PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA.

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK

MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

DISERTASI

Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat Memperoleh Gelar Doktor Ilmu Pendidikan Dalam Bidang Pendidikan IPA

Anna Fitri Hindriana 1007162

SEKOLAH PASCASARJANA

UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA 2014

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK

MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Oleh

Anna Fitri Hindriana Dra. IKIP Bandung, 1991

M.Si. ITB, 2000

Sebuah Disertasi yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Doktor Pendidikan (Dr.) pada Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

© Anna Fitri Hindriana 2014 Universitas Pendidikan Indonesia

Mei 2014

Hak Cipta dilindungi undang-undang.

Disertasi ini tidak boleh diperbanyak seluruhya atau sebagian, dengan dicetak ulang, difoto kopi, atau cara lainnya tanpa ijin dari penuli

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO

UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Anna Fitri Hindriana (1007162)

ABSTRAK

Penelitian dengan metode Research and Development ini difokuskan pada pengembangan pembelajaran terintegrasi yang dapat digunakan untuk mengintegrasikan struktur pada fungsi tumbuhan untuk menurunkan beban kognitif mahasiswa dalam mempelajari Fisiologi Tumbuhan. Hasil studi pendahuluan yang dilakukan di program studi pendidikan biologi salah satu universitas di Kuningan menunjukkan bahwa pembelajaran terintegrasi untuk memfasilitasi mahasiswa melakukan integrasi konseptual belum berkembang. Berdasarkan kajian tersebut dikembangkan pembelajaran terintegrasi tipe Nested dengan Kerangka Instruksional Marzano (PeNKIM), yang terdiri dari empat tahap pembelajaran, yaitu tahap penyajian informasi, tahap stimulasi prior knowledge, tahap analisis dan transformasi pengetahuan, tahap internalisasi pengetahuan. Subjek dalam penelitian ini adalah sejumlah 128 mahasiswa Program Studi Pendidikan Biologi yang telah mengikuti mata kuliah Anatomi Tumbuhan. Analisis kesesuaian strategi pembelajaran dan urutan materi dalam pembelajaran terintegrasi yang dikembangkan dilakukan melalui uji coba keterlaksanaan strategi dan urutan materi serta keberfungsian pada setiap tahap pembelajaran. Beban kognitif mahasiswa diukur secara kulitatif dan kuantitatif berdasarkan kemampuan menganalisis informasi (instrinsic load), usaha mental dalam menerima informasi (extraneous load), dan kemampuan penalaran (germane load). Implementasi pembelajaran PeNKIM menekankan pada terciptanya lingkungan belajar yang kondusif, penggunaan prior knowledge, mengembangkan potensi berpikir, pengemasan informasi secara bermakna, melaksanakan pembelajaran secara kontekstual, dan melaksanakan pembelajaran secara kooperatif. Berdasarkan hasil analisis data beban kognitif mahasiswa dalam mengintegrasikan struktur pada fungsi dapat dinyatakan bahwa pembelajaran PeNKIM yang dikembangkan dapat menurunkan beban kognitif. Pengujian korelasi antar ketiga komponen beban kognitif menunjukkan adanya korelasi positif antara instrinsic load terhadap germane load dan korelasi negatif antara extraneous load terhadap germane load.

Kata kunci: Pembelajaran terintegrasi, struktur tumbuhan, fungsi tumbuhan, beban kognitif, PeNKIM

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

PLANT PHYSIOLOGY LEARNING BASED ON MARZANO

INSTRUCTIONAL FRAMEWORK TO INTEGRATE PLANT STRUCTURE TO REDUCE COGNITIVE LOAD OF STUDENT

Anna Fitri Hindriana (1007162)

ABSTRACT

A study using Research and Development method was focused on developing an integrated learning that can be used to integrate plant structures to functions to reduce students’ cognitive load. The results of a preliminary study conducted in biology education courses at a university in Kuningan suggests that integrated learning to facilitate the students to integrate concepts has not developed. Based on this study an integrated learning of Nested-type with Marzano Instructional Framework (PeNKIM) was developed, which consists of four learning stages, namely stages information, stimulation of prior knowledge, analysis and transformation of knowledge, internalization of knowledge. Subjects in this study were 128 students of Biology Education who had joined the course of Plant Anatomy. Suitable analysis of learning strategies and materials in order PeNKIM learning was made through feasibility testing strategies and sequence of the material as well as functioning at each stage of learning. Student cognitive load was measured using qualitative and quantitative analyzes based on the ability of information (intrinsic load), mental effort in receiving information (extraneous load), and reasoning ability (germane load). The implementation of the PeNKIM learning emphasized on the creation of a conducive learning environment, the use of prior knowledge, the development of the thinking potential, significant information packaging, contextual learning implementation, and cooperative learning implementation. Based on the analysis the cognitive load on students in integrating structure functions can be stated that the development of PeNKIM learning can reduce cognitive load. The correlation among the three components of cognitive load shows the positive correlation between intrinsic load towards germane load and a negative correlation between extraneous load towards germane load.

Keywords: integrated learning, plant structure , plant physiology, cognitive load, PeNKIM.

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ………... iv

ABSTRAK ……….. viii

DAFTAR ISI ……….. x

DAFTAR TABEL ……….. xiii

DAFTAR GAMBAR ………. xvi

DAFTAR LAMPIRAN ……….. xviii

BAB I PENDAHULUAN ……….. 1

A. Latar Belakang Masalah ………. 1

B. Rumusan Masalah ……….. 8

C. Pertanyaan Penelitian ………. 8

D. Ruang Lingkup Penelitian ……….. 9

E. Tujuan Penelitian ……… 10

F. Manfaat Penelitian ………... 10

BAB II KAJIAN PUSTAKA ………. 12

A. Beban Kognitif dalam Integrasi Konseptual ……….. 12

B. Integrasi Konseptual Meningkatkan Keterampilan Berpikir Tingkat Tinggi ………. 17

C. Pembelajaran PeNKIM Memfasilitasi Integrasi Konseptual……….. 23

D. Strategi yang Dikembangkan pada Pembelajaran PeNKIM…………... 29

E. Struktur dan Fungsi Tumbuhan ….………... 33

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

BAB III. METODE PENELITIAN ………... 58

A. Paradigma Penelitian ……….. 58

B. Lokasi dan Subjek Penelitian ……….. 62

C. Metode dan Desain Penelitian ………. 62

D. Prosedur Penelitian ……….. 63

1. Studi Pendahuluan ………. 63

2. Perencanaan ………... 66

3. Pengembangan ………... 66

4. Implementasi ……….. 67

E. Definisi Operasional ……… 71

F. Teknik dan Alat Pengumpul Data ………... 77

G. Pengujian Validitas dan Reliabilitas Instrumen ………. 78

H. Hasil Uji Coba Instrumen ………... 78

I. Teknik Pengolahan Data ………. 81

BAB IV. HASIL PENELITIAN, TEMUAN DAN PEMBAHASAN …………... 83

A Hasil Penelitian ……….. 83

1. Pengembangan Awal Pembelajaran Terintegrasi tipe Nested dengan Kerangka Instruksional Marzano (PeNKIM) ………... 83

2. Uji Coba I : Menguji Keterlaksanaan Strategi Perkuliahan, dan Urutan Materi………. 87

3. Uji Coba II : Keberfungsian Pembelajaran PeNKIM dalam Melatih Kemampuan Menganalisis informasi………... 99

4. Uji Coba III : Keberfungsian Pembelajaran PeNKIM dalam Mengembangkan Skema Kognitif………. 5. Implementasi PeNKIM untuk Menurunkan Beban Kognitif ……… 113 122 B Temuan dan Pembahasan ……….. 136

1. Pengintegrasian Struktur Pada Fungsi Tumbuhan Menggunakan Pembelajaran PeNKIM ………... 136

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu 2. Komponen Beban Kognitif yang Berpengaruh terhadap

Pengintegrasian Struktur pada Fungsi Tumbuhan Melalui

Pembelajaran PeNKIM ………... 159

3. Pengaruh Penurunan Beban Kognitif terhadap Kemampuan Pemahaman Konsep Fisiologi Tumbuhan dan Kemampuan Penalaran Mahasiswa Calon Guru Biologi……… 174

4. Keunggulan dan Keterbatasan Pembelajaran PeNKIM dalam Mengintegrasikan Struktur pada Fungsi Tumbuhan ……… 179 5. Tanggapan Mahasiswa terhadap Pembelajaran PeNKIM ……….. 181

BAB V. SIMPULAN DAN REKOMENDASI ………. 183

A Simpulan ………. 183

B Rekomendasi ……….. 185

DAFTAR PUSTAKA ………. 187

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Pendidikan bertujuan untuk mendapatkan mutu sumber daya manusia sesuai dengan tuntutan kebutuhan pembangunan. Pendukung utama terlaksananya sasaran pendidikan adalah melaksanakan proses pembelajaran yang bermutu di bawah bimbingan dan pembinaan tenaga pendidik yang profesional serta implementasi seluruh komponen manajemen mutu secara terpadu. Pendidik di LPTK memainkan peran yang sangat penting, terutama dalam mempersiapkan mahasiswa calon guru agar mampu menampilkan keunggulan dirinya sebagai sosok yang tangguh, kreatif, mandiri, dan profesional pada bidangnya masing-masing. Keberhasilan mahasiswa sebagai subjek belajar berkaitan dengan proses pribadi (individual process) dalam menginternalisasi pengetahuan, nilai, sifat, sikap dan keterampilan yang ada di sekitarnya. Adapun keberhasilan dosen sebagai subjek pengajar selain ditentukan oleh kualitas dosen secara pribadi (individual quality) juga ditentukan oleh standar-standar kompetensi yang dimiliki oleh dosen.

