EFEKTTIVITAS MODEL DAN PEMBELAJARAN MATEMATI
ISSN 0215 - 8250
812
EFEKTTIVITAS MODEL PEMBELAJARAN MATEMATIKASAINS TERPADU BERORIENTASI PEMECAHAN MASALAH
OPEN-ENDED ARGUMENTATIF DALAM MENINGKATKAN
PENGUASAAN KONSEP , KETERAMPILAN BERPIKIR
DIVERGEN DAN PENGEMBANGAN KEMAMPUAN
PEMECAHAN MASALAH
oleh
Ketut Suma, I Gusti Putu Sudiarta,
Ida Bagus Putu Arnyana, I Nengah Martha
Universitas Pendidikan Ganesha
Jln. Udayana Singaraja
ABSTRAK
Tujuan penelitian ini adalah menguji efektivitas
Model
Pembelajaran Matematika Sains Terpadu Beorientasi Pemecahan Masalah
Open-Ended Argumentatif dalam meningkatkan penguasaan konsep,
keterampilan berpikir divergen, dan pengembangan kemampuan
pemecahan masalah. Penelitian ini merupakan penelitian kuasi eksperimen
yang dilakukan di enam Sekolah Menengah Pertama di Provinsi Bali.
Subjek penelitian terdiri atas 220 siswa kelas eksperimen dan 215 siswa
kelas kontrol. Hasil penelitian menunjukkan bahwa Model dan Sistem
Asesmen Pembelajaran Matematika Sains Terpadu Berientasi Pemecahan
Masalah Open-Ended Argumentatif lebih efektif dari model pembelajaran
reguler dalam hal meningkatkan kemampuan siswa dalam pemahaman
konsep, berpikir divergen, dan pengembangan kemampuan pemecahan
masalah.
Kata Kunci : pemecahan masalah, open-ended argumentatif, penguasaan
konsep, berpikir divergen, dan pemecahan masalah.
__________Jurnal Pendidikan dan Pengajaran UNDIKSHA, No. 4 TH. XXXXI Oktober 2008
ISSN 0215 - 8250
813
ABSTRACT
The objective of this study was to verify the effectiveness of openended argumentative in integrated mathematic-science learning model in
order to improve concept achievement, divergent thinking skill, and
developing student’s problem-solving ability. The type of this study is quasi
experiment research that conducted at junior high school in Bali Province.
The subjects consist of 220 student of research class and 215 student of
control class. The result of this study indicates that open-ended
argumentative in integrated mathematic-science learning model is better
than regular model in order to improve concept achievement, divergent
thinking skill, and developing student’s problem-solving ability.
Key word : open-ended argumentative problem, concept achievement,
divergent thinking, problem solving ability.
1. Pendahuluan
Matematika secara esensial merupakan proses berpikir yang
melibatkan konstruksi dan menerapkan abstraksi, serta menghubungkan
jaringan ide-ide secara logis (Rutherford, 1989). Ide-ide tersebut seringkali
muncul dari kebutuhan dalam pemecahan masalah-masalah sains,
teknologi, dan kehidupan sehari-hari. Terdapat hubungan yang sangat erat
antara matematika dan sains. Sains menyediakan masalah-masalah yang
perlu diselidiki dan dianalisis dengan matematika, sementara itu
matematika menyediakan alat yang berguna dalam menganalisis data.
Seringkali pola-pola abstrak yang dipelajari dalam matematika sangat
berguna dalam sains. Sains dan matematika keduanya mencoba untuk
menemukan pola dan hubungan-hubungan umum. Kebermaknaan konsepkonsep matematika tampak jelas ketika digunakan dalam memecahkan
masalah sains, teknologi dan kehidupan sehari-hari (Rutherford, 1989).
Mengingat hal ini maka dalam pembelajaran matematika di sekolah, guru
__________Jurnal Pendidikan dan Pengajaran UNDIKSHA, No. 4 TH. XXXXI Oktober 2008
ISSN 0215 - 8250
814
harus mengaitkan pelajaran matematika dengan mata pelajaran lainnya,
teknologi, dan kehidupan sehari-hari.
Pembelajaran matematika selama ini merupakan pelajaran yang
berdiri sendiri (terpisah dari mata pelajaran lainnya). Pembelajaran
matematika di sekolah sangat teoretik dan mekanistik (Sudiarta, dkk, 2005).
Pembelajaran matematika hanya menekankan pada teori dan konsep-konsep
matematika tanpa disertai dengan penerapannya pada berbagai bidang yang
lain seperti ekonomi, sains, teknologi, dan kehidupan sehari-hari.
Pembelajaran yang demikian menyebabkan siswa tidak mengetahui untuk
apa mereka belajar matematika. Dengan kata lain pelajaran matematika
dirasakan kurang bermakna bagi kehidupannya. Tidak jarang hal ini
menyebabkan kurangnya minat siswa terhadap matematika. Untuk
membuat pembelajaran matematika lebih bermakna bagi siswa, maka
pengintegrasian mata pelajaran matematika dengan mata pelajaran yang
lain merupakan hal yang sangat penting. Salah satunya adalah dengan
mengembangkan pembelajaran matematika dan sains terpadu.
Dalam praktik, pembelajaran matematika biasanya dimulai dengan
penjelasan konsep-konsep disertai dengan contoh-contoh, dilanjutkan
dengan latihan soal-soal. Pendekatan pembelajaran ini didominasi oleh
penyajian masalah matematika dalam bentuk tertutup (closed problem atau
highly structured problem) yaitu permasalahan matematika yang
dirumuskan sedemikan rupa, sehingga hanya memiliki satu jawaban yang
benar dengan satu pemecahanannya. Di samping itu, permasalahan tertutup
ini biasanya disajikan secara terstruktur dan eksplisit, mulai dengan yang
diketahui, apa yang ditanyakan, dan konsep apa yang digunakan untuk
memecahkan masalah itu. Ide-ide, konsep-konsep dan pola hubungan
matematika serta strategi, teknik dan algoritma pemecahan masalah
diberikan secara eksplisit, sehingga siswa dengan mudah dapat menebak
solusinya. Pendekatan pembelajaran seperti ini cenderung hanya melatih
__________Jurnal Pendidikan dan Pengajaran UNDIKSHA, No. 4 TH. XXXXI Oktober 2008
ISSN 0215 - 8250
815
keterampilan dasar matematika (mathematical basic skill) secara terbatas
dan terisolasi (Sudiarta,dkk, 2005).
Di samping bersifat tertutup, soal-soal yang disajikan pada
kebanyakan buku juga tidak mengaitkan matematika dengan konteks
kehidupan siswa sehari-hari, sehingga pengajaran matematika menjadi jauh
dari kehidupan siswa. Dengan kata lain, pelajaran matematika menjadi
kurang bermakna. Kekurangbermaknaan pelajaran matematika bagi siswa
dapat diduga sebagai penyebab rendahnya minat dan prestasi belajar
matematika siswa.
