Pengaruh Laboratorium Berbasis Mikrokomputer terhadap Representasi Makro, Mikro, dan Simbolik Siswa ketika Belajar tentang Reaksi Ion Bersih Shinta Yuliana1 UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA e-mail : [email protected] Abstrak Penelitian pada artikel yang berjudul “Pengaruh Laboratorium Berbasis Mikrokomputer terhadap Representasi Makro, Mikro, dan Simbolik Siswa ketika Belajar tentang Reaksi Ion Bersih” bertujuan untuk mengetahui pengaruh dari penggunaan alat Microcomputer-Based Laboratories (MBL) sebagai salah satu alat dalam pembelajaran yang dapat meningkatkan representasi makro, mikro dan simbolik siswa khususnya ketika belajar reaksi ion bersih. Penelitian ini menggunakan grafik konduktivitas yang diukur oleh MBL untuk meningkatkan representasi makro, mikro, dan simbolik siswa. Sebanyak 54 siswa, berusia 14-15 tahun berpartisipasi dalam penelitian ini dan secara acak dibagi menjadi kelompok eksperimen (N = 27) dan kelompok kontrol (N = 27). Para siswa dalam kelompok eksperimen ditayangkan video mengenai grafik konduktivitas yang diukur oleh MBL, sedangkan kelompok kontrol ditayangkan video demonstrasi percobaan titrasi asam-basa secara konvensional. Kemudian seluruh siswa diberikan tes terbuka tentang reaksi ion bersih. Hasil penelitian menunjukkan bahwa grafik konduktivitas memiliki pengaruh besar terhadap representasi makro, mikro, dan simbolik siswa, yaitu siswa dalam kelompok eksperimen membangun lebih banyak representasi daripada siswa dalam kelompok kontrol. Kata Kunci : Laboratorium Berbasis Mikrokomputer, Representasi Makro, Mikro, dan Simbolik, Reaksi Ion Bersih Metodologi Penelitian A. Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh MBL terhadap representasi makro, mikro, dan simbolik siswa pada materi reaksi ion bersih, serta membandingkan pengajaran ekperimen konvensional dengan kegiatan MBL. Secara khusus, tujuan dari penelitian dapat dipisahkan menjadi tiga bagian: 1. Mengetahui pengaruh kegiatan MBL terhadap representasi makro siswa pada materi reaksi ion bersih 2. Mengetahui pengaruh kegiatan MBL terhadap representasi mikro siswa pada materi reaksi ion bersih 3. Mengetahui pengaruh kegiatan MBL terhadap representasi simbolik siswa pada materi reaksi ion bersih B. Subjek Penelitian Para siswa dalam penelitian ini adalah kelas 9 yang terdiri dari 54 siswa yang berasal dari kelas dan sekolah yang sama (berusia 14-15 tahun) kemudian secara acak dibagi menjadi kelompok eksperimen (N = 27) dan kelompok kontrol (N = 27). Para siswa dalam kelompok eksperimen diberi video yang menampilkan grafik konduktivitas yang diukur oleh MBL, sedangkan kelompok kontrol ditampilkan video demonstrasi percobaan titrasi asam-basa secara konvensional tanpa diberikan grafik konduktivitas. Ada 13 siswa perempuan dalam kelas eksperimen dan 12 siswa perempuan dalam kelas kontrol. Siswa perempuan mencapai 48,1% dan 44,4% masing-masing dalam kelompok eksperimen dan kelompok kontrol. Sebelum dinerkan perlakuan, di kelas 8 dan 9, siswa telah mempelajari konsep larutan, asam dan basa, netralisasi, reaksi perpindahan ganda, dan menulis persamaan kimia. Reaksi ion bersih adalah kelanjutan dan pendalaman konsep dari materi yang disebutkan. Selain itu, kedua kelompok siswa telah diajarkan konsep elektrolit dan ionisasi terlebih dahulu oleh peneliti, karena belajar konsep ini dapat memberikan siswa dasar untuk mempelajari konsep reaksi ion bersih. 2 C. Metode Penelitian 1. Desain Penelitian Penelitian ini menggunakan kegiatan MBL berupa video yang menampilkan grafik konduktivitas dalam pembelajaran reaksi ion bersih. Sebanyak 54 siswa SMP secara sukarela berpartisipasi dalam penelitian ini, para siswa berasal dari kelas dan sekolah yang sama. Peneliti menggunakan dua perlakukan yang berbeda saat penelitian, dimana kelas pertama diberikan video MBL dan kelas kedua diberikan video eksperimen konvensional. Karena melakukan dua perlakuan berbeda, peneliti membagi siswa menjadi dua kelompok berdasarkan nomor ID. Kelompok pertama adalah siswa yang memiliki nomor ID genap, dan kelompok kedua adalah siswa yang memiliki nomor ID ganjil. Kemudian peneliti menggunakan lemparan koin untuk menentukkan kelompok eksperimen dan kontrol. Peneliti percaya bahwa jenis kelamin memberikan pengaruh pada penelitian. Setelah pembagian secara acak, peneliti memeriksa jumlah siswa pria