PENGARUH METODE INQUIRY BERBASIS MEDIA PEMBELAJARAN SIMULASI PhET (CIRCUIT CONSTRUCTION KIT) TERHADAP PRESTASI BELAJAR FISIKA DI SMA PANGUDI LUHUR SEDAYU KELAS X SKRIPSI
PENGARUH METODE INQUIRY BERBASIS MEDIA
PEMBELAJARAN SIMULASI PhET (CIRCUIT
CONSTRUCTION KIT) TERHADAP PRESTASI BELAJAR
FISIKA DI SMA PANGUDI LUHUR SEDAYU KELAS X
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan
Program Studi Pendidikan Fisika
Oleh:
Onto Kisworo
NIM: 081424029
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
PENGARUH METODE INQUIRY BERBASIS MEDIA
PEMBELAJARAN SIMULASI PhET (CIRCUIT
CONSTRUCTION KIT) TERHADAP PRESTASI BELAJAR
FISIKA DI SMA PANGUDI LUHUR SEDAYU KELAS X
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan
Program Studi Pendidikan Fisika
Oleh:
Onto Kisworo
NIM: 081424029
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
ABSTRAK
Onto Kisworo. 2012. Pengaruh Metode Inquiry Berbasis Media Pembelajaran Simulasi PhET (Circuit Construction Kit) Terhadap Prestasi Belajar Fisika di SMA Pangudi Luhur Sedayu Kelas X Tahun Ajaran 2011/2012. Program Studi Pendidikan Fisika, Jurusan Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sanata Dharma.
Penelitian ini bertujuan (1) untuk mengetahui dengan metode inquiry berbasis media simulasi PhET dapat meningkatan prestasi belajar siswa dan (2) untuk mengetahui terdapat perbedaan signifikan atau tidak antara siswa memakai simulasi komputer dengan siswa yang memakai alat laboratorium tentang materi Hukum Ohm. Jenis penelitian yang digunakan adalah penelitian kuantitatif. Penelitian dilaksanakan di SMA Pangudi Luhur Sedayu.
Sampel penelitian adalah 66 siswa yang terdiri dari 32 siswa kelas XB dan 34 siswa kelas XC. Kelas XB menjadi kelompok Kelas Laboratorium dan kelas
XC menjadi kelompok Kelas Simulasi. Kelompok Kelas Simulasi diberi treatment dengan melakukan praktikum sendiri-sendiri menggunakan simulasi komputer PhET dan kelompok Kelas Laboratorium diberi treatment dengan melakukan praktikum menggunakan alat-alat laboratorium secara berkelompok. Siswa kelompok Kelas Simulasi melakukan praktikum dengan menjalankan komputer sendiri.
Sebelum melakukan praktikum, kedua kelompok diuji dengan tes awal. Setelah diberi treatment siswa diuji dengan tes akhir. Tes awal dan tes akhir sudah diuji validitas dan reliabilitasnya. Untuk mengetahui ada atau tidaknya peningkatan prestasi belajar dengan menggunakan metode inquiry berbasis media simulasi PhET, hasil skor yang diperoleh kelompok Kelas Simulasi perlu diuji dengan statistik Paired T-Test dan untuk mengetahui ada atau tidaknya perbedaan yang signifikan antara metode inquiry berbasis media pembelajaran simulasi PhET (Circuit Construction Kit) dengan metode eksperimen di laboratorium menggunakan statistik T-test Independent.
Hasil penelitian adalah (1) metode inquiry berbasis media simulasi PhET (Circuit Construction Kit) dapat meningkatan prestasi belajar siswa, ditunjukkan dengan signifikansi (p = 0,000 < α = 0,05) dan rerata skor (skor rerata tes awal adalah 11,96 dan skor rerata tes akhir adalah 16,13); dan (2) terdapat perbedaan signifikan (p = 0,044 < α = 0,05) antara metode inquiry berbasis media pembelajaran simulasi PhET (Circuit Construction Kit) dengan metode eksperimen di laboratorium, metode inquiry berbasis media pembelajaran simulasi PhET (Circuit Construction Kit) lebih baik daripada metode eksperimen di laboratorium dalam hal meningkatkan pretasi belajar siswa tentang materi Hukum Ohm.
ABSTRACT
Onto Kisworo. 2012. The Effect of Inquiry–based Method Using
Simulation PhET (Circuit Construction Kit) Use on The Tenth Grade Students’
Learning Achievement Physics in Pangudi Luhur Sedayu Senior High School .
Physics Education Study Program, Department of Mathematical and Natural Science Education, Faculty of Teachers Training and Education, Sanata Dharma University.
The research was intended to know (1) whether the inquiry-based PhET computer simulations could improve students’ learning achievement and (2) whether the result of the achievement test Ohm Law concepts showed a significant difference between the student who used computer simulations and those who used laboratory equipments. This research was quantitative research which was conducted in Pangudi Luhur Sedayu high school.
