Misinterpretasi dan miskonsepsi siswa berdasarkan penjelasan mereka terhadap 2 animasi komputer yang memvariasikan kompleksitas penggambaran dari satu reaksi redoks yang sama

Deborah P. rosenthal and Michael J. Sanger

Sekelompok siswa yang beranggotakan 55 anak diperlihatkan versi tanpa narasi dari 2 animasi komputer yang menggambarkan level mikroskopis dengan berbagai kompleksitas dari reaksi redoks larutan perak nitrat dan padatan logam tembaga. Para murid ini diminta untuk menjelaskan pemahaman mereka terhadap reaksi kimia yang terjadi berdasarkan interpretasi mereka pada animasi yang disajikan. Penelitian ini menjelaskan berbagai kesalahan umum yang dibuat oleh siswa tersebut dalam penjelasan mereka, serta mencakup misinterpretasi dan miskonsepsi siswa dari animasi. Kesalahan tersebut meliputi masih membingungkan penggambaran molekul-molekul air sebagai ion nitrat, melihat “molekul” pasangan ion netral dalam larutan, salah memprediksi muatan ion, salah dalam melihat rasio ion perak : nitrat dan rasio perak : tembaga yang bereaksi, belum mengenali bahwa adanya transfer elektron merubah muatan dan ukuran dari suatu atom logam atau ion, salah dalam mengidentifikasi sumber dari warna biru yang terdapat pada larutan, dan masih menguhubungkan sifat atau atribut pada level makroskopis dan partikel dalam reaksi. Penelitian ini juga mendiskusikan sumber yang mungkin dari kesalahan tersebut, batasan penelitian ini, saran untuk animator, dan saran penelitian lebih lanjut berdasarkan hasil dari penelitian ini.

Pengenalan

Berbagai peneliti dalam bidang pendidikan kimia telah menemukan bahwa siswa seringkali mengalami kesulitan dalam mempelajari konsep-konsep dalam kimia, dan telah mengusulkan beberapa usulan alasan-alasan yang menyebabkan kesulitan tersebut, termasuk diantaranya working memory (kapasaitas memori kerja) siswa yang seringkali overload/kelebihan muatan (Carlson et al., 2003; Johnstone, 2006; Tasker and Dalton, 2006; Johnstone, 2010); masalah atau kendala dari penggunaan bahasa yang kurang tepat atau membingungkan (Herron, 1996; Gabel, 1999; Johnstone, 2010); ketidakmampuan dalam memikirkan/membayangkan satu proses kimia yang sama dalam tingkat makroskopik, mikroskopik/partikel, dan simbolik (Gabel, 1999;Gilbert and Treagust, 2009; Johnstone, 2010; Talanquer,2011); format serta urutan/tatanan materi yang disajikan dalam buku teks kimia (Gabel, 1999; Sanger and

Greenbowe, 1999; O¨ sterlundet al., 2010); dan fakta bahwa pengalaman sebelumnya/masa laluyang dimiliki siswa mengalami interferensi atau tidak sesuai dengan apa yang sedang atau akan dipelajari (Bodner, 1991; Herron and Nurrenbern, 1999; Mulford and Robinson, 2002; Treagust et al.,2011). Kesulitan-kesulian tersebut seringkali membuat siswa mengalami miskonsepsi, yang didefinisikan dalam penelitian ini sebagai pengetahuan konseptual atau proporsional siswa yang tidak sesuai dengan konsensus ilmiah yang diterima secara umum (Cho et al.,1985). Beberapa peneliti dalam bidang pendidikan kimia telah mempelajari miskonsepsi siswa pada berbagai topik-topik kimia termasuk reaksi kimia (Yarroch,1985; Andersson, 1986; Boo, 1998; Ardac and Akaygun,2004; Sanger, 2005), pelarutan senyawa dalam air (Butts and Smith, 1987; Ebenezer and Erickson, 1996; Liu and Lesniak, 2006; Kelly and Jones, 2007; Tien et al., 2007; Kelly and Jones, 2008; Naah and Sanger, 2012), reaksi redoks (Garnett and Treagust,

1992a; Schmidt and Volke,2003; O¨ sterlund et al., 2010), ikatan kimia (Butts and Smith, 1987; Taber, 1994, 1997; Boo, 1998; Coll and Treagust, 2003; Smith and Nakhleh, 2011), and electrochemistry (Garnett and Treagust, 1992b; Sanger and Greenbowe, 1997; Huddle et al., 2000; O¨ zkaya; 2002).

Kebanyakan penelitian dalam kajian miskonsepsi pada reaksi redoks telah memfokuskan pada kesulitan siswa dalam mengidentifikasi dengan benar reaksi-reaksi redoks (Garnett and Treagust, 1992a; Schmidt and Volke, 2003; O¨ sterlund et al.,2010). Salah satu alasan untuk masalah kesulitan ini adalah para guru kimia dan buku teks kimia seringkali menggunakan lebih dari 1 definisi mengenai proses-proses oksidasi dan reduksi. Definisi-definisi tersebut diantaranya metode serah terima elektron (oksidasi terjadi ketika suatu zat kehilangan elektron dan reduksi sebaliknya), metode bilangan oksidasi (suatu penambahan bilangan oksidasi terjadi pada reaksi oksidasi dan sebaliknya), metode serah terima oksigen (menerima atom oksigen berarti merupakan reaksi oksidasi dan sebaliknya), metode serah terima hidrogen (kehilangan atom hidrogen menunjukkan reaksi oksidasi dan sebaliknya), dan lain sebagainya. Osterlund et al. (2010) telah menganalisa beberapa teksbook di Swedia dan Inggris dan menemukan bahwa pada bab kimia anorganik, metode yang ditekankan/difokuskan adalah metode serah terima elektron dan bilangan oksidasi; bab yang menerangkan kimia organik lebih menggunakan metode serah terima Oksigen dan Hidrogen; dan bab biokimia menggunakan metode Hidrogen serta metode-metode lain. Sayang sekali bahwa beberapa buku-buku ini masih belum menerangkan bahwa beberapa metode-metode tersebut sebenarnya saling berkaitan atau bagaimana metode-metode tersebut saling sesuai satu sama lain. Para peneliti menyarankan kepada para pengarang buku untuk menggunakan metode menyeimbangkan setengah-reaksi oksidasi-reduksi pada bab yang membahas kimia organik dan biokimia untuk menunjukkan konsistensi atau kesesuaian

dengan metode elektron yang biasanya digunakan dalam bab kimia anorganik.

Garnett dan Treagust (1992a) menenmukan bahwa siswa yang telah berhasil mengidentifikasi reaksi reduksi-oksidasi umumnya menggunakan metode bilangan oksidasi. Akan tetapi, mereka menemukan beberapa siswa masih mengalami kesulitan dalam menetapkan bilangan oksidasi dengan benar; kesalahan-kesalahn yang dibuat siswa antara lain membuat asumsi bahwa atom selalu memiliki bilangan oksidasi yang sama seperti ion monoatomiknya (contoh: Mg selalu memiliki bilangan oksidasi +2), atau untuk molekul atau ion poliatomik dapat memiliki bilangan oksidasi dan nilainya akan sama muatan totalnya (contoh: CO2 memiliki bilangan oksidasi 0 dan CO3

2- memiliki bilangan oksidasi -2). Schmidt dan Volke (2003) menemukan kesalahan yang mirip pada siswa kelas 11 dan 13 dari Jerman ketika diminta untuk mengidentifikasi apakah suatu reaksi kimia tertentu mengandung asam dan basa atau agen pereduksi dan pengoksidasi. Wawancara yang diadakan berikutnya menunjukkan bahwa siswa selama ini menggunakan metode serah terima elektron dan hidrogen, tetapi beberapa dari mereka masih salah dalam menggunakan metode tersebut karena mereka masih membingungkanantara bilangan oksidasi dengan muatan total dan membingungkan transfer atom hidrogen dengan transfer oksida. Sebagai contoh, dalam konversi CO3

2- ke CO2

(melalui reaksi dengan ion H+), beberapa siswa mengklasifikasikan hal tersebut sebagai sebuah proses oksidasi karena muatan totalnya berubah dari -2 menjadi 0, sementara yang lain mengklasifikasikan hal ini sebagai sebuah proses reduksi karena ion karbonat telah kehilangan atom oksigen.

Dalam penelitian ini, siswa ditunjukkan/disajikan sebuah versi tanpa narasidari dua animasi berbeda pada tingkat partikel/mikroskopis yang memvariasikan kompleksitas yang menggambarkan reaksi oksidasi-reduksi yang sama antara perak nitrat

dengan logam tembaga. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengidentifikasi kesalahan siswa dalam upaya mereka untuk menginterpretasikan dan menjelaskan proses kimia yang digambarkan dalam animasi tanpa narasi.

Kebanyakan penelitian melibatkan penggunaan animasi komputer untuk meng-gambarkan reaksi kimia pada tingkat mikroskopis/partikel intervensi instruksional/pembelajaran untuk meningkatkan pemahaman konseptual siswa pada proses-proses kimia tersebut (Williamson and Abraham, 1995; Sanger et al. 2000; Kelly and Jones, 2008; Gregorius, 2010a, 2010b). Penelitian yang dilakukan ini adalah salah satu dari sedikit penelitian yang menggunakan animasi sebagai bagian dari proses assessmen (Sanger et al., 2007; Naah and Sanger, 2012). Penelitian ini memfokuskan pada interpretasi siswa terhadap animasi tanpanarasiatau penjelasan mengenai obyek dan simbol yang digunakan dalam animasi, karena kemungkinan siswa akan menjumpai tipe-tipe animasi seperti ini.

2 tipe kesalahan siswa telah diidentifikasi dari penelitian ini–misinterpretasi dan miskonsepsi. Misinterpretasi terjadi ketika siswa salah mengidentifikasi obyek atau simbol yang digambarkan dalam animasi. Kesalahan-kesalahan tersebut dikatakan sebagai miskonsepsi ketika siswa menerapkan misinterpretasi mereka terhadap obyek atau simbol dari animasi kedalam sifat kimia dari zat-zat tersebut dalam reaksi oksidasi-reduksi.

