## PENGARUH KEMAMPUAN AWAL, JENIS KELAMIN, DAN LINGKUNGAN TERHADAP KEMAMPUAN BIOLOGI SISWA
Fatna Susan Sindarus 1 , Tri Wahyuningsih 2 , Ahmad Anis Abdullah* 3
1,2 Madrasah Aliyah Nurul Ummah; Jln. Raden Ronggo 982 Kotagede Yogyakarta
3 Universitas Alma Ata; Jln. Brawijaya No. 99 Yogyakarta
e-mail: 1 fatnasusan88@gmail.com, 2 wahyuni79@gmail.com,* 3 anis02108882@gmail.com

## ABSTRAK
Kemampuan  siswa  sangat  menarik  untuk  diteliti,  hal  ini  dikarenakan  kemampuan  siswa sering  mengalami  pasang  surut  dikarenakan  faktor  eksternal  dan  internal.  Tujuan  dari penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui  pengaruh  faktor  internal  yang  terdiri  atas kemampuan awal dan jenis kelamin, serta faktor ekternal yaitu lingkungan belajar terhadap kemampuan  belajar  biologi  siswa  di  Madrasah  Aliyah  Nurul  Ummah.  Metode  yang digunakan  adalah  analisis  data  longitudinal  untuk  mengetahui  parameter  populasi  yang mempengaruhi  kemampuan  biologi  siswa.  Berdasarkan  penelitian  diperoleh  kesimpulan Interaksi  antara  variabel  kemampuan  awal  dan  perlakuan  cukup  signifikan  dalam mempengaruhi penurunan kemampuan bagi siswa yang tidak di asrama. Siswa perempuan cenderung memiliki kemampuan  lebih tinggi dalam mata pelajaran biologi dari pada siswa laki-laki.  Selain  itu  siswa  dengan  kemampuan  awal  yang  tinggi  cenderung  memiliki kemampuan yang lebih tinggi dari siswa dengan kemampuan yang rendah.
Kata Kunci : kemampuan biologi, kemampuan awal, jenis kelamin, lingkungan belajar.

## ABSTRACT
The ability of students is very interesting to study, this is because the ability of students often experience  ups  and  downs  due  to  external  and  internal  factors.  The  purpose  of  this  study was to determine the effect of internal factors consisting of initial ability and gender, as well as  external  factors,  namely  the  learning  environment  on  the  ability  to  study  biology  of students in Madrasah Aliyah Nurul Ummah. The method used is the analysis of longitudinal data to determine population parameters that affect students' biological abilities. Based on the research,  it  was  concluded  that  the  interaction  between the  initial  ability  variable  and the treatment was quite significant in influencing the ability decline for students who were not in the dormitory. Female students tend to have higher abilities in biology subjects than male  students.  In  addition  students  with  high  initial  abilities  tend  to  have  higher  abilities than students with low ability.
Keywords: biological ability, initial ability, gender, learning environment.

## PENDAHULUAN
Kemampuan siswa sangat menarik untuk diteliti.  Hal  ini  karena  kemampuan  siswa sering  mangalami  naik  dan  turun  karena faktor internal dan eksternal. Rino Richardo dkk  (2018:  42)  menyatakan  bahwa  peluang peserta didik untuk memaksimalkan kemampuan  dalam  memahami  pelajaran
sangatlah berbeda tergantung tingkat pemahaman dalam merespon materi pelajaran. Menurut Herawati dkk (2013:38), Kemampuan  awal  siswa  merupakan  salah satu  faktor  internal  yang  mempengaruhi prestasi  belajar  siswa.  Sedangkan  Astuti (2015:71),  mengatakan  bahwa  kemampuan awal  dapat  menggambarkan kesiapan siswa
dalam mengikuti suatu pelajaran. Kemampuan  awal  merupakan  prasyarat yang harus dikuasai siswa sebelum mengikuti  suatu  kegiatan  pembelajaran selanjutnya. Selain kemampuan awal, faktor internal yang lain adalah jenis kelamin/genjer.  Menurut  Ramdiah  (2012: 889) menyebutkan bahwa perbedaan gender memberikan  pengaruh  yang  signifikan terhadap  hasil  belajar  kognitif  siswa  dalam pembelajaran biologi, dimana siswa perempuan cenderung memiliki
kemampuan  yang  lebih  tinggi  dari  siswa laki-laki.