NRC (1996) menyatakan bahwa perkuliahan bagi para mahasiswa calon guru sebaiknya lebih menekankan pada cara belajar yang benar seperti menggali ilmu, mencari informasi, merujuk literatur, melakukan percobaan dengan benar, melakukan inferensi, interpretasi, dan berkomunikasi, sehingga memperoleh ilmu itu merupakan suatu kebutuhan yang menyenangkan. Lembaga Pendidikan Tenaga Kependidikan (LPTK) seharusnya menghasilkan lulusan yang memiliki kemampuan penalaran kualitatif dan kuantitatif. Mahasiswa harus mampu mengembangkan dan mengaplikasikan konsep, membangun dan menginterpretasi secara ilmiah, memecahkan masalah, dan mengantisipasi kesulitan-kesulitan konseptual. Mahasiswa Pendidikan Biologi tentu harus memahami proses biologi dan mampu mengembangkan nalarnya. Untuk menghasilkan lulusan yang memiliki kualifikasi seperti yang telah diungkapkan

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

di atas diperlukan mahasiswa yang memiliki kemampuan metakognitif yang tinggi, karena semakin tinggi kemampuan metakognitif mahasiswa semakin baik proses belajar dan prestasi yang mungkin mereka capai (Moreno & Valdez, 2006). Lebih jauh lagi, mahasiswa yang memiliki pemahaman yang lebih baik mengenai proses belajar dan berpikir akan lebih mungkin mengalami perubahan konseptual ketika diperlukan (Sinatra, 2002 dalam Ormrod, 2008). Karakteristik mahasiswa perlu dijadikan perhatian utama bagi para dosen, karena pada diri mahasiswa terkandung potensi yang perlu digali dan ditumbuh kembangkan. Disamping itu, kemampuan bernalar para mahasiswa calon guru biologi perlu dikembangkan.

Salah satu masalah pokok dalam pembelajaran pada mahasiswa calon guru Biologi di salah satu universitas di Kuningan adalah masih rendahnya integrasi konseptual terhadap konten materi kuliah, terutama mata kuliah Fisiologi Tumbuhan. Hal ini nampak dari kemampuan mahasiswa mengintegrasikan pengetahuan tentang struktur tumbuhan pada saat mempelajari Fisiologi Tumbuhan. Rendahnya kemampuan integrasi konseptual tersebut berkaitan dengan kemampuan mahasiswa dalam memproses informasi yang diterima saat mempelajari materi kuliah, baik pada saat proses perkuliahan maupun pada saat mempelajari materi dari buku sumber. Ketidakmampuan integrasi konseptual akan berdampak pada rendahnya kemampuan mengintegrasikan pengetahuan tentang struktur tumbuhan pada fungsi tumbuhan, sehingga mengakibatkan rendahnya kemampuan penalaran mahasiswa. Konsep pada Fisiologi Tumbuhan yang dirasakan sulit untuk diintegrasiakan dengan struktur adalah konsep yang memiliki interkoneksi tinggi. Pada Fisiologi Tumbuhan, salah satu konsep yang memiliki interkoneksi tinggi antara struktur dan fungsi tumbuhan adalah konsep Transpirasi dan Fotosintesis.

Hasil observasi pada mata kuliah Fisiologi Tumbuhan menunjukkan bahwa, dosen telah berusaha menyajikan materi dengan baik, begitu pun mahasiswa kelihatannya telah bersungguh-sungguh untuk memahami materi tersebut tetapi kemampuan integrasi konseptual struktur pada fungsi tumbuhan belum memuaskan. Dosen sudah membantu mahasiswa dengan menayangkan gambar tentang struktur untuk mengaktifkan prior

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

knowledge, tetapi mahasiswa belum mampu memaknai gambar struktur terhadap proses fisiologi. Hal ini diduga sebagai akibat adanya kendala yang dihadapi oleh dosen dan mahasiswa, antara lain :

1. Mahasiswa mengalami kesulitan untuk mengingat lebih lama materi mata kuliah Fisiologi Tumbuhan, karena gambar yang ditayangkan hanya berfungsi untuk mengingatkan struktur yang terkait fungsi, sehingga mahasiswa sulit untuk memaknai adanya keterkaitan antara struktur dan fungsi.

2. Mahasiswa memiliki beban yang tinggi untuk mengintegrasikan mata kuliah Anatomi Tumbuhan pada saat mempelajari fisiologi tumbuhan, sehingga tidak mampu mengaitkan struktur pada fungsi tumbuhan dengan baik setelah mempelajari fisiologi tumbuhan.

3. Mahasiswa belum mampu menentukan dengan tepat keterkaitan struktur tumbuhan, waktu yang dibutuhkan untuk melaksanakan diskusi dalam kelompok relatif lama, sehingga mahasiswa tidak memiliki waktu untuk berdiskusi antar kelompok.

4. Pelaksanaan praktikum tidak melibatkan mahasiswa dalam merancang eksperimen. Mahasiswa hanya melaksanakan langkah-langkah yang diberikan dalam petunjuk praktikum, sehingga mahasiswa tidak dibiasakan untuk memilih tumbuhan berdasarkan keterkaitan struktur dan fungsi.

Berdasarkan hasil observasi di lapangan ditemukan bahwa dalam kegiatan belajar, kegiatan praktikum, kegiatan memproses materi ajar dari matakuliah Fisiologi Tumbuhan belum menunjukkan aspek yang diharapkan. Menurut Gagne (1977 dalam Dahar 1996) Pengetahuan deklaratif baru diperoleh bila proposisi baru disimpan bersama proposisi-proposisi yang telah ada membentuk hubungan jaringan proposisi dan disimpan dalam memori sebagai proposisi bermakna. Lebih lanjut Gagne (1988 dalam Dahar 1996) menyatakan untuk memecahkan masalah memerlukan tahapan berpikir, mulai dari kemampuan diskriminasi, konsep konkret, konsep terdefinisi, dan penerapan aturan. Dengan demikian pada saat belajar harus terjadi asimilasi konsep, keadaan di lapangan masih belum menunjukkan proses pembelajaran yang

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

memfasilitasi mahasiswa untuk melakukan asimilasi konsep berdasarkan kemampuan awal mereka.

Mahasiswa program studi Pendidikan Biologi disalah satu LPTK di kabupaten Kuningan dalam belajar cenderung lebih menginginkan ditampilkan gambar struktur tumbuhan yang dapat membantu mereka dalam memahami materi. Walaupun dalam proses pembelajarannya sudah dilakukan hal tersebut, tetapi tidak dijelaskan keterkaitan perubahan struktur dengan fungsi tumbuhan, dosen cenderung sebatas mengingatkan keterkaitan antara struktur dan fungsi tumbuhan sehingga mahasiswa dengan cepat melupakan akan materi tersebut. Keadaan seperti ini sesuai dengan pendapat Baddeley (1992) yang dikemukakan oleh Sweller et al., (1998) bahwa sistem pengolahan kognitif terdiri dari working memory dan long term memory. Working memory adalah tempat pengolahan informasi baru yang sedang berlangsung, membutuhkan usaha mental, dan memiliki keterbatasan baik dalam kapasitas untuk memproses informasi baru dan durasi penyimpanannya. Keterbatasan tersebut mengakibatkan sulit terbentuknya skema kognitif apabila tidak difasilitasi elaborasi antara pengetahuan awal dan pengetahuan baru. Begitu pun kegiatan praktikum kurang efektif karena pada pelaksanaannya tidak melibatkan mahasiswa untuk merancang eksperimen. Hal ini mengakibatkan mahasiswa tidak terbiasa dalam menerapkan pengetahuan struktur pada fungsi tumbuhan.

Berdasarkan permasalahan di atas perlu dilaksanakan pembelajaran yang mengintegrasikan antara struktur pada fungsi tumbuhan untuk menfasilitasi integrasi konseptual mahasiswa. Pembelajaran demikian sejalan dengan pendapat Fogarty (1991) bahwa kurikulum dapat dijadikan landasan dalam pengintegrasian materi ajar. Pembelajaran yang dapat menfasilitasi mahasiswa untuk melakukan integrasi konseptual pada perkuliahan Fisiologi Tumbuhan adalah pembelajaran yang mengintegrasikan struktur pada fungsi tumbuhan. Pengintegrasian struktur pada fungsi tumbuhan adalah salah satu representasi yang dapat memudahkan pembelajar dalam memahami materi fisiologi tumbuhan, karena pada saat mempelajari proses fisiologi, mahasiswa dapat mengetahui pada jaringan apa proses tersebut terjadi pada tumbuhan.

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Hal ini sesuai dengan teori beban kognitif yang dikemukakan oleh Sweller et al., (1998) serta pendapat beberapa ahli bahwa ilustrasi membantu dalam membangun representasi mental. Format yang hanya berisi teks seringkali tidak memadai dalam meningkatkan pemahaman (Mayer, 2001). Ilustrasi bermanfaat bagi peserta didik yang memiliki sedikit pengetahuan awal, ilustrasi terpadu dapat mengurangi beban kognitif pada pemahaman teks (Mayer, 2003). Berdasarkan pendapat Sweller dan Mayer, pembelajaran yang mengintegrasikan keterkaitan struktur pada fungsi tumbuhan bertujuan untuk membekali tentang pentingnya keterkaitan struktur pada fungsi secara epistemologi, serta mengembangkan sikap dan persepsi positif pada saat mempelajari fisiologi tumbuhan untuk mengurangi beban kognitif mahasiswa.

