Sebuah Studi Kasus pada Siswa Kelas XF SMA BOPKRI I Yogyakarta Skripsi Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Fisika

  

PEMAHAMAN SISWA TENTANG

PERAMBATAN, PEMANTULAN, DAN

PEMBIASAN CAHAYA

  

Sebuah Studi Kasus pada Siswa Kelas XF SMA BOPKRI I Yogyakarta

Skripsi

Diajukan untuk Memenuhi

Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan

  

Program Studi Pendidikan Fisika

Oleh :

Meiliyani Wahyu Tri Bintarti Cicilia

  

NIM : 031424031

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

  

PEMAHAMAN SISWA TENTANG

PERAMBATAN, PEMANTULAN, DAN

PEMBIASAN CAHAYA

  

Sebuah Studi Kasus pada Siswa Kelas XF SMA BOPKRI I Yogyakarta

Skripsi

Diajukan untuk Memenuhi

Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan

  

Program Studi Pendidikan Fisika

Oleh :

Meiliyani Wahyu Tri Bintarti Cicilia

  

NIM : 031424031

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

  

( )

( )

  

α Ω

α α α & Ω Ω

Ω

  

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

  Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Meiliyani Wahyu Tri Bintarti Cicilia Nomor Mahasiswa : 031424031 Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

  

PEMAHAMAN SISWA TENTANG PERAMBATAN, PEMANTULAN,

DAN PEMBIASAN CAHAYA;

Studi kasus pada siswa kelas XF SMA BOPKRI I Yogyakarta

  Beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangakalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di Internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di Yogyakarta Pada tanggal : 30 Januari 2008 Yang menyatakan Meiliyani Wahyu Tri Bintarti Cicilia

  

ABSTRAK

MEILIYANI WAHYU TRI BINTARTI CICILIA. 2008. Pemahaman

Siswa tentang Perambatan, Pemantulan, dan Pembiasan Cahaya. Sebuah studi

kasus pada Siswa Kelas XF SMA BOPKRI I Yogyakarta . Program Studi

  Pendidikan Fisika, Jurusan Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pemahaman siswa tentang : (1) perambatan cahaya, (2) pemantulan cahaya, dan (3) pembiasan cahaya. Penelitian dilaksanakan di SMA BOPKRI I Yogyakarta. Subyek penelitian yaitu siswa kelas XF yang berjumlah 20 siswa. Pengumpulan data pada penelitian ini dilakukan dengan dua langkah, yaitu tes tertulis dan wawancara. Tes tertulis diberikan berupa essai. Wawancara yang dilakukan bersifat bebas terstruktur.

  Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemahaman siswa tentang perambatan cahaya, pemantulan cahaya, dan pembiasan cahaya masih kurang. Sebagian besar siswa memahami cahaya memerlukan medium untuk merambat. Selain itu, masih ada miskonsepsi tentang ruang vakum, yang dipahami sebagai ruang yang masih terdapat udara. Siswa hanya memahami Hk Pemantulan cahaya yang kedua, yaitu sudut datang sama dengan sudut pantul dan hanya berlaku pada cermin datar. Siswa belum dapat menjelaskan proses pembentukan bayangan oleh cermin datar. Pada peristiwa pembiasan, siswa memahami saat sinar mengenai permukaan air, sinar dibiaskan. Siswa belum dapat menjelaskan proses pembentukan bayangan pada peristiwa pembiasan cahaya. Siswa tidak mempergunakan Hk Pembiasan untuk menjelaskan peristiwa pembiasan ini. Masih ada siswa yang memahami, saat sinar mengenai permukaan kaca plan paralel, sinar hanya dipantulkan karena kaca merupakan benda padat yang tak tembus cahaya.

  ABSTRACT MEILIYANI WAHYU TRI BINTARTI CICILIA. 2008. Students’

  

Understanding About Light Propagation, Reflection of Light, and Refraction of

Light (a case study : students of XF, BOPKRI Senior High School, Yogyakarta)

  Physics Education Study Program, Department of Mathematics and Science Education, Faculty of Teacher Training and Education, Sanata Dharma University, Yogyakarta.

  The aims of the research were to find out students’ understanding about : (1) propagation of light, (2) reflection of light, and (3) refraction of light. Subject of the research consist of 20 students’. Collecting data for this research was done in two steps, there were written test and interview. The form of the written questions test is essay. The characteristics of the interview is free and structured.

  Result of the research indicated that students understanding about propagation of light, reflection of light, and refraction of light are less. Many students understand, that medium is needed by light for propagation. Some students still had misconception about vacuum space. They thought that, the vacuum space is a space which had air inside. Laws of Reflection is the angle of incident equal angle of reflection. Laws of Reflection only can be applied on the plane mirror. Students’ can not described about the image formation process by plane mirror. In the refraction of light, students understand whenever a ray of light is incident on the boundary separating two different media, air and water, a ray is refracted as it enters in to the water. Students can not described a image formation by refraction. Students didn’t applied Laws of Refraction to described this phenomena. In otherwise, misconception being founded like, whenever a ray of light is incident on the plan parallel plate, a ray just reflected without refraction because the plane parallel is a solid state.