The research sampels were 66 students of tenth grade students, consisting of 32 students from XB and 34 students from XC. Students while XC was the simulation class. The simulation class was given a treament to practice using PhET computer simulation, while the laboratory class was aksed to practice using laboratory equipments in group. The simulation class conducted practice by operating the computer simulation by themselve.
Prior to the practice both groups were given pretest. After the treatment, both of groups were given a posttest. The pretest and posttest had been verified for their validity and reliability.
A paired t-test was employed to know the improvement of the students’ learning achievment, while an independent t-test was using to find out the significant difference in the result achievement tests on Omh Law concepts between students in the simulation group and those using laboratory equipments.
The result showed that (1) the inquiry-based method using PhET computer simulation could increase students’ learning achievement; and (2) there was a significant difference between the inquiry-based method using PhET computer simulation and the laboratory equipment method. Inquiry–based method using simulation PhET performed better in improving students’ learning achievement on Ohm Law concepts.
KATA PENGANTAR
Pertama-tama penulis mengucapkan puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Penulis mengajukan skripsi ini untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Fisika. Begitu besar bantuan dan dukungan yang sangat berguna bagi kemajuan penulis untuk berkarya menjadi seorang guru. Penulis mengucapkan terima kasih, kepada:
1. Drs. A. Atmadi, M.Si, selaku Ketua Program Studi Pendidikan Fisika yang mengarahkan dengan baik.
2. Rohandi, Ph.D, selaku Dosen Pembimbing yang telah sabar membimbing dan memberikan nasehat-nasehat yang berguna dalam penulisan skripsi maupun dalam menjadi seorang guru.
3. Br. Agustinus Mujiya, S.Pd, FIC, selaku Kepala Sekolah Menengah Atas Pangudi Luhur sedayu yang telah memberikan ijin kepada penulis untuk melakukan penelitian di SMA Pangudi Luhur Sedayu dan menerima penulis dengan ramah.
4. FX. Purwonggo, S.Pd, selaku guru fisika Sekolah Menengah Atas Pangudi Luhur Sedayu yang membimbing selama persiapan penelitian.
5. Agustinus Suradi, S.Kom, selaku guru komputer Sekolah Menengah Atas Pangudi Luhur Sedayu yang membantu kesiapan komputer selama penelitian.
6. Guru-guru dan Karyawan Sekolah Menengah Atas Pangudi Luhur sedayu yang ramah.
7. Siswa-siswi kelas XB dan XC SMA Pangudi Luhur Sedayu Tahun Pelajaran 2011/2012 yang cukup antusias dalam penelitian.
8. Theresia Gusti Putu Yuniari dan teman-teman Pendidikan Fisika yang memberikan dukungan.
9. Keluarga besar di Sedayu yang selalu memberikan dukungan.
Semoga kebaikan dari pihak-pihak tersebut mendapatkan pahala dari Tuhan Yang Maha Esa dan semoga penelitian ini bermanfaat bagi pembaca.
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL..................................................................................... .... i HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING............................................ … ii HALAMAN PENGESAHAN.......................................................................… iii HALAMAN PERSEMBAHAN........................................................ …............ iv PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ........................................................... v LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA
ILMIAH............................................................................................................ vi ABSTRAK.....................................................................................................… vii
ABSTRACT ........................................................................................…............ viii
KATA PENGANTAR....................................................................................... ix DAFTAR ISI..................................................................................................… xi DAFTAR TABEL…………………………………………………………….. xiv DAFTAR GAMBAR………………………………………………………….. xv DAFTAR LAMPIRAN……………………………………………………….. xvi BAB I PENDAHULUAN.................................................................................
1 A. Latar Belakang Masalah………………………………………………..
1 B. Rumusan Masalah………………………………………………………
4 C. Tujuan Penelitian……………………………………………………….
4 D. Batasan Masalah………………………………………………………..
4
BAB II LANDASAN TEORI…………………...………………………………
6 A. Metode Inquiry………………………………………………………….
6 B. Simulasi Komputer PhET (Circuit Construction Kit).…………………
7 C. Metode Eksperimen di Laboratorium………………….....……………. 14
D. Pengertian Belajar…………………………………………………….... 16
E. Pengertian Konsep……………………………………...………………. 16
F. Prestasi Belajar…………………………………………………………. 17
G. Hukum Ohm……………………………………………………………. 17
BAB III METODOLOGI PENELITIAN…………………...………………….. 19 A. Desain Penelitian……………………………………………………….. 19 B. Sampel…………………………………………………………………. 19 C. Treatment………………………………………………………………. 20
1. Treatment pada Kelompok Kelas Laboratorium…………………. 20
2. Treatment pada Kelompok Kelas Simulasi………………………. 21
D. Instrumen………………………………………………………………. 23
E. Uji Instrumen……………………………………………………..……. 25
F. Metode Pengumpulan Data………………………………………..…… 28
G. Metode Analisis Data……………………………………………..……. 30
BAB IV DATA DAN ANALISIS DATA…………………...………………… 32 A. Deskripsi Pelaksanaan Penelitian…………………...………………..... 32
1. Pelaksanaan Pembelajaran di Laboratorium……………………..... 32 2. Pelaksanaan Pembelajaran Menggunakan Simulasi PhET….….....
