pemantulan internal total

Pada Kegiatan 6 ini, mahasiswa diajak untuk menyelidiki syarat-syarat terjadinya pemantulan internal total. Di awal kegiatan, mahasiswa diberikan informasi di dalam modul bahwa pemantulan internal total merupakan peristiwa dimana pembiasan tidak terjadi lagi dan hanya terjadi pemantulan saja. Untuk menyelidiki syarat-syarat terjadinya pemantulan internal total, mahasiswa melakukan percobaan dengan cara mengubah-ubah medium yang ada dalam simulasi PhET. Pertama dengan membuat keadaan dimana cahaya masuk dari medium udara menuju air dan mengubah-ubah sudut datang dari sudut kecil menjadi besar kemudian mengamati apakah sinar tetap dibiaskan atau tidak. Kegiatan ini diulang lagi untuk cahaya yang datang dari medium udara menuju kaca, air menuju kaca, kaca menuju air, kaca menuju udara, dan terakhir air menuju udara. Semua mahasiswa berhasil mengamati dan mendapatkan jawaban bahwa pemantulan internal total hanya dapat terjadi ketika cahaya masuk dari kaca menuju air, kaca menuju udara, dan air menuju udara.

Setelah melakukan kegiatan ini, mahasiswa diberikan pertanyaan menggiring menarik kesimpulan. Pertanyaan pertama adalah “Agar Pemantulan Internal Total terjadi, indeks bias dari medium manakah yang harus lebih besar? Pertama atau kedua?”. Semua mahasiswa berhasil menjawab dengan benar bahwa indeks bias medium pertama harus lebih besar daripada indeks bias medium kedua. Simulasi PhET memberikan angka pasti untuk nilai indeks bias tiap medium sehingga dapat memudahkan mahasiswa untuk menjawab pertanyaan ini. Kemudian mahasiswa diberikan pertanyaan lanjutan “Agar terjadi Pemantulan Internal Total, cahaya harus masuk dari medium (material) renggang menuju rapat atau sebaliknya?”. Semua mahasiswa menjawab benar bahwa agar pemantulan internal total dapat terjadi, cahaya harus masuk dari medium rapat menuju renggang. Dari dua pertanyaan ini, terlihat bahwa semua mahsiswa telah dapat memahami bahwa semakin besar nilai indeks bias, semakin rapat medium tersebut (Pada Kegiatan 1, dua mahasiswa belum paham. Pada Kegiatan 5, satu mahasiswa belum paham). Artinya, simulasi PhET ini berhasil membuat mahasiwa yang belum paham menjadi paham.

Selanjutnya, mahasiswa kembali melihat nilai sudut datang dan sudut bias yang terbentuk terakhir kali pada kegiatan 5. Kemudian mahasiswa juga menghitung berapa nilai sudut datang ketika sudut bias bernilai sebesar 90° pada Kegiatan 5 tersebut (medium pertama adalah kaca, dan medium kedua adalah air) menggunakan Hukum Snellius untuk pembiasaan. Setelah hasil dari perhitungan didapat, mahasiswa diberikan informasi di dalam modul

bahwa sudut datang ketika sinar bias tepat menelusuri bidang batas (sudut bias bernilai 90°) disebut dengan sudut kritis. Kemudian mahasiswa diminta kembali untuk mengatur keadaan seperti Kegiatan 5 dan mencoba apa yang akan terjadi jika cahaya masuk dengan sudut datang lebih kecil daripada sudut kritis dan lebih besar dari sudut kritis. Semua mahasiswa mencatat hasil percobaan di dalam modul dan mendapatkan hasil bahwa apabila cahaya datang dengan sudut datang lebih kecil dari sudut kritis maka cahaya akan dibiaskan, dan apabila cahaya datang dengan sudut datang lebih besar dari sudut kritis maka cahaya tidak dibiaskan (hanya dipantulkan saja).

Di akhir kegiatan mahasiswa diberikan pertanyaan “apa syarat terjadinya Pemantulan Internal Total?”. Semua mahasiswa dapat menjawab bahwa pematulan internal total hanya terjadi jika cahaya masuk dari medium rapat menuju medium renggang, dan cahaya yang datang harus memiliki sudut datang yang lebih besar daripada sudut kritis. Jawaban ini membuktikan bahwa simulasi PhET dengan bantuan modul praktikum mandiri ini berhasil membuat mahasiswa paham tentang syarat terjadinya pemantulan internal total.