Menyikapi kenyataan ini, perlu dilakukan reorientasi pembelajaran
matematika dari yang hanya melatih keterampilan dasar matematika secara
terbatas dan terisolasi menjadi pembelajaran yang memungkinkan siswa
dapat membangun dan mengembangkan ide-ide dan pemahaman konsep
matematika secara luas dan mendalam, memahami keterkaitan matematika
dengan bidang ilmu lainnya, serta mampu menerapkan pada berbagai
persroalan hidup dan kehidupan. Reorientasi ini dilakukan untuk
mengembangkan kompetensi matematika siswa antara lain (1)
menginvestigasi dan memecahkan masalah (problem possing and problem
solving), (2) berargumentasi dan berkomunikasi secara matematik
(mathematical reasoning and communication), (3) melakukan penemuan
kembali (reinvention) dan membangun (construction) konsep matematika
secara mandiri, (4) berpikir inovatif dan kreatif, yang melibatkan, instuisi,
penemuan (discovery), prediksi (prediction), dan generalisasi
(generalization) melalui pemikiran divergen dan orisinal, (5) memahami
hubungan matematika dengan bidang-bidang ilmu lainnya, (6) menerapkan
konsep-konsep matematika dalam persoalan-persolan sains maupun
persoalan sehari-hari. Salah satu model pembelajaran yang dipandang
sesuai untuk mencapai kompetensi ini adalah ”Model Pembelajaran
Matematika-Sains Terpadu Berorientasi Pemecahan Masalah Open-Ended
__________Jurnal Pendidikan dan Pengajaran UNDIKSHA, No. 4 TH. XXXXI Oktober 2008
ISSN 0215 - 8250
816
Argumentatif”. Model ini berpotensi mengembangkan meningkatkan
penguasaan konsep, keterampilan berpikir divergen, dan pengembangan
pemecahan masalah (Suma, 2006). Pembelajaran sains dengan pendekatan
terpadu dengan mata pelajaran lainnya (integrated approach) mempunyai
beberapa keuntungan. Pertama, sains akan menjadi body of knowledge
yang lebih koheren, bukan merupakan kumpulan fakta yang tak saling
berhubungan (Keig, dalam Peters & Gega, 2002). Kedua, pendekatan ini
secara intrinsik bersifat kooperatif (Post, et al, dalam Peter & Gega, 2002).
Siswa yang terlibat dalam pembelajaran dengan pendekatan terpadu akan
bekerja dalam kelompok kooperatif yang dapat meningkatkan interaksi
antar siswa. Interaksi ini berpotensi untuk melibatkan siswa dalam
mengklarifikasi, mempertahankan, mengelaborasi, dan mengevaluasi
argumen (Tobin, Trippin, & Gallard, 1994). Ketiga, metode ini merupakan
aplikasi langsung teori multiple intelegensi. Karena karakteristik peserta
didik (kognitif, afektif, dan psikomotorik) pada umumnya berbeda-beda,
maka penerapan kurikulum yang terintegrasi adalah sangat penting
terutama dalam mengembangkan berbagai pendekatan belajar yang
memperhatikan perbedaan karakteristik individual tersebut. Keempat,
pendekatan terpadu akan mendorong siswa untuk menggunakan berbagai
gaya,dan sumber belajar.
Setiap model pembelajaran yang diterapkan pada sains haruslah
dapat mensinergikan pengetahuan ilmiah, keterampilan proses, dan sikap
ilmiah. Siswa akan menghargai matematika dan sains apabila mereka
merasa senang belajar matematika dan sains dalam konteks yang menarik.
Keterpaduan antara matematika dan sains, serta bahasa dan ilmu sosial
lainnya yang diwujudkan dengan pemilihan kegiatan yang kontekstual yang
berkaitan dengan masalah-masalah yang dekat dengan kehidupan siswa
akan mendorong sikap positif siswa terhadap sains dan disiplin ilmu
lainnya (Peter & Gega, 2002).
__________Jurnal Pendidikan dan Pengajaran UNDIKSHA, No. 4 TH. XXXXI Oktober 2008
ISSN 0215 - 8250
817
Penelitian ini bertujuan untuk menguji efektivitas model
pembelajaran matematika-sains terpadu berorientasi pada pemecahan
masalah open-ended argumentatif dalam hal meningkatkan penguasaan
konsep, berpikir divergen, dan pengembangan kemampuan memecahkan
masalah.
2. Metode Penelitian
Penelitian kedua ini merupakan penelitian kuasi eksperimen dengan
rancangan pre-test post-test non-equivalen control group design yang
digambarkan dengan
O1
O1
X
-
O2
O2
(dimodifikasi dari Borg & Gall, 1983)
Dengan X adalah perlakuan eksperimen yang dalam hal ini adalah
model pembelajaran matematika-sains terpadu berorientasi pemecahan
masalah open-ended argumentatif yang dikenakan pada kelompok
eksperimen. Sedangkan kelompok kontrol mendapatkan pembelajaran
reguler yang umumnya berbentuk pembelajaran ekspositori yang dilengkapi
dengan latihan soal yang biasanya bersifat tertutup. O menyatakan pre-test
dan post-test variabel terikat. Yang merupakan variabel terikat dalam hal ini
adalah peguasaan konsep-konsep dan keterampilan berpikir tingkat tinggi.
Ancaman validitas internal rancangan ini adalah kemungkinan bahwa
perbedaan pada post-test disebabkan oleh perbedaan kemampuan awal
dalam hal penguasaan konsep dan keterampilan berpikir tingkat tinggi yang
disebabkan oleh perbedaan awal di antara kedua kelompok, salah satunya
perbedaan kemampuan awal siswa tentang konsep-konsep dan keterampilan
berpikr tingkat tinggi. Banyak penelitian menunjukkan bahwa pengetahuan
awal siswa sangat mempengaruhi hasil belajar siswa. Untuk mengontrol
__________Jurnal Pendidikan dan Pengajaran UNDIKSHA, No. 4 TH. XXXXI Oktober 2008
ISSN 0215 - 8250
818
ancaman validitas yan disebabkan oleh pengetahua awal siswa data yang
dianalisis adalah gain score ternormalisasi (g) yang dirumuskan dengan
g
X post X pre
X max X pre
(Savinaenan & Scott, 2002)
Penelitian ini melibatkan 6 (enam) orang guru matematika SMP
kelas VIII dan 220 siswa kelas eksperimen dan 215 siswa kelas kontrol
yang berasal dari enam sekolah, yaitu SMP Negeri 1 Singaraja, SMP
Negeri 2 Tabanan, SMP Negeri 2 Denpasar, SMP Negeri 1 Gianyar, SMP
Negeri 1 Bangli, dan SMP Negeri 5 Amlapura.
Efektivitas model pembelajaran matematika-sains terpadu
berorientasi pada pemecahan masalah open-ended argumentatif dalam hal
meningkatkan penguasaan konsep dan keteramplan berpikir divergen
dilihat dari keunggulan komparatif model ini terhadap model reguler.
Untuk menguji perbedaan rata-rata gain score (g) dari kelompok
eksperimen dan kelompok kontrol, digunakan teknik uji t. Uji t juga
digunakan untuk menguj perbedaan skor pemecahan masalah siswa. Di
samping menguji keunggulan komparatif model, efektivitas model
pembelajaran juga diukur dengan kriteria nilai g, yaitu :
__________Jurnal Pendidikan dan Pengajaran UNDIKSHA, No. 4 TH. XXXXI Oktober 2008
ISSN 0215 - 8250
g > 0,7
0,3 < g < 0,7
g< 0,3
819
efektivitas tinggi
efektivitas sedang
efektivitas rendah.