33 B. Hasil Penelitian…………………...…………………………………..... 35
1. Kelompok Kelas Laboratorium…………………...……………..... 35 a. Tes Awal…………………….……...............……………….....
35
c. Hasil Uji T-Test…………………….……......………………..... 37
d. Paparan Kualitatif Selama Proses Belajar di Laboratorium……. 38
e. Pembahasan…………………….……......……………………... 42
2. Kelompok Kelas Simulasi…………………...……………............. 44
a. Tes Awal…………………….……...............………………...... 44
b. Tes Akhir…………………….……...............………………..... 44
c. Hasil Uji T-Test…………………….……......………………..... 45
d. Paparan Kualitatif Selama Proses Belajar Menggunakan Simulasi…………………….……......………………................
46
e. Pembahasan…………………….……......…………………….... 50
C. Perbedaan antara Metode Eksperimen di Laboratorium dengan Metode
Inquiry Berbasis Media Pembelajaran Simulasi PhET………………..... 51
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN..…………………...…………………. 59 A. Kesimpulan……………………..…………………...………………...... 59 B. Saran………....…………………...…………………………………...... 60 DAFTAR PUSTAKA…………………...…………………...…………………. 62 LAMPIRAN..…………………...………………………………………………. 65
DAFTAR TABEL
Tabel 1: Kisi-kisi Instrumen Hasil Belajar Materi Hukum Ohm...….............25 Tabel 2: Hasil Output SPSS 16 Deskripsi Tes Awal Kelompok Kelas Laboratorium....................................................................................
35 Tabel 3: Hasil Output SPSS 16 Deskripsi Tes Akhir Kelompok Kelas Laboratorium....................................................................................
36 Tabel 4: Hasil T-Test Kelompok Kelas Laboratorium................……...........
37 Tabel 5: Hasil Output SPSS 16 Deskripsi Tes Awal Kelompok Kelas Simulasi............................................................................................
44 Tabel 6: Hasil Output SPSS 16 Deskripsi Tes Akhir Kelompok Kelas Simulasi............................................................................................
44 Tabel 7: Hasil T-Test Kelompok Kelas Simulasi....................………...........
45 Tabel 8: Hasil T-Test Tes Awal Kedua Kelompok........................................
52 Tabel 9: Hasil T-Test Tes Akhir Kedua Kelompok........................................
53 Tabel 10: Deskripsi keunggulan dan kelemahan dari metode eksperimen di laboratorium (dengan alat yang terbatas dan belum terstandarisasi sebagai peralatan laboratorium fisika yang memadai) dan metode inquiry berbasis simulasi PhET................................................................................................
56
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1: Tampilan simulasi Circuit Construction Kit..………...…............9 Gambar 2: Grafik hubungan antara V dan I...........................……….............
18 Gambar 3: Tampilan simulasi pada layar monitor dan fungsinya..…............
22 Gambar 4: Grafik rerata skor yang diperoleh kelompok Kelas Laboratorium dan kelompok Kelas Simulasi.....…......................…............…............
54
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1: Silabus........…………………………………………...…...........65 Lampiran 2: Rencana Pelaksanaan Pembelajaran Kelas XB....………...........
66 Lampiran 3: Rencana Pelaksanaan Pembelajaran Kelas XC....………...........
73 Lampiran 4: Lembar Kerja Siswa Kelas XB....…........................……...........
80 Lampiran 5: Lembar Kerja Siswa Kelas XC....………...................................
83 Lampiran 6: Kunci Jawaban Lembar Kerja Siswa Kelas XB....………...........
86 Lampiran 7: Kunci Jawaban Lembar Kerja Siswa Kelas XC....………...........
89 Lampiran 8: Soal Tes Awal (Pre-test)..............................................................
92 Lampiran 9: Soal Tes Akhir (Post-test)....……….............................................
94 Lampiran 10: Kunci Jawaban Tes....………....................................................
96 Lampiran 11: Hasil Skor Kelompok Kelas Laboratorium dan Kelompok Kelas Simulasi....……..................................................…......................