Kegiatan 7. Menyelidiki kecepatan rambat

cahaya pada medium yang sama dan pada

medium yang berbeda

Mahasiswa membuka kembali simulasi PhET dan menyelidiki bagaimana kecepatan rambat cahaya pada medium yang sama dan pada medium yang berbeda. Dalam simulasi Bending Light dalam PhET disediakan speed sebagai alat pengukur kecepatan rambat cahaya dengan meletakkan speed tepat pada berkas cahaya yang akan diukur kecepatan rambatnya. Pertama, mahasiswa mengukur kecepatan rambat cahaya pada sinar datang, sinar pantul, dan sinar bias ketika cahaya masuk dari medium udara menuju air menggunakan speed (seperti Gambar 7) dan menuliskan hasil percobaan mereka ke dalam tabel 8 yang telah disediakan di dalam modul. Kegiatan ini diulang lagi pada cahaya yang memasuki medium udara menuju kaca, air menuju kaca, kaca menuju air, kaca menuju udara, dan air menuju udara.

Setelah mahasiswa mendapatkan hasil percobaan, mahasiswa diberikan pertanyaan untuk menarik kesimpulan. Pertanyaan pertama adalah ”Apakah medium yang dilalui sinar datang dan sinar pantul sama?” Empat dari lima mahasiswa menjawab benar bahwa medium yang dilalui sinar datang dan sinar pantul sama. Medium yang sama ini sangat jelas terlihat di dalam PhET. Pertanyaan kedua yaitu “Apakah kecepatan rambat cahaya dari sinar datang dan sinar pantul bernilai sama?” Semua mahasiswa menjawab benar karena jawaban ini sudah sangat jelas terlihat dari dalam tabel. Pertanyaan ketiga adalah “Apakah medium yang dilalui sinar datang dan sinar bias



sama dan apakah kecepatan rambat cahaya dari sinar datang dan sinar bias bernilai sama?” Semua mahasiswa

Gambar 7. Simulasi PhET untuk menyelidiki kecepatan rambat cahaya

menjawab dengan benar bahwa medium yang dilalui sinar datang dan sinar bias berbeda, dan kecepatan rambat cahaya dari sinar datang dan sinar bias juga berbeda. Mahasiswa dapat menjawab dengan benar karena perbedaan medium dapat terlihat jelas dari simulasi PhET, dan nilai dari kecepatan rambat cahaya dapat terlihat jelas dari tabel 8 yang terdapat dalam modul. Pertanyaan selanjutnya adalah “kapan kecepatan rambat cahaya memiliki nilai yang sama?”. Semua mahasiswa menjawab dengan benar bahwa kecepatan rambat cahaya bernilai sama ketika cahaya berada di medium yang sama. Dan pertanyaan terakhir adalah “apa yang mempengaruhi nilai kecepatan rambat cahaya?” Semua mahasiswa dapat menjawab dengan benar bahwa medium mempengaruhi kecepatan rambat cahaya.

Karena sebagian besar mahasiswa dapat menjawab pertanyaan-pertanyaan dengan benar, maka hal ini membuktikan bahwa simulasi PhET berbantuan modul praktikum mandiri ini membantu mahasiswa memahami kecepatan rambat cahaya pada medium yang sama dan pada medium yang berbeda. Mahasiswa dapat melakukan praktikum dengan benar, artinya mahasiswa sudah mengikuti petunjuk praktikum yang diberikan dalam modul dan langkah-langkah petunjuk yang diberikan dalam modul dapat dipahami sebagai acuan dalam melakukan praktikum.