KATA PENGANTAR

  Puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus dan Bunda Maria atas berkat dan kemurahan kuasa-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi yang berjudul “Pemahaman Siswa tentang Perambatan, Pemantulan, dan Pembiasan Cahaya (sebuah studi kasus pada siswa kelas XF SMA BOPKRI I Yogyakarta)”. Dengan segala kerendahan hati, penulis mengucapkan terima kasih kepada :

  1. Bapak Drs. T. Sarkim, M.Ed, Ph.D, selaku dosen pembimbing yang telah meluangkan waktu dan penuh kesabaran membimbing serta membantu penyelesaian skripsi ini.

  2. Bapak Drs. Domi Severius, M.Si., selaku Kaprodi Pendidikan Fisika.

  3. Kepala BAPEDA Propinsi Daerah Istimewa Yogyakarta dan Kepala Dinas Perizinan Kota Yogyakarta, yang telah memberi izin penelitian.

  4. Bapak Drs. R. Rohandi, M.Ed selaku Dosen Pembimbing Akademik Tahun 2003-2006 dan Pater Dr. Paul Suparno, SJ selaku Dosen Pembimbing Akademik Tahun 2006-sekarang.

  5. Segenap Dosen penguji, yang telah banyak membantu.

  6. Ibu Sri Rahayuningsih, S.Pd, selaku Kepala SMA BOPKRI I Yogyakarta.

  7. Bapak Yohanes Suhartono, S.Pd, guru mata pelajaran Fisika kelas XF.

  8. Teman-teman kelas XF yang telah berpartisipasi dalam penelitian ini.

  9. Kakek Subinun dan alm. Nenek Katilah, yang telah memberiku petuah tentang kehidupan dan selalu mendukungku.

  10. Ibuku Christiana Mowi Nardiah dan Bapak Supriyadi, yang dengan sabar memberiku semangat, nasehat di segala situasi, selalu menantiku untuk menyelesaikan studi & terima kasih atas segalanya.

  11. FX Devan Budi Prabowo, be a wise & a good man.

  12. Temanku Christina Titis Vidiarti (ti2s) & Eka Fitri Handani (nGoky), thanks 4 our friendship Keep Fighting together for Everything, in different ways, OK!!! Thanks, telah menamaiku Moy .

  13. Pak Yanto, Bulik Sri, Diko, Venda, atas segala bantuannya.

  14. Brilliant & Bu Ana, Pak Rustam, yang mengingatkanku agar cepat menyelesaikan yang satu ini & terima kasih telah mengundangku untuk berlibur di Serang.

  15. Segenap dosen-dosen Pendidikan Fisika, yang telah mengubah pandanganku tentang fisika.

  16. Ibu Nikki Anisa R, terima kasih atas nasehatnya.

  17. Staff sekretariat JPMIPA, Bapak Narjo & Bapak Sugeng, Mas Agus.

  18. Malaikat pelindungku & roh-roh penuntunku.

  19. Teman-teman yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Semoga hasil penelitian ini dapat memberikan sumbangan dan manfaat bagi perkembangan pendidikan dan ilmu pengetahuan. Penulis menyadari skripsi ini jauh dari kesempurnaan, maka kritik dan saran untuk penyempurnaan tulisan ini sangat diharapkan dan diterima penulis dengan senang hati.

  

DAFTAR ISI

  Halaman HALAMAN JUDUL ...................................................................................... . i HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ............................................. . ii HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... . iii HALAMAN PERSEMBAHAN ...................................................................... . iv PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .......................................................... . v ABSTRAK ....................................................................................................... . vi ABSTRACT ..................................................................................................... . vii KATA PENGANTAR ..................................................................................... . viii DAFTAR ISI .................................................................................................... . x DAFTAR TABEL ............................................................................................ . xiii DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... . xiv DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... . xvi

  BAB I PENDAHULUAN ................................................................................ . 1 A. Latar Belakang .................................................................................. . 1 B. Landasan Teori ................................................................................... 2

  1. Tujuan Pembelajaran Fisika ........................................................ . 2

  2. Pembentukan Pengetahuan ......................................................... . 3

  a. Pengertian Belajar ................................................................. . 4

  b. Hakikat Berpikir ..................................................................... 5

  c. Konsepsi ................................................................................ . 6

  d. Konsep .................................................................................. . 6

  e. Memahami Konsep ............................................................... . 7

  f. Salah Konsepsi ...................................................................... . 8

  3. Tingkat Pemahaman ..................................................................... 9

  4. Pembatas Pembentukan Pengetahuan dan Faktor Perubahan Pengetahuan ................................................................................ . 11

  a. Faktor yang membatasi pembentukan pengetahuan ............ . 11

  5. Pemantulan Cahaya dan Pembiasan Cahaya ............................... . 12

  a. Pemantulan cahaya ................................................................. 12

  b. Pembiasan cahaya ................................................................. . 16

  6. Hasil Penelitian tentang Perambatan, Pemantulan, dan Pembiasan Cahaya .......................................................................................... 20

  C. Identifikasi Masalah .......................................................................... . 23

  D. Pembatasan dan Perumusan Masalah ............................................... . 23

  E. Tujuan Penelitian .............................................................................. . 24

  F. Manfaat Penelitian ............................................................................ . 24

  BAB II METODOLOGI PENELITIAN .......................................................... . 25 A. Jenis penelitian .................................................................................. . 25 B. Subyek Penelitian ............................................................................... 26 C. Waktu dan Tempat Penelitian ........................................................... . 26 D. Desain Penelitian ............................................................................. . 26 E. Metode Pengumpulan Data ............................................................... . 27 F. Instrumen Penelitian ......................................................................... . 28 G. Metode Analisis Data ........................................................................ . 30 BAB III HASIL PENELITIAN, ANALISIS DAN RANGKUMAN .............. . 32 A. Hasil Penelitian ................................................................................. . 32

