Vol. 1 No. 2 Desember 2012 dikfis pascasarjana unimed55

PENINGKATAN PEMAHAMAN KONSEP FISIKA MAHASISWAMELALUI PENDEKATAN PEMBELAJARAN PEMECAHAN

MASALAH BERBASIS VIDEO

Mariati Purnama SimanjuntakProdi Pascasarjana Universitas Negeri Medan

Mariati_ps@yahoo.co.id

Abstrak. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan pemahaman konsepmahasiswa pada matakuliah Fisika Umum melalui pendekatan pembelajaranpemecahan masalah berbasis video. Metode penelitian yang digunakan adalahpra-eksperimental dengan desain One Group Pretest-Posttest Design. Datapemahaman konsep Fisika dikumpulkan dengan tes berbentuk pilihanberganda. Peningkatan pemahaman konsep Fisika mahasiswa dinilaiberdasarkan perbandingan rerata nilai gain yang dinormalisasi, N-gain. Hasilpenelitian menunjukkan bahwa melalui penggunaan pendekatan pembelajaranpemecahan masalah berbasis video pada topik Kinematika dan DinamikaPartikel dapat meningkatkan pemahaman konsep fisika mahasiswa, termasukkategori sedang.

Kata kunci: pendekatan pembelajaran pemecahan masalah, pemahamankonsep, berbasis video, kinematika dan dinamika partikel.

PendahuluanSalah satu tujuan mahasiswa mempelajari

Fisika Umum adalah untuk mengembangkanpemahaman konsep Fisika sehingga dapatditerapkan dalam kehidupan sehari-hari dansebagai bekal untuk melanjutkan pada jenjangselanjutnya. Pernyataan ini mengandung maknabahwa selain untuk kepentingan pengembangandan penerapan dalam kehidupan sehari-hari danteknologi, pemahaman konsep-konsep danprinsip-prinsip Fisika merupakan persyaratankeberhasilan belajar Fisika dan meningkatnyaminat mahasiswa terhadap Fisika Umum danFisika lanjut nantinya. Oleh karena itudiperlukan pendekatan pembelajaran yangdapat mengembangkan pemahaman konsepmahasiswa.

Gagasan pengembangan pemahamankonsep Fisika bagi mahasiswa dilandasi olehbeberapa konsepsi teoretis: (1) Konsepsi Fisikamerupakan subyek yang senantiasa mengalamiperubahan (Wenning, 2006). (2) Learningphysics is not about memorizing facts, it is

about comprehension and mathematics(Zhaoyao, 2002). Berdasarkan penjelasanteoritis tersebut, pemahaman merupakan katakunci dalam pembelajaran. Beberapa konsepsiteoretis yang melandasi kesimpulan tersebutadalah sebagai berikut: (1) Jika tujuanpembelajaran menumbuhkan kemampuantransfer, dari lima ranah kognitif (memahami,mengaplikasikan, menganalisis, mengevaluasi,dan mencipta), maka proses kognitif yangberpijak pada kemampuan transfer danditekankan di sekolah-sekolah dan perguruantinggi ialah memahami (Anderson, et al.,2002). (2) Salah satu tujuan pendidikan adalahmemfasilitasi peserta didik mencapaipemahaman yang dapat diungkapkan secaraverbal, numerikal, kerangka pikir positivistikdan kerangka pikir kehidupan berkelompok(Gardner, 1999). (3) Pemahaman adalah suatuproses mental terjadinya adaptasi dantransformasi ilmu pengetahuan (Gardner, 1999).(4) Pemahaman merupakan landasan bagipeserta didik untuk membangun wawasan. (5)

Jurnal Pendidikan FisikaISSN 2252-732X

Vol. 1 No. 2 Desember 2012 dikfis pascasarjana unimed56

Pemahaman merupakan indikator unjuk kerjayang siap direnungkan, dikritik, dan digunakanoleh orang lain. (6) Pemahaman merupakanperangkat baku program pendidikan yangmerefleksikan kompetensi (Yulaelawaty, 2002).