Kegiatan 8. Pengaruh indeks bias medium

terhadap nilai kecepatan rambat cahaya

Pada Kegiatan 8, mahasiswa diminta untuk menyelidiki bagaimana pengaruh indeks bias medium terhadap nilai kecepatan rambat cahaya. Sebelum percobaan dimulai, mahasiswa diberikan kembali pertanyaan stimulan untuk merancang percobaan yakni “variabel mana yang menjadi variabel bebas, terikat, dan kontrol pada percobaan kali ini?” Semua mahasiswa menjawab pertanyaan dengan benar, artinya mahasiswa telah memahami macam-macam variabel tersebut. Setelah menjawab pertanyaan, mahasiswa diminta untuk membuka simulasi PhET dan melakukan percobaan. Mahasiswa diminta untuk mengamati berapa nilai kecepatan rambat cahaya yang terbentuk ketika indeks bias medium diubah menjadi

semakin besar (1,000-1,600) dan menghitung berapa nilai kecepatan rambat cahaya di ruang hampa dibagi dengan kecepatan cahaya dalam setiap medium. Kemudian mahasiswa menuliskan hasilnya ke dalam tabel 9 pada modul.

Setelah percobaan dilakukan, mahasiswa menjawab pertanyaan menggiring menarik kesimpulan. Pertanyaannya adalah “Apakah perubahan indeks bias medium mempengaruhi besarnya kecepatan rambat cahaya, dan bagaimana pengaruhnya?” Semua mahasiswa menjawab dengan benar bahwa indeks bias medium mempengaruhi kecepatan rambat cahaya, dan semakin besar nilai indeks bias medium, semakin kecil nilai kecepatan rambat cahaya. Mahasiswa dapat menjawab dengan benar karena tabel dalam modul memudahkan mahasiswa untuk melihat hasil percobaan. Kemudian mahasiswa diberikan pertanyaan kembali “Dari perhitungan, bandingkan hasil perhitungan kecepatan rambat cahaya di ruang hampa dibagi dengan kecepatan cahaya dalam suatu medium (c /v) dengan nilai indeks bias medium! Apakah bernilai sama (berlaku pembulatan 2 angka desimal)?”. Semua mahasiswa menjawab dengan benar bahwa nilai c/v dengan nilai indeks bias medium bernilai sama. Untuk menambah pemahaman mahasiswa, diberikan informasi di dalam modul bahwa indeks bias medium merupakan perbandingan antara kecepatan rambat cahaya dalam vakum atau ruang hampa (c) terhadap kecepatan rambat cahaya dalam medium (v).

Pada percobaan ini, sebagian mahasiswa dapat melakukan percobaan dan menjawab pertanyaan penggiring dengan benar. Ini artinya, petunjuk yang diberikan dalam modul dapat dipahami untuk melakukan percobaan dan membuat mahasiswa menjadi paham mengenai pengaruh besarnya indeks bias medium terhadap kecepatan cahaya.

Berdasarkan wawancara dengan responden, mereka mengalami kebingungan meletakkan speed, di medium pertama atau di medium kedua. Oleh sebab itu, di modul perlu ditambahkan keterangan di mana speed harus diletakkan.

Kegiatan 9. Pengaruh panjang gelombang

terhadap nilai kecepatan rambat cahaya

Sebelum percobaan untuk menyelidiki pengaruh panjang gelombang terhadap nilai kecepatan rambat cahaya dimulai, mahasiswa diberikan kembali pertanyaan untuk merancang percobaan ” variabel mana yang menjadi variabel bebas, terikat, dan kontrol pada percobaan kali ini?” Semua mahasiswa dapat menjawab pertanyaan dengan benar. Mahasiswa menjawab bahwa variabel bebas berupa panjang gelombang cahaya, variabel terikat berupa kecepatan rambat cahaya, dan variabel kontrol berupa medium yang digunakan. Pada percobaan kali ini, mahasiswa menyelidiki pengaruh panjang gelombang



terhadap kecepatan rambat cahaya ketika di udara dan selain di udara.

