## STUDI PEMAHAMAN KONSEP DAN MISKONSEPSI CALON GURU KIMIA PADA TOPIK STRUKTUR ATOM MENGGUNAKAN INSTRUMEN DIAGNOSTIK TWO-TIER
Nike Kusuma Wardhani, Prayitno, Fauziatul Fajaroh Jurusan Kimia,  FMIPA Universitas Negeri Malang kyusumae@gmail.com

## Abstrak
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  memperoleh  informasi  mengenai  pemahaman  konsep  dan miskonsepsi yang dialami calon guru kimia pada topik struktur atom. Rancangan penelitian yang  digunakan  adalah  rancangan  penelitian  deskriptif  dengan  subjek  82  mahasiswa  tahun ketiga program studi pendidikan kimia  UM pada tahun ajaran 2013/2014. Subjek penelitian mendapatkan  materi  struktur  atom  pada  matakuliah  Kimia  Dasar  yang  diberikan  ketika semester 1 dan semester 2. Instrumen yang digunakan berupa instrumen diagnostik two-tier yang terdiri dari 28 butir soal valid. Hasil analisis menunjukkan pemahaman mahasiswa pada topik struktur atom tergolong cukup dan ditemukan 6 miskonsepsi yang dialami mahasiswa.
Kata kunci : pemahaman konsep, miskonsepsi, struktur atom, instrumen diagnostik two-tier

## Abstract
The  aim  of  this  research  were  to  get  information  about  conceptual  understanding  and misconceptions  of  pre-service  chemistry  teachers  in  atomic  structure.  This  research  was descriptive  research  with  subject  82  third  grade  chemistry  education  program  students  of UM  in  2013/2014  period.  Subjects  have  learned  atomic  structure  when  attend  General Chemistry course given in first and second semester. The instrument was two-tier diagnostic instrument  consisting  28  valid  items.  Analysis  result  shows  that  most  of  students understanding in atomic structure is enough and 6 misconceptions are found.

## Keywords: conceptual understanding, misconception, atomic structure, two-tier diagnostic instrument

## PENDAHULUAN
Struktur  atom  merupakan  konsep  yang penting  dalam  pendidikan  sains,  khususnya kimia (Adams, 2012:32; Park et al ., 2009:1). Morgil  &  Yörük  (2006:15)  menyatakan bahwa dasar dari pembelajaran kimia adalah membuat  siswa  memahami  dan  mampu menerapkan  konsep  mengenai  atom  dan molekul.  Selain  itu  beberapa  peneliti (Chomchid,  2008:6;  Özmen,  2004:152; Fensham  dalam  Nahum et  al. ,  2004:305) sepakat  bahwa  untuk  memahami  konsep- konsep  penting  dalam  kimia  diperlukan pengetahuan dasar mengenai konsep struktur atom.  Namun  hasil  penelitian  menunjukkan banyak  siswa  mengalami  kesulitan  dalam
memahami konsep struktur atom (Erduran & Scerri,  2002:19;  Taber,  2001:125),  yang mengakibatkan  pemahaman  mereka  pada konsep  ini  tergolong  rendah    (Cros et  al. dalam  Nakiboglu,  2003:173;  Nakhleh, 1992:191). Bahkan para peneliti menemukan beberapa  siswa  memiliki  pemahaman  yang berbeda dengan pemahaman yang disepakati oleh  masyarakat  ilmiah  mengenai  konsep atom ini (Read, 2004:6; Nakiboglu, 2003:172) yang disebut dengan miskonsepsi (Baser, 2006:65; Nakhleh, 1992:191).
Miskonsepsi  bersifat  stabil  (Chiu,  2005:6;
Özmen,  2004:148)  dan  sulit  dirubah (Chandrasegaran et  al. ,  2007:294;  Gabel  & Stucky,  2006:129).  Hal  ini  menjadikan miskonsepsi merupakan masalah yang serius
dalam  dunia  pendidikan  terutama  dalam pendidikan  sains  (Baser,  2006:65;  Özmen, 2004:148).  Miskonsepsi  dapat  disebabkan antara  lain  oleh  pengetahuan  awal  siswa, karateristik  materi  yang  dipelajari,  dan kegiatan  pembelajaran  (Özmen,  2004:147; Horton,  2004:9;  Nakiboglu,  2003:172). Salah  satu  sumber  miskonsepsi  dalam kegiatan  pembelajaran  adalah  guru  (Özmen, 2004:147; Nahum et al. , 2004:307). Bahkan Wandersee et  al .  (dalam  Chiu  2005:2) menyatakan  terkadang  guru  dapat  menjadi sumber  utama  dari  miskonsepsi  yang dialami  siswa.  Mahasiswa  program  studi pendidikan kimia Universitas Negeri Malang  merupakan  calon  guru  kimia,  yang setelah  menempuh  masa  studi  7  semester akan  melakukan  praktek  mengajar  di sekolah.  Sebelum  mahasiswa  memulai praktek  mengajar,  peneliti  ingin  mengetahui pemahaman  konsep  dan  miskonsepsi  yang dialami  oleh  mahasiswa,  yang  dalam  hal  ini mengenai  topik  struktur  atom.  Ada  banyak metode  yang  dapat  digunakan  untuk menggali  pemahaman  dan  mengidentifikasi miskonsepsi,  salah  satunya  tes  diagnostik two-tier (Köse,  2008:283).  Tes  ini  memiliki kelebihan  efisisiensi  waktu  pengambilan data  dan  keefektifan  penggunaan  pada subjek  yang  berjumlah  besar  (Treagust, 2006:3). Berdasarkan uraian di atas, peneliti melakukan penelitian dengan tujuan memperoleh informasi mengenai pemahaman  konsep  dan  miskonsepsi  yang dialami calon guru kimia pada topik struktur atom  menggunakan  instrumen  diagnostik two-tier .

