## Jurnal Pedagogika dan Dinamika Pendidikan
P-ISSN 2252-6676 Volume 4, No. 1, April 2016 email: jurnalpedagogika@yahoo.com

## ANALISIS STRUKTUR PENALARAN SAINTIFIK DALAM PEMBELAJARAN IPA SISWA SD DI KOTA AMBON

## Johanes Pelamonia
Dosen Program Pendidikan Guru Sekolah Dasar, FKIP-Universitas Pattimura e-mail: pelamonia_janes@yahoo.com

## ARTICLE INFO
ABSTRACT Article History: Accepted 08 April 2016 Available online 20 April 2016
Telah  dilakukan  penelitian  untuk  melihat  proses penalaran  pada  siswa  sekolahdasar  di  Kota  Ambon. Penelitian  ini  menggunakan  jenis  penelitian kualitatifdengan  pendekatan  fenomenologi  untuk menggambarkan  struktur  penalaran  siswasekolah dasar  dalam  pembelajaran  sains.  Data  dalam penelitian  ini  dikumpulkandengan  menggunakan teknik tes terulis. Penelitian ini menyimpulkan bahwa (1)Penalaran  terjadi  ketika  seseorang  mampu menciptakan  model  mental  yangkompatibel  dengan realitas.  (2)  Keterampilan  bernalar  sudah  dimiliki seseorangketika  lahir  dan  perkembangan  penalaran merupakan  dipengaruhi  perkembanganpengetahuan. (3)  Struktur  pengetahuan  bergantung  pada  kapasitas memori  kerjamemahami  makna  verbal  dari  suatu konsep dan menghubungkannya dengankonsep lain.
Keywords: Penalaran saintifik, arsitektur kognitif, pembelajaran IPA