(Savinaenan & Scott, 2002)
3. Hasil Penelitian dan Pembahasan
Hasil penelitian menunjukkan bahwa rata-rata gain skor
ternormalisasi g penguasaan konsep siswa yang diajar dengan model
pembelajaran matematika-sains terpadu berorientasi pemecahan masalah
open-ended argumentatif adalah 0,63 dengan SD = 0,12. Sesuai dengan
kriteria efektivitas pembejaran nilai rata-rata ini menunjukkan bahwa
efektivitas pembelajaran termasuk dalam kategori sedang. Namun jika
dilihat perindividu, terdapat 37% dari 220 orang siswa yang diajar dengan
model pembelajaran matematika dan sains terpadu berorientasi pemecahan
masalah open-ended argumentatif mencapai peningkatan penguasaan
konsep dalam kategori tinggi yang ditunjukkan oleh nilai g>0,7. Sisanya
63% siswa mencapai peningkatan penguasaan konsep-konsep dalam
kategori sedang yang ditunjukkan oleh nilai g antara 0,3 s/d 0,7. Untuk
siswa yang diajar dengan model pembelajaran reguler, gain skor rata-rata
penguasaan konsep adalah 0,38 dengan SD=0,14. Sementara itu, hanya
3,7% dari 215 orang siswa kelas kontrol yang mencapai peningkatan
penguasaan konsep dalam kategori tinggi dengan nilai g>0,7. Jika dilihat
per individu hanya 3,7% siswa mencapai peningkatan penguasaan konsep
dalam kategori tinggi, 64% siswa mencapai peningkatan penguasaan
konsep dalam kategori sedang, dan 32,1% siswa mencapai peningkatan
penguasaan konsep dalam kategori rendah.
Terlihat bahwa, secara umum pencapaian peningkatan penguasaan
konsep, siswa yang diajar dengan model pembelajaran matematika dan
sains terpadu berorientasi pemecahan masalah open-ended argumentatif
cenderung lebih baik dari pada siswa yang diajar dengan model
__________Jurnal Pendidikan dan Pengajaran UNDIKSHA, No. 4 TH. XXXXI Oktober 2008
ISSN 0215 - 8250
820
pembelajaran reguler. Hal ini dapat dijelaskan karena pada model
pembelajaran matematika dan sains terpadu berorientasi pemecahan
masalah open-ended argumentatif, siswa diberi kesempatan untuk
mengidentifikasi terlebih dahulu konsep-konsep dan prinsip-prinsip yang
akan digunakan untuk memecahkan masalah yang dihadapkan padanya.
Sebaliknya pada pembelajaran reguler siswa lebih sering mencocokan
rumus-rumus dengan masalah yang dihadapi melalui metode trial and
error. Keterpaduan antara matematika dan sains, serta bahasa dan ilmu
sosial lainnya yang diwujudkan dengan pemilihan kegiatan yang
kontekstual yang berkaitan dengan masalah-masalah yang dekat dengan
kehidupan siswa akan mendorong sikap positif siswa terhadap sains dan
disiplin ilmu lainnya (Peter & Gega, 2002). Konteks akan memberikan
makna pada konten (Johnson, 2002). Jika pembelajaran berlangsung secara
bermakna maka konsep-konsep dan prinsip-prinsip penting lebih mudah
diingat.
Untuk keterampilan berpikir divergen, hasil penelitian menunjukkan
bahwa secara umum peningkatan kemampuan berpikir divergen siswa yang
diajar dengan model pembelajaran matematika-sains terpadu berorientasi
pemecahan masalah open-ended argumentatif termasuk dalam kategori
sedang yang ditunjukkan oleh rata-rata nilai g= 0,61. Namun, jika dilihat
secara individual terdapat 29,8% siswa yang mencapai peningkatan
kemampuan berpikir divergen dalam kategori tinggi yang ditunjukkan oleh
nilai g>0,7, dan 70,2 % siswa yang mencapai peningkatan kemampuan
berpikir divergen dalam kategori sedang. Sementara itu untuk siswa yang
diajar dengan model reguler, hanya 0,4% siswa yang mencapai peningkatan
kemampuan berpikir divergen dalam kategori tinggi, 27,9% siswa
mencapai peningkatan kemampuan berpikir divergen dalam kategori
sedang, dan 71,6% siswa mencapai peningkatan kemampuan berpikir
divergen dalam ketegori rendah. Tampak jelas bahwa siswa yang diajar
__________Jurnal Pendidikan dan Pengajaran UNDIKSHA, No. 4 TH. XXXXI Oktober 2008
ISSN 0215 - 8250
821
dengan model pembelajaran matematika-sains terpadu berorientasi
pemecahan masalah open-ended argumentatif cenderung mengalami
peningkatan kemampuan berpikir divergen lebih tinggi dari siswa yang
diajar dengan model reguler.
Untuk kinerja pemecahan masalah, hasil penelitian menunjukkan
bahwa secara umum kinerja pemecahan masalah siswa yang diajar dengan
model pembelajaran matematika-sains terpadu berorientasi pemecahan
masalah open-ended argumentatif termasuk dalam kategori baik yang
ditunjukkan oleh rata-rata skor kinerja pemecahan masalah adalah 13,93,
sedangkan rata-rata skor siswa yang diajar dengan model reguler adalah
10,71. Namun, secara individual terdapat 28% siswa yang mencapai skor
dalam kategori sangat baik, 51,4% dalam kategori baik, 23,6% dalam
kategori sedang, 9,1% dalam kategori kurang dan 3,2 % dalam kategori
sangat kurang. Sementara itu, untuk siswa yang diajar dengan model
reguler, hanya 0,4% siswa yang mencapai skor dalam kategori sangat baik,
11,2% siswa mencapai skor dalam kategori baik, 40,5% dalam kategori
sedang, 28,4% dalam kategori kurang dan 19,5% dalam kategori sangat
kurang.
Uji t menunjukkan bahwa rata-rata gain skor penguasaan konsep,
kemampuan berpikir divergen, dan rata-rata skor pemecahan masalah
antara siswa yang diajar dengan model pembelajaran matematika-sains
terpadu berorientasi pemecahan masalah open-ended argumentatif dan
siswa yang diajar dengan model reguler berbeda secara signifikan pada
taraf signifikan 5%. Rata-rata gain skor penguasaan konsep dan berpikir
divergen serta rata-rata skor pemecahana masalah siswa yang diajar dengan
model pembelajaran matematika-sains terpadu berorientasi pemecahan
masalah open-ended argumentatif lebih tinggi dari siswa yang diajar
dengan model reguler. Ini menujukkan bahwa model dan sistem asesmen
pembelajaran matematika-sains terpadu berorientasi pemecahan masalah
__________Jurnal Pendidikan dan Pengajaran UNDIKSHA, No. 4 TH. XXXXI Oktober 2008
ISSN 0215 - 8250
822
open-ended argumentatif lebih efektif dari model reguler baik dalam
meningkatkan penguasaan konsep-konsep, kemampuan berpikir divergen,
dan kinerja pemecahan masalah.
Keunggulan dari model pembelajaran matematika-sains terpadu
berorientasi pemecahan masalah open-ended argumentatif dari
pembelajaran reguler karena pendekatan pemecahan masalah open ended
argumentatif memberikan kesempatan kepada siswa untuk mencapai
kompetensi-kompetensi kunci, seperti kompentensi memecahkan masalah
(problem posing and problem solving), beragumentasi dan berkomunikasi
(reasoning and communication), bernalar dan berfikir divergen dalam
mengkonstruksi (construction), mencoba-salah (trial and error),
memprediksi (prediction), dan mengeneralisai (generalization).
Dalam penerapan model pembelajaran matematika-sains terpadu
berorientasi pemecahan masalah open-ended argumentatif, siswa dilatih
untuk memecahkan masalah dengan berbagai macam solusi, dengan
demikian siswa dilatih untuk berpikir divergen. Sementara itu, dalam
pembelajaran reguler siswa biasanya diajar dengan pendekatan ekspositori
dilengkapi dengan pemecahan masalah yang sifatnya lebih banyak tertutup.
Permasalahan yang diberikan pada model dan sistem asesmen pembelajaran
matematika-sains terpadu berorientasi pemecahan masalah open-ended
argumentatif bersifat terbuka dan kontekstual dengan demikian siswa
merasakan makna dari konsep-konsep matematika yang dipelajari dalam
konteks tertentu. Sedangkan dalam pembelajaran reguler, soal-soal yang
dipecahkan siswa lebih bersifat akademik tanpa banyak dikaitkan dengan
konteks mata pelajaran lainnya atau kehidupan sehari-hari siswa.