Kerangka Teoritis

Penelitian ini melibatkan penggunaan wawancara kualitatif untuk mengidentifikasi miskonsepsi siswa yang didasarkan oleh teori kostruktivis pengetahuan dan kognitif tersituasi (Bodner, 1986; Solomon, 1987; Bodner et al., 2001; Ferguson, 2007; Orgill, 2007). Konstruktivisme personal atau Piagetian (Ferguson, 2007) mengasumsikan bahwa pelajar secara aktif mengkonstruk/membangun

pengetahuan berdasarkan interaksi mereka dengan lingkungan belajar. Pelajar mengaktifkan skema pre-existing (komponen-komponen dari struktur kognitif internal dari pelajar) dalam proses pembelajaran. Assimilasi terjadi ketika suatu bahan pembelajaran yang baru dapat diintegrasikan pada skema yang sudah ada. Ketika suatu bahan pembelajaran yang baru tidak sesuai dengan skema yang sudah ada, pelajar akan mengalami disequilibrium/ketidakseimbangan; akomodasi terjadi ketika pelajar dapat mengubah skema yang sudah ada untuk menerima atau menyesuaikan informasi yang baru. Konstruktivisme sosial (Solomon, 1987) memfokuskan pada pentingnya interaksi sosial (contoh: diskusi siswa saat belajar) yang dapat mempengaruhi bagaimana pengetahuan dapat dibangun oleh pelajar. Kognisi tersituasi /situated cognition (Orgill, 2007) memfokuskan pada bagaimana konteks atau isi dari lingkungan belajar autentik dapat mempengaruhi bagaiman seorang pelajar mengkonstruk/membangun pengetahuan. Lingkungan belajar tidak hanya mencakup sebatas alat-alat instruksional (seperti animasi komputer) tetapi juga partisipan lain yang terlibat dalam proses belajar. Clancey (1944) dan Roschelle dan Clancey (1992) telah melakukan riset berdasarkan pada kognisi tersituasi dengan melibatkan penggunaaan program komputer untuk mengevaluasi konsepsi siswa pada konsep fisika dan matematika.

Keefektivan penggunaan animasi komputer pada proses-proses kimia di level mikroskopik/partikel didasarkan pada teori kognitif Mayer pada pembelajaran multimedia (Mayer, 2011), yang diadaptasi dari teori dual-coding Paivio (Paivio, 1986) dan model kerja memoriBaddeley (Baddeley, 1986). Teori Mayer mengasumsikan bahwa pelajar memiliki channel/saluran kognitif terpisah untuk memproses informasi visual dan audiotori, yang mana pelajar memiliki keterbatasan dalam pemrosesan di masing-masing channel/saluran, dan juga pelajar melakukan pembelajaran aktif

dengan mengikuti/menerima informasi yang relevan, mengorganisasikan informasi ini kedalam skema mental, dan mengintegrasikan pengetahuan baru ini dengan pengetahuan yang sudah ada sebelumnya.

Metodologi

Ukuran dan seleksi sampel

Sampel terdiri dari 55 siswa (19 laki-laki dan 36 perempuan) dari tingkat semester yang sama dan diajar oleh guru yang sama yang juga mengajar kimia, biologi, dan ilmu kesehatan. Masing-masing siswa diwawancara selama 40-70 menit setelah menerima pembelajaran di kelas pada materi reaksi oksidasi-reduksi.

Identifikasi dan validasi pernyataan konseptual dan pengetahuan yang digunakan

Pernyataan konseptual dan pengetahuan yang dibutuhkan untuk benar-benar memahami reaksi oksidasi-reduksi sederhana yang diciptakan oleh peneliti untuk penelitian ini setelah mereview beberapa buku teks kimia dasar tingkat mahasiswa pada bab reaksi oksidasi-reduksi dan elektrokimia. Pernyataan konseptual dan pengetahuan tersebut, seperti yang muncul pada tabel 1, telah telah direview

oleh 2 profesor kimia, dan komentar serta saran mereka digunakan untuk merevisi daftar tujuan semula. Pernyataan tersebut menyediakan serangkaian pengetahuan yang dibutuhkan dan telah diterima secara ilmiah untuk benar-benar memahami reaksi oksidasi-reduksi sederhana dan telah digunakan sebagai framework/kerangka kerja untuk pengembangan protokol wawancara dan analisis data lebih lanjut

Protokol wawancara

Misinterpretasi dan miskonsepsi siswa terhadap 2 animasi yang disajikan diidentifikasi melalui penggunaan wawancara semi terstruktur, yang menyediakan kelonggaran bagi pewawancara dan partisipan untuk merespon ide yang muncul dan mencari klarifikasi (Borg and Gall, 1983). Protokol wawancara yang tertera dalam gambar 1. terdiri dari 4 bagian. Untuk bagian pertama, partisipan ditunjukkan suatu demonstrasi dimana padatan perak nitrat dilarutkan dalam air; setelah padatan mulai melarut, sepotong logam tembaga ditambahkan kedalam larutan dan dibiarkan bereaksi. Setelah demonstrasi, partisipan diminta untuk menjelaskan apa yang mereka percaya/pikirkan mengenai apa yang terjadi dalam reaksi ini. Pada bagian kedua, partisipan ditunjukkan sebuah animasi dan diminta untuk menjelaskan persepsi mereka

Tabel 1 : Pernyataan konsepetual dan pengetahuan yang diajukan untuk reaksi oksidasi-reduksi yang melibatkan logam tembaga dan ion perak

1. Reaksi oksidasi reduksi melibatkan transfer elektron dari satu zat/substansi ke zat/substansi yang lain. Zat/substansi yang memberikan atau kehilangan elektron disebut zat teroksidasi (mengalami oksidasi); zat/substansi yang menerima atau mendapatkan elektron disebut zar tereduksi (mengalami reduksi).2. Dalam reaksi ini, atom logam tembaga awalnya berupa padatan netral, kemudian teroksidasi menjadi ion 2+ setelah memberikan 2 elektron ke ion perak. Ion tembaga (II) yang dihasilkan pada reaksi ini memiliki ukuran yang lebih kecil dibandingkan dengan atom tembaga yang sebelum reaksi. Setelah reaksi mulai berlangsung dan ion tembaga (II) mulai dihasilkan, larutan berubah warna dari jernih menjadi biru pucat kemudian menjadi semakin biru gelap.3. Dalam reaksi ini, ion perak awalnya berupa ion bermuatan +1 dengan wujud larutan, kemudian tereduksi menjadi atom logam perak setelah menerima satu elektron dari atom logam tembaga. Atom logam perak yang dihasilkan pada reaksi ini berukuran lebih besar daripada ion perak sebelum reaksi. Atom logam perak membentuk padatan perak pada permukaan tembaga dan tidak lagi terlarut dalam larutan. Setelah reaksireaksi mulai berlangsung dan logam perak mulai dihasilkan, permukaan halus berwarna coklat dari tembaga mulai terlapisi oleh corak perak.4. Air berperan sebagai medium/pelarut untuk larutan perak, ion tembaga (II) dan ion nitrat dalam reaksi ini; air juga menghidrolisis masing-masing ion ini. Ketika padatan perak nitrat dimasukkan kedalam air, padatan mulai melarut dan ion perak serta ion nitrat terdisosiasi dari satu sama lain dan tidak lagi berada dalam 1 ikatan dalam larutan; ion tembaga (II) yang dihasilkan pada reaksi ini juga tetap dalam keadaan tidak terikat serta terdisosiasi dari ion nitrat.5. ion nitrat dalam reaksi ini tidak terlibat dalam reaksi kimia. Ion nitrat hanya hadir dalam reaksi sebagai penyeimbang muatan untuk ion perak dan ion tembaga (II) yang terlibat dalam reaksi. Ketika reaksi mulai dilakukan, seharusnya terdapat jumlah yang sama untuk ion perak (+1) dan ion nitrat (-1); ketika reaksi sudah berlangsung, seharusnya terdapat 2 ion nitrat (-1) untuk setiap ion tembaga (+2) yang dihasilkan.6. Reaksi redoks terjadi ketika ion perak mulai bereaksi/mengalami kontak dengan potongan logam tembaga. Reakis ini hanya terjadi pada pertemuan antara larutan-permukaan, dan tidak terjadi pada larutan. Karena setiap atom tembaga memberikan 2 elektron dan setiap ion perak menerima satu elektron, reaksi ini membutuhkan 2 ion perak untuk bereaksi dengan 1 atom tembaga. Reaksi terjadi karena ion perak memiliki afinitas yang lebih tinggi untuk elektron daripada ion tembaga (II) (ditunjukkan dengan nilai potensial reduksi standar Ag+ yang lebih tinggi)

terhadap perubahan dalam reaksi berdasarkan animasi yang mereka lihat. Pada bagian ketiga, partisipan ditunjukkan animasi yang lain dan juga diminta untuk menjelaskan persepsi mereka terhadap perubahan dalam reaksi berdasarkan animasi yang mereka lihat. Partisipan diperbolehkan menonton masing-masing animasi sebanyak yang mereka inginkan dan selama proses wawancara, dan juga diperbolehkan untuk memutar atau menghentikan pada bagian animasi yang menunjukkan/memfokuskan pada obyek tertentu atau untuk melihat bagaimana 2 obyek saling berinteraksi satu sama lain. Setengah dari siswa partisipan diperlihatkan animasi yang rumit terlebih dahulu dan setengahnya lagi diperlihatkan versi yang lebih sederhana terlebih daulu. Setelah melihat dan mendiskusikan kedua animasi, partisipan diminta untuk mengomentari pada kekuatan dan kelemahan pada masing-masing animasi. Hal ini dilakukan pada bagian keempat dari wawancara. Penelitian ini memfokuskan pada misinterpretasi dan miskonsepsi siswa terhadap animasi yang disajikan yang diidentifikasi dari respon siswa pada bagaian kedua dan ketiga dari protokol wawancara.

Bagian 1 :Jawab pertanyaan berikut setelah melihat ddemonstrasi kimia tersebut :

1. Bagaimana kamu mengetahui bahwa terjadi reaksi?

2. Zat apa yang ditunjukkan pada permulaan (sebelum reaksi)? Deskripsikan zat itu. Jika kamu “melihat” atom/molekul, seperti apa mereka terlihat?