## PENDAHULUAN
Pengetahuan  awal  seringpula berubah  wujud  menjadi  sebuah  keyakinanyang disebut  sebagai Epistemological  Belief yang  cenderung  dipertahankan  olehsiswa ketika dihadapkan pada bukti-bukti yang tidak sesuai. Carey (1999) yangdikutip oleh Odzemir  &  Clark  (2007)  menyatakan  bahwa  anak-anak  biasanyamenghubungkan konsep-konsep  ke  dalam  suatu  struktur  kognitif  denganmenggunakan  keyakinan ( intuitive ).  Keyakinan  epistemologis  adalah  caramendekati  suatu  informasi  yang sering  menghalangi  penerimaan  seseorangterhadap  suatu  konsepsi  baru  yang  lebih relevan,  yang  berarti  dapat  menghalangiproses  perubahan  konseptual  (Valanides  &
Angeli,  2005).  Hasil  penelitian  yangdilakukan  oleh  Kaymak  &  Bekiroghu  (2013) pada  siswa  sekolah  menengahmenyarankan  bahwa  untuk  mendorong  perubahan konseptual  pada  domain  spesifik,  maka  keyakinan  epistemologis  harus  dirubah melalui  pembelajaran.Mendorong  perubahan  konseptual  untuk  membangun  suatu strukturkognitif  yang  benar-benar  valid  membutuhkan  keterampilan  berpikir tingkattinggi  ( high  order  thinking ).  Artinya,  anasir-anasir  yang  dikemukakan dalammodel-model  perubahan  konseptual  belumlah  memadai.  Asumsinya,  harus adavariabel  instrumental  yang  menghubungkan  perubahan  konseptual  dan  faktor- faktorpenyebabnya.  Asumsi  ini  sebenarnya  sudah  tercantum  dalam  penelitian Valanides  &  Angeli  (2005)  yang  mengintegrasi  berpikir  kritis  untuk merubah epistemoligcal  beliefs siswa  dan  mendorong  perubahan  konseptual.  Namun jikamerujuk  pada  konsepsi  Thagard  (1990)  bahwa  konsep  baru  jarang sekalidihasilkan  dari  pengalaman  tetapi  dari  konsep  yang  sudah  ada  sebelumnya, makajenis  berpikir  tingkat  tinggi  yang  tepat  adalah  penalaran.  Penalaran  saintifik dapatdigunakan  sebagai  instrumen  mental,  yang  pada  sisi  lain  bisa  mendorong konsepbaru  dari  pengalaman  indrawi  maupun  memproduksi  konsep  baru  dari konsepyang sudah ada sebelumnya (Metallidou, et.al 2012).
Siswa yang memiliki penalaran yang baik akan dengan mudah dapatmerubah konsepsi  awal  sebelum  pembelajaran  dengan  baik.  Park  &  Han  (2002)juga menyimpulkan  bahwa  penalaran  deduktif  memiliki  peran  penting  dalamperubahan konseptual.  Ada  bukti  riset  awal  yang  telah  menemukan  keterlibatanpenalaran saintifik  dalam  mendorong  perubahan  konseptual.  Penelitian  Lawson  &Worsnop (2003)  dalam  Liao  &  She  (2009)  menemukan  bahwa  siswa  sekolahmenengah  yang memiliki  tingkat  penalaran  yang  baik  cenderung  untuk  tidakmempertahankan konsepsi  awal  sebelum  pembelajaran  tentang  evolusi  danpenciptaan.  Penalaran saintifik adalah keterampilan yang penting untuk dimilikioleh siswa. Hal ini hampir terlihat  dari  pendapat-pendapat  yang  dikemukakan  olehSilk  (2009),  Eskin  & Bekirodu  (2009),  Lawson  (2010),  Zeinnedin  &  Khalik(2009).  Mereka  menjelaskan bahwa  salah  satu  tujuan  pembelajaran  sains  dalamera  perkembangan  teknologi  dan informasi  adalah  membantu  agar  dapat  bernalarsecara  rasional  atau  penalaran saintifik  ( scientific  reasoning) serta  mampumengkomunikasikan  pengetahuannya kepada orang lain.
Beberapa  dekade  terakhir,  penelitian-penelitian  yang  menjelaskanfenomena bernalar  pada  manusia  memunculkan  konsepsi  yang  berlawanan.  Teori mental  logic dan mental model adalah dua pandangan yang berbeda tentang prosespenalarna pada manusia. Tesis: penalaran ditentukan adalah penguasaanmekanisme inferensi. Teori ini  lebih  dikenal  sebagai mental  logic atau  logikamental.  Teori mental  logic menekankan  bahwa  penalar  memiliki  pengetahuantentang  makna  dari  suatu  term logikal  dan  bahasa  serta  menggunakanpengetahuan  tersebut  untuk  mengkonstruksi atau  menemukan  skenario  alternatif.Dengan  demikian,  representasi  internal menyediakan  suatu  bentuk  struktural  darikondisi  yang  dinyatakan  dalam  proposisi (Goel et.al., 2000).  Kesimpulan  atausolusi  yang  valid  ditentukan  oleh  penerapan langkah-langkah  inferensi  yang  sahih.Menurut  Rips  (1994),  semua  individu dilengkapi dengan perangkat aturan mentalinferensi dan mampu menerapakan aturan-
aturan  tersebut  dalam  bentuk  logismelaui  premis-premis  untuk  menghasilkan  suatu kesimpulan.  Oleh  karena  itu,kesulitan  bernalar  lebih  disebabkan  karena  dua  factor yaitu  (1)  banyaknya  aturanyang  digunakan  untuk  mencapai  kesimpulan,  dan  (2) kerumitan  menerapkansetiap  aturan  tersebut.  Artinya,  seseorang  mampu  bernalar dengan  baik  jikamampu  menguasai  berbagai  aturan  penalaran.  Antitesis: penalaran ditentukanoleh  kemampuan  mengkonstruksi  model  mental. Teori  ini  lebih  dikenal sebagai mental  model. Teori  mental  model  lebih  menekankan  pandangannya  pada asumsibahwa  kemampuan  mengkonstruksi  dan  memanipulasi  model  mental (Johnson-Laird,1983;  Johnson-Laird  &  Byrne,  1991).  Teori  ini  terdiri  dari  3 tahapanpenting  yaitu  konstruksi  model,  abstraksi  kesimpulan  sementara danmenerapkannya  pada  suatu  kondisi  tertentu.  Posisi  dialektis  ini  membutuh kajianlebih  komperehensif  untuk  membuktikan  kebenaran  asersi  dari  masing- masingteori.
Penelitian tentang perkembangan penalaran saintifik terutama dalampembelajaran  sains  masih  sangat  jarang  dilakukan  di  Indonesia  termasuk diMaluku. Proses pembelajaran sains cenderung dilakukan dengan mewajibkansiswa menghafal  fakta  atau  konsep-konsep  sains.  Akibatnya,  terjadi  disparitasyang  lebar antara  sains  sebagai  konsep  dan  konteks  kehidupan  nyata.  Siswa  tidakdapat mengaplikasikan  konsep-konsep  tersebut  dalam  konteks  kehidupan  sehari- hari.Pembelajaran sains  harus  mampu mengembangkan kemampuan  berpikir.tingkat tinggi.  Penekanan  pembelajaran  pada  penalaran  saintifik  akan  memicusiswa  untuk memahami  sains  secara  mendalam.  Penelurusan  informasi  yangberkaitan  dengan penalaran  saintifik  lebih  banyak  menyebutkan  upayapemberdayaan  melalui penerapan-penerapan  strategi  pembelajaran.  Penelitianyang  berkaitan  dengan pemetaan  dan  karakterisasi  perkembangan  penalaran  saintifik  belum  banyak dilakukan.  Dengan  demikian,  diperlukan  penelitian  secarakomprehensif  untuk mengungkapkan  ketrampilan  penalaran  saintifik  pada  siswasekolah  dasar. Berdasarkan  uraian-uraian  yang  dikemukakan  di  atas,  maka  urgensipenelitian  ini adalah:  1)  Pentingnya  melakukan  kajian  penalaran  saintifik  padasiswa  SD  dalam pembelajaran sains. (2) Perlunya penelitian untukmengungkapkan artsitektur kognitif siswa dalam indikator-indikator penalaransaintifik?.

## METODE Subjek
Penelitian didesain secara kualitatif dengan pendekatan fenomenologi.Secara umum,  fokus  penelitian  meliputi  arsitektur  kognitif  dan  struktur  penalaransaintifik siswa.  Fokus  penelitian  ini  didasarkan  pada  argumentasi  Dawson  (2013)bahwa berpikir  adalah  suatu  proses  yang  melibatkan  manipulasi  pengetahuanoperasional dalam  konteks  sistem  kognitif.  Oleh  karena  itu,  cakupan  penelitian  iniadalah memetakan  pengetahuan  operasional  dalam  konteks  sistem  kognitif  yangdigunakan siswa  untuk  menalar  fenomena-fenomena  sains  yang  diberikan.  Subjekdalam penelitian  ini  adalah  siswa  sekolah  dasar  yang  diambil  secara  acak  dari  4sekolah dasar  di  Kota  Ambon.  Dari  masing-masing  sekolah  diambil  4  orang  siswasebagai
Jurnal Pedagogika dan Dinamika Pendidikan. Vol.
subjek  penelitian.  Subjek  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  merupakansiswa  SD kelas V yang belum pernah dilatih untuk menggunakan kaidah
Prosedur Pengumpulan Data
Data penalaran silogisme diperoleh dengan data yaitu tes tertulis. Materi yang digunakan dalam tes tertulisuntuk penalaran adalah materi  pembelajaran  sains  yang  sudah  diajarkan  kepadasiswa  kelas  V.  Dalam  tes tertulis, subjek penelitian diberikan soal tes penalaranyan Tabel 1. Soal Tes Penalaran
No Pernyataan 1 Tubuh  kita  dapat  berdiri  tegak  dan mempunyai  bentuk  karena adanya kerangka tubuh. Perhatikan gambar di
samping
2 Pernyataan A  : Semua ikan bernafas dengan insang Pernyataan B  : Ikan paus bernafas dengan paru- Kesimpulan    : Ikan paus tidak termasuk dalam jenis
3  Semua  tumbuhan  hijau  melakukan fotosintesis dengan bantuan klorofil.
 Klorofil biasanya terdapat di daun dan berwarna hijau.
Perhatikan struktur tubuh tumbuhan kaktus!
4 Gaya  gesek  merupakan  gaya  yang menimbulkan  hambatan  ketika  dua permukaan  benda  saling  bersentuhan. Pada  gambar  di  bawah  ini,  ada  dua  buah bola  diluncurkan  pada  lantai  yang permukaannya bergelombang dan licin.
Subjek  diminta  untuk  menuliskan  hasil  analisa  pada  lembar  jawaban. Selanjutnya  jawaban  siswa  akan  dianalisis  untuk  mengurai  arsitektur  kognitif  dan stuktur penalaran saintifik.