Adapun faktor ekternal misalnya lingkungan belajar.
Menurut Didik
Kurniawan  dan  Dhoriva  Urwatul  Wustqa (2014:178),  Siswa  yang  berada  dalam lingkungan  yang  berbeda-beda  ada  yang tinggal  di  perumahan  dengan  tingkat masyarakat  yang  heterogen  dan  ada  pula yang tinggal di kampung dengan masayarakat  yang  homogen.  Ahmad  Anis Abdullah  (2016:  649)  menyatakan  bahwa lingkungan  tempat  tingal  siswa  akan menentukan  cara  pendang  siswa  dalam menyikapi  suatu  permasalahan.  Sedangkan Imam  Gunawan  (2011:2)  menyatakan bahwa perbedaan latar belakang lingkungan anak tersebut dapat mempengaruhi keseharian  anak  dan  persepsinya  terhadap pendidikan. Iim  Halimatul  Mu’minah (2018:2)  menambahkan  bahwa  lingkungan merupakan sumber belajar bagi siswa dalam menyerap pembelajaran. Siswa yang tinggal dilingkungan  yang  kondusif  untuk  belajar biasanya  memiliki  prestasi  yang  bagus dibanding  dengan  siswa  yang  tinggal  di tempat  yang  bising  dan  tidak  kondusif untuk  belajar.  karena  fenomena  inilah, maka  sekarang  muncul  sekolah-sekolah yang  menerapkan  sistem  boarding  school baik  di  tingkat  sekolah  dasar,  menengah, maupun perguruan tinggi. Salah satu tempat yang  dipilih  peneliti  adalah  MA  Nurul Ummah  Kotagede  Yogyakarta,  salah  satu sekolah  yang  menerapkan  sistem  boarding school  bagi  siswa  yang  berasal  dari  luar Jogja  dan  memperbolehkan  masyarakat sekitar Kotagede untuk belajar di MA Nurul Ummah  tanpa  harus  tinggal  di  asrama.
Dengan  keadaan  seperti  inilah  kemudian peneliti  berkeinginan  untuk  melihat  sejauh mana  dampak  program  asrama  dan  non asrama  terhadap  peningkatan  kemampuan siswa  dalam  bidang  biologi.  Adapun pemilihan  mata  pelajaran  biologi  karena MA  Nurul  Ummah  baru  meluluskan  dua angkatan  untuk  program  IPA,  sehingga sangat  cocok  sekali  jika  diadakan  eveluasi terkait  hasil  pembelajaran  biologi  untuk satu  angkatan.  Tujuan  dari  penelitian  ini secara  garis  besar  untuk  mengetahui  sejauh mana  dampak  penjurusan  IPA  seiring berjalannya  waktu  terhadap  peningkatan kemampuan  biologi  siswa  dan  apakah  ada dampak  yang  positif    lingkungan  asrama terhadap  peningkatan  kemampuan  dalam mata  pelajaran  biologi  jika  dibanding dengan siswa yang tidak tinggal di asrama.

## METODE
Metode yang digunakan dalam penelitian  ini  adalah  metode  ekperimental dengan pendekatan analisis data longitudinal.  Analisis  data  longitudinal merupakan  penelitian  yang  dilakukan dengan  cara  melakukan  observasi  atau mengukur  objek  (unit  analisis)  yang menjadi  perhatian  lebih  dari  satu  kali  pada waktu  yang  berbeda.  Data  yang  diperoleh dari penelitian tersebut disebut sebagai data longitudinal.  Data  longitudinal  menurut Danardono (2015) digunakan untuk melihat perubahan maupun melihat variasi perubahan  di  antara  individu  atau  objek penelitian. Analisis data longitudinal digunakan  untuk  meneliti  individu  secara berkelanjutan.  Sampel  dari  penelitian  ini adalah siswa kelas X di MA Nurul Ummah. Kemampuan  awal  yang  digunakan  adalah respon  siswa  pada  ujian  kenaikan  kelas mata  pelajaran  biologi  di  kelas  X  sebelum siswa  masuk  ke  penjurusan  IPA.  Adapun kemampuan yang lain diambil dari beberapa  tes  baik  itu  ulangan  harian maupun  ujian  semester  yang  berlangsung selama  kelas  XI  dan  XII.  Kemampuan siswa  tersebut  didapat  dari  hasil  analisis respon  siswa  pada  tiap  tes  yang  diolah dengan metode item respon teori (IRT).
