## PENGEMBANGAN MODEL PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK BERBASIS MASALAH UNTUK MENINGKATKAN KETERAMPILAN SCIENTIFIC INQUIRY MAHASISWA

## Sehat Simatupang dan Mariati Purnama Simanjuntak
FPMIPA Universitas Negeri Medan, Jl. Willem Iskandar
Psr. V Medan Estate, Sumatera Utara 20222
e-mail: simatorop15@gmail.com
Abstract: The Application of Problem-Based Electric Circuit Practicum Model of Students’ Scientific Inquiry Skills. The study was conducted by the method of research and development. This research was conducted in the laboratory of physics education of FPMIPA, University of Medan. The result product is a problem-based learning  media,  practical  tools  and  Problem-Based  Electric  Circuit  Labwork Learning Model which can improve the results of scientific inquiry. The results of this research is that the Problem-Based Electric Circuits Labwork Learning Model development is still in the limited testing phase. Based on the limited test results, by applying the Problem-Based Electric Circuit Labwork Learning Model, there is an increasing in the scientific inquiry in the medium category.
Keywords: problem-based learning model, scientific inquiry skill, electric circuit labwork, cognition
Abstrak : Penerapan Model Praktikum Rangkaian Listrik Berbasis Masalah Terhadap Keterampilan Scientific Inquiry Mahasiswa. Penelitian dilakukan dengan metode research  and  development.  Penelitian  ini  dilaksanakan  di  laboratorium pendidikan Fisika FPMIPA Universitas Negeri Medan. Produk yang dihasilkan yaitu perangkat pembelajaran berbasis masalah, alat praktikum dan model pembelajaran praktikum rangkaian listrik berbasis masalah yang dapat meningkatkan hasil scientific inquiry. Adapun hasil pengembangan model pembelajaran Praktikum Rangkaian Listrik berbasis masalah pada penelitian ini masih pada tahap uji coba terbatas. Berdasarkan hasil uji coba terbatas, dengan menerapkan model pembelajaran praktikum rangkaian listrik berbasis masalah, terdapat peningkatan scientific inquiry dalam kategori sedang.
Kata kunci: model pembelajaran berbasis masalah, keterampilan scientific inquiry, praktikum rangkaian listrik, kognisi

## PENDAHULUAN
Fisika sebagai salah satu bagian dari sains dan teknologi merupakan ilmu yang mempelajari alam semesta serta interaksinya. Berdasarkan kajian ini, ilmu fisika memegang peranan yang sangat luas dalam perkembangan iptek. Fisika sebagai bagian dari sains merupakan kumpulan konsep, prinsip, hukum, dan teori yang dibentuk melalui proses kreatif yang sistematis melalui inkuiri yang dilanjutkan dengan proses observasi secara terus menerus, merupakan suatu upaya manusia  yang  meliputi  operasi  mental, keterampilan dan strategi memanipulasi dan menghitung  yang  dapat  diuji  kembali kebenarannya  yang  dilandasi  dengan  sikap keingintahuan, keteguhan hati, ketekunan yang dilakukan oleh individu untuk menyingkap rahasia alam semesta.
Hakekat sains termasuk fisika mencakup proses, produk dan sikap. Sebagai proses,proses menginginkan para peserta didik mendapatkan kemampuan  berupa mengamati, mengumpulkan data, mengolah data, menginterpretasikan data, menyimpulkan, mengkomunikasikan, dan lain-lain. Dalam proses penemuan, menghasilkan produk, berupa fakta, konsep, dalil, prinsip, hukum, dan teori. Selain proses yang dimiliki serta produk yang dihasilkan, diharapkan pula tumbuh sikap yang muncul setelah proses tersebut dilalui, yaitu: terbuka, obyektif, berorientasi pada kenyataan, bertanggungjawab, bekerja sama, dan lain-lain.
Pembelajaran  fisika  seyogyanya  lebih menekankan  pada  proses,  mahasiswa  aktif selama  pembelajaran  untuk  membangun pengetahuannya melalui serangkaiankegiatan agar  pembelajaran  menjadi  bermakna  bagi mahasiswa.  Dalam  pembelajaran  fisika, mahasiswa berperan seolah-olah sebagai ilmuan, menggunakan metode ilmiah untuk mencari jawaban  terhadap  suatu  permasalahan  yang sedang dipelajari. Peran mahasiswa seolah-olah sebagai ilmuan yang mengandung arti bahwa
dalam pembelajaran fisika menggunakan proses sains  untuk  melatih scientific  inquiry untuk mendapatkan konsep yang sedang dipelajarinya.