Salah satu pendekatan pembelajaran yangditenggarai efektif meningkatkan pemahamankonsep mahasiswa adalah melalui pembelajaranpemecahan masalah. Pendekatan pembelajaranini merupakan pembelajaran dengan serangkaianstrategi pengajaran yang dipilih dan ditetapkandalam pembelajaran untuk menciptakan prosesbelajar mengajar agar mahasiswa dengan mudahmemperoleh konsep dan hubungan antarkonsep dalam Fisika melalui proses pemecahanmasalah (Kuo, 2004).

Pembelajaran Fisika melalui pendekatanpemecahan masalah didesain dengan menyajikanmasalah-masalah kepada mahasiswa. Masalahyang dimaksud bukan soal-soal Fisika yanglebih menekankan pada manipulasi matematisyang biasanya mereka dapat selama ini,melainkan masalah-masalah konstekstual yangada dalam kehidupan sehari-hari. Mahasiswamemecahkan masalah dengan melakukanpenyelidikan melalui eksperimen yang direkamdengan menggunakan video dan hasil rekamandianalisis dengan bantuan software tracker.Tahap-tahap pemecahan masalah yang digunakanadalah: memilih dan mendesain peralatan;membuat prediksi; menjawab pertanyaanmetode; melakukan eksplorasi; melakukanpengukuran; melakukan analisis; dan membuatkesimpulan (Heller and Heller, 1999).

Pendekatan pembelajaran pemecahanmasalah ini mencirikan student centered,mahasiswa mengkonstruksi pengetahuan sendiri,dan mengembangkan pemahaman konsepsecara aktual. Dengan demikian, diharapkankompetensikompetensi yang dituntut dalamkurikulum dapat dikembangkan dengan baik.

METODE PENELITIANPenelitian ini menggunakan metode pra-

eksperimental dengan desain One Group Pretest-

Posttest Design. Subjek penelitian ini adalahmahasiswa calon guru Fisika yang telahmengontrak mata kuliah Fisika Umum, sebanyak47 orang pada salah satu pergurun tinggi negeridi Sumatera Utara Tahun Akademik 2010/2011. Tes pemahaman konsep berbentuk pilihanganda dikumpulkan dengan 40 butir pada topikKinematika Partikel dan 45 butir pada topikDinamika Partikel.

Peningkatan pemahaman konsep fisikamahasiswa dinyatakan dalam persentase rerataskor gain yang dinormalisasi (N-gain). N-gaindihitung dengan persamaan yang dikembangkanoleh Hake dan Richard (2002), dimana:

% g =premaks

prepost

SS

SS

−−

x 100%

dengan g adalah gain yang dinormalisasi, Smaks

adalah skor maksimum (ideal) dari tes awal dantes akhir, Spost adalah skor tes akhir, sedangkanSpre adalah skor tes awal. Tinggi rendahnya N-gain dapat diklasifikasikan sebagai berikut: (1)jika g > 70%, maka N-gain yang dihasilkandalam kategori tinggi, (2) jika 30% ≤ g ≤ 70%,maka N-gain yang dihasilkan dalam kategorisedang, dan (3) jika g < 30%, maka N-gainyang dihasilkan dalam kategori rendah.

HASIL DAN PEMBAHASANRerata skor tes awal, tes akhir, dan % N-

gain pemahaman konsep pada topikKinematika dan Dinamika Partikel ditunjukkanpada Tabel 1. Berdasarkan Tabel 1 tampakbahwa %N-gain pemahaman konsep pada topikKinematika dan Dinamika Partikel secaraberturut sebesar 57% dan 61%, masing-masingberada pada kategori sedang. BerdasarkanTabel 1, dapat diketahui bahwa pemahamankonsep meningkat dari topik Kinematika ketopik Dinamika Partikel. Berdasarkan % N-gain yang dicapai, tampak bahwa melaluipenerapan pendekatan pemecahan masalahberbasis video pada topik Kinematika danDinamika Partikel dapat meningkatkanpemahaman konsep Fisika mahasiswa.

Simanjuntak, MP.: Peningkatan Pemahaman KonsepFisika Mahasiswa Melalui PendekatanPembelajaran Pemecahan Masalah BerbasisVideo.