Menurut  Hambleton  dan  Swaminathan
(1991),  IRT  merupakan  metode  analisis butir soal yang memiliki tiga asumsi yaitu :
(i)Unidimensi, asumsi
unidimensi terpenuhi  apabila  butir-butir  di  dalam perangkat  tes  hanya  mengukur  satu kemampuan  peserta  tes.  (ii)  Independensi lokal,  asumsi  independensi  lokal  dibagi menjadi  dua  yaitu  independensi  lokal terhadap respon peserta tes dan independensi  lokal  terhadap  butir  tes. Independensi  lokal  terhadap  respon  tes artinya  betul  dan  salahnya  peserta  tes menjawab  sebuah  butir  tidak  terpengaruh dan  tidak  dipengaruhi  oleh  betul  salahnya peserta tes yang lain dalam menjawab betul butir  tersebut.    Sedangkan  independensi lokal  terhadap  butir  artinya  betul  salahnya seorang  peserta  tes  menjawab  sebuah  butir tidak  terpengaruh  dan  dipengaruhi  oleh betul salahnya peserta tes dalam menjawab betul  butir  yang  lain.  (iii)  Invariansi,  sifat ini  mengakibatkan  parameter  butir  tidak bergantung  pada  distribusi  kemampuan peserta  dan  juga  parameter  peserta  tidak bergantung pada parameter butir.
Kemampuan  seseorang  tidak  akan  berubah hanya  karena  mengerjakan  tes  yang berbeda tingkat kesulitannya dan parameter butir  tes  juga  tidak  akan  berubah  hanya karena  tes  yang  diujikan  diberikan  pada kelompok  peserta  tes  yang  berbeda  tingkat kemampuannya.  Untuk  menganalisis  data yang ada digunakan software R.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada  penelitian  ini  menggunakan  IRT dengan  model  logistik  3  parameter  untuk mengevaluasi  satu  kelompok  individu dengan 8 tes yang berbeda secara berurutan pada selang waktu tertentu, dengan 30 item untuk  masing-masing  tes.  Dengan  bantuan paket  program  free  ware  PARAM-3PL Calibration  Software  for  the  3  Parameter Logistic  IRT,  kita  dapat  menentukan karakteristik  butir  untuk  tiap-tiap  tes. Setelah diperoleh karakteristik kemampuan siswa  untuk  tiap  tes,  kemudian  disusun dalam  sebuah  tabel  kemampuan  peserta berdasarkan waktu tesnya.
Gambar 1 .  Plot Hubungan Kemampuan Siswa dan Waktu Selanjutnya, estimasi
kemampuan populasi  matematika  siswa  dari  tiap  tes akan  dilakukan  dengan  analisis  data longitudinal.  Variabel  yang  diamati  dalam penelitian ini terdiri atas variabel dependen dan variabel independen, yaitu: (i)
Kemampuan  siswa  dalam  bilang  biologi yang  diambil  dari  hasil  analisis  respon siswa  pada  tiap  tes  yang  diolah  dengan IRT. Sebagai variabel respon. (ii)
Kemampuan  awal  siswa  sebelum  masuk jurusan  IPA/pada  saat  belum  diberikan
perlakuan  apa-apa.  (iii)  Jenis  kelamin siswa.  Yang  menjadi  reference  category adalah  jenis  kelamin  perempuan.  (iv) Waktu,  Waktu  sejak  masuk  pertama  di kelas  IPA  (hari),  (v)  perlakuan,  jenis perlakuan  yang  diberikan  pada  siswa  yaitu asrama dan tidak asrama.
Sebagai  analisis  awal  akan  dilakukan estimasi  model  regresi  linear  biasa  untuk model  tanpa  interaksi  dan  model  dengan interaks.