Keterpaduan antara matematika dan sains, serta bahasa dan ilmu sosial
lainnya yang diwujudkan dengan pemilihan kegiatan yang kontekstual yang
berkaitan dengan masalah-masalah yang dekat dengan kehidupan siswa
__________Jurnal Pendidikan dan Pengajaran UNDIKSHA, No. 4 TH. XXXXI Oktober 2008
ISSN 0215 - 8250
823
akan mendorong sikap positif siswa terhadap sains dan disiplin ilmu
lainnya (Peter & Gega, 2002).
Keunggulan komparatif model pembelajaran matematika-sains
terpadu berorientasi pemecahan masalah open-ended argumentatif terhadap
model pembelajaran reguler tampaknya didukung oleh beberapa hasil
penelitian senada. Penelitian Sudiarta di Sekolah Dasar Elisabeth Schule
Osnabrueck Jerman (1999-2003), menunjukkan bahwa pendekatan open
ended problem dalam pembelajaran matematika dapat menstimulasi
kreativitas berfikir siswa terutama dalam membangun dan mengkonstruksi
konsep-konsep matematika. Penelitian yang dilakukan oleh Suma dan
Mariawan (2003) menujukkan bahwa
strategi pemecahan masalah
kuantitatif dan kualitatif dengan realistic world problem memberikan
dampak positif terhadap pemguasaan konsep dan prinsip kinematika dan
dinamika. Penerapan langkah-langkah pemecahan masalah secara
sistematis dapat meningkatkan penguasaan konsep-konsep dan
keterampilan pemecahan masalah yang meliputi menganalisis masalah,
merencanakan solusi, mengerjakan penyelesaian, dan mencek serta
mengevaluasi hasilnya. Penggunaan realistic world problem yang bersifat
open-ended telah mendorong terjadinya perubahan belajar mahasiswa dari
menghafal rumus-rumus, menjadi belajar memahami konsep dan prinsipprinsip dan menerapkan konsep serta prinsip itu dalam konteks yang tepat.
Suma (2004) juga
menunjukkan bahwa penguasaan konsep dan
keterampilan kerja ilmiah mahasiswa yang memperoleh eksperimen terbuka
lebih baik dari pada yang memperoleh eksperimen terbuka terbimbing, dan
lebih baik dari yang memperoleh eksperimen tradisional.
4. Penutup
Model Pembelajaran Matematika-Sains Terpadu Berorientasi
Pemecahan Masalah Open-Ended Argumentatif merupakan sebuah model
pembebelajaran yang memenuhi kelayakan sebuah model pembelajaran
__________Jurnal Pendidikan dan Pengajaran UNDIKSHA, No. 4 TH. XXXXI Oktober 2008
ISSN 0215 - 8250
824
matematika di SMP. Model ini memiliki keunggulan komparatif dalam hal
meningkatkan penguasaan konsep siswa,kemampuan berpikir divergen, dan
pengembangan kemampuan pemecahan masalah dibandingkan dengan
model pembelajaran reguler. Peningkatan penguasaan konsep, kemampuan
berpikir divergen, dan pengembangan pemecahan masalah pemecahan
masalah siswa yang diajar dengan Model dan Sistem Asesmen
Pembelajaran Matematika-Sains Terpadu Berorientasi Pemecahan Masalah
Open-Ended Argumentatif lebih baik dari pada siswa yang diajar dengan
model pembelajaran reguler.
Bertolak dari hasil penelitan ini dapat disarankan hal-hal sebagai
berikut. Pertama, para guru matematika di SMP disarankan menerapkan
model pembelajaran matematika-sains terpadu berorientasi pemecahan
masalah open-ended argumentatif untuk membuat pembelajaran
matematika lebih bermakna dan sekaligus meningkatkan penguasaan
konsep-konsep, kemampuan berpikir divergen, dan kinerja pemecahan
masalah. Untuk itu, guru matematika dapat berkolaborasi dengan guru
sains. Kolaborasi ini selain meningkatkan kebermaknaan pembelajaran
matematika, juga memberikan kesempatan bagi guru matematika dan sains
untuk menambah wawasannya pada masing-masing bidang itu karena
memang keterkaitan kedua mata pelajaran itu sangat erat. Kedua, untuk
dapat menerapkan model pembelajaran matematika-sains terpadu
berorientasi pemecahan masalah open-ended argumentatif ini dengan baik,
disarankan agar guru matematika memiliki pengetahuan tentang sains, atau
pembelajaran dilakukan dengan team teaching. Ketiga, bertolak dari
keunggulan komparatif model pembelajaran matematika-sains terpadu
berorientasi pemecahan masalah open-ended argumentatif terhadap model
reguler dalam meningkatkan penguasaan konsep, berpikir divergen, dan
pengembangan kemampuan pemecahan masalah, disarankan agar guruguru matematika membiasakan siswa menghadapi masalah matematika__________Jurnal Pendidikan dan Pengajaran UNDIKSHA, No. 4 TH. XXXXI Oktober 2008
ISSN 0215 - 8250
825
sains terpadu yang sifatnya open-ended, masalah-masalah itu dapat
dikembangkan dari topik-topik matematika-sains yang memiliki keterkaitan
tinggi.
DAFTAR PUSTAKA
Borg, W.R & Gall, M.D. 1983. Educational Research. An Introduction.
New York: Longman.
Peters, J.M, & Gega P.C. 2002. Science in Elementary Education. 9th. New
Jersey: Merrill Prentice Hall.
Johnson, E.B. 2002. Contextual Teaching and Learning. California: Corwin Press.
Rutherford, F. dan Andrew Ahlgren. 1990. Sience for All Anericans.
Oxford : Univesity Press.
Savinainen, A & Scott, P. 2002. The Force Concept Inventory. A Tool for
Monitoring Student Learning. Physics Education. 37 (1), 45-52.
Suma, K. & Mariawan, I.M. 2003. Penerapan Strategi Pemecahan Masalah
Kuantitatif dan Kualitatif Secara Sistematis Pada Pembelajaran
Fisika Dasar untuk meningkatkan Hasil Belajar dan Keteramplan
Memecahkan Masalah. Laporan Penelitian. Tidak dipublikasikan.
Suma, K. 2004. Studi Komparatif Tiga Model Eksperimen terhadap
Penguasaan Konsep-Konsep dan Keterampilan Laboratorium
Mahasiswa Calon Guru. Laporan Penelitian. Tidak dipublikasikan.
Sudiarta, P. 2003c. Pembangunan Konsep Matematika Melalui O
" penEnded Problem" : Studi Kasus Pada Sekolah Dasar Elisabeth
Osnabrueck Jerman, Jurnal Pendidikan dan Pengajaran, IKIP
Negeri Singaraja: Edisi Oktober 2003.
Sudiarta, P.dkk. 2005. Pengembangan dan Implementasi Pembelajaran
Matematika Berorientasi Pemecahan Masalah Kontekstual OpenEnded. Laporan Penelitian. Tidak dipublikasikan.
Tobin, K, Tippin, D, & Gallard. 1994. Research on Instructional Strategies
for Teaching Science. In D Gabel (Ed), Hanbook of Research on
Science teaching and Learning (pp 43-93). New York: Macmillan.