  1. Pemahaman siswa tentang perambatan cahaya pada ruang vakum .......................................................................................... . 33

  2. Pemahaman siswa tentang pemantulan cahaya ........................... . 33

  3. Pemahaman siswa tentang pembiasan cahaya ............................ . 34

  B. Analisis ............................................................................................. . 35

  1. Pemahaman siswa tentang perambatan cahaya pada ruang vakum .......................................................................................... . 35

  2. Pemahaman siswa tentang pemantulan cahaya ........................... . 37

  3. Pemahaman siswa tentang pembiasan cahaya ............................ . 63

  C. Rangkuman Pemahaman tentang Perambatan, Pemantulan dan Pembiasan Cahaya ............................................................................ . 79

  2. Pemantulan Cahaya ..................................................................... . 80

  3. Pembiasan Cahaya ...................................................................... . 81

  BAB IV PENUTUP ........................................................................................ . 84 A. Kesimpulan ....................................................................................... . 84 B. Saran ................................................................................................ . 85 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... . 85 LAMPIRAN .................................................................................................... . 88

  

DAFTAR TABEL

  Halaman Tabel 1. Indeks bias berbagai macam zat ........................................................ . 17 Tabel 2. Distribusi soal tes tertulis ................................................................... . 29 Tabel 3. Distribusi soal wawancara ................................................................. . 29 Tabel 4. Pemahaman siswa tentang perambatan cahaya pada ruang vakum ... . 33 Tabel 5. Berkas sinar yang mengenai permukaan cermin datar ...................... . 33 Tabel 6. Berlakunya Hk Pemantulan ............................................................... . 33 Tabel 7. Garis normal pada cermin lengkung .................................................. . 34 Tabel 8. Proses pembentukan bayangan benda yang terletak di depan dua cermin yang berimpit membentuk sudut 90 ..................................... . 34 Tabel 9. Berkas sinar yang berasal dari udara kemudian mengenai permukaan air yang tenang ............................................................... . 34 Tabel 10. Berkas cahaya yang berasal dari udara mengenai permukaan kaca plan paralel ...................................................................................... . 34 Tabel 11. Proses pembentukan bayangan saat pensil dicelupkan ke dalam air sehingga tampak dangkal ................................................................ . 35 Tabel 12. Proses pembentukan bayangan oleh batu yang terletak di dasar gelas yang berisi air ........................................................................ . 35

  

DAFTAR GAMBAR

  Halaman Gambar 1. Pemantulan cahaya ......................................................................... . 13 Gambar 2. Pembentukan bayangan pada cermin datar .................................... . 14 Gambar 3. Pemantulan pada bidang kasar ....................................................... . 15 Gambar 4. Garis normal pada permukaan cekung ........................................... . 15 Gambar 5. Garis normal pada permukaan cembung ........................................ . 16 Gambar 6. Pembiasan cahaya dari udara ke kaca ke udara lagi ...................... . 18 Gambar 7. Pembiasan pensil yang tercelup ke dalam air bening .................... . 19 Gambar 8. Koin yang tercelup ke dalam air .................................................... . 20 Gambar 9. Pemantulan cahaya pada cermin datar menurut siswa 13 ............. . 38 Gambar 10. Pemantulan cahaya pada cermin datar menurut siswa 01 ............ . 39 Gambar 11. Pemantulan cahaya pada cermin datar menurut siswa 06 ........... . 40 Gambar 12. Garis normal pada cermin lengkung menurut siswa 03 ............... . 42 Gambar 13. Garis normal pada cermin lengkung menurut siswa 13 ............... . 42 Gambar 14. Garis normal pada cermin lengkung menurut siswa 09 ............... . 44 Gambar 15. Pemantulan pada cermin cembung .............................................. . 46 Gambar 16. Penerapan Hk Pemantulan menurut siswa 05 .............................. . 52 Gambar 17. Penerapan Hk Pemantulan menurut siswa 04 .............................. . 52 Gambar 18. Penerapan Hk Pemantulan menurut siswa 13 .............................. . 53 Gambar 19. Pembentukan bayangan menurut siswa 01 .................................. . 56 Gambar 20. Pembentukan bayangan menurut siswa 03 .................................. . 57 Gambar 21. Pembentukan bayangan menurut siswa 04 .................................. . 59 Gambar 22. Pembentukan bayangan menurut siswa 09 .................................. . 60 Gambar 23. Pembentukan bayangan menurut siswa 11 .................................. . 60 Gambar 24. Pembentukan bayangan menurut siswa 13 .................................. . 62 Gambar 25. Pembiasan cahaya dari udara ke air menurut siswa 01 dan 20 .... . 64 Gambar 26. Pembiasan cahaya dari udara ke air menurut siswa 06 ................ . 65 Gambar 27. Pembiasan cahaya dari udara ke air menurut siswa 03 ................ . 66