## Analisis Data
Data hasil tes berupa uraian yang diberikan siswa dalam menga penalaran  yang  diajukan  akan  diinterpretasi  secara  kualitatif  sehingga  diperoleh makna sesuai fokus penelitian. Jawaban yang siswa akan dianalisis dengan mengurai pola  penalaran  yang  terkandung  didalamnya.  Analisis  terhadap  penalaran  saint menggunakan indakator  penalaran saintifik  yang  dikembangkan oleh lawson (2003)
Jurnal Pedagogika dan Dinamika Pendidikan. Vol. 4, No. 1, April 2016 (26
subjek  penelitian.  Subjek  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  merupakansiswa  SD kelas V yang belum pernah dilatih untuk menggunakan kaidah-kaidahpenalaran.

## Prosedur Pengumpulan Data
Data penalaran silogisme diperoleh dengan menggunakan teknikpengumpulan data yaitu tes tertulis. Materi yang digunakan dalam tes tertulisuntuk penalaran adalah materi  pembelajaran  sains  yang  sudah  diajarkan  kepadasiswa  kelas  V.  Dalam  tes tertulis, subjek penelitian diberikan soal tes penalaranyang tertera pada Tabel 1.
Tabel 1. Soal Tes Penalaran
Pernyataan Pertanyaan Tubuh  kita  dapat  berdiri  tegak  dan mempunyai  bentuk  karena adanya kerangka tubuh. Perhatikan gambar di Apakah  sikap  duduk terus-menerus  seperti  ini dapat menyebabkan perubahan bentuk rangka Jawab
a. Ya
b. Tidak Mengapa demikian? Pernyataan A  : Semua ikan bernafas dengan insang Pernyataan B  : Ikan paus bernafas dengan -paru Kesimpulan    : Ikan paus tidak termasuk dalam jenis-jenis ika Dari 3 pernyataan di atas, manakah pernyataan yang salah? Jawab: a. Pernyataan A salah
b. Pernyataan B salah
c. Kesimpulan salah Mohon dijelaskan: Semua  tumbuhan  hijau  melakukan fotosintesis dengan bantuan klorofil. Klorofil biasanya terdapat di daun dan Perhatikan struktur tubuh Pertanyaan :  Apakah  tumbuhan  Kaktus  juga melakukan proses fotosintesis? Jawab:
a. Ya
b. Tidak

## Mengapa demikian?
Gaya  gesek  merupakan  gaya  yang menimbulkan  hambatan  ketika  dua permukaan  benda  saling  bersentuhan.
Pada  gambar  di  bawah  ini,  ada  dua  buah bola  diluncurkan  pada  lantai  yang bergelombang dan licin.
Manakah bola yang meluncur paling cepat? Jawab:
a. Lantai yang mempunyai permukaan bergelombang lebih cepat
b. Lantai  yang  mempunyai  permukaan  licin lebih cepat
c. Sama-sama cepat
Mengapa demikian?
Subjek  diminta  untuk  menuliskan  hasil  analisa  pada  lembar  jawaban. Selanjutnya  jawaban  siswa  akan  dianalisis  untuk  mengurai  arsitektur  kognitif  dan stuktur penalaran saintifik.
Data hasil tes berupa uraian yang diberikan siswa dalam menganalisis struktur penalaran  yang  diajukan  akan  diinterpretasi  secara  kualitatif  sehingga  diperoleh makna sesuai fokus penelitian. Jawaban yang siswa akan dianalisis dengan mengurai pola  penalaran  yang  terkandung  didalamnya.  Analisis  terhadap  penalaran  saint menggunakan indakator  penalaran saintifik  yang  dikembangkan oleh lawson (2003)
6 (26-41) 29
subjek  penelitian.  Subjek  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  merupakansiswa  SD kaidahpenalaran.
menggunakan teknikpengumpulan data yaitu tes tertulis. Materi yang digunakan dalam tes tertulisuntuk penalaran adalah materi  pembelajaran  sains  yang  sudah  diajarkan  kepadasiswa  kelas  V.  Dalam  tes g tertera pada Tabel 1.