__________Jurnal Pendidikan dan Pengajaran UNDIKSHA, No. 4 TH. XXXXI Oktober 2008
ISSN 0215 - 8250
826
__________Jurnal Pendidikan dan Pengajaran UNDIKSHA, No. 4 TH. XXXXI Oktober 2008
812
EFEKTTIVITAS MODEL PEMBELAJARAN MATEMATIKASAINS TERPADU BERORIENTASI PEMECAHAN MASALAH
OPEN-ENDED ARGUMENTATIF DALAM MENINGKATKAN
PENGUASAAN KONSEP , KETERAMPILAN BERPIKIR
DIVERGEN DAN PENGEMBANGAN KEMAMPUAN
PEMECAHAN MASALAH
oleh
Ketut Suma, I Gusti Putu Sudiarta,
Ida Bagus Putu Arnyana, I Nengah Martha
Universitas Pendidikan Ganesha
Jln. Udayana Singaraja
ABSTRAK
Tujuan penelitian ini adalah menguji efektivitas
Model
Pembelajaran Matematika Sains Terpadu Beorientasi Pemecahan Masalah
Open-Ended Argumentatif dalam meningkatkan penguasaan konsep,
keterampilan berpikir divergen, dan pengembangan kemampuan
pemecahan masalah. Penelitian ini merupakan penelitian kuasi eksperimen
yang dilakukan di enam Sekolah Menengah Pertama di Provinsi Bali.
Subjek penelitian terdiri atas 220 siswa kelas eksperimen dan 215 siswa
kelas kontrol. Hasil penelitian menunjukkan bahwa Model dan Sistem
Asesmen Pembelajaran Matematika Sains Terpadu Berientasi Pemecahan
Masalah Open-Ended Argumentatif lebih efektif dari model pembelajaran
reguler dalam hal meningkatkan kemampuan siswa dalam pemahaman
konsep, berpikir divergen, dan pengembangan kemampuan pemecahan
masalah.
Kata Kunci : pemecahan masalah, open-ended argumentatif, penguasaan
konsep, berpikir divergen, dan pemecahan masalah.
__________Jurnal Pendidikan dan Pengajaran UNDIKSHA, No. 4 TH. XXXXI Oktober 2008
ISSN 0215 - 8250
813
ABSTRACT
The objective of this study was to verify the effectiveness of openended argumentative in integrated mathematic-science learning model in
order to improve concept achievement, divergent thinking skill, and
developing student’s problem-solving ability. The type of this study is quasi
experiment research that conducted at junior high school in Bali Province.
The subjects consist of 220 student of research class and 215 student of
control class. The result of this study indicates that open-ended
argumentative in integrated mathematic-science learning model is better
than regular model in order to improve concept achievement, divergent
thinking skill, and developing student’s problem-solving ability.
Key word : open-ended argumentative problem, concept achievement,
divergent thinking, problem solving ability.
1. Pendahuluan
Matematika secara esensial merupakan proses berpikir yang
melibatkan konstruksi dan menerapkan abstraksi, serta menghubungkan
jaringan ide-ide secara logis (Rutherford, 1989). Ide-ide tersebut seringkali
muncul dari kebutuhan dalam pemecahan masalah-masalah sains,
teknologi, dan kehidupan sehari-hari. Terdapat hubungan yang sangat erat
antara matematika dan sains. Sains menyediakan masalah-masalah yang
perlu diselidiki dan dianalisis dengan matematika, sementara itu
matematika menyediakan alat yang berguna dalam menganalisis data.
Seringkali pola-pola abstrak yang dipelajari dalam matematika sangat
berguna dalam sains. Sains dan matematika keduanya mencoba untuk
menemukan pola dan hubungan-hubungan umum. Kebermaknaan konsepkonsep matematika tampak jelas ketika digunakan dalam memecahkan
masalah sains, teknologi dan kehidupan sehari-hari (Rutherford, 1989).
Mengingat hal ini maka dalam pembelajaran matematika di sekolah, guru
__________Jurnal Pendidikan dan Pengajaran UNDIKSHA, No. 4 TH. XXXXI Oktober 2008
ISSN 0215 - 8250
814
harus mengaitkan pelajaran matematika dengan mata pelajaran lainnya,
teknologi, dan kehidupan sehari-hari.
Pembelajaran matematika selama ini merupakan pelajaran yang
berdiri sendiri (terpisah dari mata pelajaran lainnya). Pembelajaran
matematika di sekolah sangat teoretik dan mekanistik (Sudiarta, dkk, 2005).
Pembelajaran matematika hanya menekankan pada teori dan konsep-konsep
matematika tanpa disertai dengan penerapannya pada berbagai bidang yang
lain seperti ekonomi, sains, teknologi, dan kehidupan sehari-hari.
Pembelajaran yang demikian menyebabkan siswa tidak mengetahui untuk
apa mereka belajar matematika. Dengan kata lain pelajaran matematika
dirasakan kurang bermakna bagi kehidupannya. Tidak jarang hal ini
menyebabkan kurangnya minat siswa terhadap matematika. Untuk
membuat pembelajaran matematika lebih bermakna bagi siswa, maka
pengintegrasian mata pelajaran matematika dengan mata pelajaran yang
lain merupakan hal yang sangat penting. Salah satunya adalah dengan
mengembangkan pembelajaran matematika dan sains terpadu.
Dalam praktik, pembelajaran matematika biasanya dimulai dengan
penjelasan konsep-konsep disertai dengan contoh-contoh, dilanjutkan
dengan latihan soal-soal. Pendekatan pembelajaran ini didominasi oleh
penyajian masalah matematika dalam bentuk tertutup (closed problem atau
highly structured problem) yaitu permasalahan matematika yang
dirumuskan sedemikan rupa, sehingga hanya memiliki satu jawaban yang
benar dengan satu pemecahanannya. Di samping itu, permasalahan tertutup
ini biasanya disajikan secara terstruktur dan eksplisit, mulai dengan yang
diketahui, apa yang ditanyakan, dan konsep apa yang digunakan untuk
memecahkan masalah itu. Ide-ide, konsep-konsep dan pola hubungan
matematika serta strategi, teknik dan algoritma pemecahan masalah
diberikan secara eksplisit, sehingga siswa dengan mudah dapat menebak
solusinya. Pendekatan pembelajaran seperti ini cenderung hanya melatih
__________Jurnal Pendidikan dan Pengajaran UNDIKSHA, No. 4 TH. XXXXI Oktober 2008
ISSN 0215 - 8250
815
keterampilan dasar matematika (mathematical basic skill) secara terbatas
dan terisolasi (Sudiarta,dkk, 2005).
Di samping bersifat tertutup, soal-soal yang disajikan pada
kebanyakan buku juga tidak mengaitkan matematika dengan konteks
kehidupan siswa sehari-hari, sehingga pengajaran matematika menjadi jauh
dari kehidupan siswa. Dengan kata lain, pelajaran matematika menjadi
kurang bermakna. Kekurangbermaknaan pelajaran matematika bagi siswa
dapat diduga sebagai penyebab rendahnya minat dan prestasi belajar
matematika siswa.