Tabel 1. Hasil Pengujian Naive Model Tanpa Interaksi Parameter estimasi Pr(>|t|) Intercept 0,111948 0,697524 Kemampuan Awal 0,372826 0,000184*** Perlakuan (Non Asrama) -1,607.554 0,92e-07*** Jenis Kelamin (Perempuan) 0,229775 0,0400228 Waktu 0,001714 0,025904* Terlihat  bahwa  variabel  yang  signifikan mempengaruhi kemampuan siswa dalam mata  pelajaran  biologi  adalah  kemampuan awal, perlakuan (Non Asrama) dan waktu. Tabel 2 . Hasil Pengujian Naive Model Dengan Interaksi Parameter estimasi Pr(>|t|) Intercept 0,2510415 0,3829 Kemampuan Awal 0,460346 1,70e-05*** Perlakuan (Non Asrama) -1,6438365 6,31e-08*** Jenis Kelamin (Perempuan) 0,1693353 0,5259 Waktu 0,0014928 0,0475* Kemampuan Awal+Perlakuan -0,5827604 0,0268*
Variabel-variabel  yang  secara  signifikan mempengaruhi  kemampuan  masih  sama dengan  model  yang  tidak  memperhatikan interaksi.  Yang  menjadi  perhatian  di  sini adalah
interaksi antara variabel kemampuan_awal  dan  perlakuan  (siswa yang tidak tinggal di asrama). Berdasarkan hasil  di  atas  terlihat  bahwa  kemampuan awal  dan  perlakuan  (siswa  yang  tidak tinggal  di  asrama)  cenderung  berinteraksi dalam menurunkan kemampuan siswa.
Jadi  secara  model  sederhana,  dugaan awal bahwa ada interaksi antara kemampuan awal dan perlakuan sudah
terbukti.  Namun  kesimpulan  itu  belum tentu  tepat  karena  dalam  model  sederhana diasumsikan  bahwa  antar  pengamatan variabel  respon  saling  independen.  Oleh karena itu akan dilakukan estimasi dengan GEE  dan  dilihat  apakah  dugaan  tersebut masih terbukti atau tidak.
Estimasi  model  linear  dengan  GEE dilakukan  dengan  mencoba-coba  beberapa struktur korelasi, di antaranya independence,  exchangeable,  unstructured,
AR-1  (Autoregressive  orde  1),  dan  AR-2
(Autoregressive  orde  2).  Secara  ringkas, hasil  estimasi  untuk  β  serta  p-value-nya (robust  z)  disajikan  dalam  tabel  berikut:
Tabel 3 Hasil Estimasi β dan P-Value untuk Model GEE Tanpa Interaksi Parameter Independence  Exchangeable Unstructured AR-1 AR-2 Kemampuan Awal 0.37282 (0.00023) 0.37176 (0.00079) 0.38570 (3.15449) 0.37232 (0.00025) 0.37292 (0.00033) Perlakuan -1.60755 (0.99996) -1.43649 (0.99954) -1.56703 (1) -1.59957 (0.99996) -1.57817 (0.99995) Waktu 0.00171 (0.01785) 0.00173 (0.01147) 0.00057 (0.01422) 0.00171 (0.01770) 0.00169 (0.0155) sex 0.22977 (0.23843) 0.19255 (0.27289) 0.58243 (0.16168) 0.22801 (0.24001) 0.23012 (0.23865)
Cell yang diberi warna berbeda menunjukkan  bahwa  variabel  prediktor berpengaruh  secara  signifikan  (untuk  α  = 0,05).  Berdasarkan  tabel  di  atas,  terlihat bahwa  semua  model  struktur  korelasi memiliki  variabel  prediktor  signifikan
yang  sama  yaitu  kemampuan  awal  dan waktu.  Oleh  karena  itu  untuk  memperoleh model  yang  dianggap  terbaik  maka  perlu dihitung Mean  Squared  Error (MSE)  dari semua  model.    Berdasarkan  perhitungan MSE diperoleh:
Tabel 4. Perhitungan MSE Struktur Korelasi MSE Independence 3,359778 exchangable 3,020016 Unstructured 3,549498 AR-1 3,342948 AR-2 3,30378 Diperoleh  MSE  (exchangable)=3,020016. Secara  angka,  model  dengan  tipe  korelasi exchangable lebih baik karena MSE-nya
lebih  kecil.  Berikut  ini  merupakan  output untuk  model  dengan  struktur  korelasi exchangable Tabel 5. Model Dengan Struktur Korelasi Exchangable Parameter estimasi Intercept 0,066389953 Kemampuan Awal 0,460346 Perlakuan (Non Asrama) -1,4364913 Jenis Kelamin (Perempuan) 0,192555824 Waktu 0,001735647
Hasil  Model  dengan  struktur  korelasi exchangable  menunjukkan  bahwa  semakin bertambah  waktu,  kemampaun  siswa  akan semakin meningkat, siswa Perempuan juga cenderung  memiliki  kemampuan  yang lebih  tinggi,  dan  kemampuan  siswa  non asrama cenderung menurun.