98 Lampiran 12: Analisis Validitas Isi....……........................................…...........
99 Lampiran 13: Analisis Reliabilitas....………................................................... 100 Lampiran 14: Lembar Observasi....………...................................................... 103 Lampiran 15: Hasil Observasi....……….......................................................... 104 Lampiran 16: Hasil Wawancara....…....….......................................…........... 106 Lampiran 17: Penilaian Rater 1....………........................................................ 109 Lampiran 18: Penilaian Rater 2.....................………....................................... 112
Lampiran 19: Surat Ijin Penelitian....……….................................................... 115 Lampiran 20: Soal Latihan Simulasi PhET.....………....................................... 116 Lampiran 21: Pedoman Cara Menggunakan Simulasi...................................... 117
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Pendidikan di SMA telah melaksanakan Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP) sehingga tujuan pendidikan di SMA lebih menekankan kompetensi yang harus dikuasai oleh siswa setelah mengalami pembelajaran. Penekanan pada kompetensi sangat penting dalam pendidikan di SMA,
khususnya dalam pendidikan fisika. Tekanan kompetensi sangat menuntut guru fisika untuk kreatif dalam memilih metode pembelajaran yang benar-benar dapat meningkatkan minat dan prestasi belajar siswa secara signifikan. Dengan demikian sangat penting bagi guru fisika untuk berusaha mengembangkan proses belajar mengajar (PBM) yang dapat meningkatkan minat dan prestasi belajar siswa.
Dalam hal pengembangan minat dan prestasi belajar fisika masih menjadi perhatian sekolah. Suparno (2008: 2) memaparkan bahwa kebanyakan siswa mengatakan fisika itu menakutkan, sulit dipelajari, banyak hitungan dan rumus. Keingintahuan siswa dalam belajar fisika pada dasarnya besar dan dapat dipupuk dengan proses pembelajaran yang mendukung terciptanya minat pada fisika.
Namun, apabila media pembelajaran yang dipakai masih kurang memfasilitasi keingintahuan siswa maka kemungkinan keingintahuan siswa tersebut akan terkikis dan hilang. Keasyikan dalam mempelajari konsep-konsep fisika juga akan hilang.
Dari hasil observasi awal dan wawancara guru di lokasi penelitian ditemukan bahwa metode ceramah masih sering digunakan di sekolah. Guru memaparkan bahwa metode eksperimen di laboratorium juga diterapkan di sekolah walau tidak sering. Contoh yang telah dilaksanakan adalah praktikum tentang Kalor. Untuk praktikum tentang Hukum Ohm juga pernah dilakukan. Selama observasi awal ditemukan bahwa sekolah memiliki keterbatasan alat sehingga praktikum dilakukan secara berkelompok. Keadaan demikian menjadikan proses inkuiri dalam praktikum belum optimal bagi setiap siswa. Dalam pendidikan sains, pembelajaran menggunakan metode inquiry di laboratorium merupakan hal utama untuk dikembangkan.
Di lokasi penelitian, kelengkapan infrastruktur yang dimiliki sekolah antara lain tersedianya laboratorium komputer. Keadaan ini sangat memungkinkan untuk pengembangan pembelajaran sains dengan mengoptimalkan laboratorium komputer dalam bentuk virtual lab. Hal ini sekaligus dapat mengoptimalkan keterbatasan alat laboratorium. Metode pembelajaran inquiry secara virtual lab dengan simulasi komputer memungkinkan untuk dilaksanakan di sekolah karena di sekolah telah memiliki laboratorium komputer yang cukup bagi setiap siswa. Maka dengan adanya kemajuan teknologi informatika dapat digunakan untuk mendukung kemajuan pendidikan fisika. Simulasi komputer diharapkan dapat semakin memfasilitasi
Salah satu simulasi komputer adalah simulasi Circuit Construction Kit yang dikembangkan oleh Physics Education Technology (PhET). Simulasi PhET adalah simulasi yang dapat menunjang pembelajaran, seperti memberikan kesempatan belajar tentang konsep-konsep fisika dengan nyaman, menantang dan tepat (Wieman, Adams & Perkins, 2008: 682-683). Simulasi PhET dapat menjadi alat yang sangat membantu dalam pengajaran fisika namun perlu diperhatikan dalam mendesain, menguji, dan menggunakannya secara efektif dengan kompetensi pedagogik (Wieman, Perkins & Adams, 2008: 398). Dengan demikian, guru fisika dapat merencanakan pembelajaran dan mengembangkan proses belajar mengajar sehingga dapat meningkatkan minat dan prestasi belajar siswa.
Dengan melihat hal-hal di atas, dalam penelitian ini media pembelajaran simulasi PhET (Circuit Construction Kit) dengan penekanan pada model inkuiri sains diimplementasikan untuk melihat sejauh mana peningkatan prestasi belajar siswa tentang materi Hukum Ohm. Di samping itu pembelajaran fisika menggunakan model eksperimen di laboratorium fisika juga diimplementasikan dalam penelitian ini. Dengan mengimplementasikan kedua model itu diharapkan hasil penelitian dapat memberi gambaran tentang peningkatan pemahaman siswa dan melihat berbagai hal terkait dengan optimalisasi proses pembelajaran dalam konteks sekolah yang memiliki peralatan laboratorium fisika yang terbatas.
B. Rumusan Masalah
1. Apakah metode inquiry berbasis media pembelajaran simulasi PhET (Circuit Construction Kit) dapat meningkatkan prestasi belajar siswa tentang materi Hukum Ohm?