Menurut Kalyuga (2008) pemrosesan informasi melalui elaborasi dapat memperluas dan memperhalus materi baru berdasarkan beberapa proses seperti organisasi, rekstrukturisasi, interkoneksi, integrasi informasi dari elemen-elemen baru, identifikasi hubungan antara elemen-elemen tersebut, dan hubungan materi baru pada pengetahuan awal siswa. Proses elaborasi pengetahuan menghasilkan penambahan komponen-komponen pengetahuan, untuk diberikan dalam pernyataan tugas atau pesan pembelajaran dengan menciptakan kaitan antara pengetahuan awal dan informasi baru. Jika kita merujuk pada pendapat Kalyuga, maka keadaan di lapangan masih belum menunjukkan proses pembelajaran yang mengarah pada penggunaan informasi sebelumnya untuk diintegrasikan pada informasi baru, karena pada mata kuliah Fisiologi Tumbuhan mahasiswa tidak difasilitasi untuk melakukan integrasi konseptual

Integrasi struktur pada fungsi tumbuhan dapat memfasilitasi mahasiswa dalam mempelajari fisiologi tumbuhan, karena pada dasarnya fungsi dan struktur tubuh tumbuhan memiliki hubungan yang sangat erat, keduanya merupakan satu kesatuan yang tidak dapat dipisahkan. Oleh karena itu, untuk mempelajari fungsi jaringan atau organ tertentu, terlebih dahulu harus memahami struktur organ dan jaringan yang dimaksud. Dengan selalu mengintegrasikan struktur tumbuhan pada saat mempelajari fungsi tumbuhan dapat memberikan pengalaman yang bermakna bagi mahasiswa dalam mempelajari fisiologi tumbuhan karena mahasiswa akan selalu menghubungkan

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

struktur pada fungsi. Selain itu pengintegrasian struktur pada fungsi tumbuhan dapat mengakomodasi perkembangan tumbuhan, serta memprediksi perubahan fungsi tumbuhan berkaitan dengan perubahan struktur tumbuhan akibat perubahan lingkungan. Pengintegrasian struktur tumbuhan pada pembahasan fungsi tumbuhan apabila tidak dikelola dengan baik tentu akan menambah beban kognitif mahasiswa.

Teori beban kognitif (CLT) memfokuskan pada keterbatasan pengolahan pada sistem kognitif siswa dan sarana untuk mengelola keterbatasan dalam belajar dan pengajaran. Teori beban kognitif mengasumsikan dua komponen fungsional utama pada skema kognitif kita. Pertama adalah memori jangka panjang (longterm memory) yang merupakan penyimpanan informasi yang telah terorganisir dan memiliki kapasitas yang besar dan permanen. Kedua adalah memori kerja (working memory ) merupakan suatu mekanisme terbatas yang langsung menerima informasi. Atribut penting dari memori kerja adalah keterbatasan dalam kapasitas dan durasi ketika mengolah informasi yang belum dikenal (Schnotz & Kürchner, 2007).

Integrasi konseptual yang harus dilakukan mahasiswa membutuhkan keterampilan berpikir yang spesifik, mahasiswa harus mampu menggunakan sumber-sumber informasi yang diperlukan dan mengembangkan sumber informasi tersebut dalam bentuk skema kognitif. Strategi pembelajaran yang diperlukan untuk mengembangkan skema kognitif adalah strategi yang dapat memfasilitasi mahasiswa untuk menggunakan sistem kognitif dalam memproses dan menganalisis informasi. Dimensi belajar Marzano (1992) mengembangkan kerangka instruksionalnya berdasarkan empat komponen, yaitu knowledge domain, cognitive system proses, metacognition, dan self regulation. Keempat komponen tersebut harus dilaksanakan selama proses pembelajaran melalui proses mengumpulkan dan mengintegrasikan pengetahuan, mengembangkan pengetahuan barunya melalui kegiatan yang membantu mahasiswa memperluas dan menghaluskan pengetahuan, sehingga mahasiswa mampu menggunakan pengetahuannya secara bermakna.

Dengan demikian untuk meningkatkan kemampuan mahasiswa dalam mengolah informasi terhadap materi fisiologi tumbuhan perlu dilaksanakan pembelajaran yang

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

mengintegrasikan struktur pada fungsi tumbuhan. Pengintegrasian struktur pada fungsi tumbuhan bertujuan menfasilitasi proses belajar mahasiswa, sehingga mahasiswa terbiasa berpikir dan menemukan bagaimana informasi yang telah dikumpulkannya berhubungan satu sama lain serta menganalisis informasi yang tergantung pada informasi lain, dan informasi bebas. Untuk memfasilitasi mahasiswa terbiasa berpikir dalam proses pembelajaran digunakan pengintegrasian tipe nested berbasis kerangka instruksional Marzano. Pembelajaran terintegrasi tipe nested merupakan pembelajaran terintegrasi yang tetap mempertahankan pemisahan matakuliah struktur tumbuhan dan fungsi tumbuhan, tetapi dalam mempelajari fungsi tumbuhan dapat mengintegrasikan pengetahuan struktur tumbuhan. Hal ini bertujuan agar mahasiswa dalam mempelajari

proses fisiologi, targetnya tidak hanya pemahaman konsep “proses”, akan tetapi mahasiswa memahami faktor-faktor yang menyebabkan dan berpengaruh terhadap proses fisiologi tersebut. Pemahaman konsep fisiologi dan faktor-faktor yang menyebabkan dan berpengaruh terhadap proses fisiologi akan meningkatkan keterampilan berpikir dan keterampilan mengorganisasikan pengetahuan. Pengintegrasian struktur pada fungsi tumbuhan berbasis kerangka instruksional Marzano, dikarenakan dalam kerangka instruksional Marzano ditumbuhkan sikap kebiasaan berpikir produktif dalam hal mengintegrasikan pengetahuan baru ke dalam pengetahuan yang dimiliki sebelumnya, mengorganisasikan pengetahuan, menganalisis pengetahuan yang dipelajarinya, dan menggunakan pengetahuan secara bermakna melalui proses berpikir yang diintegrasikan ke dalam tugas-tugas mahasiswa selama proses pembelajaran, memecahkan masalah, menemukan/menciptakan, melakukan percobaan dan menganalisis suatu sistem. Hal inilah yang menjadi dasar pengembangan pembelajaran terintegrasi tipe nested berbasis kerangka instruksional Marzano, karena pengintegrasian yang memadukan berbagai bentuk keterampilan yaitu keterampilan sosial (social skill), keterampilan berpikir (thinking skill) dan keterampilan isi (content-specific skill) dapat difasilitasi dengan kerangka instruksional Marzano, agar mahasiswa dapat menurunkan beban kognitif dalam melakukan integrasi konseptual.

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Manfaat keterkaitan konseptual yang dipelajari dengan sisi bidang kajian yang relevan akan membentuk skema kognitif yang memungkinkan mahasiswa memperoleh keutuhan dan kebulatan pengetahuan. Selain itu keterkaitan konseptual dapat menolong mahasiswa untuk memetakan informasi dan mengkatagorisasikan skema yang memungkinkan mahasiswa secara efektif menggunakan pengetahuan yang tepat untuk menghadapi situasi yang berbeda tanpa adanya extraneous load sehingga dengan penurunan beban kognitif extraneous dapat meningkatkan kapasitas working memory yang pada akhirnya akan meningkatkan keterampilan berpikir tingkat tinggi.

B. Rumusan Masalah

Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah: “Bagaimana pembelajaran PeNKIM dalam mengintegrasikan struktur pada fungsi tumbuhan dapat menurunkan beban kognitif mahasiswa calon guru Biologi ?”

C. Pertanyaan penelitian

Untuk memudahkan proses penelitian, maka rumusan masalah di atas dijabarkan dalam beberapa pertanyaan penelitian berikut:

1. Bagaimana mengembangkan pembelajaran PeNKIM dalam mengintegrasikan struktur pada fungsi tumbuhan untuk mengurangi beban kognitif?

2. Bagaimanakah beban kognitif mahasiswa dalam mengintegrasian struktur pada fungsi tumbuhan menggunakan pembelajaran PeNKIM ?

3. Kategori beban kognitif apa sajakah yang dapat diturunkan melalui pengintegrasian struktur pada fungsi pada pembelajaran PeNKIM ?

4. Bagaimana pengaruh penurunan beban kognitif terhadap penguasaan konsep fisiologi tumbuhan dan kemampuan penalaran mahasiswa calon guru biologi?

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

5. Bagaimana keunggulan dan keterbatasan pembelajaran PeNKIM dalam mengintegrasikan struktur pada fungsi yang dikembangkan terhadap beban kognitif ?

6. Bagaimana respon mahasiswa calon guru biologi terhadap pembelajaran PeNKIM yang dikembangkan ?

D. Ruang Lingkup Penelitian

Ruang lingkup dalam penelitian ini adalah mengembangkan pembelajaran PeNKIM untuk mengintegrasikan struktur pada fungsi tumbuhan dengan menurunkan beban kognitif mahasiwa. Pengembangan pembelajaran PeNKIM dilandasi oleh pembelajaran terintegrasi tipe nested dan kerangka instruksional Marzano, dengan alasan pembelajaran terintegrasi tipe nested dapat memfasilitasi (1) pengintegrasian struktur tumbuhan pada fungsi tumbuhan, (2) penggunaan berbagai proses kognitif yang menekankan pada keterampilan berpikir, (3) mengatasi kesulitan tugas kognitif yang dihadapi mahasiswa yang disebabkan oleh kapasitas kognitif yang berbeda antar mahasiswa, dengan menekankan pada keterampilan sosial. Pengintegrasian materi menggunakan tipe nested memerlukan pengembangan daya nalar mahasiswa. Untuk membantu mahasiswa mengembangkan daya nalar tanpa adanya beban kognitif digunakan kerangka pembelajaran Marzano, karena kerangka pembelajaran tersebut dapat membantu mahasiswa dalam mengembangkan proses berpikir, terutama dalam hal pengembangan sikap dan persepsi positif dan pengintegrasian pengetahuan baru terhadap pengetahuan yang sudah dimilikinya sesuai dengan bagaimana otak bekerja.