Ketika di udara, mahasiswa diminta untuk mengubah-ubah panjang gelombang dari sinar yang datang mulai dari panjang gelombang yang bernilai kecil sampai besar dan diukur kecepatan rambat cahayanya. Hasil pengamatan yang didapat dicatat ke dalam tabel 10 di dalam modul. Adapun hasil yang dicatat adalah empat panjang gelombang yang dipilih, nilai kecepatan rambat cahaya yang terbaca oleh speed, dan nilai indeks bias udara yang ada dalam simulasi PhET. Setelah data diperoleh, mahasiswa diberikan pertanyaan menggiring menarik kesimpulan “Ketika di udara, apakah untuk panjang gelombang yang berbeda, kecepatan rambat cahaya juga berbeda? Jika ya, bagaimana pengaruh panjang gelombang terhadap kecepatan rambat cahaya?”. Semua mahasiswa menjawab benar bahwa untuk panjang gelombang yang berbeda, kecepatan rambat cahaya tetap sama. Pertanyaan selanjutnya adalah “Apakah indeks bias udara berubah jika panjang gelombang cahaya berubah?” Semua mahasiswa menjawab dengan benar bahwa nilai indeks bias udara tidak berubah. Kedua pertanyaan di atas dapat mahasiswa jawab dengan benar karena jawaban tersebut sudah terlihat sangat jelas dari hasil pengamatan mahasiswa yang telah dicatat di dalam tabel 10 dalam modul, sehingga tabel dalam modul tersebut membantu memudahkan mahasiswa.

Ketika di medium selain udara (custom 1,450 dan kaca), mahasiswa diajak melakukan percobaan yang sama yakni mengamati apa yang terjadi pada nilai kecepatan rambat cahaya dan nilai indeks bias medium ketika panjang gelombang diubah dari yang bernilai kecil menuju besar. Hasil pengamatan yang didapat dicatat ke dalam tabel 11 di dalam modul. Hasil yang perlu dicatat sama seperti percobaan ketika di udara yakni empat panjang gelombang yang dipilih, nilai kecepatan rambat cahaya yang terbentuk, dan nilai indeks bias medium yang PhET tampilkan. Setelah hasil diperoleh, mahasiswa menjawab pertanyaan untuk menggiring menarik kesimpulan yaitu “Saat di dalam Custom dengan indeks bias 1,450 dan kaca indeks bias 1,500, apakah kecepatan rambat cahaya dipengaruhi oleh panjang gelombang cahaya (adanya perbedaan kecil dianggap berpengaruh)? Jika ya, bagaimana pengaruh panjang gelombang terhadap kecepatan rambat cahaya?”. Semua mahasiswa menjawab kecepatan rambat cahaya dipengaruhi oleh panjang gelombang cahaya, namun hanya tiga dari lima mahasiswa yang menyebutkan bagaimana pengaruh panjang gelombang cahaya terhadap kecepatan rambat cahaya (semakin besar nilai panjang gelombang, semakin besar nilai kecepatan rambat cahaya). Jawaban bahwa kecepatan rambat cahaya dipengaruhi oleh panjang gelombang cahaya telah menunjukkan bahwa mahasiswa telah paham. Kemudian pertanyaan lain adalah “Apakah nilai indeks bias Custom 1,450 dan kaca bernilai selalu sama untuk

semua panjang gelombang?” Semua mahasiswa menjawab dengan benar bahwa nilai indeks bias Custom 1,450 dan kaca bernilai selalu berbeda untuk semua panjang gelombang. Mahasiswa dapat dengan mudah menjawab karena tabel 11 sangat membantu untuk melihat hasil percobaan yang telah didapat.

Sebagian besar mahasiswa melakukan percobaan dengan benar, artinya modul praktikum mandiri berhasil menuntun mereka dalam melakukan percobaan. Jawaban-jawaban benar yang telah diberikan mahasiswa dalam pertanyaan penggiring juga membuktikan bahwa modul ini menolong mahasiswa untuk memahami sub materi ini.

Mari Berpikir 2 (Rangkuman Kegiatan 7-9)