## METODE
Rancangan  penelitian  yang  digunakan adalah  rancangan  penelitian  deskriptif  yang bertujuan untuk
mendeskripsikan pemahaman  konsep  dan  miskonsepsi  yang dialami calon guru kimia pada topik struktur atom. Subjek dalam penelitian ini adalah 82 mahasiswa  tahun  ketiga  program  studi pendidikan kimia Universitas Negeri Malang  pada  tahun  ajaran  2013/2014.
Subjek  penelitian  mendapatkan  materi struktur  atom  pada  matakuliah  Kimia  Dasar yang  diberikan  ketika  semester  1  dan semester  2  (Jurusan  Kimia  FMIPA  UM, 2011:43). Penelitian dilakukan pada
semester  genap  2013/2014 dan  data  diambil pada bulan  April-Mei 2014. Instrumen  yang digunakan berupa instrumen diagnostik two- tier yang  terdiri  dari  32  butir  soal.  Pilihan jawaban  dan  alasan  pada  soal  tes  diagnostik two-tier diperoleh  dari  tes  terbuka  terhadap mahasiswa  yang  bukan  merupakan  subjek penelitian,  wawancara  terhadap  sebagian mahasiswa  terkait  hasil  tes  terbuka,  dan studi  literatur.  Sebelum  digunakan  sebagai instrumen penelitian, tes diverifikasi melalui uji  validitas  isi,  taraf  kesukaran,  daya  beda, validitas  butir  soal,  dan  reliabilitas  isi  tes. Dari  hasil  verifikasi  tes  didapatkan  28  soal dinyatakan  valid  dan  memiliki  reliabilitas 0,803  sehingga  instrumen  penelitian  ini dinyatakan reliabel.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Pemahaman Mahasiswa pada Topik Struktur Atom
Berdasarkan  hasil  analisis  didapatkan bahwa  sebanyak  64,6%  mahasiswa  telah memiliki  pemahaman  yang  cukup,  13,4% baik, dan 22% rendah. Tidak ada mahasiswa yang  memiliki  pemahaman  sangat  baik  atau sangat buruk.