dan perempuan di setiap kelompok. Hasilnya, ada 13 siswa perempuan dan 14 siswa laki-laki dalam kelompok eksperimen, serta 12 siswa perempuan dan 15 siswa lakilaki dalam kelompok kontrol. Uji Chi-square jenis kelamin dilakukan untuk menguji perbedaan antara kelompok eksperimen dan kelompok kontrol. Tidak ada perbedaan yang signifikan pada kedua kelompok, X2(1) = 0,074, p > 0,05. Prestasi siswa juga dapat mempengaruhi hasil penelitian dan untuk memastikan bahwa kelompok kontrol dan kelompok eksperimen adalah “sama” sebelum diberikan perlakuan, kedua kelompok diberikan tes kimia dasar. Kemudian, uji-t sampel independen dilakukan, hasilnya menunjukkan bahwa tidak ada perbedaan yang signifikan antar kedua kelompok, t = 1,698, p > 0,05. Variabel bebas adalah perlakukan yang diberikan, dan variabel kontrol adalah representasi marko, mikro dan simbolik siswa. Penelitian sebelumnya membuktikan bahwa siswa mengalami kesulitan dalam menggunakan MBL itu sendiri (Tortosa, 2012). Sebagai contoh, Tortosa (2012) menyelidiki kerja praktek siswa dengan MBL dalam pembelajaran kimia, hasilnya mengungkapkan bahwa siswa tidak suka menggunakan MBL karena “kompleks” dan “tidak koheren” Davies (2012) menemukan bahwa siswa mengalami kesulitan dalam menggunakan 3 data logger dan sensor pada MBL saat proses pengambilan data. Selain itu, siswa memiliki pandangan negatif terhadap MBL karena mereka merasa “tidak mengenal” alat tersebut. Di sisi lain, MBL sulit untuk digunakan di kelas, karena banyak faktor yang tidak dapat diprediksi seperti kesalahan sensor, kegagalan operasi, waktu yang terbatas dan sebagainya. Struck dan Yerrick (2010) melaporkan bahwa analisis video digital (AVD) memperlihatkan grafik dari video mengenai fenomena yang direkam dan berikutnya menganalisis grafik yang dihasilkan. Karena fokus peneliti adalah pada representasi marko, mikro dan simbolik siswa, bukan kepada kemampuan membaca dan memahami grafik ataupun ketrampilan dalam laboratorium, maka peneliti membuat video kegiatan MBL dan eksperimen konvensional terlebih dahulu sebelum mengajar, perbedannya adalah pada kelompok eksperimen, video yang diberikan disertakan pengukuran konduktivitas, sementara pada kelompok kontrol tidak disertakan. Karena grafik merupakan representasi visual informasi, grafik memberikan informasi tentang pengukuran hasil eksperimen. Dalam penelitian ini, konduktivitas dalam larutan diukur karena memiliki hubungan langsung dengan jumlah atau konsentrasi ion. Hipotesis peneliti adalah bahwa grafik konduktivitas yang dihasilkan oleh MBL akan memiliki pengaruh positif terhadap representasi makro, mikro, dan simbolik siswa. Peneliti merancang tes reaksi ion bersih untuk dua kelompok siswa setelah diberikan perlakuan. Sebelum mengajar, peneliti melakukan persiapan. Karena diperkirakan aktivitas MBL dan demonstrasi eksperimen membutuhkan waktu yang cukup lama di kelas, peneliti memanipulasi kedua kegiatan baik MBL dan eksperimen konvensional menjadi sebuah video. Sebelum peneliti memberikan perlakuan, peneliti pertama melakukan percobaan MBL beberapa kali sampai kurva stabil. Peneliti juga mendiskusikan materi yang dirancang sesuai dengan pendekatan pedagogis Tortosa (2012) sampai ketiga peneliti setuju. Untuk menghindari efek potensial pada pembelajaran siswa karena perubahan guru, peneliti pergi ke sekolah selama satu bulan untuk membiasakan diri dengan siswa sebelum memberikan perlakuan. Selama mengajar, untuk mengurangi efek John Henry, para siswa tidak disarankan apakah mereka adalah kelompok kontrol atau eksperimen. Untuk mengurangi efek Hawthorn, satu peneliti mengajar dua kelompok dan peneliti lain 4 mengamati dan memastikan pengajaran di kedua kelompok dilakukan sebagaimana dibahas sebelum kegiatan pembelajaran berlangsung. Dalam penelitian ini ada beberapa variabel yang tidak dapat dikendalikan yang dapat memberikan pengaruh pada penelitian, dan tidak mungkin untuk menghindari semua variabel independen. Oleh karena itu, untuk memastikan bahwa siswa dalam dua kelompok memiliki sikap dan rasa ingin tahu yang sama dalam belajar reaksi ion bersih, siswa dalam dua kelompok tidak tahu bahwa intervensi pengajaran yang berbeda sedang dilakukan. Hasil Hasil tes konsep dari dua kelompok ditunjukkan pada Tabel 2. Untuk mencapai tujuan penelitian, data dari setiap soal dianalisis untuk bukti normalitas. Tidak