2. Apakah ada perbedaan prestasi siswa yang signifikan antara siswa metode inquiry berbasis media pembelajaran simulasi PhET (Circuit
Construction Kit ) dan siswa metode eksperimen di laboratorium?
C. Tujuan Penelitian
1. Mengetahui, apakah metode inquiry berbasis media pembelajaran simulasi PhET (Circuit Construction Kit) dapat meningkatkan prestasi belajar siswa tentang materi Hukum Ohm.
2. Mengetahui, apakah ada perbedaan prestasi siswa yang signifikan antara siswa metode inquiry berbasis media pembelajaran simulasi PhET (Circuit Construction Kit) dan siswa metode eksperimen di laboratorium.
D. Batasan Masalah
Dalam penelitian yang dilakukan, metode eksperimen di laboratorium dilaksanakan di laboratorium fisika dengan langkah dan prosedur yang mengikuti langkah inkuiri sains namun dilaksanakan dengan menggunakan alat yang terbatas dan kualitas peralatan sangat sederhana dan belum terstandarisasi sebagai peralatan laboratorium fisika yang memadai.
E. Manfaat Penelitian
1. Manfaat bagi siswa SMA Manfaat yang dapat diambil bagi siswa adalah siswa mengalami peningkatan prestasi belajar tentang materi Hukum Ohm dengan metode
inquiry berbasis media pembelajaran simulasi PhET (Circuit Construction Kit ).
2. Manfaat bagi Sekolah Dengan metode inquiry berbasis media pembelajaran simulasi PhET
(Circuit Construction Kit) ini dapat dijadikan alternatif pilihan dalam mengajar.
3. Manfaat bagi peneliti Manfaat bagi peneliti adalah dengan adanya kegiatan meneliti, semakin menumbuhkan kekritisan dan ketajaman melihat keadaan dunia pendidikan.
BAB II LANDASAN TEORI A. Metode Inquiry Suparno (2007: 65) menjelaskan metode inquiry (penyelidikan) adalah
salah satu metode mengajar yang sangat konstruktivistis, di mana dalam metode pengajaran menggunakan pendekatan induktif dalam menemukan pengetahuan dan berpusat pada keaktifan siswa. Siswa diminta belajar mandiri. Belajar mandiri mengandalkan inisiatif pribadi dalam mendiagnosis kebutuhan belajar, merumuskan tujuan belajar, mendayagunakan sumber-sumber belajar, baik yang berupa materi atau yang berasal dari orang lain, memilih dan menerapkan strategi belajar tertentu dan mengevaluasi hasil belajar (Sudarmanto, 1993: 2-3).
Model inquiry yang dipakai adalah guided inquiry (penyelidikan terarah). Guru banyak mengarahkan dan memberikan petunjuk baik lewat prosedur dan pertanyaan-pertanyaan pengarahan selama proses inquiry (Suparno, 2007: 68).
Setiap siswa diberikan lembar kerja siswa (LKS) untuk membantu mengarahkan siswa dalam menyelidiki suatu hal. Bahan yang disajikan adalah bahan setengah jadi. Jadi siswa diminta untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan terstruktur. Dengan menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut diharapkan siswa dapat memahami suatu objek kajian tertentu.
Kindsvatter, Wilen, & Ishler (1996: 263-267) menjelaskan langkah- langkah dalam melakukan metode inquiry dalam Suparno (2007: 66-67) yaitu pertama menentukan persoalan yang ingin dipecahkan dengan metode inquiry. Langkah berikutnya siswa diminta untuk mengajukan jawaban sementara tentang persoalan itu. Langkah selanjutnya adalah siswa mencari dan mengumpulkan data sebanyak-banyaknya untuk membuktikan apakah hipotesis mereka benar atau tidak. Data yang sudah dikumpulkan harus dianalisis untuk dapat membuktikan hipotesis benar atau tidak. Dari data dikelompokkan dan dianalisis, kemudian diambil kesimpulan dengan generalisasi. Setelah diambil kesimpulan dicocokan dengan hipotesis, apakah hipotesis diterima atau tidak.
B. Simulasi Komputer PhET (Circuit Construction Kit)
Physics Education Technology (PhET) menciptakan simulasi interaktif
dengan tujuan untuk meningkatkan minat siswa dan proses pembelajaran (Wieman & Perkins, 2006: 290). Simulasi interaktif adalah simulasi yang memberikan informasi kepada pelajar tentang suatu objek atau kejadian yang dilandasi oleh asas-asas ilmu (Alessi & Trollip, 2001: 217). Simulasi interaktif lebih menekankan cara bagaimana pelajar berinteraksi dengan simulasi. Pelajar menjalankan simulasi dengan memilih nilai-nilai untuk berbagai parameter, mengamati kejadian yang terjadi, menterjemahkan hasil, dan kemudian menjalankan lagi dengan nilai-nilai berbagai parameter yang baru.