Pengintegrasian pada penelitian ini dilakukan pada materi fisiologi tumbuhan yang memiliki konsep-konsep abstrak dan memiliki kompleksitas yang tinggi. Maksud dari konsep-konsep yang memiliki kompleksitas tinggi di sini adalah konsep-konsep fisiologi tumbuhan yang memiliki interkoneksi tinggi antara struktur dan fungsi tumbuhan untuk melakukan strategi adaptasi terhadap lingkungannya. Dalam matakuliah Fisiologi Tumbuhan konsep-konsep yang memiliki interkoneksi tinggi antara struktur dan fungsi tumbuhan untuk melakukan strategi adaptasi terhadap

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

lingkungannya adalah konsep transpirasi dan fotosintesis. Konsep-konsep dengan karakteristik seperti di atas untuk mempelajarinya dibutuhkan visualisasi sehingga mahasiswa dapat belajar secara bermakna, yaitu belajar secara aktif menggunakan berbagai proses kognitif antara lain dengan mengidentifikasi dan membandingkan perbedaan struktur suatu organ tumbuhan. Proses kognitif tersebut digunakan untuk memahami informasi yang disajikan. Selain itu untuk mempelajari konsep yang memiliki kompleksitas tinggi diperlukan suatu desain pembelajaran yang memperhitungkan persyaratan pengolahan kognitif dan mengurangi beban kognitif yang tidak perlu.

E. Tujuan Penelitian

Tujuan yang hendak dicapai dalam penelitian ini adalah mengembangkan pembelajaran PeNKIM dalam mengintegrasikan struktur pada fungsi tumbuhan untuk menurunkan beban kognitif mahasiswa calon guru biologi.

F. Manfaat Penelitian 1. Teoritis

Penelitian pengembangan pembelajaran terintegrasi ini diharapkan dapat memberikan kontribusi terhadap peningkatan keterampilan mahasiswa calon guru untuk melakukan integrasi konseptual.

2. Praktis

Pembelajaran PeNKIM dapat membekali mahasiswa calon guru untuk melakukan integrasi konseptual struktur pada fungsi tumbuhan secara koheren, sehingga dapat memahami dan menjelaskan dengan baik adanya keterkaitan antara struktur pada fungsi tumbuhan, yang menjadi dasar pengembangan ilmu botani.

Hasil penelitian ini dapat menjadi model pengintegrasian konsep pada disiplin ilmu yang mempunyai keterkaitan konsep guna meningkatkan efektivitas dalam pemrosesan informasi, sehingga akan terbentuk skema kognitif pada longterm

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

memory. Dengan terbentuknya skema kognitif, mahasiswa mampu memahami materi botani dan meningkatkan penalaran sehingga dapat membantu meningkatkan kemampuan pemecahan masalah yang muncul dalam kehidupan sehari-hari.

Hasil penelitian ini dapat memberi masukan pada program studi untuk mengembangkan pembelajaran terintegrasi yang dapat menurunkan beban kognitif mahasiswa sehingga mereka mampu menjadi guru dengan kinerja yang lebih aktif dan kreatif, memiliki penalaran yang baik, mampu menggunakan informasi yang telah dipelajarinya untuk melakukan integrasi konseptual pada bidang ilmunya.

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

A. Paradigma Penelitian

Penelitian pengembangan ini dilakukan untuk mengkaji tentang pengembangan pembelajaran terintegrasi untuk mengintegrasikan pengetahuan tentang struktur pada fungsi tumbuhan guna menurunkan beban kognitif mahasiswa pada saat mempelajari Fisiologi Tumbuhan. Pengembangan pembelajaran terintegrasi didasarkan pada pentingnya mengembangkan suatu pembelajaran yang dapat memfasilitasi integrasi konseptual struktur pada fungsi tumbuhan, sehingga terbentuk skema kognitif pada long term memory mahasiswa yang berfungsi untuk mengembangkan cara berpikir relasional.

Paradigma penelitian merupakan pola pikir gagasan peneliti yang akan dikembangkan. Pola pikir penelitian yang menjadi gagasan penelitian ini dikembangkan berdasarkan tujuh komponen utama. Pertama, dalam mengembangkan pembelajaran terintegrasi perlu mempertimbangkan model pemrosesan informasi Gagne bahwa suatu tindakan belajar meliputi delapan fase belajar yang merupakan kejadian-kejadian eksternal yang dapat distrukturkan oleh mahasiswa atau guru, dan setiap fase tersebut dipasangkan dengan suatu proses internal yang terjadi dalam pikiran siswa. Untuk itu perlu dikembangkan tahapan pembelajaran dalam memfasilitasi mahasiswa melakukan integrasi konseptual. Kedua, mata kuliah Fisiologi Tumbuhan, yang dipandang sulit untuk dipahami karena dibutuhkan keterampilan berpikir kritis, kreatif dan komprehensif. Dalam mempelajari mata kuliah Fisiologi Tumbuhan, selain harus memahami proses fisiologi, mahasiswa harus pula memahami tempat dimana proses fisiologi tersebut berlangsung. Ketiga, mata kuliah Anatomi Tumbuhan, yang merupakan mata kuliah prasyarat untuk memahami konsep-konsep pada mata kuliah Fisiologi Tumbuhan, karena perkembangan struktur organ suatu tumbuhan dan kondisi lingkungan tempat tumbuh akan terkait dengan proses fisiologi. Keempat, silabus mata kuliah Fisiologi Tumbuhan, untuk mengetahui konsep-konsep yang memiliki interkoneksi tinggi antara struktur dan fungsi tumbuhan. dengan demikian dapat

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

ditentukan derajat integrasi struktur pada fungsi tumbuhan pada setiap konsep. Kelima, pembelajaran terintegrasi tipe nested berbasis kerangka instruksional Marzano. Pembelajaran tersebut dikembangkan untuk memfasilitasi mahasiswa mengintegrasikan pengetahuan struktur pada fungsi tumbuhan. Pengintegrasian ini termasuk ke dalam pengintegrasian dalam satu disiplin ilmu. Pengembangan pembelajaran tersebut mengharuskan mahasiswa mengintegrasikan pengetahuannya baik secara vertikal maupun secara horizontal, sehingga dapat mengasah keterampilan berpikir, dan keterampilan konten. Selain mengasah keterampilan tersebut, pembelajaran terintegrasi ini dapat memfasilitasi mahasiswa memiliki keterampilan sosial melalui diskusi inkuiri. Kerangka instruksional Marzano yang memiliki lima dimensi digunakan untuk mengaktifkan proses kognitif mahasiswa, dengan menekankan pada lingkungan belajar dan persepsi mahasiswa terhadap materi ajar. Keenam, penurunan beban kognitif mahasiswa dalam mempelajari fisiologi tumbuhan, penurunan beban kognitif berperan penting dalam memfasilitasi mahasiswa untuk menganalisis informasi keterkaitan struktur pada fungsi, dan memberikan persepsi yang positif terhadap proses pembelajaran sehingga memudahkan working memory untuk memproses dan menganalisis informasi. Kemampuan menganalisis informasi akan memfasilitasi mahasiswa dalam mengasimilasi pengetahuan, sehingga akan terbangun skema kognitif dalam long term memory. Terbangunnya skema kognitif akan berpengaruh terhadap kemampuan mengidentifikasi informasi dan menghubungkan informasi dengan informasi lain secara komprehensif. Ketujuh, pengembangan penalaran merupakan salah satu keterampilan berpikir yang berperan penting dalam mempelajari sains. Dengan berkembangnya penalaran memfasilitasi mahasiswa untuk merumuskan dan menerapkan prinsip-prinsip keterkaitan struktur pada fungsi tumbuhan, sehingga memudahkan integrasi konseptual.

Selain mengembangkan paradigma, dilakukan pula kajian terhadap hasil-hasil penelitian yang relevan dan kondisi empirik di lapangan mengenai proses perkuliahan Anatomi Tumbuhan dan perkuliahan Fisiologi Tumbuhan yang telah dilaksanakan terkait dengan akan dilaksanakannya pengintegrasian stuktur pada fungsi untuk menurunkan beban kognitif mahasiswa.

Untuk memperoleh pembelajaran terintegrasi tipe nested dengan kerangka instruksional Marzano yang implementatif dilakukan validasi terhadap desain

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

pembelajaran terintegrasi tersebut. Secara diagramatik pola pikir dalam penelitian yang dilakukan ini tertuang dalam alur pada Gambar 3.1.

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Gambar 3. 1. Paradigma Penelitian

Mata kuliah Fisiologi Tumbuhan Mata kuliah

Anatomi Tumbuhan

Model pemrosesan informasi Gagne Analisis kebutuhan integrasi konsep anatomi tumbuhan pada fisiologi tumbuhan dengan mempertimbangkan kondisi belajar ekstrenal maupun internal.

Pembelajaran PeNKIM Penyajian informasi Stimulasi prior knowledge Analisis dan transformasi pengetahuan Internalisasi pengetahuan

 Penurunan beban kognitif mahasiswa saat mempelajari fisiologi tumbuhan.

 Penguasaan konsep fisiologi tumbuhan  Peningkatan penalaran mahasiswa

1. Melakukan analisis SAP mata kuliah Fisiologi Tumbuhan yang ada 2. Melakukan analisis konsep fisiologi

tumbuhan

3. Mengembangkan strategi pembelajaran

nested menggunakan dimensi belajar

Marzano

4. Mengembangkan desain pembelajaran terintegrasi tipe nested berbasis kerangka instruksional Marzano.

Pembelajaran Tipe Nested Keterampilan Konten

Keterampilan Berpikir

Keterampilan mengorganisasikan informasi

Kompetensi mata kuliah Fisiologi Memahami proses-proses fisiologi sebagai bentuk respon terhadap kebutuhan hidup dan adaptasi perubahan lingkungan eksternal, dan kaitan antara karakteristik struktur tumbuhan dengan proses-proses fisiologi

Masalah

Terjadinya divided attention (perhatian terbagi) antara struktur dan fungsi tumbuhan, berdampak pada ketidakmampuan melakukan integrasi konseptual.