## Pertanyaan
menerus  seperti  ini menyebabkan perubahan bentuk rangka ?
Dari 3 pernyataan di atas, manakah pernyataan
:  Apakah  tumbuhan  Kaktus  juga
Manakah bola yang meluncur paling cepat?
Lantai yang mempunyai permukaan
Lantai  yang  mempunyai  permukaan  licin
Subjek  diminta  untuk  menuliskan  hasil  analisa  pada  lembar  jawaban. Selanjutnya  jawaban  siswa  akan  dianalisis  untuk  mengurai  arsitektur  kognitif  dan
nalisis struktur penalaran  yang  diajukan  akan  diinterpretasi  secara  kualitatif  sehingga  diperoleh makna sesuai fokus penelitian. Jawaban yang siswa akan dianalisis dengan mengurai pola  penalaran  yang  terkandung  didalamnya.  Analisis  terhadap  penalaran  saintifik menggunakan indakator  penalaran saintifik  yang  dikembangkan oleh lawson (2003)
yang  terdiri  dari:    (1)  kemampuan  menganalisis,  (2)  membuat  kesimpulan  dari  2 premis,  (3)  membuat  generalisasi  dari  fenomena,  dan  (4)  menganalisis  dan mengkorelasikan  dua  fenomena  yang  mirip.  Analisis  struktur  kognitif  meliputi identifikasi  elemen-elemen  dasar  dalam  kognisi  ( basic  elements ),  prinsip pengorganisasian  ( organizing  principles )  dan  mekanisme  penyimpulan (inferential mechanism) (Van  Geenen  &  Witteman,  2006).  Elemen-elemen  dasar  kognitif dapat berupa konsep ( concept ), kejadian ( event ) atau keduanya.

## HASIL Arsitektur Kognitif
Analisis  struktur  kognitif  siswa  diperlukan  untuk  mengetahui  sistemkognitif yang  digunakan  siswa  ketika  melakukan  penalaran  saintifik.  Padapenelitian  ini, subjek  penelitian  diambil  sebanyak  5  orang  siswa  pada  masing-masingsekolah  dan hanya 2 siwa yang mewakili subjek setiap sekolah. Strukturkognitif siswa dianalisis melalui argumentasi siswa terhadap fenomena yangdiberikan. Berikut akan dijelaskan struktur  kognitif  penalaran  pada  siswa  sekolahdasar.  Analisa  struktur  kognitif dilakukan pada indikator-indikator penalaransaintifik. Berikut akan paparan data hasil analisa struktur kognitif.

## Kemampuan Menganalisis
Kemampuan menganalisis merupakan salah satu indikator penalaransaintifik. Pertanyaan  yang  berkaitan  dengan  kemampuan  analisis  adalah  siswadihadapkan gambar  mengenai  fenomena  posisi  duduk  yang  benar.  Setelah  itu,siswa  diminta melakukan analisis dampak posisi duduk terhadap bentuk rangka.
Tabel 2. Struktur kognitif informan S
Analisis Unit Dasar Prinsip Pengorganisasian Mekanisme Inferensi Jawab a. Ya
Alasan: Karena  seharusnya  lurus bukan  seperti  gambar. Kalau kita  duduk  seperti  di  yang gambar
maka
terjadi perubahan bentuk rangka kita dan menjadi tidak lurus. Kode: S/MIN-1 - Posisi duduk - Bentuk rangka Konsep Sebab-Akibat Prediksi Arsitektur Kognitif

## Gambar .1. Struktur kognitif informan S
Sumber: data diolah
Hasil  pemetaan  struktur  kognitif  informan  S  memperlihatkan  bahwa argumentasi  dibuat  dengan  unit  dasarnya  adalah  konsep  yang  terdiri  dari  2  konsep yaitu  posisi  duduk  dan  bentuk  rangka.  Informan  juga  melakukan  pengorganisasian dengan pola argumentasi sebab-akibat dan mekanisme penyimpulan adalah prediksi. Informan  menggunakan  pola  penalaran  sebab-akibat  untuk  menjelaskan  fenomena posisi duduk yang berakibat pada struktur rangka manusia. Informan tidak melakukan identifikasi terhadap posisi duduk yang sebenarnya tetapi memprediksi dampak yang akan  terjadi.  Pola  yang  serupa  juga  tampak  pada  jawaban  yang  dikemukakan  oleh lainnya  yaitu  ADL.  Informan  ADL  juga  menggunakan  model  mental  atau  struktur kognitif yang mirip dengan informan S dalam menganalisis posisi duduk.

## Tabel 3. Struktur kognitif  informan ADL
Analisis Unit Dasar Prinsip Pengorganisasian Mekanisme Inferensi Jawab a. Ya Alasan:
Karena  akan  menyebabkan bentuk rangka kurang normal dan  tidak  bisa  kembali  lurus dalam  waktu  lama  dan memiliki akibat yang fatal. Kode: ADL/MIN-1 - Posisi duduk - Bentuk rangka Konsep Sebab-Akibat Prediksi Kalau kita duduk seperti di ada gambar Maka terjadi perubahan bentuk rangka kita dan menjadi tidak lurus Sebab Akibat Prediksi dampak posisi duduk terhadap bentuk rangka F en om en a K on se p Causal Reasoning

## Arsitektur Kognitif
Gambar 2. Struktur kognitif  informan ADL Sumber: data diolah
Hasil pemetaan arsitektur kognitif informan ADL juga memperlihatkan bahwa argumentasi  dibuat  dengan  unit  dasarnya  adalah  konsep  yang  terdiri  dari  2  konsep yaitu  posisi  duduk  dan  bentuk  rangka.  Informan  juga  melakukan  pengorganisasian dengan pola argumentasi sebab-akibat dan mekanisme penyimpulan adalah prediksi. Berbeda  dengan  informan  sebelumnya,  ADL  memberikan  jawaban  yang  lebih kompleks  karena  menambahkan  prediksi  tentang  kejadian  yang  akan  timbul. Informan  tidak  hanya  menduga  secara  konseptual  bahwa  posisi  duduk  akan mempengaruh bentuk rangka tetapi juga akan berakibat fatal.

## Membuat Kesimpulan dari 2 Premis
Membuat  kesimpulan  dari  dua  premis  merupakan  salah  satu  ciri  penalaran saintifik. Dalam penelitian ini, analisis informan disajikan dengan pola penyimpulan silogistik. Informan diminta untuk menilai kesahihan dari setiap premis dan konklusi. Berikut  adalah  gambaran  arsitektur  kognitif  siswa  sekolah  dasar  dalam  membuat kesimpulan dari 2 premis.