Setelah percobaan selesai dilakukan, mahasiswa diajak kembali merangkum hal yang berkaitan dengan kecepatan rambat cahaya. Pertama, mahasiswa diberikan pertanyaan berupa “Untuk cahaya yang memiliki panjang gelombang tertentu bagaimana nilai kecepatan rambat cahaya saat memasuki medium dengan indeks bias yang berbeda-beda? Sama atau berbeda?” Empat dari lima mahasiswa menjawab benar bahwa kecepatan rambat cahaya yang dihasilkan berbeda. Ini jelas terlihat dari Kegiatan 8 tabel 9 dalam modul. Kemudian pertanyaan lainnya yaitu “Untuk warna cahaya yang sama, bagaimana pengaruh indeks bias medium terhadap kecepatan rambat cahaya?” Semua mahasiswa menjawab benar bahwa semakin besar nilai indeks bias medium, semakin kecil nilai kecepatan rambat cahaya. Jawaban ini pun dapat terlihat jelas dari tabel 9 yang terdapat dalam modul. Setelah itu mahasiswa ditanya kembali “Apakah pada semua medium, kecepatan rambat cahaya dipengaruhi oleh panjang gelombang?” Semua mahasiswa menjawab ya. Jawaban ini kurang tepat karena kecepatan cahaya dipengaruhi oleh panjang gelombang hanya ketika cahaya tersebut berada di medium selain udara. Ketika di udara, kecepatan rambat cahaya tidak dipengaruhi oleh panjang gelombang.

Kemudian mahasiswa diberikan informasi di dalam modul tentang medium dispersif dan non dispersif. Setelah informasi diberikan, mahasiswa diberikan pertanyaan “Berdasarkan nilai indeks bias yang diperoleh di udara, udara termasuk medium dispersif atau non dispersif?”. Semua mahasiswa menjawab dengan benar bahwa udara merupakan medium non dispersif karena kecepatan rambat cahaya dan indeks bias yang diperoleh di udara selalu sama untuk panjang gelombang yang berbeda. Pertanyaan lain yang diberikan yakni “Berdasarkan nilai indeks bias yang diperoleh di custom 1,450 dan kaca, kedua medium ini termasuk medium dispersif atau non dispersif?”. Semua mahasiswa menjawab dengan benar bahwa kedua medium tersebut merupakan medium dispersif karena kecepatan rambat cahaya dan indeks bias yang diperoleh di kedua medium ini selalu berbeda untuk panjang gelombang yang berbeda. Mahasiswa ditanya kembali “Bagaimana pengaruh warna



(panjang gelombang) terhadap kecepatan rambat cahaya pada medium dispersif yang sudah diselidiki? Apakah berbanding lurus, terbalik, atau tetap?” Tiga dari lima mahasiswa menjawab benar. Jawaban benar yang dijawab mahasiswa adalah berbanding lurus dan semakin besar nilai panjang gelombang, semakin besar nilai kecepatan rambat cahaya. Pertanyaan ini telah diberikan tepat setelah percobaan Kegiatan 9 dilakukan dan mahasiswa menjawab dengan benar. Namun pada pertanyaan Mari Berpikir 2 ini dua mahasiswa menjawab salah. Satu mahasiswa menjawab tetap, dan satu mahasiswa tampak kurang memahami maksud soal dengan baik karena mahasiswa tersebut menjawab di luar konteks pertanyaan, yaitu menjawab dengan jawaban hubungan indeks bias terhadap kecepatan rambat cahaya. Pertanyaan terakhir yaitu “Apa saja yang mempengaruhi besarnya kecepatan rambat cahaya?”. Semua mahasiswa menjawab dengan benar bahwa medium dan panjang gelombang mempengaruhi kecepatan rambat cahaya.

Sebagian besar mahasiswa dapat menjawab pertanyaan pertanyaan penggiring untuk merangkum Kegiatan 7-9 dengan benar. Hal ini membuktikan bahwa modul ini menolong mahasiswa untuk mempelajari materi tentang faktor-faktor yang mempengaruhi nilai kecepatan rambat cahaya.

Lembar Observasi

Selama praktikum berlangsung, observer mengisi lembar observasi untuk merekam proses berjalannya praktikum mandiri menggunakan simulasi PhET dengan bantuan modul praktikum mandiri yang telah dibuat tersebut. Untuk menghitung persentase keberlangsungan percobaan

dapat menggunakan rumus [(Jumlah kegiatan yang terlaksana dengan benar/jumlah total kegiatan) x 100%]

Hasil observasi yang dilakukan selama praktikum berlangsung dapat dilihat dalam Tabel 1. Berdasarkan Tabel 1, semua mahasiswa dapat mengerjakan kegiatan praktikum dengan benar di atas 70%, bahkan empat dari lima mahasiswa dapat mengerjakan kegiatan praktikum dengan benar (100%), artinya kegiatan praktikum ini telah berlangsung dengan baik. Modul praktikum berhasil menuntun mahasiswa melakukan percobaan secara mandiri dengan benar.