Lebih dari 80 simulasi telah dikembangkan. Simulasi dapat diunduh secara gratis lewat internet di alamat http://phet.colorado.edu. Wieman et al. (2010: 225) menjelaskan bahwa keunikan simulasi adalah dapat digunakan dalam beberapa metode pembelajaran, seperti ceramah dengan demonstrasi, pekerjaan rumah (PR), kelompok belajar dan eksperimen.
Simulasi Circuit Construction Kit adalah salah satu simulasi laboratorium dari PhET (dapat dilihat pada Gambar 1). Dalam simulasi Circuit Construction
Kit terdapat tempat bagi siswa untuk merangkai rangkaian listrik sederhana. Jadi,
siswa dapat merangkai komponen-komponen, seperti bola lampu, hambatan, baterai, saklar dan kabel. Tayangan nyata voltmeter dan ampermeter digunakan untuk mengukur tegangan dan arus listrik. Dalam simulasi ditayangkan aliran elektron yang melewati rangkaian dan sekaligus tetap dapat mengatur hambatan pada komponen (termasuk bola lampu) atau tegangan baterai pada saat elektron mengalir. Simulasi juga menayangkan peristiwa baterai terbakar bila arus sangat besar. Elektron yang bergerak dalam rangkaian, cahaya lampu dan energi yang hilang, sesuai dengan Hukum Kirchoff. Perkins et al. (2006: 18) menjelaskan bawah simulasi secara khusus dibuat dengan desain yang mendukung siswa untuk mengkonstruksi sebuah pemahaman konsep fisika melalui penelusuran.
Alessi & Trollip (2001: 214) menjelaskan simulasi tidak hanya tiruan sebuah kejadian; simulasi juga menyederhanakan kejadian tersebut dengan mengabaikan, mengubah, menambah bagian kecil-kecil atau menonjolkan. Dengan model penyederhanaan ini, pelajar dapat memecahkan persoalan, belajar bagaimana untuk mengaturnya, atau belajar bagaimana tindakan yang harus dilakukan bila berada pada situasi yang berbeda. Jadi tujuannya adalah untuk membantu pelajar membangun pengetahuan mereka sendiri dari sebuah kejadian atau langkah-langkah, memberikan kesempatan bagi mereka untuk menjelajahi, berlatih, menguji, mengembangkan pengetahuan secara aman dan tepat.
Simulasi Circuit Construction Kit telah diterjemahkan dalam Bahasa Indonesia sehingga memberikan kemudahan bagi siswa untuk mengerti nama- nama dari berbagai ikon pada simulasi. Dalam menampilkan simulasi ini bila tidak terkoneksi dengan internet diperlukan program Java. Program Java harus diinstall terlebih dahulu. Program Java dapat diunduh secara gratis melalui internet di alamat http://java.com/en/download/index.jsp.
Gambar 1. Tampilan simulasi Circuit Construction Kit. Suparno (2007: 108) menjelaskan secara sederhana, simulasi komputer adalah model pembelajaran menggunakan program komputer untuk mensimulasikan beberapa percobaan fisika, tidak lewat percobaan di laboratorium, tetapi lewat monitor komputer dan siswa dapat mempelajari dari simulasi itu. Dalam simulasi fisika, sebuah objek atau peristiwa fisika ditayangkan kembali lewat layar komputer, memberikan sebuah kesempatan bagi pengguna untuk mempelajarinya (Alessi & Trollip, 2001: 215). Dalam simulasi itu siswa dapat memanipulasi berbagai variabel, mengumpulkan data, menganalisis data dan mengambil kesimpulan. Dengan proses belajar seperti ini tampak jelas bahwa simulasi komputer merupakan pembelajaran yang konstruktivis karena siswa berproses sendiri membangun pengetahuan mereka (Suparno, 2007: 108).
Beberapa keuntungan pembelajaran menggunakan simulasi komputer, sebagai berikut:
1. Wieman et al. (2010: 225) menjelaskan bahwa simulasi dapat digunakan dengan beberapa metode pembelajaran, seperti ceramah dengan demonstrasi, sebagai pekerjaan rumah (PR), kelompok belajar dan eksperimen.
2. Keunggulan simulasi komputer sebagai alat pembelajaran daripada dunia nyata adalah dapat menyembunyikan atau menonjolkan, bisa mengatur waktu dan pengguna baru dapat merasakan hal yang sama seperti pengetahuan para ahli (Wieman & Perkins, 2006: 292).
3. Dapat mensimulasikan percobaan yang sulit dan alatnya mahal dengan cara yang murah.
4. Natural feedback dalam simulasi adalah umpan balik dari simulasi yang
mirip atau serupa dengan apa yang terjadi di dunia nyata. Keuntungan
natural feedback adalah lebih menyenangkan, lebih menantang, lebih
menarik, dan dapat meningkatkan transfer belajar (Alessi & Trollip, 2001: 254-256).
5. Artificial feedback dapat juga ditunjukkan dengan teks peringatan, yang tidak terjadi di dunia nyata (Alessi & Trollip, 2001: 254).
