S FIS 1200273 Table of content
KATA PENGANTAR
Assalamu alaikum wr.wb
Puji serta syukur peneliti panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah
memberikan
kekuatan
dan
senantiasa
melimpahkan
rahmat
dan karunia-Nya
sehingga peneliti mampu menyelesaikan skripsi dengan judul “Identifikasi Model
Mental Siswa SMA Pada Materi Konveksi Kalor” yang bertujuan untuk memenuhi
persyaratan dalam menempuh program Sarjana Srata-1 Pendidikan. Shalawat serta
salam peneliti limpahkan kepada Nabi Muhammad SAW serta keluarga yang telah
menuntun umatnya untuk selalu berpegang dijalan Allah SWT.
Dalam penulisan skripsi ini, peneliti menyadari masih banyak kekurangankekurangan, baik dalam konteks penulisan maupun dalam hal penyajian dan analisis
hasil penelitian. Oleh karena itu, kritik dan saran yang ada relevansinya dengan
pembuatan skripsi ini sangat peneliti harapkan demi penyempurnaan skripsi ini.
Tidak lupa, peneliti menyampaikan ucapan terima kasih kepada semua pihak
terkait yang telah membantu peneliti dalam proses penyusunan dan penelitian skripsi
ini. Terutama kepada dosen pembimbing Bapak Dr. Parlindungan Sinaga, M. Si dan
Ibu Ika Mustika Sari, S. Pd., M. Pfis yang telah memberikan pembelajaran dan
bimbingan selama peneliti menempuh masa studi, semoga Allah SWT memberikan
balasan yang setimpal.
Peneliti
berharap
penulisan
skripsi
ini
memberikan
sedikit
sumbangsih
terhadap perkembangan pendidikan di Indonesia dan dapat bermanfaat khususnya
bagi diri peneliti sendiri, umumnya bagi seluruh pembaca.
Bandung, Januari 2017
Peneliti
Rifdah Amalia
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ..............................................................................................i
i
Rifdah Amalia, 2016
ID ENTIFIKASI MOD EL MENTAL SISWA SMA PAD A MATERI KONVEKSI KALOR
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu|perpustakaan.upi.edu
DAFTAR ISI............................................................................................................ii
DAFTAR TABEL...................................................................................................iv
DAFTAR GAMBAR..............................................................................................vi
DAFTAR BAGAN.................................................................................................vii
DAFTAR LAMPIRAN.........................................................................................viii
BAB I PENDAHULUAN..............................................................................................................1
1.1 Latar Belakang Penelitian...................................................................................1
1.2 Rumusan Masalah Penelitian..............................................................................4
1.3 Tujuan Penelitian................................................................................................4
1.4 Manfaat Penelitian..............................................................................................5
1.5 Struktur Organisasi Skripsi.................................................................................5
BAB II LANDASAN TEORITIS.................................................................................................7
2.1 Model Mental dan Peran Model Mental dalam Pembelajaran.............................................7
2.2 Model Mental dalam Fisika.....................................................................................................8
2.3 Kategori Konsepsi Siswa.......................................................................................................12
2.4 Prediksi Siswa.........................................................................................................................14
2.5 Suhu dan Kalor........................................................................................................................14
2.6 Konduksi dan Konveksi Kalor..............................................................................................15
BAB III METODE PENELITIAN.........................................................................17
3.1 Desain Penelitian..............................................................................................17
3.2 Partisipan dan Tempat Penelitian.....................................................................18
3.3 Instrumen Penelitian.........................................................................................18
3.3.1
Tes.......................................................................................................18
3.3.2
Wawancara..........................................................................................19
3.4 Prosedur Penelitian...........................................................................................21