## Tabel 4.Struktur kognitif informan S
Analisis Unit Dasar Prinsip Pengorganisasian Mekanisme Inferensi Jawab c. Kesimpulan salah Alasan: - Habitat paus - Ciri paus - Taksonomi Konsep Mengelompokan  Melengkapi konsep
Prediksi dampak posisi duduk terhadap bentuk rangka Tidak bisa kembali lurus dalam waktu lama Akan menyebabkan bentuk rangka kurang normal Sebab Akibat F e n om en a K on se p Causal Reasoning Memiliki akbat yang fatal K eja dia n
Karena ikan paus itu
termasuk  dalam  jenis  ikan.
Mengapa? paus hidup di laut dan  paus  itu  besar,  dan  paus termasuk hewan mamalia.
Kode: S/MIN-1 paus

## Arsitektur Kognitif
Gambar 3. Struktur kognitif informan S Sumber: data diolah
Hasil  analisis  struktur  kognitif  memperlihatkan  bahwa  informan  S menggunakan  beberapa  konsep  dasar  untuk  mengambil  suatu  kesimpulan  tentang paus. Konsep dasar yang digunakan adalah habitat, ciri dan taksonomi paus. Informan menyampaikan terlebih dahulu kesimpulan tentang puas yang merupakan bagian dari ikan  kemudian  menyediakan  premis  dasar  untuk  mendukung  kesimpulan  tersebut. Premis yang digunakan adalah paus hidup di laut, ukuran paus  yang besar dan paus sebagai  mamalia.  Prinsip  pengorganisasian  yang  digunakan  oleh  informan  adalah mengelompokkan  dan  mekanisme  inferensi  adalah  melengkapi  konsep.  Dilihat  dari kebenaran  premis-premis  dasar  yang  digunakan  tampak  bahwa  informan menggolongkan  paus  sebagai  ikan  karena  hidup  di  laut  dan  berukuran  tubuh  yang besar. Informan juga menambahkan bahwa paus adalah mamalia oleh karena itu dapat digolongkan sebagai ikan.  Informan menggunakan premis  yang  kurang  benar untuk mendukung kesimpulannya. Tidak semua hewan yang hidup di laut adalah ikan dan tidak semua hewan laut yang berukuran besar adalah ikan. Paus tidak termasuk dalam golongan  ikan  karena  memiliki  ciri  yang  berbeda  yaitu  bernafas  dengan  paru-paru serta  menyusui.  Oleh  karena  itu,  paus  lebih  tepat  dikategorikan  sebagai  mamalia. Berikutnya  adalah  analisa  struktur  kognitif  informan  ADL  dalam  membuat kesimpulan dari 2 premis.
Paus itu besar Paus termasuk mamalia Ikan paus itu termasuk dalam jenis ikan Paus hidup di laut Kesimpuan Premis Membuat kesimpulan tentang taksonomi paus K on se p K on se p Generalisasi
Tabel 5.  Struktur kognitif informan ADL
Analisis Unit Dasar Prinsip Pengorganisasian Mekanisme Inferensi Jawab c. Kesimpulan salah Alasan: Karena ikan paus itu
termasuk  jenis  ikan  walau ikan paus itu  memiliki  tubuh yang  besar tapi ikan paus itu golongan ikan. Kode: ADL/MIN-1 - Taksonomi - Ukuran tubuh Konsep - -

## Arsitektur Kognitif

## Gambar 4. Struktur kognitif informan ADL Sumber: data diolah
Hasil  analis  struktur  kognitif  informan  ADL  dalam  membuat  kesimpulan berdasarkan  2  premis  yang  memperlihatkan  bahwa  informan  membuat  kesimpulan tanpa  adanya  premis  yang  mendukung.  Informan  hanya  membuat  pengecualian bahwa  meskipun  ukuran  tubuh  paus  relatif  besar  tetapi  termasuk  dalam  golongan ikan.

## Membuat Generalisasi Dari Fenomena
Indikator  penalaran  saintifik  yang  ketiga  adalah  membuat  generalisasi  dari fenomena.  Informan  disajikan  dengan  fenomena  dan  diminta  untuk  membuat generalisasi  dari  fenomena  yang  diamati.  Jawaban  siswa  akan  menggambarkan struktur kognitif yang digunakan untuk membuat generalisasi. Berikut ini adalah hasil analisis struktur kognitif siswa.
Ikan paus itu termasuk dalam jenis ikan walau memiliki tubuh yang besar - Kesimpuan Premis Membuat kesimpulan tentang taksonomi paus K on se p K on se p Generalisasi
Tabel 6.  Struktur kognitif informan S
Analisis Unit Dasar Prinsip Pengorganisasian Mekanisme Inferensi Jawab b. Tidak
Alasan:
Karena  kaktus  menyaring  air jadi  kaktus  tidak  melakukan proses fotosintesis. Kode: S/MIN-1 - Kaktus menyaring air - Kaktus  tidak berfotosintesis Konsep  Mengelompokan  Melengkapi konsep