ada soal yang ditemukan memiliki skewness atau kurtosis lebih besar dari 1, yang menunjukkan data berdistribusi normal dengan baik. Oleh karena itu, uji-t sampel independen dilakukan oleh peneliti. Hasil penelitian menunjukkan bahwa representasi siswa terhadap materi reaksi ion bersih pada kelompok eksperimen (M = 6,9, SD = 1,4) secara signifikan lebih tinggi daripada kelompok kontrol (M = 5,1, SD = 1,8), t = 3,873, p < 0,01. Secara signifikan, kemampuan siswa untuk menghubungkan dan mentransformasikan antara level makro, mikro, dan simbolik pada kelompok eksperimen lebih tinggi daripada siswa dalam kelompok kontrol, dan ada pengaruh besar dengan efek Cohen d = 1,03. Secara khusus, representasi mikro pada T1 siswa dalam kelompok eksperimen (M = 2,4, SD = 0,6) secara signifikan lebih tinggi selain itu pada kelompok kontrol (M = 1,6, SD = 0,6), t = 4,633, p < 0,001, dengan efek sedang/ medium, Cohen d = 0,44. Representasi siswa pada T2 dalam kelompok eksperimen (M = 1.9, SD = 1.0) secara signifikan lebih tinggi dari pada kelompok kontrol (M = 1.4, SD = 0,8), t = 2,040, p < 0,05, dengan efek sedang, Cohen d = 0,56. Representasi siswa pada T3(2) dalam kelompok eksperimen (M = 1.9, SD = 0.4) secara signifikan lebih tinggi dari pada kelompok kontrol (M = 1,5, SD = 0,7), t = 2,237, p < 0,05, dengan efek sedang / medium, Cohen d = 0,64. Namun, pada representasi makro, T3(1) tidak menunjukkan signifikansi antara kelompok eksperimen (M = 0,8, SD = 0,4) dan kelompok kontrol (M = 0,7, SD = 0,5). 5 Kesimpulan Dalam artikel yang penulis kaji, grafik yang dihasilkan oleh MBL digunakan untuk membantu siswa mempelajari reaksi ion bersih dengan merepresentasikan perubahan konduktivitas listrik dari larutan. Penelitian ini mengungkapkan sesuai dengan hasil uji-t sampel independen dan ukuran kinerja signifikan kedua kelompok pada tes reaksi ion bersih, dapat dilihat bahwa tidak ada pengaruh yang diberikan MBL pada representasi makro siswa, pengaruh sedang / medium pada representasi mikro dan simbolik siswa MBL membantu siswa untuk membangun koneksi antara representasi makro dan mikro dalam mempelajari reaksi ion bersih. Representasi mikro mengenai perubahan ion dalam reaksi ion bersih merupakan hal yang sulit bagi siswa untuk dipahami karena sifat abstraknya. Dengan menggunakan MBL, perubahan ion yang abstrak dapat dilihat melalui grafik konduktivitas. Peneliti menyimpulkan dengan MBL bahwa siswa membangun lebih banyak representasi mikro tentang perubahan ion melalui pengamatan berdasarkan grafik konduktivitas. Dengan MBL siswa membangun representasi simbolik dari persamaan ionik walaupun tidak diberi tahu aturan bagaimana menulis persamaan ionik. Dalam penelitian tedapat kesimpulan tentatif dimana siswa yang ditayangkan video MBL membangun beberapa koneksi di antara representasi makro, mikro, dan simbolik karena representasi makro dan representasi mikro dihubungkan oleh grafik yang diproduksi oleh MBL, tetapi kesimpulan ini masih membutuhkan bukti lebih lanjut. Daftar Pustaka Atkins, Peter dan Loretta Jones. (2002). Chemical principles the quest for insight, Second Edition. New York : W. H Freeman. Chandrasegaran, A. L., Treagust, D. F., & Mocerino, M. (2007). The Development of A Two-Tier Msultiple-Choice Diagnostic Instrument for Evaluating Secondary School Students’ Ability to Describe and Explain Chemical Reactions Using Multiple Levels of Representation. Chemistry Education Research and Practice, 8. 293-307. doi:10.1039/b7rp90006f Davies, J. H., Collier, C. and Howe, A. (2012). A Matter of Interpretation: 6 Developing Primary Pupils’ Enquiry Skills Using Position-Linked Datalogging. Res. Sci. Technol. Educ. 30(3), 311–325. Devetak, Iztok dan Saša Aleksij Glažar. (2014). Learning With Understanding in the Chemistry Classroom. Netherlands : Springer Science & Business Media Gilbert, J. K., Reiner, M. and Nakhleh, M. (2008). Visualization: Theory and Practice in Science Education. Netherlands : Springer. Rogers, Y. (2008). Using External Visualizations to Extend and Integrate Learning in Mobile and Classroom Settings, Visualization: Theory and Practice in Science Education. Netherlands : Springer. Santos , Valéria. C and, Agnaldo Arroio. 2015. The Representational Levels: Influences and Contributions to Research in Chemical Education. Journal of Turkish Science Education. 13(1), 3-18. 7 8