3.5 Analisis Data....................................................................................................22
BAB IV TEMUAN DAN PEMBAHASAN...........................................................27
4.1 Kategori Konsepsi Siswa................................................................................. 27
4.2 Perspektif siswa mengenai suhu dan kalor serta konsepsi siswa mengenai
konveksi kalor..................................................................................................28
4.2.1
Perspektif siswa mengenai suhu..........................................................28
4.2.2
Perspektif siswa mengenai kalor..........................................................30
ii
Rifdah Amalia, 2016
ID ENTIFIKASI MOD EL MENTAL SISWA SMA PAD A MATERI KONVEKSI KALOR
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu|perpustakaan.upi.edu
4.2.3
Konsepsi siswa mengenai konveksi kalor............................................33
4.3 Model mental konveksi kalor siswa..................................................................38
4.3.1
Model X: Hybrid convection................................................................39
4.3.2
Model 1: Difussion-based convection..................................................39
4.3.3
Model 3 : Evenly distributed convection..............................................40
4.3.4
Model 5 : Warmness-topped convection (II) .......................................40
4.4 Hubungan antara Model Mental Siswa dengan Kategori Konsepsi Siswa........41
4.5 Prediksi siswa...................................................................................................42
4.5.1
Pemanasan pada tabung I dan tabung II...............................................42
4.5.2
Pemanasan dengan menggunakan water heater plastik.......................47
4.5.3
Mekanisme perpindahan kalor pada es teh...........................................52
4.5.4
Mekanisme perpindahan kalor pada dua botol yang diberi sekat.........54
4.6 Hubungan Model Mental Siswa dengan Prediksi Siswa...................................61
BAB V SIMPULAN, IMPLIKASI, DAN REKOMENDASI................................................63
5.1
Simpulan.......................................................................................................63
5.2
Implikasi.......................................................................................................64
5.3
Rekomendasi................................................................................................64
DAFTAR PUSTAKA.............................................................................................65
iii
Rifdah Amalia, 2016
ID ENTIFIKASI MOD EL MENTAL SISWA SMA PAD A MATERI KONVEKSI KALOR
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu|perpustakaan.upi.edu
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Model mental yang terbentuk pada penelitian Chiou................................9
Tabel 2. 2 Kategori analisis jawaban 1 tier, 2 tier, 3 tier test...................................12
Tabel 2. 3 Kategori konsepsi siswa.........................................................................13
Tabel 3. 1 Jenis dan Kegunaan Instrumen yang digunakan.....................................18
Tabel 3. 2 Tabel 2x2 untuk menghitung koefisien Kappa.......................................24
Tabel 3. 3 Interpretasi nilai koefisien Kappa...........................................................25
Tabel 4. 1 Hasil data kuantitatif..............................................................................27
Tabel 4. 2 Perspektif siswa mengenai suhu.............................................................28
Tabel 4. 3 Perspektif siswa mengenai kalor............................................................31
Tabel 4. 4 Konsepsi siswa mengenai konveksi kalor..............................................33
Tabel 4. 5 Perspektif dan konsepsi tiap siswa mengenai suhu, kalor, dan konveksi
kalor........................................................................................................................37
Tabel 4. 6 Deskripsi model mental konveksi kalor temuan baru peneliti................38
Tabel 4. 7 Model mental siswa mengenai konveksi kalor.......................................38
Tabel 4. 8 Hubungan Model Mental dan Kategori Konsepsi Siswa........................41
Tabel 4. 9 Alasan dibalik prediksi memilih tabung I...............................................42
Tabel 4. 10 Alasan dibalik prediksi memilih tabung II............................................44
Tabel 4. 11 Alasan dibalik prediksi memilih tabung I dan di ubah menjadi tabung
II.............................................................................................................................44
Tabel 4. 12 Hubungan antara model mental siswa dan prediksi siswa pada tabung I
dan tabung II...........................................................................................................45