  Gambar 29. Pembiasan cahaya dari udara ke air menurut siswa 19 ................ . 67 Gambar 30. Cahaya yang mengenai kaca plan paralel menurut siswa 01 ....... . 69 Gambar 31. Cahaya yang mengenai kaca plan paralel menurut siswa 03 ....... . 70 Gambar 32. Cahaya yang mengenai kaca plan paralel menurt siswa 19 ......... . 71 Gambar 33. Pembiasan pensil yang masuk ke dalam air menurut siswa 11 ... . 74 Gambar 34. Pembiasan pensil yang masuk ke dalam air menurut siswa 10 ... . 77

  

DAFTAR LAMPIRAN

  Halaman Lampiran 1. Subyek penelitian ........................................................................ . 87 Lampiran 2. Soal tes tertulis ............................................................................ . 88 Lampiran 3. Rangkuman jawaban tes tertulis .................................................. . 93 Lampiran 4. Gambar hasil tes tertulis .............................................................. . 97 Lampiran 5. Tabulasi jawaban tes tertulis ....................................................... . 116 Lampiran 6. Soal wawancara ........................................................................... . 117 Lampiran 7. Gambar hasil wawancara ............................................................ . 119 Lampiran 8. Transkrip wawancara .................................................................. . 122 Lampiran 9. Jawaban Tes ................................................................................ . 162 Lampiran 10. Surat ijin penelitian

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Konsepsi merupakan pengetahuan yang dimiliki seseorang menyangkut suatu

  konsep tertentu. Konsepsi dapat berupa pengetahuan tentang alam (fisika, biologi, kimia) maupun pengetahuan yang lain. Konsepsi dapat berkembang seiring dengan proses seseorang untuk menjadi lebih maju. Suatu konsep dapat ditemukan dengan cara berpikir ataupun eksperimen. Sedangkan konsep yang dipelajari di sekolah pada umumnya merupakan konsep yang sudah jadi. Sehingga dalam proses pembelajaran siswa dituntut untuk memahami konsep-konsep tersebut, mengembangkan ataupun menghubungkan dengan kejadian yang sehari- hari dijumpai, yang nantinya akan menjadi serangkaian konsepsi.

  Pemahaman yang dimiliki siswa tentang suatu konsep dapat diperoleh melalui banyak cara, antara lain, informasi yang diperoleh dari buku, internet, guru, teman, ataupun orang-orang yang memahami tentang konsep yang ingin diketahui oleh siswa tersebut. Namun, terkadang pembelajaran yang dialami siswa tidak cukup untuk membangun suatu pemahaman. Sering dijumpai siswa yang hafal definisi tertentu tetapi tidak memahami esensi konsep yang terkandung dalam definisi itu. Sehingga, manakala dihadapkan pada suatu masalah, yang terjadi adalah siswa menjadi bingung untuk memecahkannya.

  Proses berpikir menjadi aspek yang penting untuk mendapatkan pemahaman

  2 yang telah dicapai murid. Di dalam pembelajaran fisika khususnya, murid diharapkan mampu memahami pembelajaran yang diberikan. Selain itu murid juga diharapkan menjadi kreatif dalam memecahkan suatu permasalahan dengan memikirkan segala kemungkinan yang ada. Sehingga murid menjadi pemikir yang kritis terhadap masalah yang dihadapinya. Hal ini akan sangat efektif bila murid memahami konsep dengan benar.

  Penelitian ini ditujukan bagi siswa SMA kelas X yang telah mempelajari pokok bahasan Optika Geometrik. Dengan pembelajaran formal yang telah diterima, hendaknya menjadi landasan untuk berpikir dalam memecahkan suatu permasalahan menyangkut fenomena-fenomena yang terjadi di sekeliling kita, khususnya yang berkaitan dengan proses perambatan, pemantulan, dan pembiasan cahaya. Namun bagaimana pemahaman murid yang sebenarnya tentang konsep- konsep tersebut, apakah pemahaman konsep yang dimiliki sejalan dengan pengetahuan yang telah didapatnya atau tidak. Hal ini yang akan ditelusuri lebih lanjut oleh peneliti, oleh sebab peneliti memilih judul : “PEMAHAMAN SISWA TENTANG PERAMBATAN, PEMANTULAN, DAN PEMBIASAN CAHAYA” (Sebuah Studi Kasus pada Siswa Kelas XF SMA BOPKRI I Yogyakarta).

B. Landasan Teori

1. Tujuan Pembelajaran Fisika Pembelajaran yang dilakukan di sekolah mengacu pada tujuan tertentu.

  kebiasaan berpikir kritis dalam memecahkan masalah, ataupun dalam membangun pengetahuan. Sifat hakiki mata pelajaran fisika menurut Sumaji (1998:208), adalah fisika dipandang sebagai cara berpikir dan bertindak. Sifat ini sejalan dengan tujuan pembelajaran fisika seperti yang telah dikemukakan di atas.

  Sedangkan menurut Kartika Budi (1998:166), tujuan pembelajaran fisika menekankan pada tiga aspek esensial, yaitu : membangun (1) pengetahuan yang berupa pemahaman konsep, hukum, dan teori beserta penerapannya; (2) kemampuan melakukan proses, antara pengukuran, percobaan, bernalar melalui diskusi; (3) sikap keilmuan, antara lain masalah-masalah sains, penghargaan pada hal-hal yang bersifat sains.

2. Pembentukan Pengetahuan

  Dalam filsafat konstruktivisme, belajar dipandang sebagai proses konstruksi yang berlangsung sampai akhir hayat. Seperti yang dikatakan Suparno (1997:18), pengetahuan dianggap sebagai suatu proses pembentukan (konstruksi) yang terus-menerus, terus berkembang dan berubah. Proses ini akan berlangsung seiring interaksi siswa dengan lingkungannya.