## Pemahaman Konsep Mahasiswa dalam Topik Struktu Atom
Berdasarkan  hasil  analisis  didapatkan bahwa:  (1)  pada  konsep  isotop  pemahaman mahasiswa tergolong cukup dengan persentase  sebesar  59,8%,  (2)  pada  konsep pengaruh  jarak  terhadap  gaya  tarik  antara inti  dan  elektron  pemahaman  mahasiswa tergolong  sangat  baik  dengan  persentase sebesar  86,7%,  (3)  pada  konsep  pengaruh keberadaan elektron lain terhadap gaya tarik antara inti dan elektron pemahaman mahasiswa tergolong rendah dengan
persentase  sebesar  34,3%,  (4)  pada  konsep tingkat energi pemahaman mahasiswa tergolong  rendah  dengan  persentase  sebesar 28,9%,  (5)  pada  konsep  eksitasi  elektron pamahaman  mahasiswa  tergolong  sangat baik  dengan  persentase  sebesar  87,9%,  (6) pada  konsep  ukuran  orbital  pemahaman mahasiswa tergolong rendah dengan persentase  sebesar  40,3%,  (7)  pada  konsep struktur  atom  menurut  teori  atom  modern pemahaman  mahasiswa  tergolong  rendah
Vol. 01, No. 2, Desember 2016
dengan  persentase  sebesar  31,1%,  (8)  pada konsep  orbit  dan  orbital  pemahaman mahasiswa tergolong baik dengan persentase sebesar  68,3%,  (9)  pada  konsep  susunan orbital  dalam  atom  pemahaman  mahasiswa tergolong  rendah  dengan  persentase  sebesar 37,3%,  (10)  pada  konsep  jari-jari  atom  dan ion pamahaman mahasiswa  tergolong cukup dengan  persentase  sebesar  54,3%,  dan  (11) pada  konsep  pengaruh  perubahan  fisika terhadap ukuran atom pemahaman mahasiswa tergolong cukup dengan persentase sebesar 55,0%.

## Miskonsepsi Mahasiswa pada Topik Struktur Atom
Miskonsepsi  yang  ditemukan  pada  topik struktur atom sebanyak 6. Data miskonsepsi yang  ditemukan  pada  topik  struktur  atom dapat  dilihat  pada Tabel  1 .  Miskonsepsi yang  dialami  mahasiswa  secara  umum disebabkan  oleh  pemahaman  mahasiswa yang  kurang  mengenai  perkembangan  teori atom,  khususnya  teori  atom  Bohr  dan  teori atom  modern  (mekanika  kuantum).  Selain itu  miskonsepsi  mahasiswa  juga  disebabkan
kurangnya  kemampuan  mahasiswa  dalam menerapkan  multilevel  representasi  untuk menjelaskan  fenomena-fenomena kimia, khususnya  pada  level  submikroskopik  dan simbolik.

## KESIMPULAN
Pemahaman  mahasiswa  mengenai  topik struktur  atom  tergolong  cukup.  Selain  itu ditemukan  bahwa  mahasiswa  mengalami miskonsepsi pada topik ini, yaitu mahasiswa beranggapan  bahwa:  (1)  muatan  inti  efektif terhadap  elektron    di  kulit  dalam  tidak dipengaruhi oleh keberadaan elektron lain di kulit  yang  lebih  luar,  (2)  besarnya  tingkat energi  orbital  sebanding  dengan  gaya  tarik inti  yang  dibutuhkan  agar  elektron  pada orbital tersebut tetap berada pada tempatnya, (3)  tingkat  energi  orbital  tidak  dipengaruhi oleh  muatan  inti  (nomor  atom),  (4)  ukuran orbital tidak dipengaruhi oleh tingkat energi orbital, (5) atom tersusun atas kulit-kulit dan orbital  berada  pada  kulit,  dan  (6)  atom logam  memuai  ketika  dipanaskan  dan menyusut ketika didinginkan.
Tabel 1. Miskonsepsi yang Dialami Mahasiswa Program Studi Pendidikan Kimia Tahun Ketiga pada Topik Struktur Atom
Miskonsepsi Mahasiswa  (%) Faktor yang Mempengaruhi Gaya Tarik antara Inti dan Elektron
 Muatan inti efektif terhadap elektron di kulit dalam tidak dipengaruhi oleh keberadaan elektron lain di kulit yang lebih luar.
Tingkat Energi
 Besarnya tingkat energi orbital sebanding dengan gaya tarik inti yang dibutuhkan agar elektron pada orbital tersebut tetap berada pada tempatnya.
 Tingkat energi orbital tidak dipengaruhi oleh muatan inti (nomor atom). Ukuran orbital
 Ukuran orbital tidak dipengaruhi oleh tingkat energi orbital.
Struktur Atom menurut Teori Atom Modern
 Atom tersusun atas kulit-kulit dan orbital berada pada kulit.
Pengaruh Perubahan Fisika terhadap Ukuran Atom
 Atom logam memuai ketika dipanaskan dan menyusut ketika didinginkan. 13,4
22,0
35,4 35,4 13,4 13,4