Pentingnya keterampilan scientific inquiry tidak didukung dengan proses pembelajaran fisika di salah satu perguruan tinggi di Sumatera Utara, pada perkuliahan praktikum rangkaian listrik. Berdasarkan pengalaman peneliti dan observasi di lapangan, ditemukan beberapa permasalahan antara  lain  pengelolaan  mata  kuliah  dengan metode informasi dan diskusi umumnya masih cenderung mengarah ke pemberian informasi, sehingga pembelajaran masih didominasi oleh dosen  dan  pada  kegiatan  praktikum  masih sekedar membuktikan teori dengan mengikuti langkah-langkah percobaan yang lebih rinci. Pada pembelajaran ini, gagasan awal mahasiswa relatif kurang  digali  dan  dipertimbangkan  dalam pembelajaran, mahasiswa cenderung bersifat pasif, motivasi mahasiswa untuk belajar mandiri kurang,  dan sharing  pengetahuan  antar mahasiswa kurang terfasilitasi.
Praktikum rangkaian  listrik yang  lebih dominan menggunakan  petunjuk praktikum yang sangat  rinci  mengakibatkan  pembelajaran menjadi  kurang  efektif  karena  mahasiswa memperoleh  pengetahuan  fisika  yang  lebih banyak membuktikan teori-teori yang sudah ada dari pada melatih keterampilan scientific inquiry. Berdasarkan analisis kurikulum, keterampilan scientific inquiry merupakan salah satu acuan pembelajaran yang harus dijadikan dosen dalam melaksanakan pembelajaran. Scientific inquiry menekankan pada pembentukan keterampilan, pengetahuan  dan  pengkomunikasian  hasil penyelidikan. Ünal & Özdemir  (2013)  dan Heller & Heller (1999) mengingatkan bahwa langkah kerja dalam laboratorium resep (panduan yang bersifat verifikatif) kurang memberi peluang memproses informasi secara  mendalam dan perhatian  utama  mahasiswa  hanyalah penyelesaian tugas praktikum.
Dengan keterampilan scientific inquiry, mahasiswa  dapat  merumuskan  hipotesis, merancang eksperimen, melakukan percobaan ilmiah, dan menjelaskan hasil penyelidikan melalui percobaan (Wenning, 2011). Scientific inquiry juga mengacu pada kegiatan mahasiswa untuk mengembangkan pengetahuan dan pemahaman ide-ide ilmiah, serta pemahaman tentang hakekat alam (NRC, 1996).
Pengembangan  keterampilan scientific inquirymahasiswa  dapat  dilakukan  dengan mengkondisikan pembelajaran sedimikian rupa sehingga mahasiswa memperoleh pengalaman- pengalaman dalam pengembangan keterampilan scientific inquiry. Peningkatan keterampilan scientific  inquiry  tersebut  akan  diupayakan melalui implementasi pembelajaran berbasis masalah (PBM) pada perkuliahan
Praktikum  rangkaian    listrik.  Pokok bahasan yang menjadi kajian penelitian ini adalah arus searah yang merupakan suatu topik esensial bagi  mahasiswa  Program  Studi  Pendidikan Fisika,  karena  sangat  berkaitan  dengan permasalahan  kehidupan  sehari-hari  dan teknologi.
Pembelajaran berbasis masalah (PBM) diartikan  sebagai  rangkaian  aktivitas pembelajaran yang menekankan pada proses penyelesaian  masalah  yang  dihadapi  secara ilmiah.  Pembelajaran  berbasis  masalah merupakan salah satu model yang membentuk mahasiswa  melakukan  pemecahan  masalah secara kreatif, aktif dan menghargai keragaman yang timbul selama proses pemecahan masalah dengan kata lain model pembelajaran berbasis masalah merupakan model pembelajaran yang menggunakan masalah dunia nyata sebagai suatu konteks bagi mahasiswa untuk belajar tentang keterampilan  pemecahan  masalah  untuk memperoleh informasi, pengetahuan dan konsep essensial. Pemecahan masalah melalui kerja tim melalui penyelidikan ilmiah dapat meningkatkan keterampilan scientific inquiry dan keterampilan
lainnya. Pembelajaran ini akan memberi peluang bagi siswa untuk belajar secara lebih bermakna. Dengan demikian pembelajaran yang bernuansa pemecahan masalah harus dirancang sedemikian rupa sehingga mampu merangsang mahasiswa untuk berpikir dan mendorong menggunakan pikirannya  secara  sadar  untuk  memecahkan masalah.