3. Apa hasil dari reaksi itu?4. Apa fungsi dari masing-masing

substansi dalam reaksi?5. Di mana reaksi terjadi?6. Mengapa reaksi terjadi?7. Tuliskan persamaan reaksi

setimbangnya!Bagian 2 :Jawab pertanyaan berikut setelah melihat animasi komputer yang pertama :

8. Apakah jawaban kamu berubah untuk penampilan zat?

9. Apakah jawaban kamu berubah untuk hasil reaksi?

10. Apakah jawaban kamu berubah untuk fungsi dari setiap zat?

11. Apakah animasi tersebut mengubah pemikiranmu tentang dimana reaksi terjadi?

12. Apakah animasi tersebut mengubah pemikiranmu tentang mengapa reaksi terjadi?

13. Tuliskan persamaan reaksi setimbangnya!

14. Apakah animasi tersebut membantumu mengerti tentang reaksi? Jika begitu, bagaimana?

Bagian 3 :Jawab pertanyaan berikut setelah melihat animasi komputer yang kedua :

15. Apakah jawaban kamu berubah untuk penampilan zat?

16. Apakah jawaban kamu berubah untuk hasil reaksi?

17. Apakah jawaban kamu berubah untuk fungsi dari setiap zat?

18. Apakah animasi tersebut mengubah pemikiranmu tentang dimana reaksi terjadi?

19. Apakah animasi tersebut mengubah pemikiranmu tentang mengapa reaksi terjadi?

20. Tuliskan persamaan reaksi setimbangnya!

21. Apakah animasi tersebut membantumu mengerti tentang reaksi? Jika begitu, bagaimana?

Bagian 4 :Jawab pertanyaan berikut setelah melihat kedua animasi komputer :

22. Apakah topik pada animasi pertama membantumu untuk memahami dengan lebih baik? Apakah topik itu tidak membantu pemahamanmu?

23. Apakah topik pada animasi kedua membantumu untuk memahami dengan lebih baik? Apakah topik itu tidak membantu pemahamanmu?

24. Apakah kamu berpikir bahwa animasi yang ditunjukkan membantumu untuk memahami konsep dengan lebih baik? Jika demikian, tingkat mana yang lebih baik?

25. Apakah kamu punya komentar tambahan?

Keterangan : Gambar. 1 protokol interview yang digunakan untuk wawancara semi-terstruktur yang melibatkan reaksi oksidasi-reduksi logam tembaga dan ion perak.

Animasi Komputer

Animasi yang lebih sederhana dari reaksi perak-tembaga diciptakan oleh penulis kedua (Gambar 2a). Program ini dianimasikan menjadi dua dimensional dan ketika dua benda berdekatan satu sama lain, mereka dianimasikan bertabrakan dan berpantulan satu sama lain. Waktu total untuk animasi ini sekitar 30 s. Animasi dimulai dengan beberapa lingkaran tembaga berwarna dalam pola terorganisir (logam tembaga) ditempatkan berlawanan pada latar belakang biru menempati bagian bawah tiga perempat dari layar (air). Mengambang bebas dalam latar biru itu beberapa lingkaran tembaga berwarna perak dengan simbol '+' (ion perak) dan jumlah yang sama dari atom cluster yang mengandung satu lingkaran biru dengan simbol '_' di atasnya dikelilingi oleh tiga lingkaran merah (Ion nitrat). Terjadinya reaksi, dua perak lingkaran berdekatan dengan lingkaran tembaga, ketika mereka terhubung, dua 'e-' merah (elektron) muncul di lingkaran tembaga dan masing-masing ditransfer dari lingkaran tembaga ke salah satu dari dua lingkaran perak.

Ketika 'e-' Ditransfer, lingkaran tembaga menjadi lebih kecil dan sekarang memiliki simbol '2 + 'di atasnya dan masing-masing lingkaran perak menjadi lebih besar dan kehilangan simbol '+' (transfer elektron). Kedua lingkaran perak tetap melekat pada cluster lingkaran tembaga dan lingkaran tembaga kecil dengan simbol '2 + ' mengapung bebas dalam latar biru. Masing-masing dari proses ini terjadi empat kali dalam animasi, latar belakang biru menjadi warna biru gelap. Cluster biru / merah bergerak di seluruh wilayah latar belakang biru dan bertabrakan dengan benda-benda lainnya, tetapi tidak berubah selama animasi.

Animasi yang lebih kompleks dari reaksi perak-tembaga (Gambar 2b) diciptakan oleh Roy Tasker sebagai bagian dari proyek VisChem (Tasker dan Dalton, 2006) dan digunakan dalam penelitian ini dengan izinnya. Program ini dianimasikan secara tiga dimensi sebagai dan ketika dua benda saling mendekati, mereka dianimasikan bergerak di depan atau di belakang satu sama lain. Total waktu penayangan untuk animasi ini juga sekitar 30 s; meskipun animasi ini memiliki narasi yang berhubungan dengan itu, narasi tidak digunakan selama wawancara. Animasi dimulai dengan bola kuning yang terorganisir dalam beberapa pola 3-D (Logam tembaga) ditempatkan dengan latar belakang hitam menempati layar. Bola Kuning (inti tembaga dan inti elektron) dikelilingi oleh bola abu-abu terang transparan ketidakjelasan'''' (Elektron kelambu). Di sekitar pola 3-D kuning / cahaya bola abu-abu ada susunan besar dari bola

merah dengan dua bola putih kecil tertanam di dalamnya (molekul air). Dicampur dalam susunan bentuk merah / putih banyak ada beberapa bola abu-abu (ion perak). Kadang-kadang, satu cluster dari bola biru dikelilingi oleh tiga bola merah (ion nitrat) yang muncul. Reaksi yang terjadi, bola abu-abu mendekati gugusan bola abu-abu kuning / terang, ketika mereka menghubungi, bola cahaya abu-abu transparan menyelubungi bola abu-abu (transfer elektron), dan daerah abu-abu / cahaya tetap melekat pada cluster abu-abu kuning / terang. Pada waktu dan tempat yang berbeda di cluster bola abu-abu kuning / terang, bola kuning akan kehilangan bola cahaya yang luarnya abu-abu (transfer elektron) dan meninggalkan cluster bola abu-abu kuning / cahaya untuk berbaur dengan bentuk merah / putih. Sebuah analisis dari seluruh animasi menunjukkan bahwa dua kali bola abu-abu yang melekat pada cluster cahaya / kuning abu-abu meninggalkan cluster bola kuning. Bentuk Merah / putih mengelilingi bola abu-abu (dan kemudian bola kuning) dengan bola merah mereka menunjuk ke arah bidang ini, bentuk merah / putih juga mengelilingi cluster biru / merah dengan bola putih menunjuk arah cluster ini. Bentuk merah / putih muncul membawa ranah abu-abu untuk cluster abu-abu kuning / cahaya dan kemudian meninggalkan lingkup abu-abu untuk masuk kembali ke susunan bentuk merah / putih ketika lingkup abu-abu terang menyelubungi bola abu-abu. bentuk Merah / putih juga muncul untuk menarik bola kuning di cluster abu-abu kuning / terang jauh dari cluster dan jauh dari lingkup abu-abu yang luarnya cahaya, dan bola kuning (dikelilingi oleh bentuk merah / putih) bergabung dengan susunan bentuk merah / putih. Cluster Biru / merah bergerak di antara bentuk merah / putih, tetapi tidak berubah selama animasi.

Analisis Data

Percakapan atau wawancara dengan masing-masing partisipan direkam secara digital; persamaan kesetimbangan yang dibuat oleh siswa ditulis dalam lembar jawaban selama

wawancara. Percakapan selama wawancara ditranskripkan kata demi kata oleh pengarang pertama. Transkripsi ini dianalisis dan ringkasan misinterpretasi dan miskonsepsi yang ddilakukan/dialami oleh masing-masing partisipan dikonfirmasi atau dicek kembali dengan melihat catatan rekaman masing-masing partisipan. Ringkasan tersebut dikombinasikan untuk mengidentifikasi miskonsepsi dan misinterpretasi siswa secara umum. Rekaman digital dianalisis oleh 2 peneliti pendidikan kimia; setiap ketidaksetujuan dari hasil analisis 2 peneliti tersebut telah didiskusikan dan dipecahkan bersama oleh keduanya.

Hasil dan Diskusi

Contoh dari misinterpretasi siswa terhadap objek atau kejadian yang digambarkan dalam animasi dirangkum dalam tabel 2. Ketika siswa mencoba untuk mengaplikasi atau memetakan misinterpretasi tersebut kedalam sifat kimia dari substansi/zat dalam sistem, kesalahan tersebut dikategorikan dalam miskonsepsi (Tabel 3). Misinterpretasi dan miskonsepsi dituliskan secara beruntun pada keterangan di bawah; sebagai catatan, suatu kesalahan dapat dikategorikan sebagai misinterpretasi dan miskonsepsi secara bersamaan, tergantung dari komentar siswa/partisipan.

Tabel 2. Misinterpretasi siswa yang ditemukan dalam penelitian ini

1. elektron terluar/valensi bukan bagian dari sebuah atom logam dan tidak mempengaruhi ukurannya.3. bentuk/simbol berwarna merah/putih merepresentasikan ion nitrat, sehingga atom nitrogen digambarkan sebagai bentuk merah dan atom oksigen digambarkan sebagai bentuk putih.4. cluster/gugusan berwarna biru atau merah merepresentasikan molekul air.5. kation dan anion terikat bersama sebagai ikatan/pasangan ion dalam air.6. terdapat lebih banyak ion perak dibandingkan ion nitrat sebelum reaksi berlangsung.7. terdapat lebih banyak ion nitrat dibandingkan ion perak sebelum reaksi berlangsung.9. ion nitrat dalam reaksi ini bermuatan -212. ion perak dan atom tembaga bereaksi dalam rasio 1:1.13. ion perak dan atom tembaga bereaksi dengan rasio yang lebih besar dari 2:1.15. terdapat sejumlah tertentu elektron yang ditransfer dari tembaga ke perak.16. ketambahan atau kehilangan elektron tidak mempengaruhi ukuran atom atau ion17. molekul air mendorong terjadinya reaksi dengan membawa ion perak ke permukaan untuk bereaksi dan menarik ion tembaga dari logam.18. sifat dari ion nitrat menyebabkan terjadinya reaksi. Reaksi terjadi karena ion nitrat lebih tertarik kepada ion tembaga daripada ion perak.19. kombinasi dari ion tembaga dan nitrat yang menyebabkan warna biru dari larutan.20. lingkaran biru dalam gugusan biru/merah yang menyebabkan warna biru pada larutan.