Jurnal Pendidikan FisikaISSN 2252-732X

Vol. 1 No. 2 Desember 2012 dikfis pascasarjana unimed57

Tabel 1. Perbandingan Rerata Skor Tes Awal, Tes Akhir, dan %N-gain PemahamanKonsep pada Topik Kinematika dan Dinamika Partikel

Topik Rerata SkorTes Awal

Rerata SkorTes Akhir

N-gain(%)

Kategori

Kinematika Partikel 26,70 68,72 57 SedangDinamika Partikel 27,94 71,54 61 Sedang

Keterangan: Skor maksimum = 100

Gambar 1 menunjukkan perbandingan%N-gain pemahaman konsep yang secara rincidijabarkan berdasarkan indikator setiap aspekpemahaman konsep, yang meliputi menginter-pretasi, mencontohkan, membandingkan, meng-klasifikasi, menjelaskan, dan menyimpulkan.Berdasarkan Gambar 1, peningkatan %N-gainpemahaman konsep pada topik KinematikaPartikel untuk setiap indikator menginter-pretasi, mencontohkan, membandingkan, meng-klasifikasi, menjelaskan, dan menyimpulkanberturut-turut sebesar 51%, 59%, 65%, 55%,60%, dan 61%. Untuk topik Dinamika Partikel,

peningkatan % N-gain pemahaman konsepuntuk setiap indikator menginterpretasi,mencontohkan, membandingkan, mengklasi-fikasi, menjelaskan, dan menyimpulkanberturut-turut sebesar 47%, 58%, 63%, 54%,55%, dan 64%.

Berdasarkan Gambar 1, peningkatan %N-gain pemahaman konsep, baik pada topikKinematika maupun Dinamika Partikel palingrendah terjadi pada indikator menginterpretasidan untuk kedua topik ini, peningkatanpemahaman konsep untuk setiap indikatortergolong sedang.

Kemampuan Metakognisi Berdasarkan Indikator Setiap Komponennya

Gambar 1. Perbandingan %N-gain Pemahaman Konsep BerdasarkanIndikator Setiap Aspeknya pada Topik Kinematika danDinamika Partikel. Indikator P1 = menginterpretasi, P2 =mencontohkan, P3 = membandingkan, P4 = mengkla-sifikasikan, P5 = menjelaskan, dan P6 = menyimpulkan.

Gambar 2 menunjukkan perbandingan%N-gain pemahaman konsep yang dijabarkanberdasarkan setiap konsep Kinematika danDinamika Partikel. Penjabaran konsep pada

topik Kinematika Partikel meliputi gerak lurusberaturan (GLB), gerak lurus berubah beraturan(GLBB), gerak vertikal, gerak jatuh bebas, dangerak peluru. Penjabaran konsep pada topik

Simanjuntak, MP.: Peningkatan Pemahaman KonsepFisika Mahasiswa Melalui PendekatanPembelajaran Pemecahan Masalah BerbasisVideo.

Jurnal Pendidikan FisikaISSN 2252-732X

Vol. 1 No. 2 Desember 2012 dikfis pascasarjana unimed58

Dinamika Partikel, meliputi Hukum Newton,gaya berat, gaya normal, tegangan tali, dangaya gesek. Berdasarkan Gambar 2, pening-katan %N-gain pemahaman konsep untuk topikKinematika Partikel pada konsep GLB, GLBB,gerak vertikal, gerak jatuh bebas, dan gerakpeluru berturut-turut sebesar 57%, 54%, 62%,60%, dan 56%. Peningkatan N-gain pemahaman

konsep pada topik Dinamika Partikel padakonsep Hukum Newton, gaya berat, gayanormal, tegangan tali, dan gaya gesek berturut-turut sebesar 65%, 55%, 46%, 60%, dan 49%.Peningkatan pemahaman konsep, baik padatopik Kinematika dan Dinamika Partikel untuksemua konsep termasuk dalam kategori sedang.

Pemahaman Berdasarkan Setiap Konsep

Gambar 2. Perbandingan %N-gain Pemahaman BerdasarkanSetiap Konsep pada Topik Kinematika danDinamika Partikel. Konsep GLB = gerak lurusberaturan, GLBB = gerak lurus berubahberaturan, GV = gerak vertikal, GJB = gerakjatuh bebas, GP = gerak peluru, HN = HukumNewton, GB=gaya berat, GN = gaya normal, TT= tegangan tali, dan GG = gaya gesek.

