http://journal2.um.ac.id/index.php/jpsi/ ISSN:  2527-9157

## Jurnal Pembelajaran Sains
VOLUME 3 NOMOR 1, JUNI  2019

## ANALISIS  PENGUASAAN  KONSEP  SISWA  YANG  BELAJAR  MATERI MOMENTUM  DAN  IMPULS  BERBASIS SCIENTIFIC  APPROACH DISERTAI

## FORMATIVE ASSESSMENT BERBANTUAN WEB

## Sri Rahmawati*, Sentot Kusairi, Sutopo
Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Malang, Jl. Semarang 5 Malang, 65415, Indonesia
*Email: srirahmawati363@gmail.com

## Abstract
Mastery of the concept is the basic ability for students to understand a knowledge properly and correctly. However, the fact of the field shows that student mastery is still low, one of them is Momentum and Impulse material. This study aims to analyze the mastery of concepts of students who learn momentum material and impulse based on scientific approach and web-assisted formative assessment. This study uses the mixed method method with embedded experimental design. Data from this study are divided into two, namely quantitative and qualitative data. Quantitative data were obtained from the pretest and posttest scores while the qualitative data were obtained from observations, field notes, and documentation during learning and interviews. The research subjects were students of class X MIPA 3 Malang 1 MAN consisting of 38 students. The mastery measurement instrument concept is adapted from the energy and momentum conceptual survey (EMCS). Data were analyzed by paired sample t-test, N-gain average, and d-effect size. Qualitative data were analyzed by means of data reduction, coding, description and interpretation. The results of this study indicate that mastery of the concept of students who learn momentum material and impulse based on the Scientific Approach is accompanied by a formative assessment of Web-based Rising. The results of the t-test obtained a significant value (p = 0.00 <0.05) between the pretest and posttest scores. The N-gain value obtained is 0.33 which belongs to the lower medium category. Whereas, the strength of the impact or effectiveness of learning on the mastery of student concepts is calculated d-effect size. The value of d-effect size is 1.31 which is included in the high category. The results of the interview also found that students had difficulty understanding the concepts of Momentum and Impulses based on Newton's laws II and III.
Keywords : Mastery Concept, Scientific Approach, Formative Assessment

## Abstrak
Penguasaan  konsep  merupakan  kemampuan  dasar  bagi  siswa  untuk  memahami  suatu  pengetahuan  secara  baik  dan benar.  Namun,  fakta  lapangan  menunjukan  bahwa  penguasaan  siswa  masih  rendah  salah  satunya  pada  materi Momentum  dan  Impuls.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menganalisis  penguasaan  konsep  Siswa  yang  belajar  materi momentum  dan  Impuls  berbasis  scientific  approach  disertai  formative  assessment  berbantuan  web.  Penelitian  ini menggunakan metode mixed method dengan desain embedded experimental. Data dari penelitian ini terbagi menjadi dua yaitu data kuantitatif dan kualitatif. Data kuantitatif diperoleh dari skor pretest dan postest sedangkan data kualitatif diperoleh dari observasi, catatan lapangan, dan dokumentasi selama  pembelajaran serta wawancara. Subjek penelitian adalah  siswa  kelas  X  MIPA  3  MAN  1  Malang  yang  terdiri dari  38  siswa.  Instrumen  pengukuran  penguasaan  konsep diadaptasi dari energy and momentum conceptual survey (EMCS). Data dianalisis dengan paired sample t-test, rata- rata N-gain, dan d-effect size. Data kualitatif dianalisis dengan cara reduksi data, coding, deskripsi dan interprestasi. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa penguasaan konsep siswa yang belajar materi momentum dan impuls Berbasis Scientific  Approach  disertai  formative  assessment  Berbatuan  Web  Meningkat.  Hasil  t-test  didapatkan  nilai  yang signifikan (p = 0,00 < 0,05) antara skor pretest dan postest. Nilai N-gain yang diperoleh sebesar 0,33 yang termasuk kategori  medium  bawah.  Sedangkan,  Kekuatan  dampak  atau  keefektivan  pembelajaran  terhadap  penguasaan  konsep siswa dilakukan perhitungan d-effect size. Nilai d-effect size sebesar 1,31 yang termasuk dalam kategori tinggi.  Hasil wawancara  juga  diperoleh  bahwa  siswa  mengalami  kesulitan  dalam  memahami  konsep  Momentum  dan  Impuls berdasarkan hukum Newton II dan III.
Kata kunci: Penguasaan Konsep, Scientific Approach, Formative Assesment
Dikirim: 31 Januari 2019  Diperbaiki: 20 April 2019  Diterima: 30 April 2019  Dipublikasi: 30 Juni 2019