## DAFTAR RUJUKAN
Adams,  K.  2012. Beginning  Chemistry
Teachers  Use  of  the  Triplet  Relationship During  their  First  Three  Years  in  the
Classroom. Disertasi  tidak  diterbitkan. Arizona: Arizona State University.
Baser,  M.  2006.  Effect  of  Conceptual Change  Oriented  Instruction  on  Students’ Understanding  of  Heat  and  Temperature
Concepts. Jurnal  of  Maltese  Education Research , 4(1): 64-79.
Chandrasegaran,  A.L.,    Treagust,  D.F.,  & Mocerino,  M.  2007.  The  Development  of aTwo-tier Multiple-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 (3): 293-307.
Chiu,  M.H.  2005.  A  National  Survey  of Student’s  Conceptions  in  Chemistry  in Taiwan. Chemical  Education  International , 6 (1):1-7.
Chomchid,  P.  2008. Using  Visuospatial Models  to  Enhance  Teaching  And  Learning of Atomic Structure And The Periodic Table In  High  School  Chemistry .  Thesis  tidak diterbitkan. Jerman: Kasetsart University.
Erduran, S. & Scerri E. 2002. The Nature of Chemical Knowledge
and Chemical
Education.  Dalam  J.H.V.  Driel,  J.K.Gilbert, O.D. Jong, R. Justi, & D.F. Treagust (Eds.), Chemical  Education:  Toward  Research- based  Practice  ( hlm.  7-27).  Netherlands: Kluwer Academic Publishers.
Gabel,  D.L.  &  Stucky,  Tanpa  Tahun. Prior Knowledge of Chemistry Students:
Chemistry K-8. USA: Indiana University.
Horton,  C.  2004. Student  Preconceptions and  Misconceptions  in  Chemistry .  Arizona: Arizona State University.
Jurusan  Kimia  FMIPA  Universitas  Negeri Malang. 2011. Katalog FMIPA UM Jurusan Kimia . Malang: UM Press. Köse, S. 2008. Diagnosing Student
Misconceptions:  Using  Drawings  as  a
Research  Method. World  Applied  Sciences Journal, 3 (2): 283-293.
Morgil,  I.  &  Yörük,  N.  2006.  Cross-Age Study  of  The  Understanding  of  Some
Concepts  in  Chemistry  Subjects  in  Science Curriculum. Journal  of  Turkish  Science
Education , 3(1): 15-27. Nakhleh,  M.B.  1992.Why  Some  Students Don’t  Learn  Chemistry. Journal of Chemical Education , 69(3):191-196. Nakiboglu, C. 2003. Instructional Misconception of Turkish Propective Chemistry  Teachers  about  Atomic  Orbital and  Hybridization. Chemistry  Education: Research and Practice. 4(2): 171-188. Nahum,  T.L,  Hofstein,  A.,  Mamlok- Naaman, & R., Bar-Dov, Z. 2004. Can Final Examination Amplify Student’s Misconception  in  Chemistry? Chemistry Education:  Research  and  Practice.  5 (3):
301-325.
Özmen, H. 2004. Some Student Misconceptions  in  Chemistry:  A  Literature Review  of  Chemical  Bonding. Journal  of
Science  Education  and  Technology ,  13(2):
147-159.
Park,  E.J.,  Light,  G.,  Swarat,  S.,  &  Denise, D. 2009. Understanding Learning Progression in Student Conceptualization of Atomic  Structure  by  Variation  Theory  for Learning .  Paper  disajikan  pada  Learning Progression  in  Science  Conferences,  Iowa City, Juni 2009.
Read,  J.R.  2004. Children’s  Misconceptions and Conceptual Change in Science Education .  Australia:  The  University  of Sidney. Taber,  K.S.  2001.  Building  the  Structural Concepts of Chemistry: Some Considerations  from  Educational  Research. Chemistry  Education  :  Research  and
Practice in Europe, 2 (2): 123-158
Treagust, D.F. 2006. Diagnostic Assessment in  Science  as  a  Means  to  Improving Teaching, Learning and Retention . Makalah disajikan dalam Uni Serve Science Assessment Symposium Proceedings, 2006.