Berdasarkan pada kondisi pembelajaran fisika yang telah diuraikan di atas maka dilakukan upaya  untuk  melaksanakanpembelajaran Praktikum  Rangkaian  Listrik  yang  dapat meningkatkan scientific  inquiry mahasiswa. Pembelajaran  praktikum  rangkaian  listrik berbasis masalah diharapkan dapat meningkatkan kemampuan mahasiswa dalam mengidentifikasi masalah, melakukan eksperimen ilmiah untuk mengumpulkan  data,  menerapkan  metode numerik  dan  statistik  untuk  mencapai  dan mendukung kesimpulan, merumuskan hipotesis dan menggunakan teknologi yang tersedia.
Tujuan  penelitian  adalah  untuk mengungkapkan  efektivitas  penerapan  model pembelajaran praktikum rangkaian listrik berbasis masalah terhadapscientific inquiry masasiswa. Hasil penelitianini dapat bermanfaat untuk meningkatkan kualitas pembelajaran Praktikum Rangkaian Listrik di jurusan fisika FMIPA Unimed.

## METODE PENELITIAN
Metode penelitian yang digunakan adalah research  &  development melalui  langkah- langkah  4-D,  yaitu:  pendefinisian  (define), pendesainan (design), pengembangan (develop) dandiseminasi (disseminate) (Thiagarajan, et al., 1974). Penelitian ini mengembangkan praktikum rangkaian listrik berbasis masalah yang dapat meningkatkan keterampilan scientific inquiry.
Tahap  pendefinisian  dilakukan  dengan mengumpulkan berbagai informasi melalui studi literatur dan studi lapangan.
Hasil yang diperoleh dari studi literatur dan studi lapangan digunakan sebagai bahan untuk
merancang  model  pembelajaran  praktikum rangkaian listrik berbasis masalah yang dapat meningkatkan keterampilan scientific inquiry dan perangkat pembelajaran untuk mendukung model yang dikembangkan. Tahap pengembang- an dilakukan dengan validasi pakar, ujicoba terbatas  dan  ujicoba  skala  luas.  Draft pengembangan model pembelajaran praktikum rangkaian listrik berbasis masalah yang sudah dirancang, selanjutnya divalidasi oleh tiga orang ahli (dosen).
Uji coba terbatas dilakukan pada tahap pengembangan, setelah instrumen sudah divalidasi dan direvisi berdasarkan saran ahli.Populasi dalam penelitian ujicoba skala terbatas adalah seluruh mahasiswa calon guru fisika pada salah satu perguruan tinggi di Sumatera Utara. Subyek dalam ujicoba terbatas adalah mahasiswa calon guru fisika yang terdiri dari satu kelas yang berjumlah 28 orang. Metode penelitian ini adalah pra-eksperimentaldengan one group pretest- posttest design.
Adapun hasil penelitian pengembangan model praktikum rangkaian listrik berbasis yang dilaporkan di sini adalah masih dalam tahap pendefenisian,  desain  dan  pengembangan. Pengembangan yang dilakukan masih sampai tahap  ujicoba  terbatas  telah  dilakukan  studi literatur  dan  studi  lapangan.  Pada  tahap pendesainan  telah  membuat  perangkat pembelajaran  beserta  instrumen  tes  yang mengukur keterampilan scientific inquiry. Model yang  sudah  dikembangkan  kemudian diimplementasikan pada tahap pengembangan dengan melakukan ujicoba terbatas.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan hasil pengamatan di lapangan, proses belajar mengajar Praktikum Rangkaian Listrik di kelas cenderung dengan melakukan praktikum dengan menggunakan buku penuntun praktikum yang bersifat verifikasi dengan alat dan bahan  sudah  tersedia  di  meja  praktikum.
Mahasiswa juga tidak dihadapkan pada masalah yang berkaitan dengan materi yang dipelajari, padahal  materi  pada  perkuliahan  praktikum rangkaian listrik sangat erat kaitannya dalam permasalahan kehidupan sehari-hari. Dengan perkuliahan seperti ini, mahasiswa kurang terlatih berpikir dan keterampilannya karena mahasiswa tidak dihadapkan pada masalah dan merumuskan hipotesisnya sebelum melakukan eksperimen lebih lanjut, mahasiswa tidak terlatih merancang percobaan  sesuai  dengan  ide  dan  kreasinya masing-masing. Mahasiswa juga tidak terlatih untuk memilih alat yang sesuai dan mereka tidak dituntut untuk menentukan variabel kontrol dan variabel manipulasi.