Tabel 3. Miskonsepsi siswa dalam penelitian ini

1. elektron valensi terluar elektron bukanlah bagian dari atom logam dan tidak mempengaruhi ukurannya.2. elektron valensi dalam logam merepresentasikan gaya atau ikatan molekul3. bentuk merah/putih merepresentasikan ion nitrat, sehingga atom nitrogen digambarkan dengan bentuk merah dan atom oksigen digambarkan dengan bentuk putih.5. kation dan anion saling menempel atau berikatan sebagai pasangan elektron dalam air6. terdapat lebih banyak ion perak daripada ion nitrat sebelum reaksi berlangsung.7. terdapat lebih banyak ion nitrat daripada ion perak sebelum reaksi berlangsung8. ion perak dalam reaksi ini memiliki muatan +2.9. ion nitrat dalam reaksi ini memiliki muatan -2.10. ion tembaga dalam reaksi ini memiliki muatan +1.11. muatan kation ditentukan dengan menghitung jumlah ion nitrat yang berada disekelilingnya.12. ion perak dan atom tembaga bereaksi dengan rasio 1:1.14. ketika elektron ditransfer dari tembaga ke perak, muatan dari zat/spesi tersebut tidak berubah18. sifat dari ion nitrat menyebabkan terjadinya reaksi. Reaksi terjadi karena ion nitrat lebih tertarik kepada ion tembaga daripada ion perak.19. kombinasi dari ion tembaga dan nitrat yang menyebabkan warna biru dari larutan.20. lingkaran biru dalam gugusan biru/merah yang menyebabkan warna biru pada larutan.21. penggambaran level mikroskopik pada animasi ini merepresentasikan secara langsung sifat makroskopik dari substansi/senyawa.

Mengidentifikasi Tembaga Padat Sebelum Terjadi Reaksi

Semua 55 siswa benar-benar mengidentifikasi tembaga padat pada demonstrasi kimia dan dalam dua animasi komputer. Dalam animasi yang lebih kompleks, atom tembaga netral digambarkan oleh lingkup kuning padat yang dikelilingi oleh bola abu-abu terang transparan dari elektron valensi. Enam siswa mengalami kesulitan menafsirkan apakah ukuran atom logam harus mencakup bidang abu-abu transparan cahaya (salah tafsir 1).

Kesalahpahaman bahwa elektron valensi bukan merupakan bagian dari atom terlihat dalam komentar siswa bahwa atom tembaga dalam logam tembaga sebagian besar tidak menyentuh satu sama lain (Kesalahpahaman 1).

Peserta: lingkup yellow adalah tembaga.

Pewawancara: Apa yang membuat Anda berpikir bahwa warna kuning adalah tembaga?

Peserta: Benar – benar sama, dan tidak ada lagi yang melekat padanya.

Pewawancara: Apakah yang Anda pikir akan seperti itu?

Peserta: Tidak, saya pikir itu akan menjadi lebih dekat dengan bersentuhan bersamaan

(Kesalahpahaman 1).

Beberapa siswa mengidentifikasi dengan benar bahwa transparan kabur abu-abu terang, lingkup sekitar bola kuning merupakan sebagai elektron, medan elektron, atau awan elektron. Namun, 17 siswa mengaitkan penggambaran ini untuk konsep yang lebih abstrak dan tidak berwujud seperti kekuatan molekul, ikatan, atau ikatan logam. (Kesalahpahaman 2).

Pewawancara: Bagaimana ini fuzzy stuff antara atom tembaga?

Peserta: Mungkin yang seharusnya mewakili kekuatan yang membuatnya solid. (Kesalahpahaman 2).

Mengidentifikasi air bentuk cair sebelum terjadi reaksi

Selama wawancara tentang demonstrasi kimia, semua 55 siswa benar mengidentifikasi air sebagai cairan berwarna bening dalam demonstrasi, dan semua mampu menarik molekul air sebagai 'H2O'. Animasi lebih kompleks didominasi oleh kehadiran bentuk merah / putih belaka. Sementara banyak siswa mampu mengidentifikasi dengan benar bentuk-bentuk seperti molekul air, 28 dari 55 siswa salah mengidentifikasinya sebagai ion nitrat (salah tafsir 3). Dari jumlah 28 siswa tersebut, tujuh dari mereka mengubah identifikasi bentuk tersebut dari ion nitrat untuk molekul air selama wawancara mereka. Beberapa siswa masih mengidentifikasi bentuk-bentuk merah / putih sebagai ion nitrat meskipun hanya ada dua bola putih yang melekat pada setiap lingkup merah.

Pewawancara: Apa yang kamu lihat?

Peserta: Itu nitrat.

Pewawancara: Seperti apa mereka?

Peserta: Mereka terdiri dari dua warna merah dan satu warna putih. Yang mana, yang berwarna merah merupakan Nitrogen dengan tiga oksigen berwarna putih kecil. Oh, saya tidak bisa melihat semuanya. (Salah tafsir 3).

Meskipun ini merupakan salah tafsir sederhana dari mereka skema warna yang digunakan dalam animasi, hal itu menyebabkan kesulitan siswa lainnya. Bagi siswa yang berasumsi bahwa lingkup merah adalah nitrogen dan oksigen lingkup putih, banyak mengalami kesulitan untuk berusaha mengidentifikasi apa biru / redcluster (Miskonsepsi 3).

Peserta: Yang merah besar dengan tiga buah putih di atasnya adalah

nitrat. Merah adalah nitrogen dan tiga putih oksigen.

[Kemudian dalam wawancara, sekitar cluster biru / merah] Ini tidak

terlihat seperti nitrat [red] telah oksigen setiap [white] di atasnya seperti

tersebut. . . Apakah bola putih kecil berdiri untuk oksigen? (Kesalahpahaman 3). Dalam animasi lebih sederhana, molekul-molekul air tidak ditampilkan dan keberadaan air tersirat oleh background biru. Sebagian besar siswa mampu mengenali bahwa animasi ini tidak menggambarkan molekul air, tapi empat siswa percaya bahwa cluster biru / merah mewakili molekul air meskipun memiliki tiga bola merah di sekitar masing-masing bola biru (Salah tafsir 4). Tak satu pun dari siswa tampaknya membuat setiap usaha untuk menerapkan salah tafsir ini mereka selanjutnya penjelasan dari sistem kimia.

Pewawancara: Apa hal dengan tiga bola merah dan biru di tengah?

Peserta: molekul air. (Salah tafsir 4).

Mengidentifikasi Larutan Perak Nitrat sebelum terjadi Reaksi

Semua siswa mengenal bahwa perak nitrat padat pada demonstrasi kimia akan terlarut dalam air dan akan menjadi sebuah larutan. Dari 55 siswa yang belajar, 39 menyatakan bahwa perak dan ion nitrat akan terdisosiasi ke dalam air, 5 siswa thought pasangan ion akan exist, dan 11 orang tidak yakin.

Terjadi miskonsepsi bahwa komponen ionik akan terlarut dalam air sebagai pasangan ion netral. (Butts and Smith,1987; Smith and Metz, 1996; Boo, 1998; Liu and Lesniak, 2006; Kelly and Jones, 2007; Tien etal.,2007; Kelly and Jones, 2008; Smith and Nakhleh, 2011; Nyachwaya etal.,2011), dan muncul pelajaran yang lebih baik. 2 murid melihat beberapa animasi sederhana dan 33 siswa melihat beberapa animasi yang rumit termasuk

komentar menyarankan Adanya pasangan ion. (Miskonsepsi 5).

Pewawancara : Apa yang fungsi dari air?

Peserta: hanya untuk menjadikan ion tembaga berikatan bersama dengan ion nitrat. ( Miskonsepsi 5)

Pada beberapa animasi yang kompleks, ide bahwa perak atau kation tembaga dan anion nitrat diasosisasikan sebagai pasangan elektron ( Miskonsepsi 5). Sama dengan kesalahpahaman dari bentuk merah atau putih dari ion nitrat ( Misinterpretasi 3). Pada kenyataannya tampaknya bahwa kesalahpahaman bahwa perak atau tembaga ion akan melekat pada ion nitrat sebagai pasangan ion mungkin telah benar-benar memimpin beberapa para siswa untuk misidentify bentuk merah / putih sebagai ion nitrat.

Peserta: Kami melihat bahwa perak dari nitrat [bentuk merah / putih] yang berantakan, dan perak yang menghubungkan ke tembaga padat. Dan Anda dapat melihat bahwa bagian kuning perlahan-lahan diambil dari ini, sehingga bisa tembaga dan nitrat ... Tembaga dimulai sebagai solid dan menjadi berair ketika terhubung ke nitrat. (Salah tafsir 5).

Peserta: Perak datang dengan merah dan putih, sehingga perak nitrat datang, dan kemudian [red / white] pergi ke tembaga. . .Kita melihat dua hal datang bersama-sama, sehingga harus tembaga dannitrat. (Salah tafsir 5).

Sangat menarik untuk dicatat bahwa beberapa siswa melihat animasi lebih sederhana berkomentar bahwa animasi ini menggambarkan kation dan anion yang terpisah dan penggambaran ini mungkin telah merubah keyakinan awal mereka bahwa ionakan terkait bersama-sama.

Pewawancara: Berdasarkan animasi yang anda lihat, apakah dalam reaksi ini tredapat produk? Apa saja produk dalam reaksinya?

Peserta: Memiliki, karena menurut animasi tembaga nitrat bukanlah salah satu produk. Bahwa ion perak, tembaga, dan nitrat masih mengambang sendiri. . . Saya tahu perak nitrat berada di sana untuk bereaksi, tapi itu menunjukkan bahwa setelah itu dalam air perak nitrat dan tidak bergaul dengan yang lain lagi, dan benar-benar apa yang bereaksi hanya perak, dan nitrat hanya spectating [sic]. (Konsepsi yang benar).

Pewawancara: Jadi, tembaga nitrat dalam air adalah tembaga dalam air dan nitrat dalam air, tetapi tidak harus terpasang?

Peserta: Tidak, mereka terpasang. Saya harus percaya bahwa mereka terpasang. Tapi, menurut diagram mereka tidak. (konsepsi benar).

Mengidentifikasi Rasio Perak Berair Dan Ion Nitrat Sebelum Terjadi Reaksi

Sementara animasi lebih sederhana menunjukkan jumlah yang sama lingkaran abu - abu (ion perak) dan cluster biru / merah (ion nitrat) saat animasi dimulai, animasi yang lebih kompleks menunjukkan banyak bola abu-abu lebih ringan dibandingkan dengan biru / merah cluster. Ion nitrat adalah penonton dan tidak terlibat dalam reaksi kimia, animator mungkin telah memilih untuk meninggalkan ion-ion penonton untuk kepentingan pembuatan animasi yang sudah kompleks yang lebih mudah dipahami. Namun, keputusan ini tampaknya memiliki dampak yang serius. Empat belas siswa melihat animasi lebih kompleks mencatat bahwa itu menunjukkan lebih banyak ion perak dari pada ion nitrat (salah tafsir 6).

Pewawancara: Berapa rasio perak menjadi nitrat?

Peserta: Harus ada hampir sama.

Pewawancara: Apa yang Anda lihat?

Peserta: Ada terlalu banyak air. Saya melihat sebagian besar perak tidak banyak nitrat. (Salah tafsir 6).