Menyikapi kenyataan ini, perlu dilakukan reorientasi pembelajaran
matematika dari yang hanya melatih keterampilan dasar matematika secara
terbatas dan terisolasi menjadi pembelajaran yang memungkinkan siswa
dapat membangun dan mengembangkan ide-ide dan pemahaman konsep
matematika secara luas dan mendalam, memahami keterkaitan matematika
dengan bidang ilmu lainnya, serta mampu menerapkan pada berbagai
persroalan hidup dan kehidupan. Reorientasi ini dilakukan untuk
mengembangkan kompetensi matematika siswa antara lain (1)
menginvestigasi dan memecahkan masalah (problem possing and problem
solving), (2) berargumentasi dan berkomunikasi secara matematik
(mathematical reasoning and communication), (3) melakukan penemuan
kembali (reinvention) dan membangun (construction) konsep matematika
secara mandiri, (4) berpikir inovatif dan kreatif, yang melibatkan, instuisi,
penemuan (discovery), prediksi (prediction), dan generalisasi
(generalization) melalui pemikiran divergen dan orisinal, (5) memahami
hubungan matematika dengan bidang-bidang ilmu lainnya, (6) menerapkan
konsep-konsep matematika dalam persoalan-persolan sains maupun
persoalan sehari-hari. Salah satu model pembelajaran yang dipandang
sesuai untuk mencapai kompetensi ini adalah ”Model Pembelajaran
Matematika-Sains Terpadu Berorientasi Pemecahan Masalah Open-Ended
__________Jurnal Pendidikan dan Pengajaran UNDIKSHA, No. 4 TH. XXXXI Oktober 2008
ISSN 0215 - 8250
816
Argumentatif”. Model ini berpotensi mengembangkan meningkatkan
penguasaan konsep, keterampilan berpikir divergen, dan pengembangan
pemecahan masalah (Suma, 2006). Pembelajaran sains dengan pendekatan
terpadu dengan mata pelajaran lainnya (integrated approach) mempunyai
beberapa keuntungan. Pertama, sains akan menjadi body of knowledge
yang lebih koheren, bukan merupakan kumpulan fakta yang tak saling
berhubungan (Keig, dalam Peters & Gega, 2002). Kedua, pendekatan ini
secara intrinsik bersifat kooperatif (Post, et al, dalam Peter & Gega, 2002).
Siswa yang terlibat dalam pembelajaran dengan pendekatan terpadu akan
bekerja dalam kelompok kooperatif yang dapat meningkatkan interaksi
antar siswa. Interaksi ini berpotensi untuk melibatkan siswa dalam
mengklarifikasi, mempertahankan, mengelaborasi, dan mengevaluasi
argumen (Tobin, Trippin, & Gallard, 1994). Ketiga, metode ini merupakan
aplikasi langsung teori multiple intelegensi. Karena karakteristik peserta
didik (kognitif, afektif, dan psikomotorik) pada umumnya berbeda-beda,
maka penerapan kurikulum yang terintegrasi adalah sangat penting
terutama dalam mengembangkan berbagai pendekatan belajar yang
memperhatikan perbedaan karakteristik individual tersebut. Keempat,
pendekatan terpadu akan mendorong siswa untuk menggunakan berbagai
gaya,dan sumber belajar.
Setiap model pembelajaran yang diterapkan pada sains haruslah
dapat mensinergikan pengetahuan ilmiah, keterampilan proses, dan sikap
ilmiah. Siswa akan menghargai matematika dan sains apabila mereka
merasa senang belajar matematika dan sains dalam konteks yang menarik.
Keterpaduan antara matematika dan sains, serta bahasa dan ilmu sosial
lainnya yang diwujudkan dengan pemilihan kegiatan yang kontekstual yang
berkaitan dengan masalah-masalah yang dekat dengan kehidupan siswa
akan mendorong sikap positif siswa terhadap sains dan disiplin ilmu
lainnya (Peter & Gega, 2002).
__________Jurnal Pendidikan dan Pengajaran UNDIKSHA, No. 4 TH. XXXXI Oktober 2008
ISSN 0215 - 8250
817
Penelitian ini bertujuan untuk menguji efektivitas model
pembelajaran matematika-sains terpadu berorientasi pada pemecahan
masalah open-ended argumentatif dalam hal meningkatkan penguasaan
konsep, berpikir divergen, dan pengembangan kemampuan memecahkan
masalah.
2. Metode Penelitian
Penelitian kedua ini merupakan penelitian kuasi eksperimen dengan
rancangan pre-test post-test non-equivalen control group design yang
digambarkan dengan
O1
O1
X
-
O2
O2
(dimodifikasi dari Borg & Gall, 1983)
Dengan X adalah perlakuan eksperimen yang dalam hal ini adalah
model pembelajaran matematika-sains terpadu berorientasi pemecahan
masalah open-ended argumentatif yang dikenakan pada kelompok
eksperimen. Sedangkan kelompok kontrol mendapatkan pembelajaran
reguler yang umumnya berbentuk pembelajaran ekspositori yang dilengkapi
dengan latihan soal yang biasanya bersifat tertutup. O menyatakan pre-test
dan post-test variabel terikat. Yang merupakan variabel terikat dalam hal ini
adalah peguasaan konsep-konsep dan keterampilan berpikir tingkat tinggi.
Ancaman validitas internal rancangan ini adalah kemungkinan bahwa
perbedaan pada post-test disebabkan oleh perbedaan kemampuan awal
dalam hal penguasaan konsep dan keterampilan berpikir tingkat tinggi yang
disebabkan oleh perbedaan awal di antara kedua kelompok, salah satunya
perbedaan kemampuan awal siswa tentang konsep-konsep dan keterampilan
berpikr tingkat tinggi. Banyak penelitian menunjukkan bahwa pengetahuan
awal siswa sangat mempengaruhi hasil belajar siswa. Untuk mengontrol
__________Jurnal Pendidikan dan Pengajaran UNDIKSHA, No. 4 TH. XXXXI Oktober 2008
ISSN 0215 - 8250
818
ancaman validitas yan disebabkan oleh pengetahua awal siswa data yang
dianalisis adalah gain score ternormalisasi (g) yang dirumuskan dengan
g
X post X pre
X max X pre
(Savinaenan & Scott, 2002)
Penelitian ini melibatkan 6 (enam) orang guru matematika SMP
kelas VIII dan 220 siswa kelas eksperimen dan 215 siswa kelas kontrol
yang berasal dari enam sekolah, yaitu SMP Negeri 1 Singaraja, SMP
Negeri 2 Tabanan, SMP Negeri 2 Denpasar, SMP Negeri 1 Gianyar, SMP
Negeri 1 Bangli, dan SMP Negeri 5 Amlapura.
Efektivitas model pembelajaran matematika-sains terpadu
berorientasi pada pemecahan masalah open-ended argumentatif dalam hal
meningkatkan penguasaan konsep dan keteramplan berpikir divergen
dilihat dari keunggulan komparatif model ini terhadap model reguler.
Untuk menguji perbedaan rata-rata gain score (g) dari kelompok
eksperimen dan kelompok kontrol, digunakan teknik uji t. Uji t juga
digunakan untuk menguj perbedaan skor pemecahan masalah siswa. Di
samping menguji keunggulan komparatif model, efektivitas model
pembelajaran juga diukur dengan kriteria nilai g, yaitu :
__________Jurnal Pendidikan dan Pengajaran UNDIKSHA, No. 4 TH. XXXXI Oktober 2008
ISSN 0215 - 8250
g > 0,7
0,3 < g < 0,7
g< 0,3
819
efektivitas tinggi
efektivitas sedang
efektivitas rendah.