## Arsitektur Kognitif
Gambar 5. Struktur kognitif informan S

## Sumber: data diolah
Hasil  analisis  struktur  kognitif  informan  S  berhubungan  dengan  kemampuan membuat  generalisasi  dari  fenomena  memperlihatkan  informan  menggunakan  2 konsep  dasar  dengan  prinsip  pengorganisasian  adalah  mengelompokkan  dan mekanisme  inferensi  adalah  melengkapi  konsep.  Informan  membuat  generalisasi bahwa kaktus tidak melakukan fotosintesis karena menyaring air. Informan menduga bahwa menyaring air adalah cara kaktus membuat makanannya sendiri sehingga tidak melalui  fotosintesis.  Hal  ini  memperlihatkan  bahwa  informan  tidak  mengetahui bahwa air (H 2 O) merupakan salah satu bahan dasar fotosintesis selain CO 2 . Hal yang sama  tergambar  pula  pada  jawaban  yang  diberikan  oleh  informan  ADL  seperti tampak pada Tabel berikut.
Tabel 7. Struktur kognitif informan ADL
Analisis Unit Dasar Prinsip Pengorganisasian Mekanisme Inferensi
Jawab
b. Tidak Alasan:
Karena  tidak  mempunyai stomata  (mulut  daun)  bila mempunyai  stomata  karbon
- Mulut daun
- Karbondioksida - Fotosintsis Konsep  Mengelompokan  Melengkapi konsep
Kaktus tidak melakukan fotosintesis Kesimpulan Premis Membuat generalisasi tentang kaktus K on se p K on se p Generalisasi Kaktus menyaring air
dioksida  bisa  masuk  dan melakukan fotosintesis Kode: ADL/MIN-1

## Arsitektur Kognitif
Gambar 6. Struktur kognitif informan ADL

## Sumber: data diolah
Hasil  analisis  struktur  kognitif  ADL  memperlihatkan  bahwa  informan menggunakan  beberapa  konsep  sebagai  unit  dasar  untuk  membuat  generalisasi. Tampak  pula bahwa  informan  menggunakan  pola  mengelompokkan  sebagai  prinsip pengorganisasian  dan  mekanisme  inferensi  adalah  melengkapi  konsep.  Dilihat  dari kesahihan, informan menggunakan premis yang kurang tepat. Informan menjelaskan bahwa  kaktus  tidak  memiliki  stomata  sehingga  karbondioksida  tidak  dapat  diserap sehingga fotosintesis tidak bisa dilakukan.

## Menganalisis Dan Mengkorelasikan Dua Fenomena Yang Mirip
Indikator  penalaran  saintifik  ke-4  adalah  kemampuan  menganalisis  dan mengkorelasikan dua fenomena  yang mirip. Dalam penelitian ini, siswa dihadapkan pada  dua  fenomena  yang  mirip  dan  siswa  diminta  untuk  menganalisis  kedua fenomena tersebut dan membuat kesimpulan. Berikut adalah analisis struktur kognitif yang digunakan untuk menganalisis dan mengkorelasikan dua fenomena yang mirip.
Tabel 8. Struktur kognitif informan S
Analisis Unit Dasar Prinsip Pengorganisasian Mekanisme Inferensi Jawab b. Lantai  yang  mempunyai permukaan  licin  lebih cepat
Alasan: Karena  gaya  gesek  kecil kalau  yang  bergelombang maka  permukaannya  kasar jadi gaya geseknya besar. Kode: S/MIN-1 - Kecepatan - Permukaan media - Gaya gesek Konsep Sebab-Akibat Prediksi Kaktus tidak melakukan fotosintesis Kesimpulan Premis Membuat generalisasi tentang kaktus K on se p K on se p Generalisasi Tidak mempunyai stomata (mulut daun)

## Arsitektur Kognitif
Gambar 7. Struktur kognitif informan S Sumber: data diolah
Hasil analisis struktur kognitif memperlihatkan  bagaimana informan membuat kesimpulan  tentang  dua  fenomena.  Informan  menganalisis  dua  fenomena  dengan beberapa konsep dasar yaitu kecepatan, permukaan media dan gaya gesek. Informan berkesimpulan bahwa bola  yang diluncurkan pada permukaan  yang licin  akan lebih cepat dibanding dengan permukaan  yang kasar. Hal ini disebabkan oleh gaya gesek yang  relatif  lebih  kecil  pada  permukaan  yang  licin.  Oleh  karena  itu,  informan berkesimpulan  bahwa  gaya  gesek  yang  kecil  menyebabkan  bola  akan  lebih  cepat meluncur pada permukaan yang licin.
Tabel 9. Struktur kognitif informan ADL
Analisis Unit Dasar Prinsip Pengorganisasian Mekanisme Inferensi Jawab a. Lantai  yang  mempunyai permukaan  licin  lebih cepat
Alasan: Karena  lantai  tersebut  tidak mempunyai  pembatas  atau bergelombang  sebab  jika bergelombang  bola  akan meluncur
dan berhenti setelah  itu  meluncur  kembali dan berhenti dan seterusnya Kode: ADL/MIN-1 - Kecepatan - Permukaan media Konsep Sebab-Akibat Prediksi
Gaya gesek kecil pada permukaan licin Permukaan licin lebih cepat Kesimpulan Premis Menganalisis kecepatan meluncur bola K on se p K on se p Generalisasi

## Arsitektur Kognitif
Gambar 8. Struktur kognitif informan ADL

## Sumber: data diolah
Hasil analisis struktur kognitif memperlihatkan  bagaimana informan membuat kesimpulan  tentang  dua  fenomena.  Informan  menganalisis  dua  fenomena  dengan beberapa  konsep  dasar  yaitu  kecepatan  dan  permukaan  media.  Informan berkesimpulan  bahwa  lantai  yang  licin  tidak  mempunyai  pembatas  yang  akan mempengaruhi  kecepatan  bola,  sedangkan  pada  lantai  yang  bergelombang,  bentuk permukaan akan mengurangi kecepatan bola.