Meskipun ini merupakan penafsiran yang benar dari diciptakannya animasi, hal ini merupakan bagian salah tafsir dari sistem kimia. Sekitar setengah dari para siswa mengakui perbedaan ini, dan menerima kekurangan ion nitrat sebuah kebebasan artistik.

Pewawancara: Apa acara animasi?

Peserta: ion perak dan atom tembaga dan sesekali nitrat. Saya pikir ini menunjukkan bagaimana ketidak pentingan nitrat (Penafsiran yang benar).

Untuk beberapa siswa, salah tafsir ini menyebabkan kesalahpahaman ketika mereka mencoba untuk menjelaskan konsentrasi yang lebih besar ion perak dibandingkan dengan ion nitrat (Kesalahpahaman 6).

Pewawancara: Apa itu perak dan ion nitrat?

Peserta: A-G-2-N-O-3, karena lebih banyak [ bola perak daripada biru / merah cluster]. Saya pikir satu untuk setiap dua. (Kesalahpahaman 6).

Sepuluh dari siswa yang salah mengidentifikasi bentuk merah / putih

Ion nitrat dalam animasi lebih kompleks mencatat bahwa ada ion nitrat yang lebih banyak dari ion perak dalam animasi ini. (Salah tafsir 7).

Pewawancara: Jadi bagaimana dengan rasio perak ke nitrat?

Peserta: Mereka benar-benar berbeda. Nitrat lebih banyak dari perak. (MC, salah tafsir 7).

Salah tafsir ini juga menyebabkan kesalahpahaman untuk beberapa siswa yang mempertanyakan apakah mereka memiliki formula yang benar untuk perak nitrat (Kesalahpahaman 7). Kenyataan bahwa banyak siswa diharapkan untuk melihat ion nitrat dalam animasi, dan animasi inimenunjukkan sangat sedikit dari mereka yang sering pergi diabaikan olehsiswa, mungkin telah

menyebabkan interpretasi yang salah dari bentuk merah/ putih sebagai ion nitrat (salah tafsir 3).

Peserta: Tidak, sebenarnya ada begitu banyak nitrat [bentuk merah / putih ] mengambang sekitar yang sulit untuk melihat bahwa tembaga hanya sedikit. Sepertinya saya mengetahui formula yang sebenarnya, jika saya menuliskan apa yang saya lihat, bahwa akan ada jumlah signifikan lebih besar nitrat daripada perak. Ada, hanya tampaknya menjadi surplus nitrat, yang tidak realistis dalam hal persamaan sendiri sehingga saya salah persepsi. (Kesalahpahaman 7).

Peserta: Saya tidak mengerti. Jika itu adalah perak nitrat datang, ini [bentuk merah / putih] adalah nitrat, jadi sekarang saya sekarang seperti 'Dimana air? "Saya tidak yakin apa yang merah dan putih itu air. Saya menunggu kalian untuk memberitahu saya apa itu. (Salah tafsir 3).

Dalam rangka untuk menentukan rasio yang benar dari perak dan ion nitrat dalam larutan berair, siswa perlu mengetahui tuduhan ion ini. Meskipun 36 dari 55 siswa mulaidengan rumus AgNO3 untuk perak nitrat, banyak tampaknya menebak atau tidak yakin formula mereka. Sepuluh siswa inipercaya bahwa bentuk perak AG2 + ion (Kesalahpahaman 8), dan lima percaya bahwa nitrat ada sebagai NO3 2_ ion (Kesalahpahaman 9).

Meskipun diberi label sebagai kesalahpahaman, banyak siswa yang memilih biaya ini, serta mereka memilih yang benar, tampaknya menebak atau mencoba mengingat hafal

charge. Jadi, ini mungkin lebih disesuaikan dicap sebagai kurangnya'' dari Pengetahuan'' bukan sebagai kesalahpahaman.

Peserta: Saya menggenggam 'karena aku tidak bisa mengingat charge nitrat (Kesalahpahaman 9).

Animasi lebih sederhana memiliki biaya berlabel pada perak, tembaga, dan ion nitrat sementara lebih animasi kompleks tidak memiliki label jelas untuk charge. Berdasarkan pada deskripsi siswa ini animasi dan Fakta bahwa tidak ada siswa melihat lebih disederhanakan animasi memiliki ion charge yang salah, tampak bahwa label untukcharge ion sangat membantu bagi siswa.

Seorang mahasiswa menggunakan asumsi yang salah bahwa adadua kali lebih banyak ion silver (perak bola) sebagai ion nitrat (biru / bentuk merah) dalam animasi yang lebih kompleks (salah tafsir 6) dan keyakinannya bahwa ion perak memiliki muatan +1 untuk salah menentukan muatan dari ion nitrat (salah tafsir 9).

Pewawancara: Apa itu perak dan ion nitrat?

Peserta: AG-2-NO-3, karena lebih banyak [silver bola daripada biru / merah cluster]. Saya pikir satu untuk setiap dua.

Pewawancara: Mengisi nitrat? Peserta: Ini akan menjadi dua minus. . . Perak nitrat, saya Pikiran adalah AG-2-NO-3-sehingga perak +1, nitrat _2. (Salah tafsir 9).

Mengidentifikasi Rasio Tembaga Berair dan Ion Nitrat Setelah Terjadi Reaksi

Menentukan rasio yang benar ion tembaga dan nitrat dalam larutan berair setelah reaksi juga mengharuskan siswa untuk mengetahui tuduhan ion ini. Sebelum melihat animasi, hanya 16 dari 55 siswa dimulai dengan formula yang benar Cu (NO3) 2, semua kecuali dua dari siswa lain mulai dengan 1: 1 rasio untuk tembaga dan nitrat (CuNO3). Tanggapan dari 32 dari 55 siswa menunjukkan keyakinan bahwa tembaga membentuk ion Cu+ dari reaksi kimia (Kesalahpahaman 10), dan lima percaya bahwa nitrat ada sebagai NO3 2_ ion (Kesalahpahaman 9). Seorang mahasiswa percaya bahwa muatan kation dapat ditentukan dengan menghitung jumlah ion nitrat (salah menafsirkan merah / putih bentuk dalam animasi lebih kompleks

karena nitrat ion) di sekitarnya (Kesalahpahaman 11).

Pewawancara: Jadi apa yang terjadi dengan tembaga, apakah kuning buram dan tertinggal tanpa Fuzzy?

Peserta: Yah, saya kira bahwa itu adalah kehilangan elektron atau bagaimana pernah banyak kehilangan. Hal ini tidak cukup jelas.

Pewawancara: Jadi Anda bisa tahu biaya dari ini?

Peserta: Hanya jika Anda dapat menghentikannya untuk menghitung jumlah nitrat yang terikat satu sama, dan Anda tahu tuduhan nitrat. Anda hanya dapat menyimpulkan tuduhan itu. (Kesalahpahaman 11).

Menentukan Rasio Bereaksi Ion Perak dan Atom Tembaga dalam Reaksi

Dalam animasi lebih sederhana, reaksi dari dua ion perak dan satu atom tembaga adalah animasi terjadi pada saat yang sama dan di tempat yang sama pada permukaan tembaga. Karena tembaga logam adalah konduktor listrik, reaksi ini tidak harus terjadi pada tempat yang sama pada permukaan-yaitu, dua ion perak dapat melampirkan mana saja pada permukaan logam, masing-masing mendapatkan sebuah elektron dari logam massal, dan menyebabkan pelepasan ion tembaga di tempat lain di permukaan. Animasi yang lebih kompleks tidak berusaha untuk menunjukkan pandangan ini lebih kompleks dari oksidasi- reduksi proses. Namun, hal ini tampaknya mempengaruhi siswa 'kemampuan untuk melihat rasio bereaksi tepat dalam animasi lebih kompleks. Sementara banyak siswa mengakui 2: 1 ratio perak: tembaga yang bereaksi (bahkan jika mereka tidak benar-benar melihatnya), beberapa siswa lain mengatakan mereka tidak bisa melihat rasio bereaksi pasti, tetapi berpikir bahwa mereka melihat 1: 1 ratio (salah tafsir 12).

Pewawancara: Bisakah Anda ceritakan apa-apa tentang rasio? Tembaga banding perak?

Peserta: Sepertinya rasionya 1:1 dalam hal ini. Karena Anda tidak bisa katakan, ‘dikarenakan dia metetes dan datang secara acak serta mengambil sebuah tembaga’. . . Ini tidak menggambarkan rasio 2 : 1. Itu sepertinya 1:1. (Misinterpretasi12).

Untuk beberapa siswa, salah tafsir rasio reaksi dari perak : tembaga yang sama menyebabkan kesalahpahaman ketika menulis persamaan kimia yang seimbang untuk reaksi oksidasi-reduksi (Misinterpretasi12).

Pewawancara: Jadi, dalam reaksi kita tahu berapa banyak tembaga yang bereaksi dengan perak?

Peserta: Pada tingkat molekuler? Dua tembaga dengan dua perak, tapi saya tidak tahu jika saya membeli itu. Tentu saja, kita punya. . . Nah, saya berpikir bahwa muatan pada. . . mungkin persamaan saya salah.

Pewawancara: Apakah Anda melihat hal itu dari animasi ini?

Peserta: Keduanya tampak seperti sedang mengalami perubahan. Seperti yg saya katakan, ketika mereka [ion perak] menghantam permukaan tembaga terdapat ketidakjelasan di sekitarnya.

Pewawancara: Apakah Anda ingin menulis sebuah persamaan lagi?

Peserta: Um. . . Saya tidak tahu. . . Dalam dunia teoritis, saya merasa seperti apa yang saya tulis sudah benar, tapi setelah melihat video, saya merasa saya telah salah. (Misinterpretasi 12).

Bagi siswa lain, kurangnya pengetahuan mengenai muatan ion tembaga, perak, dan nitrat dalam larutan mempengaruhi kemampuan mereka untuk menulis rumus kimia yang tepat dan untuk menyeimbangkan reaksi oksidasi-reduksi (Misinterpretasi12).

Pewawancara: Persamaan kesetimbangan? Apakah animasi ini membuat Anda mengubah jawaban Anda?

Peserta: Saya tidak begitu yakin. Satu-satunya masalah yang tersisa adalah muatan. Jika saya tahu muatan perak dan tembaga, saya akan mengetahui muatan nitrat dan itu akan mengubah subskrip saya [Dalam rumus kimia]. (Miskonsepsi 8-10).

Tujuh dari 55 siswa berpikir bahwa mereka melihat rasio reaksi perak: tembaga lebih tinggi dari 3: 1 atau 5: 1 (Miskonsepsi 13).

Pewawancara: Bagaimana dengan jumlah relatif? Berapa perak yang bereaksi dan berapa banyak besi yang bereaksi?