Adapun hasil (nilai) yang didapatkan mahasiswa berdasarkan jawaban-jawaban pertanyaan yang diberikan dalam modul dapat dilihat pada Tabel 2. Berdasarkan Tabel 2 dapat dilihat bahwa pada Kegiatan 1, Kegiatan 2, Kegiatan 3, Kegiatan 4, Kegiatan 6, Kegiatan 7, Kegiatan 8, dan Kegiatan 9, semua mahasiswa berhasil memperoleh hasil di atas 70%. Pada Kegiatan 5, empat dari lima mahasiswa (80%) berhasil memperoleh nilai di atas 70% juga. Untuk bagian „Mari Berpikir 1‟ tentang perbedaan antara cahaya yang masuk dari medium renggang menuju rapat dan rapat menuju renggang, seluruh mahasiswa menjawab dengan benar lebih dari 70% pertanyaan-pertanyaan yang ada dalam modul.

Tabel 1. Hasil Observasi

No Nama Mahasiswa Persentase Keberlangsungsn

Percobaan (%)

1 A 100,00

2 B 85,71

3 C 100,00

4 D 100,00

5 E 100.00

Tabel 2. Nilai dari pertanyaan dalam modul

Sampel Keg.1 (%)

Keg.2 (%)

Keg.3(%)

Keg.4 (%)

Keg.5 (%)

MB.1 (%)

Keg.6 (%)

Keg.7 (%)

Keg.8 (%)

Keg.9 (%)

MB 2 (%)

Total (%)

A 87,50 100,00 100,00 95,71 57,00 83,33 85,71 83,33 100,00 91,67 81,25 85,68

B 100,00 100,00 100,00 85,71 95,00 100 92,86 100,00 100,00 86,67 62,50 92,16

C 83,75 100,00 100,00 100,00 100,00 100 100,00 100,00 100,00 100,00 93,75 97,57

D 100,00 100,00 100,00 100,00 85,00 95 92,86 100,00 100,00 100,00 93,75 96,22

E 93,75 100,00 100,00 100,00 100,00 95 78,57 100,00 92,50 100,00 90,00 96,76

Ket: MB = Mari Berpikir Untuk „Mari berpikir 2‟ tentang rangkuman faktor-

faktor yang mempengaruhi kecepatan rambat cahaya, empat dari lima mahasiswa berhasil memperoleh hasil di atas 70%.

Secara keseluruhan, semua mahasiswa berhasil menjawab pertanyaan-pertanyaan penggiring yang ada dalam modul praktikum mandiri dengan benar lebih dari 70%. Ini menunjukkan bahwa modul praktikum mandiri dan simulasi PhET berhasil membuat mahasiswa memahami materi-materi dan konsep-konsep yang ada dalam tiap kegiatan tentang Hukum Snellius pada pembiasan cahaya, faktor-faktor yang mempengaruhi sudut bias, perbedaan antara pembiasan cahaya yang

masuk dari medium renggang menuju rapat dan rapat menuju renggang, pemantulan internal total, dan faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan rambat cahaya.

Soal Evaluasi

Setelah praktikum mandiri dilakukan, mahasiswa diberikan soal evaluasi untuk mengetahui pemahaman mereka tentang pembiasan cahaya setelah menggunakan media simulasi PhET. Untuk menghitung nilai evaluasi dapat menggunakan rumus [(jumlah nilai yang diperoleh/jumlah total nilai) x 100]. Daftar nilai hasil evaluasi seperti Tabel 3.



Dari hasil evaluasi, diketahui seluruh mahasiswa berhasil memenuhi standar yang telah diberikan yaitu mendapatkan nilai lebih dari 70 dengan rata-rata 87,47. Ini menunjukkan bahwa seluruh mahasiswa berhasil memahami materi dengan benar, dan simulasi PhET berbantuan modul praktikum mandiri berhasil membuat mahasiswa paham mengenai materi-materi yang telah diberikan.