## PEMBAHASAN
Memetakan arsitektur kognitif berarti mengurai model mental yangdigunakan oleh  penalar  dalam  mengenali  fenomena,  membuat  abstraksi  danmerumuskan inferensi.  Arsitektur  kognitif  dalam  penelitian  ini  merupakanstruktur  pengetahuan sebagai hasil persepsi indrawi terhadap fenomena atau objeksains. Arsitektur kognitif dibentuk  oleh  memori  kerja  ( working  memory )  untukmengenali  dan  menjelaskan fenomena  tersebut.  Analisa  arsitektur  kognitifdibutuhkan  untuk  mengetahui bagaimana  pikiran  membentuk  struktur  spasiotemporal  ketika  dihadapkan  pada fenomena  atau  objek  tertentu.  Arsitekturkognitif  mencerminkan  bagaimana  pikiran membuat struktur temporalberdasarkan konsep-konsep yang teraktivasi pada memori jangka  panjang  ( longterm  memory ).  Bisa  dikatakan  pula  bahwa  arsitektur  kognitif adalah struktursemantik yang merepresentasikan pengetahuan deklaratif tentang suatu objek  ataufenomena  tertentu  (Van  Gennen  &  Witteman,  2006).  Secara  arsitektural, modelmental  yang  dibangun  memiliki  elemen-elemen  penyusun  antara  lain  konsep ataufenomena.  Validitas  arsitektural  model  mental  terlihat  dari  keterkaitan  elemen- elemenyang digunakan maupun keterkaitan elemen tersebut.
Pada  hasil  penelitian  sebelumnya  telah  dijelaskan  tentang  elemen-elemen kognitif  yangdigunakan  siswa  dalam  proses  penalaran.  Jenis  elemen  dasar  yang
Tidak mempunyai pembatas Permukaan licin lebih cepat Kesimpulan Premis Menganalisis kecepatan meluncur bola K on se p K on se p Generalisasi
digunakandalam  setiap  relatif  sama  yaitu  bergantung  pada  fenomena  yang sementaradianalisis.  Kemampuan  menghubungkan  satu  elemen  dengan  elemen lainnyamerupakan  indikasi  pemahaman  siswa  tentang  suatu  fenomena. Beberapapenelitian  terdahulu  menemukan  pula  bahwa  pada  umumnya  siswa mengalamikesulitan  dalam  menjelaskan  representasi  simbolik  untuk  menjelaskan suatufenomena  pada  level  mikroskopik.  Kemampuan  siswa  untuk  menciptakan modelmental  atau  struktur  pengetahuan  untuk  menjelaskan  suatu  fenomena sangatlahterbatas (Coll, 2008).
Penelitian ini membuktikan bahwa ada siswa yang memiliki pengetahuanyang terstruktur  dengan  baik  dalam  bentuk  proposisi  yang  saling  terkoneksimembentuk model mental, tetapi ada juga siswa yang memiliki strukturpengetahuan yang belum terstruktur  dengan  baik.  Struktur  ini  sangat  bergantungdari  keterampilan  penalaran masing-masing  individu.  Struktur  yang  salingterkoneksi  secara  kompleks mencerminkan pemahaman materi dan metodebernalar yang baik. Dengan demikian, dapat  disimpulkan  bahwa  seorang  penalardapat  membentuk  jejaring  semantik  yang kompleks dan valid jika memilikipengetahuan materi dan keterampilan bernalar yang yang  baik.  Jika  kemampuanbernalar  semakin  baik,  maka  proses  merubah  konsepsi akan semakin mudah,  dansebaliknya. Faktor penalaran saintifik salah satu prasyarat yang menentukanproses membentuk atau merubah suatu model mental (She & Liao, 2010).  Teori mental  model lebih  menekankan  pengetahuan  awal  syarat  utama terjadinyapenalaran.  Penalar  mampu  mengenali  dan  menjelaskan  suatu  fenomena ataukonsep  jika  mampu  menciptakan  dan  memanipulasi  satu  atau  lebih  model mentalberdasarkan  pengetahuan  yang  telah  dimiliki.  Semakin  baik  pengetahuan tentangfenomena  atau  objek  maka  model  mental  yang  diciptakan  akan  semakin relevandengan  realitas  (Bandini et.al, 1998;  Johnson-Laird,  2010;  Khemlani andJohnson-Laird, 2009 ) .
Atas  dasar  paparan  data  yang  telah  disajikan  sebelumnya,  pada umumnyasiswa  mampu  mengemukakan  argumentasi  dengan  prinsip-prinsip penalaranmeskipun  belum  pernah  dilatih  secara  menggunakan  metode-metode inferensi.Pola  argumentasi  tersusun  menurut  sintaks  penalaran  yaitu  premis yangmendahului  kesimpulan  atau  sebaliknya.  Penelitian  ini  menguatkan  teori modelmental bahwa  pengetahuan  awal  adalah  syarat  utama  seseorang  mampu bernalarsecara  saintifik.  Subjek  mengemukakan  argumentasi  dengan  pola-pola penalaransebab-akibat  maupun  melengkapi  konsep.  Pola-pola  tampak  berbeda sesuaidengan  karakteristik  pertanyaan  pada  soal.  Jika  soal  menghendaki argumentasisebab-akibat,  siswa  mampu  mengemukakan  klaim-klaim  kausal  dengan strukturyang  valid.  Begitu  pula  ketika  pertanyaan  menghendaki  argumentasi untukmenggolongkan  konsep,  maka  subjek  mampu  mengemukakan  argumentasi untukmendukung satu objek atau fenomena digolongkan ke dalam kelompok tertentu.
Bukti  bahwa  teori  model  mental  lebih  akurat  dalam  menjelaskan fenomenapenalaran  adalah  bahwa  siswa  yang  memberikan  penjelasan  yang  akurat adalahsiswa  yang  memiliki  pengetahuan  memadai  tentang  fenomena  atau  objek tersebut.  Dengan  demikian,  kemampuan  proses  penalaran  ditentukan  oleh kemampuanseseorang menciptakan model mental untuk menjelaskan fenomena atau
objek  danmembuat  kesimpulan  hipotetis  atau  kategorikal.  Kemampuan  untuk menciptakandan  menggunakan  reprsentasi  mental  dari  suatu  fenomena  saintifik merupakankomponen  utama  dari  literasi  saintifik  (Clement,  2000;  Gobert  and Buckley, 2000;Coll, 2008). White and Frederiksen (1998) berpendapat bahwa siswa yang kurangmemahami cara menciptakan model saintifik adalah merupakan masalah utamapenalaran dalam pembelajaran sains.
Salah  satu  kesimpulan  dari  penelitian  ini  adalah  penalaran  adalah prosesmenciptakan  model  semantik  termporer  yang  relevan  dengan  realitas danmengandung  kemungkinan  suatu  fenomena  atau  objek  lain  yang  belum adasebelumnya.
Defenisi
konseptual tersebut merupakan kerangka operasionalpenalaran  yang  merupakan  rangkaian  aktivitas  mental  berupa  (1) menciptakan,  (2)menerapkan,  dan  (3)  merevisi  struktur  semantik  temporer  tentang suatu  fenomenaatau  objek  yang  terjadi  secara  iteratif  dan  kontinum.  Penalaran merupakan  bagianinheren  dari  sistem  berpikir  dan  pengolahan  informasi  pada manusia.  Penalaranakan  selalu  terjadi  ketika  seseorang  dihadapkan  pada  objek  atau fenomena  tertentusepanjang  hidupnya.  Dengan  demikian,  aktivitas  kognitif  berupa menciptakan,menerapkan dan merevisi model semantik termporer merupakan bagian dariproses adaptasi manusia dengan lingkungannya.