Tabel 4. 13 Hubungan antara prediksi siswa dan mekanisme perpindahan kalor pada
tabung II.................................................................................................................46
Tabel 4. 14 Penjelasan siswa mengenai mekanisme perpindahan kalor pada water
heater plastik..........................................................................................................48
Tabel 4. 15 Hubungan antara mekanisme perpindahan kalor pada tabung II dan water
heater plastik.................................................................................................51
Tabel 4. 16 Hubungan antara model mental siswa dan mekanisme perpindahan kalor
pada water heater plastik...............................................................................52
Tabel 4.17 Penjelasan siswa mengenai mekanisme perpindahan kalor pada es teh.52
iv
Rifdah Amalia, 2016
ID ENTIFIKASI MOD EL MENTAL SISWA SMA PAD A MATERI KONVEKSI KALOR
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu|perpustakaan.upi.edu
Tabel 4. 18 Hubungan model mental siswa dan kategori penjelasan siswa mengenai
perpindahan kalor pada es teh.................................................................................54
Tabel 4. 19 Alasan dibalik prediksi (botol atas air dingin-botol bawah air panas)
tidak tercampur kemudian diubah menjadi tercampur............................................55
Tabel 4. 20 Alasan dibalik prediksi botol atas air dingin-botol bawah air panas) akan
tercampur.......................................................................................................55
Tabel 4. 21 Hubungan model mental siswa dan prediksi (botol atas air dingin-botol
bawah air panas).....................................................................................................57
Tabel 4. 22 Alasan di balik prediksi (botol atas air panas -botol bawah air dingin)
akan tercampur.......................................................................................................58
Tabel 4. 23 Alasan di balik prediksi (botol atas air panas -botol bawah air dingin)
tidak akan tercampur...............................................................................................58
Tabel 4. 24 Hubungan model mental siswa dan prediksi (botol atas air panas-botol
bawah air dingin) ...................................................................................................60
Tabel 4. 25 Hubungan model mental siswa dengan prediksi siswa pada suatu
fenomena................................................................................................................61
v
Rifdah Amalia, 2016
ID ENTIFIKASI MOD EL MENTAL SISWA SMA PAD A MATERI KONVEKSI KALOR
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu|perpustakaan.upi.edu
DAFTAR GAMBAR
Gambar 4. 1. Gambar siswa pada tiap model mental...............................................41
Gambar 4. 2. Ilustrasi gambar siswa mengenai mekanisme perpindahan kalor pada
tabung II.................................................................................................................46
vi
Rifdah Amalia, 2016
ID ENTIFIKASI MOD EL MENTAL SISWA SMA PAD A MATERI KONVEKSI KALOR
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu|perpustakaan.upi.edu
DAFTAR BAGAN
Bagan 3. 1 Exploratory mixed methods design.......................................................17
Bagan 3. 2 Prosedur Penelitian...............................................................................21
Bagan 3. 3 Alur Analisis Data Kualitatif................................................................23
Bagan 3. 4 Hubungan antara kategori konsepsi siswa dan model mental siswa......25
vii
Rifdah Amalia, 2016
ID ENTIFIKASI MOD EL MENTAL SISWA SMA PAD A MATERI KONVEKSI KALOR
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu|perpustakaan.upi.edu
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1.
Instrumen Tes...................................................................................69
Lampiran 2.
Lembar Kesediaan Menjadi Penilai Instrumen Tes ..............................78
Lampiran 3.
Lembar Jugdement Alih Bahasa Instrumen Tes...................................81
Lampiran 4.
Lembar Hasil Jugdement Instrumen Tes .............................................99
Lampiran 5.
Hasil Pengolahan Data Kuantitatif 3 tier-test.....................................124
Lampiran 6.
Instrumen Wawancara .....................................................................125
Lampiran 7.
Lembar Kesedian Menjadi Validator Hasil Wawancara ......................128
Lampiran 8.
Lembar Validasi Hasil Wawancara ...................................................130
Lampiran 9.
Pengolahan Data Persetujuan 2 Ahli.................................................174
Lampiran 10.
Surat Permohonan Izin Penelitian.....................................................175
Lampiran 11.