Tabel 3. Hasil Evaluasi

No Nama Mahasiswa Nilai Hasil Evaluasi

1 A 92,33 2 B 77,67 3 C 86,67 4 D 96,67 5 E 84,00

Lembar Kuesioner

Setelah mahasiswa selesai mengerjakan soal evaluasi, mahasiswa diberikan lembar kuesioner untuk melihat penilaian mereka terhadap praktikum dan modul yang telah diberikan. Ada 7 item penilaian dengan masing-masing item memiliki skala maksimal 4. Adapun item 1 dan 2 mengenai antusiasme mahasiswa melakukan praktikum menggunakan simulasi PhET Bending Light dan apakah belajar dengan media simulasi dapat membantu mereka untuk memahami materi. Item 3 - 6 mengenai isi modul yaitu jenis huruf, ukuran huruf, warna-warna gambar dalam modul, informasi, petunjuk pelaksanaan, kalimat yang digunakan dalam modul, dan langkah-langkah penjelasan dalam modul. Item 7 mengenai materi yang dijelaskan dalam modul, apakah materi tersebut membosankan atau tidak.

Untuk menghitung persentase penilaian mahasiswa terhadap modul yang telah diberikan dapat menggunakan rumus [(Jumlah skala yang diberikan sampel/jumlah skala maksimal) x 100%]. Target penelitian ini adalah ≥70% mahasiswa memberikan respon positif pada kuesioner.

Lembar kuesioner diberikan pada hari pertama untuk menilai modul indikator I yaitu menjelaskan Hukum Snellius untuk pembiasan cahaya dan hari kedua untuk menilai modul indikator II dan III yaitu menyelidiki pemantulan internal total dan menyelidiki faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan rambat cahaya.

Persentase penilaian mahasiswa terhadap praktikum dan modul yang telah diberikan dapat dilihat pada Tabel 4 dan Tabel 5 di bawah. Pada penelitian ini, tiap mahasiswa memberikan ≥70% respon positif pada kuesioner sehingga target penelitian terpenuhi.

Tabel 4 Hasil Kuesioner Tiap Mahasiswa

No Nama Indikator 1

(%) Indikator 2

& 3 (%)

1 A 92,86 89,29 2 B 82,15 75,00 3 C 82,15 78,57

4 D 78,57 85,71 5 E 92,86 89,29

Tabel 5. Hasil Kuesioner Tiap Item

No. Item 1 2 3 4 5 6 7

1 Indikator 1

(%) 90 95 85 85 75 90 80

2 Indikator 2

& 3 (%) 85 95 85 70 75 90 85

Terlihat dari hasil kuesioner, mahasiswa antusias melakukan praktikum mandiri menggunakan simulasi PhET dan menyatakan bahwa simulasi PhET sangat membantu mereka untuk memahami materi. Hal ini terjadi karena pembelajaran menggunakan PhET melibatkan indera penglihatan mahasiswa, dan membuat mahasiswa penasaran untuk mencoba-coba simulasi tersebut. PhET dapat memvisualisasikan suatu materi yang bersifat abstrak dan dapat menunjukkan suatu gejalanya secara langsung sehingga (maha)siswa dapat dengan mudah memahami materi yang ada [8]

Untuk penilaian modul, terlihat bahwa jenis huruf, ukuran huruf, dan warna-warna gambar dalam modul sudah mudah untuk dibaca. Modul juga telah memberikan informasi dan petunjuk pelaksanaan yang jelas, dan juga telah menggunakan kalimat-kalimat yang mudah dipahami. Mahasiswa juga menyatakan bahwa materi pembiasaan cahaya yang dijelaskan dalam modul tidak membosankan.

Dari hasil kuesioner ini dapat disimpulkan bahwa mahasiswa antusias melakukan praktikum mandiri menggunakan simulasi PhET Bending Light ini. Mahasiswa mengatakan bahwa belajar dengan media simulasi dapat membantu mereka memahami materi. Mahasiswa memberikan penilaian bahwa huruf dan warna-warna gambar dalam modul mudah dibaca, modul memberikan informasi dan petunjuk praktikum yang jelas, kalimat yang digunakan dalam modul sederhana dan mudah dipahami. Langkah-langkah dan penjelasan dari modul ini juga efektif untuk membantu mahasiswa memahami materi pembiasan cahaya dan materi yang dijelaskan di dalam modul tidak membosankan.