6. Umpan balik langsung yang diberikan oleh simulasi kepada pengguna sekalipun berupa artificial, hal ini berguna untuk mencegah terjadinya kesalahan dan meningkatkan efisiensi pembelajaran (Alessi & Trollip, 2001: 256).
7. Kejadian mikro dapat diperlihatkan simulasi sehingga siswa lebih ingin tahu untuk memperbaiki konsepnya menjadi lebih lengkap.
8. Penggunaan simulasi komputer ini sangat menguntungkan karena siswa dapat melakukannya sendiri berkali-kali. Dengan demikian mereka dapat mengerti konsep yang dipelajari secara tepat (Suparno, 2007:108).
9. Para ahli miskonsepsi menemukan bahwa simulasi komputer dapat membantu menghilangkan miskonsepsi siswa karena siswa dapat membandingkan pemikirannya yang tidak benar dengan simulasi yang mereka lakukan dan lihat (Suparno, 2007: 110).
10. Perkins et al. (2006: 22) menjelaskan bahwa dengan simulasi ini siswa dapat melakukan penelusuran dan mengkonstruksi pemahaman konsep fisika dengan peralatan yang ideal sebelum melakukan eksperimen dengan peralatan yang sesungguhnya.
Simulasi komputer juga dapat digunakan sebagai pengganti percobaan di laboratorium karena berbagai alasan yaitu:
1. Alessi & Trollip (2001: 226-228) menjelaskan keuntungan belajar lewat simulasi komputer daripada dunia nyata, sebagai berikut: a. Keamanan saat melakukan eksperimen.
b. Dapat mengatur waktu dengan mempercepat proses kejadian yang membutuhkan waktu lama bila terjadi di dunia nyata. Dan dapat diperlambat untuk melihat gerakan yang di dunia nyata sangat cepat dan sulit untuk diamati.
c. Kerapkali penting untuk belajar bagaimana sepakat dengan peristiwa-peristiwa yang jarang ditemui. Di dalam simulasi, hal ini dapat terjadi dan dapat diulang-ulang seperlunya untuk memastikan bahwa pelajar dapat sepakat dengan peristiwa itu.
d. Karena simulasi adalah penyederhanaan dari dunia nyata, maka simulasi menjadi lebih bermanfaat untuk dipelajari daripada beberapa lingkungan di dunia nyata. Situasi dunia nyata penuh dengan ganguan yang sifatnya tidak dapat dihindari. Dengan hal seperti ini maka tidak mengherankan bila butuh waktu lama untuk e. Perbedaan jenis kerumitan adalah jumlah dari variabel dalam sebuah kejadian. Kejadian-kejadian dalam ilmu pengetahuan alam (IPA) memiliki ratusan variabel di dunia nyata dan menyebabkan dampak yang berkaitan antara satu variabel dengan variabel yang lain.
Simulasi setuju hanya dengan variabel yang lebih penting, hal ini memberikan pengaruh yang besar pada hasil belajar. Sebagai alat pengajaran suatu penyederhanaan dari dunia nyata sering bermanfaat karena pelajar cenderung bingung dengan banyaknya jumlah variabel yang harus dijaga.
f. Simulasi lebih baik daripada alat yang sesungguhnya. Karena simulasi lebih murah, dapat digunakan kapan saja, dan dapat diulang-ulang.
g. Simulasi juga lebih dapat dikontrol daripada dunia nyata. Sudah disebutkan bahwa simulasi bukan hanya sebuah tiruan dari dunia nyata, tetapi penyederhanaan dari dunia nyata. Hal-hal di dunia nyata bersifat tidak dapat dihindari, kesemuannya jelas termasuk bagian- bagian kecil sehingga dunia nyata tidak bisa untuk dikontrol. Penyederhanaan juga menguntungkan, seperti seseorang belajar lebih cepat bila bagian-bagian kecil di awal petunjuk dihilangkan.
2. Alatnya tidak lengkap sehingga percobaan tidak berjalan dengan baik.
3. Simulasi Circuit Construction Kit dapat menggantikan alat-alat di laboratorium untuk memahami suatu konsep rangkain DC (Tarekegn, 2009).
4. Proses merangkai dan membuat percobaan berfungsi kadang memakan waktu sangat lama dan lambat, sehingga tidak efektif dalam menanamkan suatu konsep. Siswa cenderung lebih banyak melakukan penelusuran menggunakan simulasi daripada peralatan laboratorium (Wieman & Perkins, 2006: 292).
5. Beberapa peralatan laboratorium sangat mahal atau bahkan tidak mungkin disediakan untuk setiap sekolah, sehingga percobaan tidak dapat dibuat. Kelemahan pembelajaran menggunakan simulasi PhET adalah skill motorik mengenai cara merangkai alat dan melakukan pengukuran menggunakan alat ukur listrik akan hilang.