(Savinaenan & Scott, 2002)
3. Hasil Penelitian dan Pembahasan
Hasil penelitian menunjukkan bahwa rata-rata gain skor
ternormalisasi g penguasaan konsep siswa yang diajar dengan model
pembelajaran matematika-sains terpadu berorientasi pemecahan masalah
open-ended argumentatif adalah 0,63 dengan SD = 0,12. Sesuai dengan
kriteria efektivitas pembejaran nilai rata-rata ini menunjukkan bahwa
efektivitas pembelajaran termasuk dalam kategori sedang. Namun jika
dilihat perindividu, terdapat 37% dari 220 orang siswa yang diajar dengan
model pembelajaran matematika dan sains terpadu berorientasi pemecahan
masalah open-ended argumentatif mencapai peningkatan penguasaan
konsep dalam kategori tinggi yang ditunjukkan oleh nilai g>0,7. Sisanya
63% siswa mencapai peningkatan penguasaan konsep-konsep dalam
kategori sedang yang ditunjukkan oleh nilai g antara 0,3 s/d 0,7. Untuk
siswa yang diajar dengan model pembelajaran reguler, gain skor rata-rata
penguasaan konsep adalah 0,38 dengan SD=0,14. Sementara itu, hanya
3,7% dari 215 orang siswa kelas kontrol yang mencapai peningkatan
penguasaan konsep dalam kategori tinggi dengan nilai g>0,7. Jika dilihat
per individu hanya 3,7% siswa mencapai peningkatan penguasaan konsep
dalam kategori tinggi, 64% siswa mencapai peningkatan penguasaan
konsep dalam kategori sedang, dan 32,1% siswa mencapai peningkatan
penguasaan konsep dalam kategori rendah.
Terlihat bahwa, secara umum pencapaian peningkatan penguasaan
konsep, siswa yang diajar dengan model pembelajaran matematika dan
sains terpadu berorientasi pemecahan masalah open-ended argumentatif
cenderung lebih baik dari pada siswa yang diajar dengan model
__________Jurnal Pendidikan dan Pengajaran UNDIKSHA, No. 4 TH. XXXXI Oktober 2008
ISSN 0215 - 8250
820
pembelajaran reguler. Hal ini dapat dijelaskan karena pada model
pembelajaran matematika dan sains terpadu berorientasi pemecahan
masalah open-ended argumentatif, siswa diberi kesempatan untuk
mengidentifikasi terlebih dahulu konsep-konsep dan prinsip-prinsip yang
akan digunakan untuk memecahkan masalah yang dihadapkan padanya.
Sebaliknya pada pembelajaran reguler siswa lebih sering mencocokan
rumus-rumus dengan masalah yang dihadapi melalui metode trial and
error. Keterpaduan antara matematika dan sains, serta bahasa dan ilmu
sosial lainnya yang diwujudkan dengan pemilihan kegiatan yang
kontekstual yang berkaitan dengan masalah-masalah yang dekat dengan
kehidupan siswa akan mendorong sikap positif siswa terhadap sains dan
disiplin ilmu lainnya (Peter & Gega, 2002). Konteks akan memberikan
makna pada konten (Johnson, 2002). Jika pembelajaran berlangsung secara
bermakna maka konsep-konsep dan prinsip-prinsip penting lebih mudah
diingat.
Untuk keterampilan berpikir divergen, hasil penelitian menunjukkan
bahwa secara umum peningkatan kemampuan berpikir divergen siswa yang
diajar dengan model pembelajaran matematika-sains terpadu berorientasi
pemecahan masalah open-ended argumentatif termasuk dalam kategori
sedang yang ditunjukkan oleh rata-rata nilai g= 0,61. Namun, jika dilihat
secara individual terdapat 29,8% siswa yang mencapai peningkatan
kemampuan berpikir divergen dalam kategori tinggi yang ditunjukkan oleh
nilai g>0,7, dan 70,2 % siswa yang mencapai peningkatan kemampuan
berpikir divergen dalam kategori sedang. Sementara itu untuk siswa yang
diajar dengan model reguler, hanya 0,4% siswa yang mencapai peningkatan
kemampuan berpikir divergen dalam kategori tinggi, 27,9% siswa
mencapai peningkatan kemampuan berpikir divergen dalam kategori
sedang, dan 71,6% siswa mencapai peningkatan kemampuan berpikir
divergen dalam ketegori rendah. Tampak jelas bahwa siswa yang diajar
__________Jurnal Pendidikan dan Pengajaran UNDIKSHA, No. 4 TH. XXXXI Oktober 2008
ISSN 0215 - 8250
821
dengan model pembelajaran matematika-sains terpadu berorientasi
pemecahan masalah open-ended argumentatif cenderung mengalami
peningkatan kemampuan berpikir divergen lebih tinggi dari siswa yang
diajar dengan model reguler.
Untuk kinerja pemecahan masalah, hasil penelitian menunjukkan
bahwa secara umum kinerja pemecahan masalah siswa yang diajar dengan
model pembelajaran matematika-sains terpadu berorientasi pemecahan
masalah open-ended argumentatif termasuk dalam kategori baik yang
ditunjukkan oleh rata-rata skor kinerja pemecahan masalah adalah 13,93,
sedangkan rata-rata skor siswa yang diajar dengan model reguler adalah
10,71. Namun, secara individual terdapat 28% siswa yang mencapai skor
dalam kategori sangat baik, 51,4% dalam kategori baik, 23,6% dalam
kategori sedang, 9,1% dalam kategori kurang dan 3,2 % dalam kategori
sangat kurang. Sementara itu, untuk siswa yang diajar dengan model
reguler, hanya 0,4% siswa yang mencapai skor dalam kategori sangat baik,
11,2% siswa mencapai skor dalam kategori baik, 40,5% dalam kategori
sedang, 28,4% dalam kategori kurang dan 19,5% dalam kategori sangat
kurang.
Uji t menunjukkan bahwa rata-rata gain skor penguasaan konsep,
kemampuan berpikir divergen, dan rata-rata skor pemecahan masalah
antara siswa yang diajar dengan model pembelajaran matematika-sains
terpadu berorientasi pemecahan masalah open-ended argumentatif dan
siswa yang diajar dengan model reguler berbeda secara signifikan pada
taraf signifikan 5%. Rata-rata gain skor penguasaan konsep dan berpikir
divergen serta rata-rata skor pemecahana masalah siswa yang diajar dengan
model pembelajaran matematika-sains terpadu berorientasi pemecahan
masalah open-ended argumentatif lebih tinggi dari siswa yang diajar
dengan model reguler. Ini menujukkan bahwa model dan sistem asesmen
pembelajaran matematika-sains terpadu berorientasi pemecahan masalah
__________Jurnal Pendidikan dan Pengajaran UNDIKSHA, No. 4 TH. XXXXI Oktober 2008
ISSN 0215 - 8250
822
open-ended argumentatif lebih efektif dari model reguler baik dalam
meningkatkan penguasaan konsep-konsep, kemampuan berpikir divergen,
dan kinerja pemecahan masalah.
Keunggulan dari model pembelajaran matematika-sains terpadu
berorientasi pemecahan masalah open-ended argumentatif dari
pembelajaran reguler karena pendekatan pemecahan masalah open ended
argumentatif memberikan kesempatan kepada siswa untuk mencapai
kompetensi-kompetensi kunci, seperti kompentensi memecahkan masalah
(problem posing and problem solving), beragumentasi dan berkomunikasi
(reasoning and communication), bernalar dan berfikir divergen dalam
mengkonstruksi (construction), mencoba-salah (trial and error),
memprediksi (prediction), dan mengeneralisai (generalization).
Dalam penerapan model pembelajaran matematika-sains terpadu
berorientasi pemecahan masalah open-ended argumentatif, siswa dilatih
untuk memecahkan masalah dengan berbagai macam solusi, dengan
demikian siswa dilatih untuk berpikir divergen. Sementara itu, dalam
pembelajaran reguler siswa biasanya diajar dengan pendekatan ekspositori
dilengkapi dengan pemecahan masalah yang sifatnya lebih banyak tertutup.
Permasalahan yang diberikan pada model dan sistem asesmen pembelajaran
matematika-sains terpadu berorientasi pemecahan masalah open-ended
argumentatif bersifat terbuka dan kontekstual dengan demikian siswa
merasakan makna dari konsep-konsep matematika yang dipelajari dalam
konteks tertentu. Sedangkan dalam pembelajaran reguler, soal-soal yang
dipecahkan siswa lebih bersifat akademik tanpa banyak dikaitkan dengan
konteks mata pelajaran lainnya atau kehidupan sehari-hari siswa.