  Pengetahuan yang didapat ditentukan oleh diri kita sendiri, bukan oleh orang lain. Menurut Lorsbach dan Tobin seperti yang dikutip oleh Suparno (1997:19), murid sendiri yang harus mengartikan apa yang telah diajarkan dengan menyesuaikan terhadap pengalaman mereka. Semakin banyak pengalaman yang tersebut akan lebih bermakna lagi jika siswa menghubungkannya dengan pengetahuan yang mereka miliki.

a. Pengertian Belajar

  Menurut Winkel (2004:58) belajar merupakan kegiatan mental yang tidak dapat disaksikan dari luar. Apa yang sedang terjadi di dalam diri seseorang yang sedang belajar, tidak dapat diketahui secara langsung hanya dengan mengamati orang itu. Belajar merupakan proses menjadi tahu ataupun menjadi lebih benar. Untuk mengetahui apakah seseorang itu telah belajar diperlukan

treatment yang dapat menampakkan hasil bahwa seseorang itu belajar.

  Treatment tersebut dapat berupa tes tertulis, wawancara, maupun pengamatan.

  Belajar merupakan proses restrukturisasi pengetahuan. Dalam proses mempelajari sesuatu, siswa sudah memiliki gambaran menyangkut hal yang sedang dipelajarinya, walaupun mungkin belum tentu relevan. Gambaran tersebut sering dinamakan pengetahuan awal yang memegang peranan penting dalam proses belajar. Saat berinteraksi dengan lingkungannya, siswa memperoleh berbagai macam pengetahuan. Pengetahuan yang diperolehnya kemudian dibawa ke sekolah. Pada keadaan tersebut bisa saja terjadi akomodasi maupun asimilasi terhadap pengetahuan yang diperolehnya. Jika pengetahuan awal yang diperoleh sudah sesuai dengan apa yang dipelajari di kelas dan benar (artinya, guru maupun buku ajar memberi penjelasan yang benar), maka pengetahuan yang dimiliki semakin lengkap, sehingga dapat dikatakan siswa sudah memahami konsep dengan benar. Dengan demikian dimilikinya tidak berkembang seiring dengan pembelajaran yang dialaminya, maka dapat dikatakan siswa tersebut tidak belajar. Seringkali dijumpai, setelah siswa mengalami pembelajaran formal, dan mungkin sudah sesuai dengan konsep yang benar menurut para ahli, tetapi siswa masih tetap berpegang pada konsepsi sebelumnya yang ternyata salah. Jika demikian, siswa tidak memahami esensi yang tekandung di dalam konsep tersebut.

b. Hakikat Berpikir

  Proses pembentukan pengetahuan tidak terlepas dari proses berpikir seseorang. Menurut Bourne, dkk seperti yang dikutip Halpern (1984:4), pengertian berpikir adalah :

  Thinking is a complex, multifaceted process. It is essentially internal (and possibly nonbehavioral), involving symbolic representation of events and object not immediately present, but is initiated by some external events (stimulus). Its function is to generate and to control overt behavior ....

  Berpikir adalah suatu proses yang kompleks dan bermacam-macam segi. Berpikir merupakan proses internal, meliputi representasi simbolik suatu peristiwa dan maksud yang tidak segera disampaikan, tapi sudah dimulai dengan suatu peristiwa. Berfungsi sebagai penyebab dan pengendali kelakuan.

  Proses berpikir tidak dapat dilihat oleh indera kita secara langsung. Hasil dari pemikiran seseorang dapat terlihat dari ucapan maupun tingkah laku.

  Menurut Keating seperti dikutip oleh Santrock (2003:141), masa remaja adalah masa peralihan yang penting dalam perkembangan pemikiran.

  Perubahan-perubahan kognitif yang memungkinkan peningkatan pemikiran kritis pada remaja salah satunya adalah bertambah luasnya isi pengetahuan mengenai berbagai bidang dan meningkatnya kemampuan membangun kombinasi-kombinasi baru dari pengetahuan.

  c. Konsepsi

  Konsepsi dapat dipandang sebagai hasil tafsiran dari suatu konsep yang bersifat individual. Konsepsi dari suatu konsep dibentuk dengan menangkap esensi atau hakikat dari konsep bersangkutan melalui proses generalisasi dari obyek-obyek, peristiwa-peristiwa, gejala-gejala, atau pengalaman khusus (Carin dan Sund, dalam Kartika Budi, 1998:253).