Tahap  pendesainanyang  dilakukan berupa  (1)  Membuat  pedoman  pengelolaan pembelajaran;  (2)  Merancang  RPP;  (3) Membuat LKM berbasis masalah; (4) Menyusun perangkat tes, berupa: tes keterampilan scientific inquiry berbentuk uraian pada topik Arus Searah dan  pedoman  observasi.  Langkah-langkah kegiatan pada LKM adalah: menuliskan tujuan percobaan; menyajikan masalah dalam kehidupan sehari-hari; membuat hipotesis; menuliskan alat dan bahan yang akan digunakan; menentukan variabel yang diamati; menjelaskan langkah- langkah percobaan, membuat gambar rancangan; menuliskan  hasil  pengamatan  pada  tabel; menjawab pertanyaan analisis; dan membuat kesimpulan.
Adapun indikator keterampilan scientific inquiry dalam  penelitian  ini:  merumuskan hipotesis, merancang eksperimen, melakukan percobaan  ilmiah,  dan  menjelaskan  hasil penyelidikan (Wenning,  2011). Berdasarkan indikator-indikator dan model pembelajaran berbasis  masalah,  dikembangkan  butir  tes berbentuk uraian berjumlah 12 item pada topik Arus Searah.
Ujicoba terbatas dilakukan pada salah satu perguruan tinggi di Sumatera Utara dengan jumlah sampel 28 orang yang mengontrak matakuliah
praktikum rangkaian listrik. Metode penelitian ini adalah  pra-eksperimentaldengan one  group pretest-posttest design. Desain penelitian ini sebagai berikut:
Keterangan: O = Tes awal-tes akhir yang diberikan pada kelas eksperimen.
X  = Pembelajaran berbasis masalah
Peningkatan  keterampilan scientific  inquiry mahasiswa  dinyatakan  dalam  persentase  skor gain yang dinormalisasi (N-gain). Rerata skor tes awal,  tes  akhir  dan  %  N-gain keterampilan scientific  inquiry  pada  topik  Arus  Searah ditunjukkan pada Tabel 1.  Berdasarkan Tabel 1 tampak bahwa % N-gain keterampilan scientific inquiry  pada  topik Arus  Searah  sebesar  41% berada pada kategori sedang. Berdasarkan Tabel 1.  dapat  diketahui  bahwa  penerapan  model pembelajaran  Praktikum  Rangkaian  Listrik berbasis  masalah  dapat  meningkatkan keterampilan scientific inquiry  mahasiswa.
Peningkatan  %  N-gain  kognisi  yang dijabarkan  berdasarkan  indikator  setiap komponennya, meliputi: merumuskan hipotesis (SI-1),  merancang  eksperimen  (SI-2), melakukan  percobaan  ilmiah  (SI-3),  dan menjelaskan hasil penyelidikan (SI-4). Persentase N-gain merumuskan  hipotesis,  merancang eksperimen, melakukan percobaan ilmiah, dan menjelaskan hasil penyelidikan berturut-turut besarnya 43%, 36%, 37%, dan 44%. Hal ini
Topik Rerata Nilai Tes Awal Rerata Nilai Tes Akhir N-gain (%) Kategori Arus Searah 15,10 50,37 41 sedang
menunjukkan peningkatan % N-gain  indikator untuk komponen scientific inquiry merumuskan hipotesis, merancang eksperimen, melakukan percobaan  ilmiah,  dan  menjelaskan  hasil penyelidikan  semuanya  termasuk  kategori sedang. Perbandingan  %  N-gain  kognisi ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar  1.  Perbandingan  N-gain scientific  inquiry berdasarkan Indikator. SI-1= merumuskan hipotesis; SI-2= merancang eksperimen, SI- 3= melakukan percobaan ilmiah, dan SI-4= menjelaskan hasil penyelidikan
Berdasarkan  masing-masingindikator keterampilan scientific  inquiry  yang  dapat diungkapkan dalam pembelajaran praktikum rangkaian listrik berbasis eksperimen, ternyata kemampuan  mahasiswa  dalam  merancang eksperimen dan melakukan percobaan ilmiah paling rendah. Hal ini kemungkinan disebabkan karena mahasiswa belum terbiasa merancang eksperimen tanpai disertai langkah-langkah yang rinci. Begitu juga dalam melakukan percobaan ilmiahnya,  mahasiswa  juga  belum  terbiasa melakukan  percobaan  yang  diawali  dengan masalah.