V. Kesimpulan

Penelitian ini memaparkan desain modul praktikum mandiri menggunakan simulasi PhET Bending Light untuk pembelajaran materi pembiasan cahaya dan melihat keefektifan dari modul yang telah dibuat. Berdasarkan hasil observasi, semua mahasiswa berhasil melakukan praktikum dengan baik. Berdasarkan jawaban-jawaban dari pertanyaan penggiring dalam modul, mahasiswa mampu menjawab dengan benar dan sebagian besar memperoleh hasil di atas 70%. Berdasarkan hasil evaluasi, tiap mahasiswa berhasil mendapatkan nilai di atas 70. Berdasarkan hasil kuesioner tiap mahasiswa memberikan respon positif terhadap ≥70% pertanyaan kuisioner.



Artinya modul yang dibuat efektif menuntun seluruh mahasiswa melakukan praktikum secara mandiri di luar jam tatap muka, dan membantu serta memudahkan seluruh mahasiswa untuk memahami dan mempelajari materi pembiasan cahaya dengan menggunakan simulasi PhET Bending Light.

Kepustakaan [1] Noah S. Podolefsky, Katherine K. Perkins, Wendy K. Adams.

Oktober 2010. Factors promoting engaged exploration with

computer simulations

[2] Pujiyono, Debora N. Sudjito, Marmi Sudarmi. Agustus 2014.

Desain Pembelajaran dengan menggunakan media simulasi

PhET (Physics Education and Technology) pada materi medan

listrik

[3] Prihatiningtyas S, T. Prastowo, dan B. Jatmiko. 2013.

Implementasikan simulasi PhET untuk mengajar keterampilan

psikomotorik pada pokok bahasan alat optik. Jurnal Pendidikan

IPA Indonesia 2 (1) (2013) 18-22

[4] Yuafi M.E.D, dan Endryansyah. 2015. Pengaruh penerapan

media pembelajaran PhET simulation terhadap hasil belajar

siswa kelas X TITL pada standar kompetensi mengaplikasikan

rangkaian listrik di SMKN 7 Surabaya. Jurnal Pendidikan

Teknik Elekro volume 04 nomor 02 tahun 2015, 407-414

[5] Mubarrok M.F, dan Sri Mulyaningsih . 2014. Penerapan

pembelajaran fisika pada materi cahaya dengan media PHET

simulation untuk meningkatkan pemahaman konsep siswa di

SMP. Jurnal Inovasi Pendidikan Fisika volume 03 nomor 01

tahun 2014

[6] Sumargo Eko, dan Leny Yuanita. 2014. Penerapan media

laboratorium virtual (PhET) pada materi laju reaksi dengan

model pengajaran langsung. Unesa Journal of Chemical

Education vol.3 no.1 pp 119-133

[7] Wiwit, Sura Menda Ginting, dan M. Lutfi Firdaus. 2013.

Penerapan pembelajaran kimia dasar menggunakan media

powerpoint 2010 dan PhET simulation dengan pendekatan

modification of reciprocal teaching berbasis konstruktivisme.

Jurnal Exacta vol.11 no.1

[8] Setiadi Rahmat, dan A. Ainun Muflika. 2012. Eksplorasi

pemberdayaan courseware simulasi PhET untuk membangun

keterampilan proses sains siswa SMA. Jurnal Pengajaran MIPA

vol.17 no.2 oktober 2012, 258-268

[9] Nurhayati, Syarifah Fadilah, dan Mutmainnah. 2014. Penerapan

metode demonstrasi berbantu media animasi software PhET

terhadap hasil belajar siswa dalam materi listrik dinamis kelas X

Madrasah Aliyah Negeri 1 Pontianak. Jurnal Pendidikan Fisika

dan Aplikasinya vol.4 no.2 Desember 2014

[10] Afifah R.M.A, Drs. Kadim Masjkur M.Pd, dan Drs. Sutarman S.Pd. Pengaruh pembelajaran guined inquiry berbantuan PhET terhadap kemampuan berpikir tingkat tinggi dan tanggung jawab siswa kelas X.

Desain Modul Praktikum Mandiri tentang Pembiasan Cahaya ...

Documents

Transcript of Desain Modul Praktikum Mandiri tentang Pembiasan Cahaya ...