  Tidak semua orang memiliki konsepsi yang sama, bisa karena adanya perbedaan tingkat pendidikan, perbedaan pengalaman, dan proses pembentukannya (Kartika Budi, 1998:254). Contohnya, pada konsep pemantulan, mungkin anak SD hanya menganggap pemantulan hanya terjadi pada cermin datar, sesuai dengan pengalaman sehari-hari. Namun, bagi siswa SMP atau SMA, saat mendengar kata pemantulan, mungkin akan terlintas konsepsi tentang hukum pemantulan atau bayangan.

  d. Konsep

  Pengertian konsep menurut Rosser seperti yang dikutip Dahar (1989:80) adalah suatu abstraksi yang mewakili satu kelas objek-objek, kejadian- kejadian, kegiatan-kegiatan, atau hubungan-hubungan yang mempunyai atribut-atribut yang sama. Sedangkan menurut Berg (1991:8), konsep merupakan abstraksi dari ciri-ciri sesuatu yang mempermudah komunikasi antara manusia dan yang memungkinkan manusia berpikir (bahasa adalah alat

  Ada bermacam-macam klasifikasi konsep. Salah satunya yang dikemukakan Bolton. Secara umum konsep dapat diklasifikasikan atas, (1) konsep fisis, (2) konsep logika matematis, dan (3) konsep filosofis. Namun yang ditekankan dalam IPA adalah konsep fisis, yang dapat dibedakan lagi atas konsep besaran dan konsep non besaran. Jika konsep besaran adalah konsep yang memiliki nilai yang dapat diukur dan memiliki satuan dan dapat ditanyakan pengertiannya, sedangkan konsep non besaran adalah konsep yang hanya dapat ditanyakan pengertiannya saja (Kartika Budi, 1998:253).

  Sedangkan dalam penelitian yang dilakukan Vygotsky, konsep dibedakan atas 2 macam, yaitu konsep spontan dan konsep ilmiah. Konsep spontan diperoleh dari kehidupan sehari-hari, dan konsep ilmiah diperoleh dari pelajaran di sekolah. Kedua konsep tersebut saling berkaitan terus-menerus.

  Perbedaan dari kedua konsep tersebut adalah ada atau tidaknya sistem. Konsep spontan didasarkan pada kejadian khusus dan tidak merupakan bagian yang berkaitan secara logis dari suatu pemikiran, sedangkan konsep ilmiah disajikan sebagai suatu bagian dari suatu sistem (Howe; Newman & Holzman; van der Veer & Valsiner dalam Suparno P, 1997:52). Dalam dunia pendidikan, konsep spontan biasanya disebut pengetahuan awal.

e. Memahami Konsep

  Menurut Kartika Budi (1992:114), ada beberapa indikator untuk mengetahui pemahaman siswa, antara lain : 1) Dapat menyatakan pengertian konsep dalam bentuk definisi dengan

  2) Dapat menjelaskan makna dari konsep bersangkutan kepada orang lain, 3) Dapat menganalisis hubungan antara konsep dalam suatu hukum, 4) Dapat menerapkan konsep untuk :

  a) menganalisis dan menjelaskan gejala-gejala alam khusus,

  b) memecahkan masalah fisika baik secara teoritis maupun praktis,

  c) memprediksi kemungkinan-kemungkinan yang bakal terjadi pada suatu sistem bila kondisi tersebut terpenuhi.

  5) Dapat mempelajari konsep lain yang saling berkaitan dengan lebih cepat, 6) Dapat membedakan konsep yang satu dengan konsep yang lain yang saling berkaitan, 7) Dapat membedakan kosepsi yang benar dan konsepsi yang salah dan dapat membuat peta konsep dari konsep-konsep yang ada dalam suatu pokok bahasan.

f. Salah Konsepsi

  Dalam proses pembelajaran, seringkali ditemukan penyimpangan pemahaman suatu konsep walaupun siswa telah mendapat pembelajaran formal. Hal ini terjadi karena konsep yang dipelajari tidak benar-benar dipahami atau bahkan konsep yang disampaikan memang tidak benar.

  Pemahaman konsep yang menyimpang sering disebut sebagai miskonsepsi atau salah konsep.

  Salah konsepsi atau miskonsepsi menurut Flower, merupakan pengertian yang tidak akurat akan suatu konsep, penggunaan konsep yang salah, klasifikasi contoh-contoh yang salah, kekacauan konsep-konsep yang berbeda- beda, dan hubungan hirarkis konsep-konsep yang tidak benar (Suparno, 1998:95).

3. Tingkat Pemahaman

  Ada beberapa gagasan tentang tingkat pemahaman, seperti yang dirangkum oleh Wahyudi ( http://www.depdiknas.go.id/jurnal/36/tingkatpemahamansiswa.htm _22Sept06), sebagai berikut :

  

a. Menurut Richard Skemp (kata kunci : pemahaman instruksional,

  pemahaman relasional). Tingkat pemahaman siswa pada pembelajaran matematika dapat dibagi menjadi dua, yaitu pemahaman instruksional dan pemahaman relasional. Pada tingkat pemahaman instruksional, siswa baru berada pada tahap tahu atau hafal suatu rumus, dapat menggunakannya tapi belum tahu mengapa rumus tersebut dapat digunakan. Siswa tidak bisa menerapkan rumus tersebut pada keadaan yang baru. Sedangkan pada tingkat pemahaman relasional, siswa tidak hanya hafal, tapi tahu bagaimana dan mengapa rumus itu dapat digunakan serta dapat menggunakan pada situasi yang lain.

  

b. Menurut Byers dan Herscovics (kata kunci : pemahaman intuitif, instruksional dan relasional, terlebih dahulu berada pada tingkat pemahaman antara, yaitu tingkat pemahaman intuitif dan tingkat pemahaman formal.

  Tingkat pemahaman intuitif dicapai sebelum sampai pada tingkat pemahaman instruksional. Siswa sering menebak jawaban berdasarkan pengalaman sehari- hari tanpa melakukan analisis terlebih dahulu. Meskipun siswa dapat menjawab dengan benar, tapi tidak dapat menjelaskan mengapa demikian.