Praktikum  berbasis  masalah  menuntut mahasiswa untuk menuliskan alat dan bahan yang akan  digunakan;  menentukan  variabel  yang diamati;  menjelaskan  langkah-langkah
O            X O
percobaan,  membuat  gambar  rancangan; menuliskan  hasil  pengamatan  pada  tabel; menjawab pertanyaan analisis; dan membuat kesimpulan  berdasarkan  hasil  penyelidikan. Walaupun  demikian  keterampilan scientific inquiry melalui perkuliahan praktikum rangkaian listrik berbasis masalah dapat ditingkatkan karena mahasiswa menjadi terbiasa untuk merumuskan hipotesis  sebelum  melakukan  percobaan, merancang  eksperimen  sesuai  dengan permasalahan yang dihadapi dan dengan kreasi masing-masing kelompok tanpa dituntun dengan langkah-langkah  percobaan,  melakukan percobaan ilmiah sesuai dengan rancangannya, dan menjelaskan mengapa hasil penyelidikan demikian. Hal ini didukung oleh Ünal & Özdemir (2013)  dan  Kelly  &  Finlayson  (2007)  yang menyatakan bahwa praktikum berbasis masalah, mahasiswa dituntut untuk melakukan penyelidikan dan menjelaskan mengapa hasil penyelidikan demikian.  Pada  kegiatan  ini,  pembelajaran berpusat pada mahasiswa dan dosen berfungsi sebagai tutor. Pembelajaran praktikum berbasis masalah, mahasiswa dituntut untuk merumuskan hipotesis dan mengujinya melalui rancangan eksperimen sesuai dengan permasalahan yang dihadapinya  sehingga  dengan  pembelajaran praktikum berbasis masalah dapat meningkatkan keterampilan ilmiah mereka.
Hal ini didukung oleh Hofstein & Mamlok- Naaman (2007) menyatakan bahwa ekserimen di laboratorium dimaksudkan untuk meningkat- kan  penguasaan  konsep  dalam  sains  dan aplikasinya; kemampuan memecahkan masalah dan keterampilan-keterampilan ilmiah; kebiasaan berpikir ilmiah; memahami bagaimana sains dan ilmuwan bekerja; dan menumbuhkan minat dan motivasi. Halyang sama juga dinyatakan oleh Akçay (2009) dan Mitchell (dalam Tan, 2003) yang  mengungkapkan  bahwa  pembelajaran berbasis  masalah  dapat  membantu  siswa mengkonstruksi pengetahuan dan keterampilan
penalaran dibandingkan dengan pembelajaran tradisional.  Proses  pengkonstruksian pengetahuan melalui interaksi sosial dengan teman lain  merupakan  hal  yang  potensial  untuk memperkaya perkembangan intelektual siwa (Ibrahim dan Nur, 2004).

## SIMPULAN
Kesimpulan yang didapat berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan adalah sebagai berikut:
1. Telah  dirancang  model  pembelajaran praktikum rangkaian listrik berbasis masalah untuk meningkatkan keterampilan scientific inquiry mahasiswa. Indikator keterampilan scientific inquiry yang  dikembangkan, yaitu: merumuskan  hipotesis;  merancang eksperimen, melakukan percobaan ilmiah, dan menjelaskan hasil penyelidikan.
2. Berdasarkan hasil ujicoba terbatas diperoleh bahwa model praktikum rangkaian listrik berbasis  masalah  dapat  meningkatkan keterampilan scientific  inquiry    dalam kategori sedang.

## DAFTAR RUJUKAN
Akçay,  B. 2009.Problem-Based Learning in Science
Education. Journal  ofTurkish  Science Education Volume 6, Issue 1, pp 26-36.
Heller, K., & Heller, P. 1999. Problem-Solving Labs.  Introductory  Physics  I  Mechanics.
Cooperative Group problemsolving in physics.
Hofstein, A& Mamlok-Naaman, R. T. 2007. The Laboratory in Science Education: The State of The Art. Journal of Chemistry Education Research and Oractice, 8(2), 105-107.
Ibrahim, M. dan Nur, M. 2004.Pengajaran Berbasis Masalah, Surabaya: University Press.
Kelly, O., C. & Finlayson, O., C. 2007. Providing solutions through problem-based learning for the undergraduate 1st year chemistry

## laboratory, Chemistry  Education
Research and Practice, 8(3), 347-361. Tan,  O.  S.  2003. Problem-based  Learning Innovation. Singapore: Thomson Learning. Thiagarajan, S., Semmel, D. S. & Semmel, M.
1974.Instructional  Development  for
Training  Teachers  of    Exceptional Children.  Source  Book.  Bloominton:
Center  for  Innovation  on Teaching  the
Handicapped.
Ünal, C. & Özdemir, Ö. F. 2013. A physics laboratory  course  designed  using problem-based learning for prospective physics teachers. European Journal of Science  and  Mathematics  Education, 2013; 1(1) 29-33.
Wenning, C. J. 2011. Experimental inquiry in introductory physics courses. Journal of Physics Teacher Education Online.
6(2): (1-8).