## KESIMPULAN
Berdasarkan hasil dan pembahasan yang telah disajikan sebelumnya, makaada beberapa kesimpulan yang dapat dikemukakan, antara lain:
1. Penalaran  terjadi  ketika  seseorang  mampu  menciptakan  model  mental yangkompatibel  dengan  realitas.  Siswa  sekolah  dasar  mampu  menciptakan modelyang  terstruktur  dengan  baik  menganalisis  fenomena-fenomena  sains. Ketikadihadapkan  pada  fenomena-fenomena  saintifik,  siswa  menciptakan modelberdasarkan  elemen-elemen  pengetahuan  yang  tersimpan  pada  memori jangkapanjang.  Elemen-elemen  yang  teraktivasi  dengan  baik  akan  ditransfer menujumemori  kerja  untuk  menciptakan  model  mental.  Penalaran  hanya  benar- benarterjadi  ketika  suatu  model  mental  diciptakan  melalui  sistem  berpikir rasional,hipotetis  dan  analitis.  Model  mental  yang  diciptakan  akan  direvisi  jika tidakdapat menjelaskan realitas secara lengkap.\
2. Keterampilan  bernalar  sudah  dimiliki  seseorang  ketika  lahir  danperkembangan penalaran  merupakan  dipengaruhi  perkembangan  pengetahuan.Siswa  sekolah dasar  menunjukkan  keterampilan  bernalar  yang  hampir  serupa.Secara  sintaksis, hampir tidak ada perbedaan pola penalaran pada siswasekolah. Ini berarti bahwa strategi-strategi  penyimpulan  merupakankemampuan  prosedural  yang  inheren pada sistem berpikir manusia dan telahdimiliki sejak lahir. Perkembangan sistem penalaran  sebenarnya  merupakanperluasan  dari  struktur  pengetahuan  seseorang. Perluasan pengetahuan iniadalah akumulasi dari  akuisisi konsep dan objek  yang dilakukan  melaluipersepsi  terhadap  dunia  nyata  maupun  pembelajaran.  Oleh karena  itu,  dalilyang  dikemukakan  sebagai  temuan  penelitian  ini  adalah  bahwa semakin  luasdan  kompleks  struktur  pengetahuan  seseorang  maka  sistem penalarannya akanbaik.

## RUJUKAN
Bandini Stefania, Gaetano A. Lanzarone &Alessandra Valpiani, 1998. Revisiting The Mental  Models  Theory  In  Terms  Of  Computational  Models  Based  On Constructive Induction. Philosophica 62 ( 2) pp. 9-31.
Coll,  R.  K    2008.  Chemistry  Learners'  Preferred  Mental  Models  for  Chemical Bonding. Journal of Turkish Science Education (TUSED) , 5 (1), 22 – 47.
Clement, J. 2000. Analysis of clinical interviews: Foundations and model viability. In A. E. Kelly & R. Lesh (Eds.), Handbook of research methods in mathematics and  science  education  (pp.  547-589).  Mahwah,  NJ:  Lawrence  Erlbaum Associates.
Eskin,  H.  &  Bekiroglu,  F.  O.  2009.  Invertigation  of  a  pattern  between  student’s  in argumentation  and  their  science  content  knowledge:  a  case  study. Eurasia Journal of Mathematics, Science & Technology Education , 5(1), 63-70. Gobert,  J.  D.,  &  Buckley,  B.  C.  2000.  Introduction  to  model-based  teaching  and learning in science education. International Journal of Science Education, 22(9), 891-894.57
Goel  V.,  Buchel  C.,    Frith  C.,  &  Dolan  R.  J.  2000.  Dissociation  of  Mechanisms Underlying Syllogistic Reasoning. NeuroImage 12, 504-514.
Johnson-Laird, P. N. 1983. Mental models: Towards a cognitive science of language, inference, and consciousness. Cambridge, MA.Harvard Uni-versity Press.
Johnson-Laird P N, Byrne R M J. 1991. Deduction . Hillsdale, NJ: Erlbaum. Johnson-Laird P N. 2010. Mental models and human reasoning. Proc Natl Acad Sci USA 107:18243–18250.
Kaymak,  E.,  Bekiroglu,  O.  F.  2013.  How  Students  Epistemological  Beliefs  the Domain  Of  Physics  and  Their  Conceptual  Change  are  Related. Europen Journal of physics Education, 4: (I).
Khemlani, S., & Johnson-Laird, P.N. 2009. Disjunctive illusory inferences and how to eliminate them. Memory & Cognition, 37
Lawson,  A.E.  2010.  Basic  inferences  of  scientific  reasoning,  argumentation,  and discovery. Science Education , 94, 336–364.