Rendahnya kemampuan berpikir tingkat tinggi, berdampak pada rendaahnya partisipasi dalam proses pembelajaran. Beban kognitif dalam mengintegrasikan struktur pada fungsi tumbuhan berdampak pada rendahnya penalaran dan penguasaan konsep Fisiologi Tumbuhan

Kerangka Instruksional Marzano Mengembangkan Sikap dan Persepsi Positif Belajar untuk Perolehan dan Pengintegrasian. Perluasan dan Penghalusan Pengetahuan Belajar menggunakan Pengetahuan secara Bermakna

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

B. Lokasi dan Subjek Penelitian

Penelitian pembelajaran terintegrasi menggunakan PeNKIM dilakukan di Program Studi Pendidikan Biologi, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan di Universitas swasta di Kota Kuningan yang telah terakreditasi baik. Subjek penelitian yang terlibat dalam tahap uji coba I sebanyak 20 mahasiswa semester VII tahun akademik 2011-2012, tahap uji coba II sebanyak 22 mahasiswa semester V tahun akademik 2011-2012, dan tahap uji coba III sebanyak 22 mahasiswa semester VI kelas C tahun akademik 2012-2013. Sementara pada tahap implementasi melibatkan 64 mahasiswa, semester VI yang sedang menempuh mata kuliah Fisiologi Tumbuhan, terdiri dari dua kelas pada tahun akademik 2012-2013. Dua kelas ini dibagi menjadi kelas eksperimen yang menggunakan pembelajaran PeNKIM dan kelas kontrol yang menggunakan pembelajaran terintegrasi tipe nested secara konvensional.

C. Metode dan Desain Penelitian

Penelitian ini mengembangkan pembelajaran PeNKIM dalam mengintegrasikan struktur pada fungsi tumbuhan guna menurunkan beban kognitif mahasiswa calon guru biologi. Penelitian ini menggunakan Desain Penelitian dan Pengembangan Pendidikan (Borg & Gall, 2003).. Secara skematik rincian tiap tahapan pengembangan pembelajaran PeNKIM dapat dilihat pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1. Tahap-Tahap Desain Penelitian.

Tahap 1 Studi Pendahuluan Tahap 2 Perencanaan Tahap 3 Pengembangan Tahap 4 Implementasi

1. Studi kepustakaan a.Kajian pustaka dan hasil

penelitian penurunan beban kognitif b.Kajian pustaka

pengintegrasian dalam satu disiplin ilmu 2.Studi lapangan

a.Kesulitan mahasiswa dalam mengelola informasi.

b.Observasi perkuliahan Anatomi tumbuhan dan Fisiologi tumbuhan yang ada.

c. Kesulitan mahasiswa dalam mengintegrasikan struktur tumbuhan pada

1. Merancang pembelajaran yang mengintegrasikan struktur pada fungsi tumbuhan.

2.Penyusunan instrumen penelitian

a.Angket untuk mengetahui Extraneous Load. b. Rubrik untuk mengetahui

Intrinsic load c.Soal untuk mengetahui

Germane Load 3.Validasi teoritis model

konseptual (desain pembelajaran) oleh pakar 4. Revisi desain pembelajaran

sesuai saran pakar.

1. Uji coba terhadap pembelajaran terintegrasi struktur pada fungsi tumbuhan dengan tipe nested berbasis kerangka instruksional Marzano. 2.Analisis deskriptif

terhadap pembelajaran yang dikembangkan secara kualitatif. 3.Analisis validitas dan

reliabilitas instrumen penelitian secara kuantitatif 4. Menentukan Daya

Pembeda dan Tingkat Kesukaran soal tes

1.Implementasi program pembelajaran secara eksperimen menggunakan desain Quasi –eksperiment 2.Analisis data hasil

eksperimen terhadap beban kognitif yang meliputi pengukuran

a. Extraneous Load b. Intrinsic Load c. Germane load 3.Intepretasi data kualitatif

dan data kuantitatif untuk mengetahui pengaruh model yang dikembangkan terhadap penurunan beban kognitif calon guru biologi 4.Revisi Program

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu fungsi tumbuhan

d.Kemampuan berpikir tingkat tinggi mahasiswa.

secara kuantitatif Pembelajaran

Hasil:

Profil Program Pembelajaran

Hasil :

Draf desain konseptual

Hasil :Desain program

konseptual yang siap untuk diujicobakan

Hasil :

Disain final program pembelajaran PeNKIM

D. Prosedur Penelitian

1. Studi Pendahuluan

Analisis kebutuhan merupakan kegiatan awal yang terdiri dari studi kepustakaan dan studi lapangan. Aspek yang dipelajari dari studi kepustakaan meliputi kajian penelitian yang relevan mengenai penurunan beban kognitif, terutama penurunan beban kognitif yang disebabkan oleh proses pembelajaran dan pemanfaatan media pembelajaran. Pada dasarnya pengintegrasian struktur pada fungsi dapat mengembangkan skema kognitif, karena itu diperlukan strategi pembelajaran yang tepat untuk menurunkan beban kognitif. Selain itu penggunaan media pembelajaran sangat diperlukan karena dalam mempelajari keterkaitan struktur pada fungsi tumbuhan tidak akan terlepas dari pemanfaatan media untuk menjadikan proses fisiologi yang bersifat abstrak menjadi kongkrit. Mempelajari pola pengintegrasian di dalam satu disiplin ilmu menjadi suatu hal yang penting, karena dalam mengintegrasikan struktur pada fungsi tumbuhan diperlukan suatu pemikiran yang bersifat komprehensif, sehingga pemilihan pola pengintegrasian harus sesuai dengan tuntutan tersebut, yaitu dengan menekankan kepada keterampilan dalam mengembangkan skema kognitif. Studi lapangan merupakan kegiatan penelitian yang bersifat deskriptif yang dimaksudkan untuk mengumpulkan data yang meliputi kesulitan mahasiswa dalam memproses informasi, proses pembelajaran dalam mata kuliah Anatomi Tumbuhan dan Fisiologi Tumbuhan yang diterapkan pada mahasiswa, kesulitan mahasiswa dalam mengintegrasikan konsep Anatomi Tumbuhan pada saat mempelajari Fisiologi Tumbuhan, kemampuan berpikir tingkat tinggi, terutama kemampuan analisis, kemampuan memecahkan masalah, dan kemampuan berpikir sebab akibat. Sampel yang digunakan adalah mahasiswa yang telah mempelajari anatomi tumbuhan dan fisiologi tumbuhan.

Studi literatur menunjukkan bahwa konsep-konsep yang memiliki hubungan bermakna akan lebih mudah dipahami oleh mahasiswa dan dapat memfasilitasi mahasiswa untuk berpikir lebih kompleks. Kemampuan berpikir tersebut

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

dipengaruhi oleh berkembangnya skema kognitif akibat dari informasi yang terorganisasi. Dengan demikian pembelajaran terintegrasi dapat menambah kekuatan untuk menerima, menyimpan dan menerapkan konsep yang telah dipelajarinya. Hal itu menyebabkan mahasiswa terlatih untuk menemukan sendiri berbagai konsep yang dipelajarinya secara menyeluruh (holistis), bermakna dan autentik.

Analisis data hasil studi lapangan bertujuan untuk mengetahui kesulitan pengintegrasian konsep anatomi tumbuhan yang telah dipelajari pada materi fisiologi tumbuhan, dan menganalisis konsep anatomi tumbuhan yang berkaitan dengan proses fisiologi. Hal ini dilakukan untuk memilih konsep-konsep penting yang memiliki koherensi yang dapat diintegrasikan pada materi fisiologi tumbuhan. Hasil observasi pada matakuliah Fisiologi Tumbuhan adalah sebagai berikut: pelaksanaan perkuliahan berbentuk ceramah, diskusi kelompok, tanya jawab, penugasan, dan praktikum. Perkuliahan yang menggunakan metode ceramah, disampaikan oleh dosen dengan cara dosen memberikan informasi menggunakan LCD projector tentang hal-hal yang akan dipelajari dilengkapi dengan gambar dan tayangan animasi yang memperlihatkan proses yang terjadi pada tumbuhan. Untuk mempermudah mahasiswa dalam memahami proses yang terjadi pada tumbuhan, pemaparan dilengkapi dengan gambar struktur tumbuhan.

Dari hasil angket tentang pemahaman mahasiswa terhadap materi yang dijelaskan oleh dosen sebagian besar menyatakan paham. Hal ini kemungkinan pada saat memberikan informasi dosen menggunakan gambar-gambar yang menunjang pemahaman siswa terutama gambar yang mengingatkan kembali pada materi anatomi tumbuhan, namun secara mental saat itu mahasiswa belum mampu untuk mengaitkan antara struktur dan fungsi tumbuhan, dengan indikasi mahasiswa merasa kesulitan mengidentifikasi jaringan yang berperan dalam proses fisiologi.

Perkuliahan yang menggunakan diskusi kelompok biasanya dilaksanakan pada materi yang kental sekali memuat adaptasi fisiologi tumbuhan pada kondisi eksternalnya, misalnya mendiskusikan perbedaan fiksasi CO2 pada tumbuhan yang tergolong C3 dan C4. Mahasiswa melakukan diskusi dimana satu kelompok tampil dan mahasiswa lainnya menanggapi, dosen berperan sebagai fasilitator.

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Metode penugasan biasanya diberikan kepada mahasiswa berupa tugas perorangan, mahasiswa diberi suatu permasalahan yang seringkali terjadi dalam kehidupan sehari-hari yang berkaitan dengan proses fisiologi tumbuhan. Praktikum dilaksanakan pada hari yang sama setelah mahasiswa mendapatkan teorinya terlebih dahulu. Pada pelaksanaan praktikum mahasiswa mengamati proses-proses fisiologi yang terjadi pada tumbuhan. Setelah mengamati, mahasiswa menjawab pertanyaan yang diberikan pada lembar LKM. Apabila mahasiswa mendapat kesulitan pada saat praktikum, mahasiswa dapat bertanya kepada asisten mahasiswa (mahasiswa tingkat atas yang diseleksi untuk mendampingi praktikum) atau kepada dosen penanggung jawab matakuliah. Hasil praktikum hanya dibahas perkelompok pada saat menjawab pertanyaan tetapi tidak didiskusikan di kelas bersama-sama kelompok lain.