Berdasarkan hasil penelitian ini, pening-katan pemahaman konsep melalui pendekatanpembelajaran pemecahan masalah berbasis,baik pada pada topik Kinematika dan DinamikaPartikel berada pada kategori sedang.

Berdasarkan hasil analisis data, ditinjauberdasarkan indikator dalam setiap aspekpemahaman konsep (menginterpretasi, mencon-tohkan, membandingkan, mengklasifikasi,menjelaskan, dan menyimpulkan) ternyata %N-gain pemahaman konsep paling tinggi padatopik Kinematika Partikel yang dicapaikelompok eksperimen terjadi pada aspekmenyimpulkan, termasuk dalam kategori tinggidan pada topik Dinamika Partikel, peningkatan% N-gain pemahaman konsep paling tinggiterjadi pada aspek membandingkan dan

menyimpulkan, termasuk dalam kategori sedang.Pemahaman konsep paling tinggi, baik padatopik Kinematika dan Dinamika Partikel terjadidalam hal menyimpulkan, hal ini dapat terjadikarena dalam tahap-tahap pemecahan masalahmelalui eksperimen berbasis video yanganalisisnya dibantu dengan menggunakansoftware, mahasiswa dapat menganalisis hasileksperimennya lebih akurat, mereka dapatmenemukan dan mengembangkan konsep sertamemberi kesimpulan dari apa yang ditemukan.Selain itu, jika ditinjau dari soal yangmengukur pemahaman konsep dalam aspekmenyimpulkan sangat berkaitan dengan hasileksperimen mahasiswa berbasis video di kelas.

Peningkatan yang paling rendah padatopik Kinematika dan Dinamika Partikel,

Simanjuntak, MP.: Peningkatan Pemahaman KonsepFisika Mahasiswa Melalui PendekatanPembelajaran Pemecahan Masalah BerbasisVideo.

Jurnal Pendidikan FisikaISSN 2252-732X

Vol. 1 No. 2 Desember 2012 dikfis pascasarjana unimed59

terjadi pada aspek menginterpretasi. Hal inidapat terjadi karena memang pekerjaanmenginterpretasi memiliki tingkat kesulitanyang lebih dibandingkan dengan mencontohkan,membandingkan, mengklasifikasi, dan menje-laskan. Hal ini juga dipengaruhi dari soal yangmengukur pemahaman konsep dalam aspekmenginterpretasi, jika dianalisis lebih lanjutmasih bersifat umum, kurang berkaitanlangsung dengan hasil eksperimen mahasiswadi kelas.

Pemahaman konsep fisika mahasiswadapat ditingkatkan dengan menerapkanpembelajaran pemecahan masalah melaluieksperimen berbasis video karena: 1) Videodapat digunakan untuk menyelidiki masalahsituasi kehidupan nyata dengan menggunakankonsep yang kontekstual; 2) Video dapatmenyajikan gerak benda dalam dua dimensi; 3)Evaluasi dari kegiatan ini berpotensi untukmemvisualisasikan, menyelidiki, menganalisis,dan memahami berbagai topik dalam fisika;dan 4) Video ini dapat diotak-atik denganmudah sehingga dapat memenuhi keinginanmahasiswa untuk mengkonstruksi danmengembangkan pemahaman konsep mereka(Teese, 2007; Wagner et al., 2006; danZollman, 2001).

Melalui proses pemecahan masalah,pemahaman konsep dapat ditingkatkan karenamahasiswa lebih mudah mengkonstruksipengetahuan, menggali ide-ide yang berkaitandengan konsep-konsep esensial, memperdalamdan memahami konsep-konsep sehingga ide-ideyang muncul dapat dikembangkan. Hal inidisebabkan karena dalam pembelajaranpemecahan masalah, membimbing mahasiswamenyusun lingkungan belajar dan memilihstrategi yang tepat, mahasiswa menjadisemakin percaya diri dan menjadi pebelajaryang mandiri, menyadari bahwa mereka dapatmemenuhi kebutuhan intelektual sendiri,menemukan banyak informasi oleh tanganmereka sendiri, dan menyadari bahwa disaatmereka menghadapi masalah akan mencobamencari jalan keluar. Dengan penyajianmasalah, maka rancangan pemecahan masalah

dan tahapannya membantu peserta didikmengembangkan rangkaian hubungan kognitif.Dengan mengumpulkan data dan informasilebih banyak untuk menyelesaikan masalah,peserta didik menerapkan kemampuan berpikiranalitis, seperti merepresentasikan,membandingkan, mengklasifikasikan, danmenyimpulkan.