C. Metode Eksperimen di Laboratorium
Suparno (2007: 77-80) menjelaskan metode eksperimen adalah metode mengajar yang mengajak siswa untuk melakukan percobaan sebagai pembuktian, pengecekan bahwa teori yang sudah dibicarakan itu memang benar. Sering disebut metode laboratorium karena percobaan biasanya dilakukan di laboratorium. Namun dalam praktek dapat juga guru melakukan eksperimen untuk menemukan teori atau hukum yang belum ditemukan, dan siswa diminta untuk menemukan. Sudah tentu guru tahu teori atau hukum sebelumnya dan bagi guru arah eksperimen jelas.
Model eksperimen yang dipakai adalah eksperimen terbimbing. Setiap siswa diberikan lembar kerja siswa (LKS) untuk membantu mengarahkan siswa dalam menyelidiki suatu hal. Bahan yang disajikan adalah bahan setengah jadi. Jadi siswa diminta untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan terstruktur. Dengan menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut diharapkan siswa dapat memahami suatu objek kajian tertentu.
Keuntungan pembelajaran dengan menggunakan metode eksperimen, sebagai berikut:
1. Merupakan metode pembelajaran yang konstruktivis karena siswa dapat membangun pengetahuan dengan melakukan eksperimen; mengidentifikasi masalah, membuat hipotesis, melakukan percobaan, mengumpulkan data, menganalisis data dan membuat kesimpulan.
2. Siswa mendapat skill motorik mengenai cara merangkai alat dan menggunakan alat ukur listrik, seperti voltmeter dan ampermeter.
Kelemahan pembelajaran dengan menggunakan metode eksperimen, sebagai berikut:
1. Alatnya tidak lengkap sehingga percobaan tidak berjalan dengan baik.
2. Proses merangkai dan membuat percobaan berfungsi kadang memakan waktu sangat lama dan lambat, sehingga tidak efektif dalam menanamkan suatu konsep fisika.
3. Beberapa peralatan laboratorium sangat mahal atau bahkan tidak mungkin disediakan untuk setiap sekolah, sehingga percobaan tidak dapat dilaksanakan.
D. Pengertian Belajar
Sudarmanto (1993: 2) menjelaskan belajar merupakan usaha menggunakan setiap sarana atau sumber, baik di dalam maupun di luar pranata pendidikan, guna perkembangan dan pertumbuhan pribadi. Kegiatan belajar adalah aktivitas yang memanfaatkan energi yang ada guna menyerap pegetahuan.
Kegiatan belajar mempunyai tujuan untuk memperoleh suatu informasi, pemahaman, atau suatu ketrampilan. Sudarmanto (1993: 12) menjelaskan hasil belajar dapat tercapai bila masalah fasilitas tidak timbul karena fasilitas yang nyaman untuk belajar dapat mempermudah dalam berkonsentrasi. Namun, bila timbul masalah pada fasilitas belajar maka waktu dan tenaga akan terbuang untuk mengurusi hal tersebut.
E. Pengertian Konsep
Berg (1991: 8) menegaskan kembali dalam kajian Ausubel (1978: 105) pengertian tentang konsep adalah benda-benda, kejadian-kejadian, situasi-situasi, atau ciri-ciri yang memiliki ciri-ciri yang khas dan terwakili dalam setiap budaya oleh suatu tanda atau simbol. Konsep menurut Suyono (2011: 145) adalah suatu
F. Prestasi Belajar
Prestasi belajar atau pencapaian belajar merupakan salah satu faktor yang diperhitungkan dalam penilaian. Nilai prestasi merupakan tingkatan-tingkatan siswa sejauh mana telah mencapai tujuan yang telah ditetapkan (Suharsimi, 2009: 276).
Data hasil belajar adalah keterangan kuantitatif mengenai hasil belajar siswa. Data hasil belajar dihasilkan dari pengukuran tes hasil belajar yang menghasilkan skor. Pengumpulan hasil belajar dilakukan dengan mengubah jawaban peserta tes ke dalam ukuran kuantitatif berdasarkan aturan skoring yang ditetapkan (Purwanto, 2009: 193).
G. Hukum Ohm
George Simon Ohm, seorang ilmuwan kebangsaan Jerman, pada tahun 1826 menemukan hubungan antara besarnya tegangan dan kuat arus listrik yang mengalir pada suatu rangkaian listrik. Selanjutnya penemuan dinamakan dengan Hukum Ohm, yang dinyatakan sebagai berikut:
Kuat arus listrik yang terjadi pada suatu penghantar berbanding lurus dengan tegangan kedua ujung penghantar.
= konstanta............... (1) Konstanta yang menyatakan perbandingan antara tegangan dan arus, oleh Ohm dinyatakan sebagai hambatan yang dimiliki oleh penghantar dan diberi simbol R. Jadi, persamaan 1 dapat ditulis menjadi:
= R ...................(2) atau
V = IR .................(3) Keterangan: V = tegangan (volt, V).
I = arus (amper, A). R = hambatan penghantar (ohm, Ω ). Hubungan antara tegangan V dan arus I, sebagaimana dinyatakan dalam