Berdasarkan hasil analisis data di lapangan ditemukan bahwa kegiatan belajar, kegiatan praktikum, kegiatan memproses materi ajar dari matakuliah fisiologi belum menunjukkan aspek yang diharapkan. Menurut Taber (2008) integrasi konseptual merupakan fokus yang penting dalam pembelajaran sains karena integrasi konseptual merupakan hal penting terkait bagaimana siswa berpikir dalam sains. Pendekatan untuk merencanakan pembelajaran direkomendasikan berdasarkan pengembangan ide-ide kunci dan integrasi ide-ide kunci tersebut pada suatu tema. Hal tersebut merupakan cara yang bermanfaat untuk membantu siswa belajar menghubungkan sains yang telah mereka pelajari. Mengintegrasikan keterkaitan struktur pada fungsi tumbuhan adalah salah satu representasi yang dapat memudahkan pembelajar dalam memahami materi fisiologi tumbuhan, hal ini sesuai dengan teori beban kognitif yang dikemukakan oleh Sweller (2005).

2. Perencanaan

a. Merancang Pembelajaran terintegrasi tipe nested berbasis kerangka

instruksional Marzano

Berdasarkan analisis dari data yang dikumpulkan selanjutnya peneliti melakukan kegiatan untuk merancang pembelajaran terintegrasi tipe nested berbasis kerangka instruksional Marzano guna menurunkan beban kognitif.

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Rancangan pembelajaran merujuk pada dimensi belajar yang dikembangkan oleh Marzano (1992), yang terdiri dari lima tahapan, yaitu mengembangkan sikap dan persepsi positif, belajar untuk pemerolehan dan pengintegrasian, perluasan dan penghalusan pengetahuan, belajar menggunakan pengetahuan secara bermakna, dan kebiasaan berpikir. Selain itu rancangan pembelajaran harus memenuhi ketentuan pengintegrasian tipe nested yaitu pengintegrasian yang memadukan berbagai bentuk keterampilan yaitu keterampilan sosial (social skill), keterampilan berpikir (thinking skill) dan keterampilan isi (content-specific skill) (Fogarty, 1991).

Pembelajaran terintegrasi tipe nested berbasis kerangka instruksional Marzano yang dikembangkan memiliki lima tahapan pembelajaran, yaitu; 1. Penyajian informasi bertujuan untuk mengembangkan sikap dan persepsi

positif terhadap pembelajaran dan mengembangkan keterampilan konten. Penyajian informasi dilaksanakan melalui diskusi pentingnya memahami keterkaitan struktur dan fungsi dalam mempelajari Fisiologi Tumbuhan. 2. Stimulasi prior knowledge, bertujuan untuk mengembangkan kemampuan

belajar untuk pemerolehan dan pengintegrasian, serta mengembangkan keterampilan berpikir melalui elaborasi pengetahuan struktur tumbuhan terhadap fungsi tumbuhan.

3. Analisis dan transformasi, bertujuan untuk memperluas dan menghaluskan pengetahuan, mengembangkan keterampilan berpikir, dan keterampilan konten. Tahap ini dilaksanakan melalui perumusan prinsip keterkaitan struktur tumbuhan pada fungsi tumbuhan.

4. Internalisasi pengetahuan, bertujuan untuk menggunakan pengetahuan secara bermakna, mengembangkan keterampilan konten, dan keterampilan berpikir. Tahap ini dilaksanakan melalui penerapan prinsip keterkaitan struktur pada fungsi tumbuhan, dengan menekankan pada nilai-nilai terhadap keragaman tumbuhan yang dapat dipakai untuk melakukan praktikum.

Keterampilan sosial pada pembelajaran PeNKIM dilaksanakan pada tahap penyajian informasi, stimulasi prior knowledge, analisis dan transformasi

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

pengetahuan, dan internalisasi pengetahuan. Keterampilan sosial dikembangkan melalui diskusi dan interaksi antara mahasiswa dan dosen saat pembelajaran berlangsung.

Tahap penyusunan rancangan pembelajaran diawali dengan merumusan tujuan, menentukan komponen-komponen dan sasaran yang diperlukan untuk melaksanakan rancangan pembelajaran yang dikembangkan berdasarkan temuan-temuan pada studi pendahuluan. Komponen-komponen dari rancangan pembelajaran yang dikembangkan meliputi : 1). membuat out line desain pembelajaran PeNKIM untuk menentukan bagaimana pembelajaran terintegrasi tipe nested berbasis kerangka instruksional Marzano dapat dilaksanakan; 2) menentukan konsep yang memiliki interkoneksi tinggi antara struktur dan fungsi tumbuhan; 3) membuat SAP mata kuliah Fisiologi Tumbuhan untuk menentukan bagaimana proses pengintegrasian struktur pada fungsi tumbuhan dapat dilaksanakan; 4) menentukan strategi pembelajaran untuk memadukan pembelajaran terintegrasi tipe nested dengan dimensi belajar Marzano.

Validasi rancangan pembelajaran dilakukan oleh oleh pakar (pembimbing dan praktisi). Validasi tersebut mengkaji tentang kesesuaian konsep yang diintegrasikan, penyajian urutan materi, alokasi yang dibutuhkan untuk menyampaikan konsep, strategi pembelajaran yang digunakan, kesesuaian tahapan pembelajaran yang diterapkan pada rancangan pembelajaran, dan kesesuaian rancangan pembelajaran terintegrasi tipe nested berbasis kerangka instruksional Marzano.

b. Menyusun Instrumen Penelitian

Instrumen penelitian disusun untuk mengevaluasi kegiatan proses pembelajaran . Adapun instrumen yang disusun meliputi angket skala sikap untuk mengetahui penurunan extraneous load, soal kemampuan menganalisis informasi, task dan rubric kemampuan menganalisis informasi untuk mengetahui penurunan intrinsic load, soal penalaran untuk mengetahui germane load, lembar observasi untuk mengetahui keterlaksanaan pembelajaran yang dikembangkan, dan angket respon mahasiswa untuk mengetahui tanggapan mahasiswa terhadap pembelajaran yang dikembangkan.

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Sebelum dipergunakan, instrumen tersebut terlebih dahulu divalidasi berdasarkan pandangan ahli. Adapun instrumen yang divalidasi meliputi, soal kemampuan menganalisis informasi dan soal penalaran, lembar observasi, angket skala sikap untuk mengetahui penurunan extraneous load, angket respon mahasiswa, task dan rubric kemampuan menganalisis informasi. Perbaikan instrumen yang dilakukan sesuai dengan arahan para ahli dapat dilihat pada Tabel 3.2.

Tabel 3.2. Perbaikan instrument hasil validasi pakar (expert judgment)

No Jenis Instrumen Saran Perbaikan

1 SAP Sudah sesuai, dan dapat diujicobakan 2 Soal kemampuan

menganalisis informasi

Perbaikan terhadap gambar struktur yang akan dianalisis oleh mahasiswa, pencantuman sumber gambar, dan pertanyaan difokuskan pada pengintegrasian struktur pada fungsi tumbuhan. 3 Soal penalaran Perbaikan untuk menyajikakan konsep dasar terlebih dahulu

sebelum diberikan soal yang membutuhkan berpikir tingkat tinggi. 4 Task kemampuan

menganalisis informasi

Sudah sesuai dengan tugas yang dibutuhkan untuk menganalisis informasi.

5 Rubric kemampuan menganalisis informasi

Sudah sesuai dengan indikator kemampuan menganalisis informasi

6 Angket pengukuran extraneous load

Perbaikan pada kalimat yang memiliki makna ganda

7 Angket respon mahasiswa

Sudah sesuai untuk menjaring tanggapan mahasiswa terhadap model yang dikembangkan.

3. Pengembangan

Tahap pengembangan merupakan tahap validasi lapangan terhadap pembelajaran PeNKIM dan instrumen penelitian. Validasi pembelajaran PeNKIM dilaksanakan sebanyak tiga kali, yaitu ;

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Uji Coba I, validasi dilakukan untuk menguji keterlaksanaan strategi perkuliahan dan urutan materi. Strategi perkuliahan yang diuji coba terdiri dari empat tahap. Tahap pertama penyajian informasi, bertujuan agar mahasiswa tanggap terhadap keterkaitan antara struktur dengan fungsi yang dipengaruhi oleh lingkungan. Tahap kedua stimulasi prior knowledge, bertujuan agar penggunaan prior knowledge tentang struktur yang sudah dimiliki mahasiswa dapat memfasilitasi pengintegrasian struktur pada fungsi tumbuhan. Tahap ketiga analisis dan transformasi pengetahuan, bertujuan untuk merumuskan prinsip-prinsip proses fisiologi berdasarkan perbedaan struktur organ dan mengembangkan skema kognitif dengan menggunakan grafik yang dilengkapi data. Tahap keempat internalisasi pengetahuan, bertujuan untuk menerapkan prinsip keterkaitan struktur pada fungsi dalam merancang eksperimen.

Urutan materi yang diujicobakan adalah materi struktur tumbuhan yang terintegrasi pada fungsi tumbuhan dengan penyajian materi dari yang sederhana menuju materi yang kompleks. Urutan materi yang diberikan terdiri dari : Pertama keterkaitan struktur pada fungsi tumbuhan, memberikan gambaran bahwa adanya perbedaan struktur pada organ yang sama akan selalu berkaitan dengan proses fisiologi pada kondisi lingkungan tertentu. Kedua Perbedaan struktur organ tumbuhan terhadap proses fisiologi, memberikan gambaran tentang karakteristik struktur dari organ tumbuhan yang berperan dalam proses fisiologi dan prinsip-prinsip proses fisiologi berdasarkan perbedaan struktur organ. Ketiga Strategi adaptasi, menjelaskan tentang bagaimana suatu organ pada tumbuhan akan memodifikasi struktur dan proses fisiologinya untuk dapat bertahan hidup sesuai dengan kondisi lingkungannya.