Keterpaduan antara matematika dan sains, serta bahasa dan ilmu sosial
lainnya yang diwujudkan dengan pemilihan kegiatan yang kontekstual yang
berkaitan dengan masalah-masalah yang dekat dengan kehidupan siswa
__________Jurnal Pendidikan dan Pengajaran UNDIKSHA, No. 4 TH. XXXXI Oktober 2008
ISSN 0215 - 8250
823
akan mendorong sikap positif siswa terhadap sains dan disiplin ilmu
lainnya (Peter & Gega, 2002).
Keunggulan komparatif model pembelajaran matematika-sains
terpadu berorientasi pemecahan masalah open-ended argumentatif terhadap
model pembelajaran reguler tampaknya didukung oleh beberapa hasil
penelitian senada. Penelitian Sudiarta di Sekolah Dasar Elisabeth Schule
Osnabrueck Jerman (1999-2003), menunjukkan bahwa pendekatan open
ended problem dalam pembelajaran matematika dapat menstimulasi
kreativitas berfikir siswa terutama dalam membangun dan mengkonstruksi
konsep-konsep matematika. Penelitian yang dilakukan oleh Suma dan
Mariawan (2003) menujukkan bahwa
strategi pemecahan masalah
kuantitatif dan kualitatif dengan realistic world problem memberikan
dampak positif terhadap pemguasaan konsep dan prinsip kinematika dan
dinamika. Penerapan langkah-langkah pemecahan masalah secara
sistematis dapat meningkatkan penguasaan konsep-konsep dan
keterampilan pemecahan masalah yang meliputi menganalisis masalah,
merencanakan solusi, mengerjakan penyelesaian, dan mencek serta
mengevaluasi hasilnya. Penggunaan realistic world problem yang bersifat
open-ended telah mendorong terjadinya perubahan belajar mahasiswa dari
menghafal rumus-rumus, menjadi belajar memahami konsep dan prinsipprinsip dan menerapkan konsep serta prinsip itu dalam konteks yang tepat.
Suma (2004) juga
menunjukkan bahwa penguasaan konsep dan
keterampilan kerja ilmiah mahasiswa yang memperoleh eksperimen terbuka
lebih baik dari pada yang memperoleh eksperimen terbuka terbimbing, dan
lebih baik dari yang memperoleh eksperimen tradisional.
4. Penutup
Model Pembelajaran Matematika-Sains Terpadu Berorientasi
Pemecahan Masalah Open-Ended Argumentatif merupakan sebuah model
pembebelajaran yang memenuhi kelayakan sebuah model pembelajaran
__________Jurnal Pendidikan dan Pengajaran UNDIKSHA, No. 4 TH. XXXXI Oktober 2008
ISSN 0215 - 8250
824
matematika di SMP. Model ini memiliki keunggulan komparatif dalam hal
meningkatkan penguasaan konsep siswa,kemampuan berpikir divergen, dan
pengembangan kemampuan pemecahan masalah dibandingkan dengan
model pembelajaran reguler. Peningkatan penguasaan konsep, kemampuan
berpikir divergen, dan pengembangan pemecahan masalah pemecahan
masalah siswa yang diajar dengan Model dan Sistem Asesmen
Pembelajaran Matematika-Sains Terpadu Berorientasi Pemecahan Masalah
Open-Ended Argumentatif lebih baik dari pada siswa yang diajar dengan
model pembelajaran reguler.
Bertolak dari hasil penelitan ini dapat disarankan hal-hal sebagai
berikut. Pertama, para guru matematika di SMP disarankan menerapkan
model pembelajaran matematika-sains terpadu berorientasi pemecahan
masalah open-ended argumentatif untuk membuat pembelajaran
matematika lebih bermakna dan sekaligus meningkatkan penguasaan
konsep-konsep, kemampuan berpikir divergen, dan kinerja pemecahan
masalah. Untuk itu, guru matematika dapat berkolaborasi dengan guru
sains. Kolaborasi ini selain meningkatkan kebermaknaan pembelajaran
matematika, juga memberikan kesempatan bagi guru matematika dan sains
untuk menambah wawasannya pada masing-masing bidang itu karena
memang keterkaitan kedua mata pelajaran itu sangat erat. Kedua, untuk
dapat menerapkan model pembelajaran matematika-sains terpadu
berorientasi pemecahan masalah open-ended argumentatif ini dengan baik,
disarankan agar guru matematika memiliki pengetahuan tentang sains, atau
pembelajaran dilakukan dengan team teaching. Ketiga, bertolak dari
keunggulan komparatif model pembelajaran matematika-sains terpadu
berorientasi pemecahan masalah open-ended argumentatif terhadap model
reguler dalam meningkatkan penguasaan konsep, berpikir divergen, dan
pengembangan kemampuan pemecahan masalah, disarankan agar guruguru matematika membiasakan siswa menghadapi masalah matematika__________Jurnal Pendidikan dan Pengajaran UNDIKSHA, No. 4 TH. XXXXI Oktober 2008
ISSN 0215 - 8250
825
sains terpadu yang sifatnya open-ended, masalah-masalah itu dapat
dikembangkan dari topik-topik matematika-sains yang memiliki keterkaitan
tinggi.
DAFTAR PUSTAKA
Borg, W.R & Gall, M.D. 1983. Educational Research. An Introduction.
New York: Longman.
Peters, J.M, & Gega P.C. 2002. Science in Elementary Education. 9th. New
Jersey: Merrill Prentice Hall.
Johnson, E.B. 2002. Contextual Teaching and Learning. California: Corwin Press.
Rutherford, F. dan Andrew Ahlgren. 1990. Sience for All Anericans.
Oxford : Univesity Press.
Savinainen, A & Scott, P. 2002. The Force Concept Inventory. A Tool for
Monitoring Student Learning. Physics Education. 37 (1), 45-52.
Suma, K. & Mariawan, I.M. 2003. Penerapan Strategi Pemecahan Masalah
Kuantitatif dan Kualitatif Secara Sistematis Pada Pembelajaran
Fisika Dasar untuk meningkatkan Hasil Belajar dan Keteramplan
Memecahkan Masalah. Laporan Penelitian. Tidak dipublikasikan.
Suma, K. 2004. Studi Komparatif Tiga Model Eksperimen terhadap
Penguasaan Konsep-Konsep dan Keterampilan Laboratorium
Mahasiswa Calon Guru. Laporan Penelitian. Tidak dipublikasikan.
Sudiarta, P. 2003c. Pembangunan Konsep Matematika Melalui O
" penEnded Problem" : Studi Kasus Pada Sekolah Dasar Elisabeth
Osnabrueck Jerman, Jurnal Pendidikan dan Pengajaran, IKIP
Negeri Singaraja: Edisi Oktober 2003.
Sudiarta, P.dkk. 2005. Pengembangan dan Implementasi Pembelajaran
Matematika Berorientasi Pemecahan Masalah Kontekstual OpenEnded. Laporan Penelitian. Tidak dipublikasikan.
Tobin, K, Tippin, D, & Gallard. 1994. Research on Instructional Strategies
for Teaching Science. In D Gabel (Ed), Hanbook of Research on
Science teaching and Learning (pp 43-93). New York: Macmillan.
__________Jurnal Pendidikan dan Pengajaran UNDIKSHA, No. 4 TH. XXXXI Oktober 2008
ISSN 0215 - 8250
826
__________Jurnal Pendidikan dan Pengajaran UNDIKSHA, No. 4 TH. XXXXI Oktober 2008