  Tingkat pemahaman formal dicapai sebelum pemahaman relasional. Pada tingkat pemahaman formal, siswa terlebih dahulu menguasai/memahami simbol dan notasi yang digunakan dalam matematika atau sains, kemudian menghubungkan konsep-konsep yang relevan di dalam matematika atau sains dan menggabungkannya ke dalam rangkaian pemikiran yang logis.

c. Menurut Buxton (kata kunci : pemahaman meniru, pemahaman

  observasi, pemahaman pencerahan, pemahaman relasional). Tingkat pemahaman ini merupakan pengembangan dari tingkat pemahaman Skemp, yang dikembangkan menjadi 4 tingkatan pemahaman. Tingkat pemahaman yang pertama adalah pemahaman meniru (rote learning). Pada tingkat ini siswa dapat mengerjakan suatu soal tetapi tidak tahu mengapa. Tingkat pemahaman yang kedua disebut pemahaman observasi. Pada tingkat ini siswa menjadi lebih mengerti setelah melihat adanya suatu pola atau kecenderungan. Tingkat pemahaman yang ketiga disebut pemahaman pencerahan yang dicapai sebelum siswa sampai pada tingkat pemahaman relasional. Pada tingkat ini, siswa bisa mengetahui suatu pemecahan masalah manakala ia melihat orang pemahaman relasional, seperti yang dikemukakan Skemp. Pada tingkat pemahaman ini siswa tidak hanya tahu tentang penyelesaian suatu masalah melainkan juga dapat menerapkan pada situasi lain, baik yang relevan maupun yang lebih kompleks.

  

4. Faktor Pembatas Pembentukan Pengetahuan dan Faktor Perubahan

Pengetahuan

  Pengetahuan yang dimiliki seseorang sangat dipengaruhi oleh beberapa hal, antara lain :

  a. Faktor yang membatasi pembentukan pengetahuan

  Bettencourt menyebutkan beberapa hal yang dapat membatasi proses pembentukan pengetahuan manusia, antara lain (1) konstruksi kita yang lama, (2) domain pengalaman kita, dan (3) jaringan struktur kognitif kita (Suparno, 1997:22). Pengetahuan awal yang lebih dulu tebentuk, akan terus diingat jika siswa tidak memahami konsep yang telah dipelajari di sekolah ataupun dari sumber lain yang benar. Pengalaman seseorang yang terbatas akan meng- hambat perkembangan pembentukan pengetahuan. Struktur kognitif merupakan suatu sistem yang saling berkaitan. Konsep, gagasan, gambaran, teori, dan sebagainya yang membentuk struktur kognitif

  b. Faktor yang memungkinkan perubahan pengetahuan

  Banyak situasi yang memaksa atau membantu seseorang untuk mengadakan perubahan dalam pengetahuannya. Perubahan ini mengembangkan pengetahuan seseorang. Beberapa situasi atau konteks yang membantu perubahan, yaitu (1) konteks tindakan, (2) konteks yang membuat masuk akal, (3) konteks penjelasan, dan (4) konteks pembenaran (justifikasi).

  Bila seseorang harus cepat bertindak atau memecahkan sesuatu secara terencana, ia akan terdorong untuk menganalisis situasi dan persoalan yang dihadapi. Dalam situasi seperti itu, ia dapat bertindak secara efisien dan membentuk pengetahuan atau konsep yang baru (Suparno, 1997:23).

5. Pemantulan Cahaya dan Pembiasan Cahaya

  Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang yang dapat merambat pada ruang vakum. Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik. Ini terbukti dari sinar matahari yang dapat merambat sampai ke bumi. Gelombang elektromagnet merambat tegak lurus dengan arah getarnya. Di dalam ruang vakum, gelombang elektromagnetik menjalar dengan laju 3x10

  8 m/detik.

  Sifat-sifat cahaya antara lain, cahaya merambat lurus, dapat dipantulkan, dapat dibiaskan, dapat terdispersi, dapat terinterferensi, dapat terpolarisasi.

  Penelitian ini menekankan pada optika geometrik, yang berarti hanya sebagian dari sifat-sifat cahaya yang dimunculkan. Sebagian sifat-sifat cahaya tersebut antara lain, cahaya merambat lurus, cahaya dapat dipantulkan, dan cahaya dapat dibiaskan.

a. Pemantulan Cahaya

  Saat gelombang mengenai sebuah penghalang datar, seperti cermin, gelombang-gelombang baru dibangkitkan dan bergerak menjauhi penghalang tersebut. Fenomena ini disebut pemantulan. Pemantulan terjadi pada bidang kejadian di mana sebagian energi datang dipantulkan dan sebagian ditransmisikan (diteruskan).

  Terbentuknya gelombang baru tersebut berdasar pada Prinsip Huygens, yang menyatakan bahwa setiap titik pada bidang gelombang primer berkelakuan sebagai sumber anak gelombang sekunder yang kemudian berkembang dengan laju dan frekuensi yang sama dengan gelombang primernya (Tipler, 2001:442).

  Gambar di bawah ini menunjukkan sebuah sinar yang mengenai permukaan udara-kaca.

  

Garis nornal

Sinar patul Sinar datang

  θr = θi

  θi θr Penghalang (bidang batas)

  Gambar 1. Pemantulan cahaya

  Sudut θi yang terbentuk antara sinar datang yang jatuh pada batas medium dan garis normal disebut sudut datang, sedangkan sudut θr yang terbentuk antara garis normal dengan sinar pantul disebut sudut pantul. Sudut pantul yang terbentuk dari sinar pantul besarnya sama dengan sudut datang.