Uji coba II, validasi dilakukan untuk melihat keberfungsian strategi pembelajaran PeNKIM dalam melatih kemampuan menganalisis informasi. Analisis keberfungsian strategi pembelajaran tersebut dalam melatih kemampuan menganalisis informasi adalah untuk memfasilitasi mahasiswa dalam hal;

a. Memilih informasi yang relevan.

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

c. Mengintegrasikan materi yang sedang dipelajari dengan pengetahuan yang telah ada.

d. Mengidentifikasi jaringan pada organ tumbuhan.

e. Merumuskan prinsip-prinsip proses fisiologi berdasarkan struktur organ yang berbeda.

f. Merancang eksperimen berdasarkan prinsip keterkaitan struktur pada fungsi tumbuhan sesuai dengan kondisi lingkungan.

Uji coba III, validasi keberfungsian pembelajaran PeNKIM dalam mengembangkan skema kognitif. Analisis keberfungsian tersebut dilihat dari ketepatan penggunaan strategi pembelajaran dan urutan materi dalam memfasilitasi mahasiswa menganalisis informasi dan melakukan penalaran induktif dan deduktif. Kemampuan menganalisis informasi dan kemampuan penalaran diukur menggunakan instrumen berupa soal yang telah divalidasi oleh tiga orang pakar.

Analisis terhadap program pembelajaran PeNKIM untuk mengintegrasikan struktur pada fungsi tumbuhan dilakukan secara kualitatif menggunakan analisis deskriptif. Analisis terhadap instrumen penurunan Intrinsic load (kemampuan menganalisis informasi) dan penurunan extraneous load (usaha mental dalam memahami informasi) dilakukan secara kualitatif menggunakan analisis deskriptif. Analisis validitas dan reliabilitas, daya pembeda dan tingkat kesukaran soal tes sebagai instrumen kemampuan penalaran (penurunan germane load) dilakukan secara kuantitatif menggunakan Anates. Analisis validitas dan reliabilitas kemampuan menganalisis informasi (penurunan instrinsic load), angket untuk melihat kemudahan mahasiswa dalam menganalis informasi yang diakibatkan oleh pembelajaran yang diterapkan (penurunan extraneous load), dan angket respon mahasiswa terhadap pembelajaran PeNKIM dianalisis secara kualitatif menggunakan uji Cronbach,s alpha.

Sampel untuk uji instrumen yang digunakan adalah mahasiswa yang sudah mempelajari anatomi tumbuhan yaitu mahasiswa yang berasal dari kelas yang tidak termasuk kelas eksperimen maupun kelas kontrol. Hasil pada tahap ini

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

adalah desain pembelajaran “Pengintegrasian Struktur Tumbuhan pada Fungsi Tumbuhan dengan Tipe Nested berbasis Kerangka Instruksional Marzano”, dan instrumen penelitian yang siap untuk diimplementasikan.

4. Implementasi

Implementasi program dilakukan melalui Quasi-eksperimen dengan menggunakan kelas eksperimen dan kelas kontrol. Implementasi diawali dengan pretest, kemudian pada kelompok kontrol diterapkan pembelajaran terintegrasi model pengintegrasi tipe nested secara konvensional dan pada kelompok eksperimen diterapkan model pembelajaran terintegrasi tipe nested berbasis kerangka instruksional Marzano (PeNKIM). Tujuan penggunaan desain ini untuk menguji keefektifan pembelajaran dan validasi pembelajaran konseptual yang telah dihasilkan secara empirik. Adapun kombinai kedua desain di atas dirangkum pada Tabel 3.3.

Tabel.3.3. Rangkuman Desain Penelitian

Kelompok Pre-test Perlakuan Post test Eksperimen O1 X1 O3

Kontrol O2 X2 O4

Keterangan : O1 = Pretest pada kelas eksperimen O2 = Pretest pada kelas kontrol

X1 = Penerapan pembelajaran PeNKIM

X2 = Penerapan pembelajaran terintegrasi tipe Nested

O3 = Posttest pada kelas eksperimen O4 = Postest pada kelas kontrol.

Implementasi pembelajaran pada kelompok eksperimen diterapkan pembelajaran PeNKIM untuk mengintegrasikan struktur pada fungsi tumbuhan. Pembelajaran tipe nested secara konvensional yang diterapkan pada kelompok kontrol, merupakan pembelajaran yang memadukan beberapa keterampilan untuk ketercapaian materi pelajaran. Keterampilan yang dipadukan pada tipe nested adalah keterampilan sosial (social skill), keterampilan berpikir (thinking

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

skill) dan keterampilan isi (content-specific skill). Prinsip pembelajaran tipe nested secara konvensional adalah;

a. Memberikan masalah keterkaitan struktur pada fungsi tumbuhan untuk memfasilitasi keterampilan berpikir (thinking skill). Masalah yang diberikan selalu dikaitkan dengan fenomena alam, sehingga merangsang mahasiswa untuk berpikir spekulatif, dan mengenali pola hubungan antara struktur, fungsi dan lingkungan tempat tumbuh tumbuhan.

b. Memberikan materi dengan tema yang bermakna untuk memfasilitasi keterampilan isi (content-specific skill). Kebermaknaan yang dimaksud dalam penelitian ini adalah bagaimana mahasiswa mengkonstruksi pengetahuan tentang fisiologi tumbuhan dengan cara mengintegrasikannya dengan pengetahuan tentang anatomi tumbuhan yang sudah ada dalam skema kognitif mahasiswa.

c. Memberikan kesempatan kepada siswa untuk menyelesaikan tugas-tugasnya secara kolaborasi untuk memfasilitasi keterampilan sosial (social skill).

Pembelajaran PeNKIM yang diterapkan pada kelompok eksperimen, merupakan pembelajaran yang berdasarkan pada bagaimana otak bekerja selama menerima informasi untuk ketercapaian materi pelajaran dengan memadukan keterampilan sosial (social skill) yang menekankan pada interaksi dengan pengajar dan antar mahasiswa pada saat melakukan diskusi di kelas, keterampilan berpikir (thinking skill) dan keterampilan isi (content-specific skill). Dengan menggunakan kerangka instruksional Marzano PeNKIM diharapkan dapat memfasilitasi bagaimana mahasiswa belajar dan berpikir. Prinsip pembelajaran PeNKIM adalah ;

a. Menciptakan lingkungan belajar yang kondusif, dengan cara menjaga interaksi dosen dengan mahasiswa, dan antar mahasiswa.

b. Memberikan masalah dan solusi terhadap masalah, yang bertujuan memfasilitasi mahasiswa dalam mengembangkan proses berpikir.

c. Memberikan kesempatan kepada siswa untuk menyelesaikan tugas-tugasnya secara kolaborasi, sehingga mahasiswa memiliki optimisme terhadap

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

keberhasilan dalam belajar dengan mempersempit zona of proximal development (ZPD).

d. Membuat petunjuk performance objektif yang berisi kata kerja operasional untuk mengarahkan kinerja mahasiswa dalam mengintegrasikan struktur pada fungsi tumbuhan, sehingga memudahkan pemrosesan informasi pada working memory

e. Menggunakan prior knowledge pada long term memory untuk merekonstruksi konsep struktur tumbuhan yang berhubungan dengan konsep yang akan diajarkan, sehingga terjadi asimilasi pengetahuan.

Berdasarkan perbedaan kedua prinsip pembelajaran tersebut di atas, terlihat bahwa pada kelas kontrol pengintegrasian struktur pada fungsi tumbuhan diberikan dalam bentuk yang sudah jadi, sedangkan pada kelas eksperimen pengintegrasian struktur pada fungsi dengan cara mengasimilasi informasi pada pengetahuan yang telah ada pada struktur kognitif mahasiswa, sehingga akan terbentuk skema kognitif dengan hubungan antar konsep yang bermakna.

Berdasarkan perbedaan kedua prinsip pembelajaran di atas, perbedaan tahapan pembelajaran pada kelas kontrol dan kelas eksperimen dapat dilihat pada Tabel 3.4.

Tabel. 3.4. Perbandingan Pembelajaran PeNKIM dan Pembelajaran Tipe Nested secara Konvensional

Pembelajaran Model PeNKIM Pembelajaran Tipe Nested secara

Konvensional

Memberikan gambaran umum tentang keterkaitan struktur pada fungsi tumbuhan untuk membekali siswa mengintegrasikan materi struktur pada fungsi tumbuhan.

Mempresentasikan keterkaitan struktur pada fungsi tumbuhan.

Menggunakan prior knowledge untuk merekonstruksi konsep keterkaitan struktur

Memberikan gambaran umum dibantu media animasi tentang struktur yang

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

King,F,D. Gordon,L. & Rohani,F. (1997). Assessment & evaluation higher order

thinking skills, [0n line], tersedia : http//www.

Kohler, P.(2009). Using graphic organizer effectively. The Teaching Proffesor

Journal. 23 (6), hlm. 1-8.

Kuhn,D. dkk. (2000). The development of cognitive skills to support inquiry learning.

Cognition and Intruction, 18, hlm. 495-523.

Kurniawan,D. (2011). Pembelajaran terpadu. Bandung : Pustaka Cendekia Utama. Kuswana,W,S. (2011). Taksonomi berpikir, Bandung : Remaja Rosda Karya.

Lambert,J. (2006). High school marine science and scientific literacy, the promise of an integrated science course. International Journal of Science Education, 28, (6), hlm. 633-654.

Lazear,D. (2004). Higher order thinking. Chicago : Zephyr Press.