Hal ini didukung oleh Henderson danKuo (2001) yang menyatakan bahwa dengankemampuan memecahkan masalah, membim-bing mahasiswa menyusun lingkungan belajardan memilih strategi untuk memperbaikikinerja kognisi pada masa yang akan datangdapat meningkatkan hasil belajar, khususnyadaya ingat dan pemahaman.

KESIMPULANBerdasarkan hasil penelitian dan

pembahasan di atas, maka dapat dikemukakankesimpulan bahwa melalui pendekatanpembelajaran pemecahan masalah berbasisvideo mampu meningkatkan pemahamankonsep Fisika mahasiswa, yang ditandai dengannilai gain yang dinormalisasi baik pada padatopik Kinematika dan Dinamika Partikel beradapada kategori sedang.

DAFTAR PUSTAKAAnderson, L. W. and Krathwohl, D. R. (eds).

2002. A Taxonomy for LearningTeaching and Assessing. A Revision ofBloom’s Taxonomy of educationObjectives. New York: Addisin Wesley.

Kuo, V. 2004. An explanatory model of physicsfaculty conception about the problemsolving process. University of Minnesota:Ph. D. Thesis.

Gardner, H. 1999. The dicipline mind: What allstudents should understand. NewYork:Simon & Schuster Inc.

Hake and Richard, R. 2002. Relationship ofIndividual Student Normalized LearningGains in Mechanics with Gender, High-School Physics, and Pretest Scores onMathematics and Spatial Visualization.

Simanjuntak, MP.: Peningkatan Pemahaman KonsepFisika Mahasiswa Melalui PendekatanPembelajaran Pemecahan Masalah BerbasisVideo.

Jurnal Pendidikan FisikaISSN 2252-732X

Vol. 1 No. 2 Desember 2012 dikfis pascasarjana unimed60

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

Heller, K., and Heller, P. 1999. Problem-Solving Labs. Introductory Physics IMechanics. Cooperative Group problem-solving in physics.

Henderson, C., and Kuo, V. 2001. Instructors’Ideas about Problem Solving–SettingGoals. Proceedings of the PhysicsEducation Research Conference,Rochester, NY.

Teese, R. 2007. Video Analysis-A MultimediaTool for Homework and ClassAssignments. 12th InternationalConference on Multimedia in PhysicsTeaching and Learning, 13-15 September2007, Wroclaw, Poland.

Wagner A., Altherr, S., Eckert, B., and Jodl, H.J. 2006. Multimedia in physics education:a video for the quantitative analysis of

the centrifugal force and the Coriolisforce. Eur. J. Phys. 27 (2006) L27–L30.

Wenning, C. J. 2006. A pramework forteaching the nature of science. Journal ofPhysics Teacher Education Online. 3(3).3-10. Available at: http:// www.phy.ilstu.edu/jpteo.

Yulaelawaty, E. 2002. Karakteristik pembelajaranMIPA berdasarkan Kurikulum BerbasisKompetensi. Makalah. Disajikan padaseminar pembelajaran MIPA di FPMIPAIKIP Negeri Singaraja, 21 Desember2002.

Zhaoyao, M. 2002. Physics education for the21st century: avoiding a crisis. PhysicsEducation, 37(1). 7-8.

Zollman, D. A. 2001. Modeling Real WorldEvents and Video Data Collection.http://www.phys.ksu.edu/perg.

Simanjuntak, MP.: Peningkatan Pemahaman KonsepFisika Mahasiswa Melalui PendekatanPembelajaran Pemecahan Masalah BerbasisVideo.

Jurnal Pendidikan FisikaISSN 2252-732X