Sebagaimana  sebelumnya,  estimasi  model dengan Generalized  Estimating  Equations (GEE)  dengan  interaksi  dilakukan  dengan mencoba-coba  beberapa  struktur  korelasi yang  ada.  Secara  ringkas,  hasil  estimasi  β dan  p-value-nya  (robust  z)  ditampilkan dalam tabel beriku:
Tabel 6. Hasil Estimasi β dan P-Value untuk Model GEE Dengan Interaksi
Parameter Independence Exchangeable Unstructured AR-1 AR-2 Kemampuan Awal 0.46035 (2.71463) 0.46484 (5.59024) 0.40356 (2.60401) 0.46067 (2.26678) 0.46355 (2.66164) Treatment -1.64384 (0.99999) -1.56069 (0.99997) -1.70003 (1) -1.65509 (0.99999) -1.64153 (0.99999) Waktu 0.00149 (0.03023) 0.00154 (0.02275) 0.00048 (0.19664) 0.00149 (0.03085) 0.00149 (0.02809) sex 0.16933 (0.30351) 0.14829 (0.32582) 0.57253 (0.01859) 0.17198 (0.30073) 0.17218 (0.30109) Kemampuan awal+perlakuan -0.58276 (0.98239) -0.60742 (0.97402) -0.15378 (0.84571) -0.580625 (0.98242) -0.59549 (0.98254)
Selanjutnya  dilakukan  perihitungan  MSE untuk model GEE dengan struktur korelasi
yang  lain  dan  diperoleh  hasil  sebagai berikut ; Tabel 7. Perhitungan MSE Sruktur Korelasi MSE Independence 3,265125 Exchangeable 3,118856 unsructured 3,713553 AR-1 3,285478 AR-2 3,265203
Berdasarkan  MSE  terlihat  bahwa  model dengan  interaksi  untuk  struktur  kovarian exchangable  dan  unstructured  di  atas memiliki  nilai  MSE  yang  lebih  besar dibandingkan  model-model  yang  tanpa interaksi.  Jadi  dapat  dikatakan  bahwa model-model yang mengakomodir interaksi  tidak    lebih  baik  daripada  model yang tanpa interaksi untuk struktur korelasi exchangable  dan  unstructured.  Sedangkan model interaksi untuk structur  korelasi
independence, AR-1, dan AR-2 mengalami penurunan  jika  dibanding  dengan  model tanpa  interaksi.  Selanjutnya  walaupun struktur  korelasi  independence  memiliki MSE  terendah,  namun  struktur  korelasi independence  tidak  cocok  untuk  data longitudinal.  Sehingga  struktur  korelasi yang  paling  cocok  adalah  AR-2  dengan MSE  (3,265203).  Berikut  ini  merupakan output  untuk  model  dengan  struktur korelasi AR-2:
Tabel 8. Hasil Model Dengan Struktur Korelasi AR-2 Parameter estimasi Intercept 0,249318588 Kemampuan Awal 0,4635555829 Perlakuan (Non Asrama) -1,641529542 Jenis Kelamin (Perempuan) 0,172178455 Waktu 0,001485066 Kemampuan Awal dan Perlakuan -0,59549745
Hasil Model dengan struktur korelasi AR-2 menunjukkan  bahwa  Interaksi antara variabel  kemampuan dan perlakuan (siswa non asrama) yang diberikan mempengaruhi penurunan  kemampuan,  siswa  perempuan cenderung  memiliki  kemampuan  yang lebih  tinggi  dibandingkan  siswa  laki-laki, dan  semakin  tinggi  kemampuan  awal, maka  kemampuan    pada  pemeriksaan- pemeriksaan selanjutnya akan cukup tinggi.

## KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pembahasan dan studi kasus  maka  dapat  diperoleh  kesimpulan sebagai  berikut  Interaksi  antara  variabel kemampuan  awal  dan  perlakuan  cukup signifikan dalam mempengaruhi penurunan
kemampuan biologi siswa yang tidak di asrama.  Siswa  perempuan  cenderung memiliki  kemampuan    lebih  tinggi  dalam mata  pelajaran  biologi  dari  pada  siswa laki-laki. Selain itu siswa dengan kemampuan  awal  biologi  yang  tinggi cenderung  memiliki  kemampuan  biologi yang  lebih  tinggi  dari  siswa  dengan kemampuan awal biologi yang rendah .

## Ucapan Terima Kasih
Ucapan  terimakasih  diberikan  kepada Kemenristekdikti  dan  Universitas  Alma Ata yang telah mendanai dan membimbing penelitian  ini  melalui  Program  Kemitraan Masyarakat Stimulus (PKM-S).

## DAFTAR PUSTAKA
Abdullah,  A.A.  2016.  “Peran  Guru  dalam Mentransformasi Pembelajaran Matematika Berbasis Budaya. “Seminar  Nasional  Matematika  dan Pendidikan  Matematika  FKIP  UNS
2016. Surakarta.
Astuti,  Siwi  Puji.  2015.  “Pengaruh Kemampuan Awal Dan Minat Belajar Terhadap Pertasi Belajar Fisika.” Formatif: Jurnal Ilmu Pendidikan MIPA 5(1): 68-75. Danardono. (2015). Analisis Data Longitudinal.  Yogyakarta:  Gadjah Mada University Press. Halimatul, Iim. 2018.”Pengaruh Pendekatan Lingkungan Terhadap Kemampuan Berpikir Kritis dan Sikap Ilmiah  Siswa.”  Jurnal  Bio  Educatio
3(2): 1-7.
Hambleton,  Ronald  K;  Swaminathan,  H; dan Jane Rogers, H. 1991. Fundamentals of Item Response Theory. London: SagePublications.
Herawati, Rosita Fitri, Sri Mulyani, dan Tri
Redjeki.  2013.”Pembelajaran  Kimia
Berbasis  Multiple  Siswa  SMA  Negeri
I Karanganyar Tahun Pelajaran 2011/2012.” Jurnal  Pendidikan  Kimia
(JPK) 2(2): 38-43.
Gunawan,  Imam.  2011.  “Lingkungan Pendidikan”. Jurnal
Manajemen
Pendidikan Sosoial. Hlm. 23 – 30.
Kurniawan,  didik,  dan  dhoriva  Urwatul
Wustqa.  2014.  “Pengaruh  Perhatian Orang  Tua,  Motivasi  Belajar,  dan Lingkungan  Sosial  Terhadap  Prestasi Belajar Matematika Siswa SMP.” Jurnal Riset Pendidikan Matematika 1(2): 176. Ramdiah,  Siti.  2012.  “Hasil  Belajar
Kognitif Biologi Siswa Putra dan Putri Kelas  XI  IPA  SMA  Di  Kota
Banjarmasin Pada Strategi Pembelajaran  PQ4R  Diintegrasikan Peta Konsep. Seminar Nasional
Pendidikan  Biologi  FKIP  UNS.  2012.
Surakarta.
Richardo,  Rino  ,  Abdullah,  A.  A.  dan, Yuherni.  2018.”  Identifikasi  Tingkat Kreativitas Siswa Slow Learner Dalam Memecahkan  Masalah  Matematika.” de  Fermat  :  Jurnal  Pendidikan Matematika 1(1): 39-45