Lee, H. Plass, L. & Hormer,B,D. (2006). Optimizing cognitive load for learning from computer-based science simulations. Journal of Educational Psycology, 98, (4), hlm. 902-913.

Leutner,D. Leopold,C. & Sumfleth,E. (2009). Cognitive load and science text

comprehension: Effects of drawing and mentally imagining text content.

ELSIEVER. hlm. 284-289.

Lin, X. Schwartz,D. & Hatono,G. (2005). Toward teachers‟ adaptive metacognition.

Journal of Educational Psychologist. 40, (4), hlm. 245-255.

Manoli,P. & Papadopoulou,M. (2012). Graphic organizer as a reading strategy: research finding and issues. Creative Education. 3, (3), hlm. 348-356.

Marcus, N. Cooper, M. & Sweller, J. (1996) Understanding instructions, Journal of

Educational Psychology, 88, hlm. 49–63.

Marzano,R,J. (1992). A different kind of classroom, teaching with dimension of

learning, Alexandria : Association for Supervision and Curriculum

Development.

Marzano,P,J. & Kendall,J,S. (2008). Designing & assessing educational objective :

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Marzano,P,J. Pickering, D. & McTighe,J. (1993). Assessing student outcomes

(performance assessing using the dimension of learning model). Virginia :

ASCD.

Matlin, M,W. (2009). Cognitive psychology. New York : John Wiley & Sons, Inc. Mayer, R, E. Heiser, J. & Lonn, S. (2001). Cognitive constraints on multimedia

learning: when presenting more material results in less under-standing.

Journal of Educational Psychology, 93, hlm. 187-198.

Mayer, R, E. (2003). “The promise of multimedia learning: using the same instructional design methods across different media. Learning and

Instruction, 12, hlm. 125-141.

Mayer, R, E. & Moreno, R. (2002), Nine ways to reduce cognitive load in multimedia learning. Journal of Educational Psychologist, 38, hlm. 43-52. McLellan,R, (2006). The impact of motivational „world-view‟ on engagement in a

cognitive acceleration programme. International Journal of Science

Education,28, (7), hlm. 781-819.

Melville,W. & Yaxley,B. (2009). Contextual opportunities for teacher proffesional learning : the experience of one science department. Eurasia Journal of

Mathematics, Science and Technology Education, 5, (4), hlm. 257-368.

Mihalca,L. dkk. (2010). Effectiveness of cognitive-load based adaptive instruction in genetics Education. ELSIEVER, hlm. 82-88.

Moreno, R. dkk. (2001). The case for social agency in computer-based teaching: Do students learn more deeply when they interact with animated pedagogical agents?. Cognition and Instruction, 19, (2), hlm. 117-214.

Moreno,R.(2006). Decreasing cognitive load for novice students: effects of explanatory versus corrective feedback in discovery-based multimedia.

Insrtuctional Science, 32, hlm. 99-113.

Moreno, R. & Valdez,A. (2006). Cognitive load and learning affects of having students organize pictures and words in multimedia environments: the role of student interactivity and feedback. Educational Technology Research and

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Mustafa,J. (2011). Proposing a model for integrating of social issues in school curriculum. International Journal of Academic Research, 2, (1), hlm. 925-930.

NRC. (1996). National Science Education Standards. Washington DC : National Academic Press.

NSTA & AETS. (2000). Standards for Science Teacher Preparation Ormrod,J,E. (2008). Psikologi pendidikan. Jakarta : Erlangga.

Park,J. (2006). Modelling analysis of students‟ processes of generating scientific explanatory hypotheses. International Journal of Science Education, 28, (17), hlm. 469-489.

Rusman. (2010). Model-model pembelajaran. Bandung : Rajawali Pers.

Sankey,M,D. & Gardiner,R,E. (2011). The impact of multiple representation of content using multimedia on learning out comes across learning styles and modal preference. International Journal of Education and Development Using

Information and Communication Technology, 7, (3), hlm. 18-35.

Schmith,H,G. dkk. (2007). Problem-based learning is compatible with human cognitive architecture. Journal of Eductional Psychologist, 42, (2), hlm. 91-97.

Schraw,G. Crippen,K,J. & Hartley,K. (2006). Promoting self-regulation in science education : metacognition as part of a broader perspective on learning.

Reasearch in Science Education, 36, hlm. 111-139.

Scharfenberg,F,J. & Bogner,F,X. (2010). Instructional efficiency of changing cognitive load in an out – of-school laboratory. International Journal of

Science Education. 37, (13), hlm. 1678-168.

Schnotz,W. & Kürschner,C. (2007). A reconsideration of cognitive load theory.

Journal of Educational Psychologist, 19, hlm. 469 – 508.

Seufert, T. Jȁnen,J. & Brünken. (2007). The impact of instrinsic cognitive load on effectiviness of graphical help for coherence formation. Science Direct

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Silver,C,E,H. Duncan,R,G. & Chinn,C,A. (2007). Scaffolding and achievement in problem based and inquiry learning. Educational Psychologist, 42, (2), hlm. 99-107.

Slavin,R,E. (2009). Psikologi pendidikan: teori dan praktik. Jakarta : PT Indeks. Smith,A,S. (1998). Focusing on active, meaningful learning. Idea Paper, hlm. 34,

1-7.

Solomon dkk. (1993). BIOLOGY. New York – USA : Suaunders College Publishing.

Solso,R,L. Maclin,O,H. & Maclin, M, K. (2008). Psikologi kognitif. Jakarta: Erlangga.

Stiggins, R, J. (1994). Student-centered classroom assessment. New York: Merrue an Imprint of Macmillan College Publishing Co.

Stigler,J,W. & Hiebert,J. (1999). The teaching gap, best odeas from the world’s

teachers for improving education in the classroom. New York – USA : The Free Press/

Stull, A,T. & Mayer,R,E. (2007). Learning by doing versus learning by viewing: three experimental comparisons of learner generated versus author-provided graphic organizer. Journal of Educational Psychology, 99, (4), hlm. 808-820. Sudjana. (2002). Metode statistika. Bandung : Tarsito.

Sugiono, (2008). Metode penelitian pendidikan. Bandung : Alfabeta.

Susanti,R. (2011). Pengembangan program pembelajaran fisiologi tumbuhan

berbasis masalah untuk meningkatkan kemampuan generik sains calon guru biologi. Disertasi, Sekolah Pascasarjana, Universitas Pendidikan Indonesia.

Sweller, J. dkk. (1998). Cognitive architecture and instructional design. Journal of

Educational Psychology Review, 10,(3), hlm 251-292.

Taber,K,S. (2003). Explanatory concetual integration in student thinking : evidence from a case study. International Journal of Science Education,30, (14), hlm. 1915-1943.

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Taber, K, S. (2008). Conceptual resources for learning science: issues of transience and grain-size in cognition and cognitive structure. International Journal of

Science Education. 30 (8), hlm. 1027-1053.

Taiz, L. & Zeiger, E. (2002). Plant physiology. Sinauer Associates, Inc. Publishers. Sunderland,ISBN : 0878938311, Massachusetts, U. S. A.

Thomas,G. Anderson, D. & Nashon.S. (2008). Development of an instrument designed to investigate elements of science students‟ metacognition, sef -efficacy and learning processes : The SEMLI-S. International Journal of

Science Education, 30, (13), hlm. 1701-1724.

Tien,W,Y. & Tiai, C.L. (2007). High school students‟ informal reasoning regrding a sosio scientific issue, with relation to scientific epistemological belief and cognitive structures. International Journal of Science Education, 33,(3), hlm. 371-400.

Trianto, (2010). Model pembelajaran terpadu. Surabaya : Bumi Aksara.

Trihendradi. (2012). Step by step SPSS 20aAnalisis data statistic. Yogyakarta : Andi. Toit,S. & Kotze, G. (2009). Metacognitive strategies in the teaching and learning of

mathematics. Phytagoras, 70, hlm. 57-67.

Tytler,R. & Prain,V. (2010). A frame work for re-thinking learning in science from recent cognitive science perspectives. International Journal of Science

Education, 32, (15), hlm. 2055-2078.

Urena,S,S. Cooper,M, M. & Ron. (2011). Enhancement of metacognition use and awareness by means of a collaborative intervention. International Journal of

Science Education. 33, (3), hlm. 323-340.

Van Gog, T. Paas, F. & Van Merriënboer, J, J, G. (2008). Effects of studying sequences of process-oriented and product-oriented worked examples on troubleshooting transfer efficiency. Learning and Instruction, 18, hlm. 211-222.

Veenman,M,V,J. Bernadette. Wolters,V,H. (2006). metacognition and learning : conceptual and methodological consideration. Metacognition Learning, 1, hlm. 3-14.

Violla,S, R. & Giretti,A. & Leo. (2007). Detecting differences in “meaningfull learning” behavious and their evolution : a data driven approach.

Anna Fitri Hindriana, 2014

PEMBELAJARAN FISIOLOGI TUMBUHAN TERINTEGRASI STRUKTUR TUMBUHAN BERBASIS KERANGKA INSTRUKSIONAL MARZANO UNTUK MENURUNKAN BEBAN KOGNITIF MAHASISWA

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Watters,J,J. & English,L,D. (1995). Children‟s application of simultaneous and successive processing in inductive and deductive reasoning problem: implication for developing scientific reasoning skill. International Journal of

Science Education, 32, (7), hlm. 699-714.

Wei,B. (2009). In search of meaningful integration : the experiences of developing integrated science curricula in junior secondary schools in china. International

Journal of Science Education, 31, (2), hlm. 259-277.

Weier,T,E. dkk. ( 1982). BOTANY. Canada-USA : John Willey & Sons. Inc.

Wright, J. (2006). Teaching and assesing mind maps. Peer Linguam,22, (1), hlm. 23-38.

Zumbach, J. & Mohraz,M. (2008). Cognitive load in hypermedia reading comprehension : influence of text tipe and linearity. Science Direct Computer