Peserta: Hal ini seperti ada perak lebih, sehingga rasionya seperti 5 banding 1. Ini lebih besar dari 2 : 1. (Misinterpretasi 13)

Memahami Proses Transfer Elektron Dalam Reaksi

Sebelum melihat animasi, semua 55 siswa mengakui reaksi ini sebagai reaksi oksidasi-reduksi dan elektron akan ditransfer dari satu spesies kimia ke yang lain.Animasi yg lebih sederhana menunjukkan transfer elektron melalui gerakan simbol “e” merah dari lingkaran tembaga ke lingkaran perak, sedangkan animasi yg lebih kompleks menunjukkan transfer elektron sebagai hilangnya bola cahaya abu-abu transparan di atas bola kuning dan penambahan bola cahaya abu-abu transparan di atas bola abu-abu gelap.Seorang siswa yang melihat animasi yg lebih kompleks ini mengakui bahwa atom tembaga kehilangan elektron dan bahwa ion perak menerima elektron, tetapi tidak yakin bahwa transfer elektron ini akan mengubah muatan obyek (Miskopsepsi 14). Hal ini tidak jelas dari komentarnya apakah miskonsepsi ini berasal dari salah tafsir animasi yang lebih kompleks yang tidak secara eksplisit menunjukkan muatan dari setiap atom dan ion.

Pewawancara: Apakah muatan perak berubah?

Peserta: Mm, tidak. . . Saya tidak berpikir muatannya berubah.

Pewawancara: Apakah Anda melihat itu dari animasi ini?

Peserta: Mereka berdua tampak seperti mengalami perubahan.

Seperti saya katakan, ketika ion perak menghantam permukaan tembaga terjadi ketidakjelasan di sekitarnya.

Pewawancara: Jadi Anda pikir perak berubah muatan karena terjadinya reaksi?

Peserta: Hal ini mengubah sesuatu, tapi saya tidak tahu apakah itu adalah muatan. (Miskonsepsi 14).

Sementara sebagian besar siswa mengakui bahwa kehilangan atau penambahan bola cahaya abu-abu transparan dalam animasi yang lebih kompleks mewakili kehilangan atau penerimaan elektron (masing-masing), delapan dari 55 siswa menyatakan kebingungan tentang jumlah elektron yang ditransfer karena terjadinya reaksi ini. (Misinterpretasi 15).

Peserta: Ion perak datang dan melakukan kontak dengan padatan tembaga, dan kemudian Anda dapat memberitahu ada transfer. . . atau setidaknya, perak mendapatkan beberapa elektron.

Pewawancara: Bagaimana dengan tembaga? Dalam hal elektron?

Peserta: Ia tidak memiliki apapun di sekitar lagi. Tidak ada awan putih halus.

Pewawancara: Dapatkah Anda mengatakan itu menyerahkan dua?

Peserta: Tidak seberapa banyak, tetapi itu terjadi. (Misinterpretasi 15)

Pemahaman bagaimana ukuran logam atom dan ion berubah setelah reaksi selesai

Pada animasi yang lebih sederhana, lingkaran perak menjadi lebih besar ketika ion perak memperoleh sebuah electron dan lingkaran tembaga menjadi lebih kecil ketika atom tembaga kehilangan 2 elektron. Pada animasi yang lebih kompleks, ukuran dari lingkaran kuning dan abu-abu gelap (masing-masing mewakili inti elektron pada ion Cu2+ dan Ag+ ) tetap sama; atom logam dalam bentuk netral digambarkan oleh lingkaran padat (kuning atau abu-abu gelap) yang dikelilingi oleh lingkaran transparan berwarna abu-abu yang merupakan electron valensi. Enam siswa tidak dapat memutuskan apakah lingkaran transparan berwarna abu-abu dapat dipertimbangkan ketika menentukan ukuran atom (misinterpretasi 1). Misinterpretasi ini dinyatakan oleh 33 siswa dari 55 siswa yang melihat animasi yang lebih rumit ketika mereka mencoba untuk mendiskripsikan apa yang terjadi pada ukuran atom tembaga dan ion perak setelah bereaksi.dari 39 siswa, 34 menyatakan bahwa meskipun ion perak memperoleh elektronelectronm tembaga kehilangan electron, mereka tetap mempunyai ukuran yang sama (misinterpretasi 16).

Penanya : apa pendapatmu tentang ukuran relatif? Bukankah mereka semua terlihat berubah?

Partisipan: Uh huh. Kelihatannya ukuran dari struktur padatannya tetap sama, tetapi terdapat awan elektron yang ditambah atau disingkirkan.

Penanya: Apakah saat ukuran atom berubah, terdapat awan elektron atau tidak?

Partisipan : hal itu menyebabkan keduanya mempunyai ukuran yag cukup besar, tetapi saya tidak tahu jika berubah…saya pikir ukurannya tetap relatif sama hanya saja terdapat awan elektron. (misinterpretasi 16).

Tiga siswa telah menyatakan bahwa walaupun mereka tidak melihat ada perubahan ukuran pada ion perak dan atom tembaga pada

animasi yang rumit, ukurannya seharusnya juga sudah berubah.

Penanya : apa yang terjadi pada ukurannya (perak) pada saat bereaksi?

Partisipan : seharusnya akan membesar, tetapi pada animasi kelihatannya tidak membesar.

Penanya : bagaimana dengan tembaga saat ditarik keluar? muatan dan ukurannya?

Partisipan : ukurannya sama. Tembaga akan melepasan elektron sehingga akan menjadi lebih kecil, tetapi ukurannya terlihat sama dengan semula. (misinterpretasi 16, konsep yang benar)

Mengidentifikasi penggerak untuk reaksi

Penjelasan siswa berikut memperlihatkan pemahaman tentang peran air dalam proses kimia. Penjelasan tersebut menyatakan bahwa peran air lebih sederhana yaitu sebagai tempat terjadinya reaksi, tetapi air tidak mendorong terjadinya reaksi.

Penanya : apa pendapatmu tentang peran air secara umum dalam reaksi ini?

Partisipan : sebagai pembawa ion. Saya tahu air merupakan senyawa polar. Saya tahu bahwa ion merupakan muatan sehingga ion akan ditarik oleh salah satu kutub dan molekul air kan mengitarinya.

Penanya : sebelumnya kamu mengatakan bahwa peran air adalah sebagai pelarut, tetapi sekarang kamu mengatakan bahwa air ikut berperan aktif dalam reaksi?

Partisipan : iya, dengan membiarkan perak nitrat larut dan memisah. Pemisahan terjadi karena ion dapat menempel pada air. Dan sejak air dikelilingi ion tembaga, dia dapat menarik dan juga menghempaskan ion ke tembaga.

Penanya : apakah kamu berpikir itu dikarenakan muatan atau hanya terjad begitu saja?

Partisipan : reaksi tidak dapat terjadi kecuali semua senyawanya tersedia, jadi saya pikir air dapat menyebabkan reaksi terjadi tetapi saya tidak mengatakan bahwa air yang menyebabkan reaksi itu terjadi.(konsep benar)

Selama wawancara tentang demontrasi kimia, 48 dari 55 siswa menyatakan peran air hanya sebagai pelarut atau tempat terjadinya reaksi. Beberapa dari siswa tersebut juga menyatakan bahwa peran air untuk melarutkan dan memisahkan perak dan ion nitrat. Walaupun pandangan mereka sederhana, mereka tidak diidentifikasikan sebagai misinterpretasi atau miskonsepsi dalam penelitian ini. Namun, 35 siswa yang melihat animasi yang lebih rumit menyatakan bahwa peran molekul air adalah sebagai penggerak terjadinya reaksi (Misinterpretasi 17). Mereka melihat molekul air berperan aktif dalam mendorong ion perak ke permukaan logam untuk bereaksi dan dengan menarik ion tembaga keluar dari kumpulan logm ke larutan. Tasker dan Dalton (2006) sebelumnya telah mengidentifikasi hubungan misinterpretasi ini dengan animasi yang rumit yang digunakan dalam penelitian ini.

Penanya : apa yang menjadi tenaga penggerak, mengapa reaksi ini terjadi?

Partisipan : air

Penanya : apa yang dilakukan air?

Partisipan : air mendorong perak ke tembaga

Penanya : apakah air juga membantu tembaga ketika dia lepas?

Partisipan : iya, air seperti menarik tembaga (misinterpretasi 17).

Partisipan : kelihatannya air sangat berperan aktif dalam hal ini

Penanya : apakah kamu pikir itu nyata?

Partisipan : saya tidak tahu apakah terjadi persis seperti itu, tapi karena air itu polar-sebagian

positif , sebagian negatif- hal itu mungkin saja terjadi, tetapi hal itu hampir saja membuatnya terlihat seperti air memiliki tugas spesifik untuk membawa perak ke tembaga dan kemudian membebaskannya, lebih dari sekedar tertarik pada muatan (misinterpretasi 17).

Tiga belas dari 35 siswa yang menyatakan bahwa bentuk merah/ putih mendorong terjadinya reaksi telah mengalami meng-misinterpretasikan bentuk merah/ putih tersebut sebagai ion nitrat (misinterpratsi 3), dan karena itu membicarakan tentang bagaimana ion nitrat mendorong terjadinya reaksi ini (misinterpretasi 18).

Penanya : apakah animasi ini membantumu untuk menggambarkan bagaimana reaksi ini terjadi?

Partisipan : tidak terlalu. Tidak. Maksud saya, kelihatnnya nitrat mendorong perak masuk dan menarik tembaga keluar, yang dalam bagian ini kelihatnnya merupakan tugas dari nitrat. Tetapi hal itu tidak menceritakan bagaimana nitrat menginginkan ini untuk terjadi. Kelihatnnya mereka menjadi lebih aktif. Tetapi tidak menceritakan bagaimana hal itu terjadi (misinterpretsi 18).

Sementara sebagian dari komentar tentang nitrat berwarna merah/ putih yang menyebabkan reaksi terjadi sehingga memunculkan sebuah misinterpretasi tentang perilaku bentuk berwarna merah/ putih tersebut dalam animasi, 4 dari 13 siswa meyakini bahwa pendorong reaksi ini adalah adalah komposisi anatra dua logam utuk ion nitrat tersebut (miskonsepsi 18). Siswa tersebut meyakini bahwa ion tembaga lebih tertarik ke ion nitrat daripada ke ion perak, dan oleh karena itu reaksi ini terjadi.

Penanya : apakah nitrat bereaksi?

Partisipan : iya

Penanya : apa alasannya sehingga reaksi ini terjadi? penggerak reaksinya?