Surat Keterangan Penelitian.............................................................176
viii
Rifdah Amalia, 2016
ID ENTIFIKASI MOD EL MENTAL SISWA SMA PAD A MATERI KONVEKSI KALOR
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu|perpustakaan.upi.edu
Assalamu alaikum wr.wb
Puji serta syukur peneliti panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah
memberikan
kekuatan
dan
senantiasa
melimpahkan
rahmat
dan karunia-Nya
sehingga peneliti mampu menyelesaikan skripsi dengan judul “Identifikasi Model
Mental Siswa SMA Pada Materi Konveksi Kalor” yang bertujuan untuk memenuhi
persyaratan dalam menempuh program Sarjana Srata-1 Pendidikan. Shalawat serta
salam peneliti limpahkan kepada Nabi Muhammad SAW serta keluarga yang telah
menuntun umatnya untuk selalu berpegang dijalan Allah SWT.
Dalam penulisan skripsi ini, peneliti menyadari masih banyak kekurangankekurangan, baik dalam konteks penulisan maupun dalam hal penyajian dan analisis
hasil penelitian. Oleh karena itu, kritik dan saran yang ada relevansinya dengan
pembuatan skripsi ini sangat peneliti harapkan demi penyempurnaan skripsi ini.
Tidak lupa, peneliti menyampaikan ucapan terima kasih kepada semua pihak
terkait yang telah membantu peneliti dalam proses penyusunan dan penelitian skripsi
ini. Terutama kepada dosen pembimbing Bapak Dr. Parlindungan Sinaga, M. Si dan
Ibu Ika Mustika Sari, S. Pd., M. Pfis yang telah memberikan pembelajaran dan
bimbingan selama peneliti menempuh masa studi, semoga Allah SWT memberikan
balasan yang setimpal.
Peneliti
berharap
penulisan
skripsi
ini
memberikan
sedikit
sumbangsih
terhadap perkembangan pendidikan di Indonesia dan dapat bermanfaat khususnya
bagi diri peneliti sendiri, umumnya bagi seluruh pembaca.
Bandung, Januari 2017
Peneliti
Rifdah Amalia
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ..............................................................................................i
i
Rifdah Amalia, 2016
ID ENTIFIKASI MOD EL MENTAL SISWA SMA PAD A MATERI KONVEKSI KALOR
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu|perpustakaan.upi.edu
DAFTAR ISI............................................................................................................ii
DAFTAR TABEL...................................................................................................iv
DAFTAR GAMBAR..............................................................................................vi
DAFTAR BAGAN.................................................................................................vii
DAFTAR LAMPIRAN.........................................................................................viii
BAB I PENDAHULUAN..............................................................................................................1
1.1 Latar Belakang Penelitian...................................................................................1
1.2 Rumusan Masalah Penelitian..............................................................................4
1.3 Tujuan Penelitian................................................................................................4
1.4 Manfaat Penelitian..............................................................................................5
1.5 Struktur Organisasi Skripsi.................................................................................5
BAB II LANDASAN TEORITIS.................................................................................................7
2.1 Model Mental dan Peran Model Mental dalam Pembelajaran.............................................7
2.2 Model Mental dalam Fisika.....................................................................................................8
2.3 Kategori Konsepsi Siswa.......................................................................................................12
2.4 Prediksi Siswa.........................................................................................................................14
2.5 Suhu dan Kalor........................................................................................................................14
2.6 Konduksi dan Konveksi Kalor..............................................................................................15
BAB III METODE PENELITIAN.........................................................................17
3.1 Desain Penelitian..............................................................................................17
3.2 Partisipan dan Tempat Penelitian.....................................................................18
3.3 Instrumen Penelitian.........................................................................................18
3.3.1
Tes.......................................................................................................18
3.3.2
Wawancara..........................................................................................19
3.4 Prosedur Penelitian...........................................................................................21