  Hukum Pemantulan cahaya menyatakan bahwa : i) sinar datang, garis normal, dan sinar pantul bertemu pada satu titik dan terletak pada satu bidang datar, ii) θr = θi

  1) Pemantulan pada permukaan datar Contohnya pada cermin datar yang mempunyai permukaan yang licin/halus. Pada cermin datar, cahaya yang mengenai permukaan hampir seluruhnya dipantulkan. Pemantulan pada cermin datar merupakan pemantulan teratur atau pemantulan spekuler. Dalam pembentukan bayangan oleh cermin datar digunakan Hk Pemantulan. Proses pembentukan bayangannya sebagai berikut :

  Misalnya, ada sebatang pensil diletakkan di depan cermin datar, maka proses pembentukan bayangannya sebagai berikut : i. Lukis dua sinar yang melewati ujung A, buat garis normal yang tegak lurus dengan cermin, kemudian lukis sinar pantulnya. Buat perpanjangan kedua sinar pantul. Kedua perpanjangan ini sinar pantul ini akan bertemu pada suatu titik A’. ii. Lukis dua sinar yang melewati ujung B, buat garis normal yang tegak lurus dengan cermin, kemudian lukis sinar pantulnya. Buat perpanjangan kedua sinar pantul. Kedua perpanjangan ini sinar pantul ini akan bertemu pada suatu titik B’. iii. Hubungkan titik A’ dengan B’. Penghubung ini merupakan bayangan yang dihasilkan cermin datar.

  

Gambar 2. Pembentukan bayangan pada cermin datar

Cermin datar

  1

  bayangan benda

2 B’ A’ B A

  Sifat bayangan yang terbentuk adalah maya, tegak, sama besar. 2) Pemantulan pada permukaan kasar

  Contohnya, permukaan kertas. Pada permukaan kasar tetap berlaku Hk Pemantulan, namun pemantulan yang tidak teratur atau pemantulan baur atau pemantulan difusi (menyebar). Pemantulan yang tidak teratur ini menguntungkan, karena mata dapat melihat benda yang memantulkan cahaya ke segala arah.

  N N N Gambar 3. Pemantulan pada bidang kasar

  3) Pemantulan pada permukaan lengkung Pada permukaan lengkung, Hk Pemantulan tetap berlaku. Sedangkan garis normal pada permukaan lengkung dapat digambarkan dengan membuat garis singgung pada permukaan lengkungnya. Garis yang dibuat tegak lurus dengan garis singgung merupakan garis normal.

  Pada permukaan cekung : Garis singgung Garis normal

  Gambar 4. Garis normal pada permukaan cekung

  Pada permukaan cembung : Garis normal Garis singgung

  

Gambar 5. Garis normal pada permukaan cembung

b. Pembiasan Cahaya

  Ketika seberkas cahaya mengenai sebuah permukaan bidang batas yang memisahkan dua medium berbeda, misalnya udara-kaca, cahaya tersebut dipantulkan dan sebagian lagi memasuki medium kedua, sinar yang ditransmisikan/diteruskan disebut disebut sinar bias. Peristiwa yang terjadi merupakan pembiasan.

  Untuk cahaya yang memasuki kaca dari udara, ada sebuah ketertinggalan fase (phase lag) antara gelombang yang diradiasikan kembali dan gelombang datang. Demikian juga ada ketertinggalan fase antara gelombang hasil (resultan) dan gelombang datang. Ketertinggalan fase ini berarti bahwa posisi puncak gelombang dari gelombang yang dilewatkan diperlambat relatif terhadap posisi puncak gelombang dari gelombang datang di dalam medium tersebut.

  Gelombang yang dilewatkan tidak berjalan di dalam medium sejauh gelombang datang aslinya. Jadi kecepatan gelombang yang dilewatkan lebih

  Laju cahaya dalam medium ditentukan oleh indeks bias n. Indeks bias itu sendiri merupakan perbandingan laju cahaya dalam ruang vakum c terhadap laju tersebut dalam medium tertentu v :

  

v

c

n =

  Dalam tabel di bawah ini, disajikan beberapa harga indeks bias pada berbagai medium untuk cahaya Natrium kuning (Tipler, 2001:451) : Tabel 1. Indeks bias berbagai macam zat

  Jenis Zat Indeks Bias Jenis Zat Indeks Bias Padat

  Es Kuarsa Intan

  Kaca

  Gelas ringan Gelas menengah

  1,309 1,544 2,417 1,58 1,62

  Gelas padat

  Cairan pada 20 C

  Air Terpentin Gliserin Bensin

  Udara pada 1 atm 20 C

  1,66 1,333 1,472 1,473 1,501 1,0003

  Gambar di bawah ini menunjukkan seberkas cahaya yang mengenai permukaan udara kaca :

  Garis Normal Sinar datang θ ₁ udara Sinar bias 1 kaca

  θ ₂ Sinar bias 2 Gambar 6. Pembiasan cahaya dari udara ke kaca ke udara lagi

  Sudut bias lebih kecil daripada sudut datang, sehingga sinar bias dibelokkan mendekati garis normal Hukum Pembiasan seperti yang dikemukakan Willebrod Snell pada tahun