Partisipan : tembaga harus membuat perak menjauh dari nitrat untuk dapat berikatan dengan nitrat.

Penanya : siapa yang akan berikatan dulu dengan nitrat dan siapa yang terakhir berikatan dengan nitrat?

Partisipan : perak akan berikatan terlebih dahulu dan kemudian tembaga

Penanya : jadi siapa yang lebih diinginkan oleh nitrat untuk berikatan?

Partisipan : tembaga (miskonsepsi 18)

Menjelaskan sumber warna biru pada larutan setelah reaksi

Sebelum melihat animasi yang lainnya, 19 siswa mengatakan kepada penanya bahwa larutan berubah warna menjadi biru karena pembentukan ion Cu2+ (aq). Setelah melihat beberapa animasi, 55 siswa yang melihat animasi yang lebih sederhana dan 8 siswa yang melihat animasi yang lebih rumit menjelaskan bahwa warna biru disebabkan oleh ion tembaga dalam larutan.

Penanya : apa yang menyebabkan muncul warna biru?

Partisipan : saya tidak yakin. apakah larutan tembaga maupun larutan tembaga nitrat. Saya melihatnya menjadi lebih gelap. Saya melihat ion nitrat tidak melakukan cukup banyak hal selain hanya berlompatan dari padatan tembaga, dan begitu juga dengan ion tembaga. Tetapi setiap dua perak bertabrakan dengan padatan tembaga, menyebabkan sebuah ion tembaga dilepas sehingga warna biru menjadi semakin gelap/pekat. Jadi, pada point ini saya akan mengatakan bahwa warna biru pada reaksi ini lebih disebabkan oleh ion tembaga yang yang terdapat pada larutan daripada tembaga nitrat dalam larutan (konsep yang benar).

Sebagai bagian dari wawancara dari demonstrasi kimia, 19 siswa meyakini bahwa kombinasi antara tembaga dan ion nitrat menghasilkan warna biru (miskonsepsi 19). Delapan dari 55 siswa yang melihat animasi yang lebih rumit menjelaskan bahwa warna biru disebabkan oleh kombinasi antara tembaga dan ion nitrat.

Penanya: apakah ada sesuatu dapat menjelaskan tentang warna larutan yang menjadi biru tersebut?

Partisipan : tembaga dilepaskan ke larutan dan membentuk ikatan ion dengan nitrat dan menghasilkan warna biru. (miskonsepsi 19)

Tiga dari delapan siswa yang menyatakan bahwa warna biru berasal dari kombinasi antara tembaga dan ion nitrat telah salah mengidentifikasi bentuk berwarna merah/ putih di dalam animasi yang lebih rumit sebagai ion nitrat (misinterpretasi 3). Misinterpretasi ini mungkin telah menyebabkan mereka meyakini bahwa warna biru disebabkan oleh kombinasi lingkaran kuning dan bentuk berwarna merah/ putih (tembaga dan ion nitrat).

Partisipan : saya pikir ikatan nitrat dan tembaga yang meyebabkan terbentuknya warna biru, karena jika dilihat pada perak dan nitrat, tidak terbentuk warna sampai akhirnya menggantinya dengan tembaga dan nitrat. (misinterpretasi 19).

Saat melihat animasi yang lebih rumit, 20 dari 55 siswa menyatakan bahwa lingkaran biru pada gugusan biru/merah yang bertanggung jawab dalam perubahan warna (misinterpretasi 20). Itu hal yang tidak disengaja (dan sangat disayangkan) bahwa simbol untuk nitrogen berwarna biru dan larutannya menjadi biru dan ini akhirnya menyebabkan timbulnya kebingungan pada siswa pada penelitian. Hal ini merepresentasikan kebingungan untuk membedakan level makroskopik dan level mikroskopik yang digunakan dalam animasi ini.

Sembilan dari 20 siswa tersebut menyatakan bahwa lingkaran biru diwakili warna dari larutan, tanpa adanya penjelasan jenis atom apa yang mewakili lingkaran biru.

Penanya : ada ide mengenai apa penyebab adanya warna biru tersebut?

Partisipan : kita dapat melihatnya di dalam gelas kimia. Dapatkah kita melihatnya di computer? Saya tidak bisa melihat warna birunya. Saya hanya melihat sedikit warna biru melintas sekilas di layar, tetapi saya tidak tahu jika itu merupakan warna biru yang anda maksudkan.

Penanya : mari kita menemukannya

Partisipan : sesuatu yang menyebabkan warna biru…. adalah yang mendistribusikan warna biru tersebut.

Penanya : apakah sesuatu yang biru itu menggambarkan warna?

Partisipan : iya, hal itu yang saya yakini. Saya setuju dengan itu (miskonsepsi 20)

Tujuh dari siswa –siswa tersebut mengakui bahwa gugusan berwarna biru/ merah mewakili ion nitrat, tetapi misinterpretasi mereka tentang lingkaran biru sebagai sumber warna biru sekarang menyebabkan mereka percaya bahwa ion nitrat (atau atom nitrogen berwarna biru dengan ion nitrat) adalah sumber warna biru dalam larutan. (miskonsepsi 20)

Penanya : apa yang berwarna biru itu?

Partisipan : tiga hidrogen dan beberapa berwarna biru lainnya. Tunggu 1 menit, sekarang saya bingung, tidak, tiga oksigen….saya terus menyebutnya hidrogen. Itu merupakan nitrat.

Penanya : apakah sesuatu yang berwarna biru itu?

Partisipan : nitrogen. Jadi, nitrogen dalam air akan mengubah larutan jadi berwarna biru.

Saya pikir tebaga yang mengubahnya menjadi berwarna biru. (miskonsepsi 20)

Empat dari siswa-siswa tersebut sekarang meyakini bahwa lingkaran biru diwakili ion tembaga sejak mereka (membenarkan) percaya bahwa ion tembaga yang bertanggung jawab atas warna biru dalam larutan.

Penanya : apakah itu (menunjuk ke kelompok berwarna biru/merah) ?

Partisipan : sesuatu yang berwarna biru terikat pada air (atom berwarna merah). Ini adalah larutan tembaga cair. Ini adalah ikatan antara tembaga dan air yang membuat warnanya menjadi biru (misinterpretasi 20)

Conflating/mencampuradukan gambar partikel dan sifat makroskopik dari zat yang ada pada reaksi

Conflation terjadi ketika dua konsep yang berbeda terjadi ketika dua konsep berbeda yang saling berbagai beberapa karakteristik dileburkan/disatukan menjadi satu konsep tunggal, yang mengakibatkan hilangnya perbedaan antara kedua konsep tersebut (Haught, 1995). Keyakinan bahwa lingkaran biru dalam level mikroskpik/partikel dalam animasi yang menyebabkan warna biru pada larutan (level makroskopik) dan penunjukkan lingkaran biru pada kelompok biru/merah sebagai atom tembaga karena ion tembaga menyebabkan warna biru pada larutan merupakan contoh yang tepat dari conflation/tercampuraduknya siswa mengenai sifat-sifat kimia secara makroskopis dan simbol partikel pada reaksi ini ( miskonsepsi 21).

Conflation terhadap sifat kimia makroskopik dan simbol partikel yang digunakan untuk menggambarkan zat tersebut dalam animasi sebelumnya telah dilaporkan terjadi (Andersson, 1986; Ben-Zvi et al., 1986; Sanger et al., 2001; Kelly dan Jones, 2008)

Beberapa conflation lainnya dari dua pandangan diperlihatkan selama tanya jawab

berlangsung. Conflation meliputi partisipan yang meyakini bahwa: (1) molekul air dapat digambarkan sebagai warna biru karena air berwarna biru, (2) lingkaran warna abu-abu terang kabur yang transparan mengelilingi lingkaran dalam animasi yang lebih rumit diwakili dendrit berwarna abu-abu kabur (3) lingkaran kuning pada animasi yang lebih rumit menjadi lebih kecil

Penanya : apakah sesuatu yang berwarna merah dan putih itu?

partisipan : air

Penanya : apakah kamu berpikir air terlihat seperti itu?

Partisipan : tidak

Penanya : terlihat seperti apakah air itu?

Partisipan : berwarna biru (miskonsepsi 20)

Penanya : apakah sesuatu berwarna putih yang tidak jelas yang berada di antara mereka (lingkaran kuning dalam sekelompok logam tembaga)

Partisipan : perak nitrat memulai reaksi dengan tembaga (miskonsepsi 20)

Penanya : bagaiman dengan lingkaran berwarna kuning? Apa yang terjadi dengan ukurannya?

Partisipan : saya pikir ukurannya menjadi lebih kecil

Penanya : mengapa menjadi lebih kecil?

Partisipan : karena perak nitrat membuat electron lepas

Penanya : jadi, kawat tembaga menjadi lebih kecil. Bagaimana dengan atom tembaganya?

Partisipan : mengecil juga

Penanya : mengapa menjadi lebih kecil?

Partisipan : karena tembaga terurai dalam larutan. Menurut saya, tembaga larut (miskonsepsi 20).

Kesimpulan

Penelitian ini mengidentifikasi beberapa kesulitan yang dialami siswa yaitu menafsirkan dua animasi komputer yang berbeda yang menvariasikan kompleksitas mengenai reaksi oksidasi-reduksi yang sama. Beberapa kesulitan terlihat pada tafsir mahasiswa sederhana dari sistem simbol yang digunakan oleh computer animasi, sementara yang lain merupakan kesalahpahaman konsep siswa yang tidak sesuai dengan penjelasan ilmiah yang diberikan oleh ahli kimia. Kesalahpahaman konsep ini meliputi ide-ide bahwa ion dalam larutan akan membentuk pasangan ion netral / molekul, penambahan atau kehilangan elektron valensi tidak akan mempengaruhi ukuran keseluruhan atau muatan objek, air yang menggerakkan reaksi oksidasi-reduksi, dan ion nitrat menyebabkan warna biru pada larutan tersebut. Beberapa siswa tersebut kesulitan karena kurangnya pengetahuan siswa-kesalahan dalam penulisan muatan perak, tembaga (II), dan ion nitrat, tidak mengenal 1: 1 untuk rasio perak dan sebelum terjadi reaksi ion nitrati, tidak mengenal rasio 1: 2 bereaksi dengan atom tembaga dan ion perak; dll. Penelitian ini juga menunjukkan bahwa beberapa siswa bingung atau tercampur sifat partikulat yang digambarkan dalam animasi computer dengan sifat makroskopik yang mereka amati sebagai bagian dari demonstrasi kimia . Kebingungan pada makroskopik dan partikulat tingkat representasi dalam kimia telah dilaporkan sebelumnya (Andersson, 1986; Ben-Zvi et al, 1986.; Sanger et al, 2001;. Kelly dan Jones, 2008) dan menunjukkan kurangnya kompetensi representasional (Kozma dan Russell, 1997, Madden et al, 2011;. Naah dan Sanger, 2012) yang akan memungkinkan siswa untuk bergerak dengan mulus diantara tingkat representasional.