3.5 Analisis Data....................................................................................................22
BAB IV TEMUAN DAN PEMBAHASAN...........................................................27
4.1 Kategori Konsepsi Siswa................................................................................. 27
4.2 Perspektif siswa mengenai suhu dan kalor serta konsepsi siswa mengenai
konveksi kalor..................................................................................................28
4.2.1
Perspektif siswa mengenai suhu..........................................................28
4.2.2
Perspektif siswa mengenai kalor..........................................................30
ii
Rifdah Amalia, 2016
ID ENTIFIKASI MOD EL MENTAL SISWA SMA PAD A MATERI KONVEKSI KALOR
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu|perpustakaan.upi.edu
4.2.3
Konsepsi siswa mengenai konveksi kalor............................................33
4.3 Model mental konveksi kalor siswa..................................................................38
4.3.1
Model X: Hybrid convection................................................................39
4.3.2
Model 1: Difussion-based convection..................................................39
4.3.3
Model 3 : Evenly distributed convection..............................................40
4.3.4
Model 5 : Warmness-topped convection (II) .......................................40
4.4 Hubungan antara Model Mental Siswa dengan Kategori Konsepsi Siswa........41
4.5 Prediksi siswa...................................................................................................42
4.5.1
Pemanasan pada tabung I dan tabung II...............................................42
4.5.2
Pemanasan dengan menggunakan water heater plastik.......................47
4.5.3
Mekanisme perpindahan kalor pada es teh...........................................52
4.5.4
Mekanisme perpindahan kalor pada dua botol yang diberi sekat.........54
4.6 Hubungan Model Mental Siswa dengan Prediksi Siswa...................................61
BAB V SIMPULAN, IMPLIKASI, DAN REKOMENDASI................................................63
5.1
Simpulan.......................................................................................................63
5.2
Implikasi.......................................................................................................64
5.3
Rekomendasi................................................................................................64
DAFTAR PUSTAKA.............................................................................................65
iii
Rifdah Amalia, 2016
ID ENTIFIKASI MOD EL MENTAL SISWA SMA PAD A MATERI KONVEKSI KALOR
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu|perpustakaan.upi.edu
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Model mental yang terbentuk pada penelitian Chiou................................9
Tabel 2. 2 Kategori analisis jawaban 1 tier, 2 tier, 3 tier test...................................12
Tabel 2. 3 Kategori konsepsi siswa.........................................................................13
Tabel 3. 1 Jenis dan Kegunaan Instrumen yang digunakan.....................................18
Tabel 3. 2 Tabel 2x2 untuk menghitung koefisien Kappa.......................................24
Tabel 3. 3 Interpretasi nilai koefisien Kappa...........................................................25
Tabel 4. 1 Hasil data kuantitatif..............................................................................27
Tabel 4. 2 Perspektif siswa mengenai suhu.............................................................28
Tabel 4. 3 Perspektif siswa mengenai kalor............................................................31
Tabel 4. 4 Konsepsi siswa mengenai konveksi kalor..............................................33
Tabel 4. 5 Perspektif dan konsepsi tiap siswa mengenai suhu, kalor, dan konveksi
kalor........................................................................................................................37
Tabel 4. 6 Deskripsi model mental konveksi kalor temuan baru peneliti................38
Tabel 4. 7 Model mental siswa mengenai konveksi kalor.......................................38
Tabel 4. 8 Hubungan Model Mental dan Kategori Konsepsi Siswa........................41
Tabel 4. 9 Alasan dibalik prediksi memilih tabung I...............................................42
Tabel 4. 10 Alasan dibalik prediksi memilih tabung II............................................44
Tabel 4. 11 Alasan dibalik prediksi memilih tabung I dan di ubah menjadi tabung
II.............................................................................................................................44
Tabel 4. 12 Hubungan antara model mental siswa dan prediksi siswa pada tabung I
dan tabung II...........................................................................................................45
Tabel 4. 13 Hubungan antara prediksi siswa dan mekanisme perpindahan kalor pada
tabung II.................................................................................................................46
Tabel 4. 14 Penjelasan siswa mengenai mekanisme perpindahan kalor pada water
heater plastik..........................................................................................................48
Tabel 4. 15 Hubungan antara mekanisme perpindahan kalor pada tabung II dan water
heater plastik.................................................................................................51
Tabel 4. 16 Hubungan antara model mental siswa dan mekanisme perpindahan kalor
pada water heater plastik...............................................................................52
Tabel 4.17 Penjelasan siswa mengenai mekanisme perpindahan kalor pada es teh.52
iv
Rifdah Amalia, 2016
ID ENTIFIKASI MOD EL MENTAL SISWA SMA PAD A MATERI KONVEKSI KALOR
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu|perpustakaan.upi.edu
Tabel 4. 18 Hubungan model mental siswa dan kategori penjelasan siswa mengenai
perpindahan kalor pada es teh.................................................................................54
Tabel 4. 19 Alasan dibalik prediksi (botol atas air dingin-botol bawah air panas)
tidak tercampur kemudian diubah menjadi tercampur............................................55
Tabel 4. 20 Alasan dibalik prediksi botol atas air dingin-botol bawah air panas) akan
tercampur.......................................................................................................55
Tabel 4. 21 Hubungan model mental siswa dan prediksi (botol atas air dingin-botol
bawah air panas).....................................................................................................57
Tabel 4. 22 Alasan di balik prediksi (botol atas air panas -botol bawah air dingin)
akan tercampur.......................................................................................................58
Tabel 4. 23 Alasan di balik prediksi (botol atas air panas -botol bawah air dingin)
tidak akan tercampur...............................................................................................58
Tabel 4. 24 Hubungan model mental siswa dan prediksi (botol atas air panas-botol
bawah air dingin) ...................................................................................................60
Tabel 4. 25 Hubungan model mental siswa dengan prediksi siswa pada suatu
fenomena................................................................................................................61
v
Rifdah Amalia, 2016
ID ENTIFIKASI MOD EL MENTAL SISWA SMA PAD A MATERI KONVEKSI KALOR
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu|perpustakaan.upi.edu
DAFTAR GAMBAR
Gambar 4. 1. Gambar siswa pada tiap model mental...............................................41
Gambar 4. 2. Ilustrasi gambar siswa mengenai mekanisme perpindahan kalor pada
tabung II.................................................................................................................46
vi
Rifdah Amalia, 2016
ID ENTIFIKASI MOD EL MENTAL SISWA SMA PAD A MATERI KONVEKSI KALOR
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu|perpustakaan.upi.edu
DAFTAR BAGAN
Bagan 3. 1 Exploratory mixed methods design.......................................................17
Bagan 3. 2 Prosedur Penelitian...............................................................................21
Bagan 3. 3 Alur Analisis Data Kualitatif................................................................23
Bagan 3. 4 Hubungan antara kategori konsepsi siswa dan model mental siswa......25
vii
Rifdah Amalia, 2016
ID ENTIFIKASI MOD EL MENTAL SISWA SMA PAD A MATERI KONVEKSI KALOR
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu|perpustakaan.upi.edu
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1.
Instrumen Tes...................................................................................69
Lampiran 2.
Lembar Kesediaan Menjadi Penilai Instrumen Tes ..............................78
Lampiran 3.
Lembar Jugdement Alih Bahasa Instrumen Tes...................................81
Lampiran 4.
Lembar Hasil Jugdement Instrumen Tes .............................................99
Lampiran 5.
Hasil Pengolahan Data Kuantitatif 3 tier-test.....................................124
Lampiran 6.
Instrumen Wawancara .....................................................................125
Lampiran 7.
Lembar Kesedian Menjadi Validator Hasil Wawancara ......................128
Lampiran 8.
Lembar Validasi Hasil Wawancara ...................................................130
Lampiran 9.
Pengolahan Data Persetujuan 2 Ahli.................................................174
Lampiran 10.
Surat Permohonan Izin Penelitian.....................................................175
Lampiran 11.
Surat Keterangan Penelitian.............................................................176
viii
Rifdah Amalia, 2016
ID ENTIFIKASI MOD EL MENTAL SISWA SMA PAD A MATERI KONVEKSI KALOR
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu|perpustakaan.upi.edu