Siswa mengalami kesulitan lebih tepatnya dalam menafsirkan animasi yang lebih kompleks. Hal ini sesuai dengan prinsip Mayer (2001), yang menyatakan bahwa siswa belajar lebih baik ketika materi yang asing dikesampingkan daripada disertakan. Tampaknya bahwa setidaknya beberapa informasi tambahan disajikan dalam animasi yang lebih kompleks mungkin belum diperlukan bagi siswa untuk memahami beberapa konsep yang dibahas dalam penelitian ini dan mungkin telah mengalihkan perhatian siswa menjauh dari rincian yang lebih relevan.

Banyak kekurangan yang diidentifikasi dalam hasil penelitian ini yang merupakan kesalah tafsiran siswa pada informasi yang digambarkan oleh animasi komputer. Misalnya, banyak siswa mencoba untuk menentukan rasio perak untuk ion nitrat dengan menghitung jumlah masing-masing ion digambarkan oleh animasi. Beberapa siswa mengalami kesulitan yang serupa dalam menafsirkan rasio reaksi atom tembaga dan ion perak atau total jumlah elektron diterima / dilepaskan oleh zat ini berdasarkan pada animasi. Siswa lain tidak memahami sejauh mana molekul air ''mendorong'' rekasi oksidasi-reduksi (Tasker dan Dalton, 2006) atau bahwa ukuran dari atom netral dan kation logam masing-masing akan memiliki ukuran yang berbeda karena mereka tidak yakin bagaimana menafsirkan Informasi yang digambarkan dalam animasi.

Salah satu penafsiran yang paling meluas diidentifikasi dalam penelitian ini siswa salah mengidentifikasi bentuk merah/putih pada animasi yang lebih kompleks seperti ion nitrat sebagai gantinya molekul air (salah tafsir 3). Berdasarkan tanggapan siswa selama wawancara, tampaknya ada setidaknya dua alasan utama dalam kesalahan tafsir ini. Alasan pertama adalah bahwa animasi yang lebih kompleks tidak menunjukkan ion nitrat secara keseluruhan (kelompok biru / merah) dan banyak siswa diharapkan untuk melihat ion nitrat yang digambarkan secara jelas , sehingga mereka beranggapan bahwa bentuk merah /

putih adalah ion nitrat. Alasan kedua adalah banyak dari siswa yang diharapkan melihat perak nitrat atau tembaga nitrat “molekul” (pasangan ion) dan bentuk merah / putih yang melekat pada bola abu-abu (ion perak) dan bola kuning (ion tembaga) sehingga mereka beranggapan bahwa bentuk merah / putih adalah ion nitrat. Hal ini disayangkan karena diperburuk dengan kebingungan. Selama wawancara, diharapkan ketika siswa melihat kelompok biru/merah, mereka dapat mengenali ion nitrat dan oleh karena itu bentuk merah / putih harus menjadi sesuatu yang lain dan akan terealisasi bahwa bentuk merah / putih adalah molekul air. Banyak siswa yang membuat kesimpulan sesuai yang kita harapkan. Namun, siswa lain beranggapan bahwa kelompok biru / merah mewakili warna biru yang muncul dalam larutan sebagai reaksi yang terjadi dan oleh karena itu tidak mengubah tugas mereka dari bentuk merah/putih. Jika larutan telah berubah warna menjadi selain biru atau jika skema warna untuk nitrogen tidak biru, kebanyakan siswa akan mengubah anggapan mereka bahwa itu bentuk merah/putih.

Sayangnya, kesalahan anggapan pada bentuk merah / putih sebagai ion nitrat juga mempengaruhi beberapa siswa lainnya pada konsepsi reaksi tersebut. Secara khusus, siswa yang salah menafsirkan bentuk merah / putih juga cenderung berasumsi bahwa ada ion nitrat lebih banyak muncul dibandingkan dengan ion perak, yang pada akhirnya mempengaruhi keyakinan mereka terhadap rumus / rasio perak nitrat dan muatan ion ini (misalnya, nitrat dua kali lebih banyak dibandingkan ion perak berarti rumus Ag(NO3)2, dan muatan ion dari AG2+ dan NO3-). Pengasaaan yang tidak benar pada bentuk merah / putih sebagai ion nitrat juga menyebabkan banyak siswa percaya bahwa kombinasi dari tembaga dan ion nitrat yang menyebabkan warna biru dalam larutan bukan kombinasi ion tembaga dan molekul air.

Keterbatasan penelitian ini dan saran untuk animator

Keterbatasan utama pada penelitian ini berdasarkan hasil wawancara bahwa yang menggunakan dua komputer animasi dengan cara yang tidak dimaksudkan oleh animator mereka. Kedua animator merekomendasikan menjelaskan sistem visual yang digunakan dalam animasi komputer dan melihat animasi komputer dengan penjelasan, namun, kami tertarik untuk melihat apakah siswa bisa menafsirkan animasi tanpa narasi atau penjelasan lebih lanjut dari benda-benda yang digambarkan dalam animasi. Informasi ini akan sangat berharga karena siswa bisa melihat animasi pada computer ini tanpa suara atau tanpa melihat pelajaran multimedia sebelumnya yang menjelaskan benda yang digambarkan dalam animasi. Sebagai hasilnya, banyak kesalahpahaman siswa dan salah tafsir diidentifikasi dalam penelitian ini mungkin tidak ada jika siswa memiliki melihat pelajaran sebelumnya atau mendengar penjelasan terkait dengan animasi. Mayer (2001), menggambarkan prinsip multimedia, menyatakan bahwa siswa belajar lebih baik dari kata-kata (narasi atau teks) dan gambar daripada kata-katanya sendiri. Hal ini berdasarkan teori kognitif pembelajaran multimedia, yang mengasumsikan bahwa proses informasi peserta didik melalui suatu kemapuan dualcoding yang melibatkan saluran pendengaran / lisan dan visual / bergambar channel (Paivio, 1986, Mayer, 2001). Kemapuan dualcoding sebagai proses informasi menegaskan bahwa siswa bahwa siswa akan belajar lebih baik dengan kata-kata (narasi atau teks) dan gambar daripada gambarnya sendiri (Mayer dan Anderson, 1991).

Pembaca juga harus memperingatkan terhadap asumsi bahwa hanya karena kesalahpahaman diidentifikasi menggunakan animasi komputer, animasi computer bertanggung jawab atas kesalahpahaman. Hal ini sangat mungkin pada wawancara dengan anggapan yang tidak cocok dengan animasi ini.

Dalam kasus ini, animasi computer mungkin hanya memungkinkan para peneliti untuk mengidentifikasi kesalahpahaman penafsiran tanpa harus menjadi penyebab atau memperkuat kesalahpahaman.

Penelitian ini menunjukkan bahwa banyak siswa mengalami kesulitan dalam menafsirkan animasi komputer kedua tanpa penjelasan yang menyertainya dengan benar. Hasil ini menunjukkan pentingnya penjelasan yang berkualitas untuk menjelaskan apa yang sedang digambarkan dalam animasi komputer, dan animator dan desainer perlu hati-hati dalam merencanakan dan kemudian mengevaluasi keefektifan suatu penjelasan yang menyertai setiap animasi. Pada animasi yang lebih kompleks yang digunakan dalam penelitian ini, kami percaya bahwa jumlah ion nitrat (biru / merah cluster) digambarkan harus ditingkatkan dan dibuat lebih menonjol dalam animasi. Kami juga akan menyarankan pelabelan ion (perak, tembaga (II), dan nitrat) dalam animasi ini dengan muatan yang tepat. Hal ini sangat penting mengingat fakta bahwa penelitian ini tentang kesalahpahaman siswa dalam menulis persamaan kesetimbangan untuk melarutkan senyawa ionik dalam air (Naah dan Sanger, 2012) baru-baru ini dilaporkan bahwa beberapa siswa percaya bahwa senyawa ion larut dalam air sebagai atom netral atau molekul-misalnya, lithium klorida padat melarutkan Li (aq) dan Cl (aq) dan kalsium karbonat padat melarutkan Ca dan CO3

(aq).

Penelitian yang akan datang

Karena dua media animasi yang digunakan dalam penelitian ini menjelaskan tentang materi reaksi kimia yang sama, penelitian ke depannya dapat dilaksanakan dengan cara membandingkan efektifitas metode animasi yang dibuat dengan lebih sederhana dan lebih lengkap terhadap tingkat pemahaman konsep siswa tentang proses reaksi reduksi-oksidasi yang terjadi. Saat ini, kami juga sedang menulis sebuah draft artikel tentang topik ini, metode

penelitian yang sama telah dilakukan dengan menggunakan dua animasi yang berbeda untuk menggambarkan tentang proses pelarutan padatan NaCl di dalam air. Perbandingan kedua penelitian tersebut akan membantu peneliti dalam menentukan apakah dengan adanya tambahan informasi yang di sediakan dalam animasi yang lebih lengkap dibutuhkan untuk mencapai pemahaman yang lebih baik tentang proses kimia, atau tambahan informasi tersebut malah membuat bias proses pembelajaran tersebut. Kita juga berkeinginan untuk membandingkan pemahaman siswa tentang proses oksidasi-reduksi setelah menyaksikan kedua metode animasi yang berbeda, dan apakah penampilan metode animasi yang disederhanakan dan didetailkan dapat memberikan efek atau tidak. Sebuah metode pembelajaran yang lain juga telah dilakukan dalam membandingkan apakah urutan penampilan sebuah animasi dan video demonstrasi tentang reaksi kimia yang sama dapat memberikan efek pada pemahaman siswa terhadap materi. Mereka menemukan bahwa pemahaman siswa dapat ditingkatkan setelah menonton metode pembelajaran tersebut. Namun ditemukan juga tidak ada efek terkait urutan tampilan dalam metode animasi pembelajran. Dalam penelitian ini juga teridentifikasi kesalahpahaman konsep beberapa siswa terkait metode animasi yang tidak menggunakan penjelasan secara narasi, sebuah penelitian yang membandingkan pemahaman siswa berdasarkan metode animasi yang ditampilkan dengan atau tanpa narasi dapat membantu kita untuk mengkaji lebih lanjut terkait prinsip teori Mayer tentang pembelajaran media dengan hanya menggunakan gambar atau yang juga menampilkan narasi (penjelasan).