## PENDAHULUAN
Penguasaan  konsep  merupakan kemampuan  dasar  yang  harus  dimiliki  oleh  siswa  agar  mampu memahami  konsep  sesuai  dengan  pemahaman  para  ilmuan.  Hal  ini  diperkuat  oleh  BSNP  (2006)  yang menyatakan bahwa tujuan umum pembelajaran adalah siswa memiliki kemapuan konsep yang baik sehingga
siswa  mampu  mengembangkan  pengetahuan  yang  telah  dimiliki  oleh  siswa  sebelumnya.  Dalam  hal  ini pengusaan konsep merupakan kempauan siswa untuk memahami dan memaknai suatu fenomena secara ilmiah baik  secara  teori  ataupun  penerapannya  (Dahar,  1996).  Penelitian  lain  juga  menyatakan  bahwa  penguasaan konsep  yang  baik  dan  benar  dapat  meningkatkan  kemampuan  inteltual  siswa  dalam  memecahkan  persoalna terkait  dengan  fenomena  alam  (Anderson,  &  Krathwohl,  2001).  Hal  tersebut  semakin  menunjukkan  bahwa pentingnya  pengusaan  konsep  siswa  dalam  pembelajaran  agar  tercapai  taraf  kualifikasi  hasil  belajar  yang diharapkan oleh kurikulum 2013.
Berdasarkan hasil penelitian dalam waktu terakhir penguasaan konsep siswa masih terbilang rendah. hal ini dibuktikan dengan hasil penelitian yang dilakukan beberap peneliti yang menunjukkan bahwa penguasaan konsep fisika masih mengalami  masalah. Siswa juga meyakini bahwa konsep mereka benar padahal konsep tersebut belum sesuai dengan teori yang dikemukakan oleh ilmuan fisika (Kautz dkk., 2005). Fisika merupakan ilmu pengetahuan yang menganalisis peristiwa alam secara ilmiah serta menemukan aturan atau hukum alam yang memungkinkan dapat diterangkan gejalanya berdasarkan cara bernalar ilmiah (Beo dkk., 2009; Dolan & Grady, 2010; Moore dkk., 2011). Selain itu, fisika bukan hanya sebatas angka-angka tanpa makna fisis, sehingga siswa harus terbiasa melatih penguasaan konsep fisika mereka untuk dapat menjelaskan konsep fisika dari suatu fenomena (Sutopo, 2016; Taybi, 2005).
Salah satu  konsep dasar fisika  yang  masih  mengalami  masalah  adalah  momentum  dan impuls.  Hasil penelitian menunjukkan bahwa 30% dari siswa bingung konsep momentum, 24% konsep impuls dan 68% siswa tidak menyadari sifat vektor momentum (Şekercioğlu & Sabri, 2008). Selain itu penelitian lain juga melaporkan bahwa  siswa  masih  banyak  mengalami  banyak  kesulitan  untuk  memahami  konsep  momentum  dan  impuls (Lawson  Mc  Dermott,  1987).  Penelitian  yang  serupa  juga  dilakukan  pada  500  siswa  SMA  di  Inggris  juga mengatakan bahwa momentum sebagai besaran skalar (Graham & Berry, 1996). Berdasarkan hasil penelitaian tersebut  maka,  materi  ini  dipilih  untuk  melatih  penguasaan  konsep  siswa,  sehingga  guru  bias  menerapkan pembelajaran kontekstual sesuai kurikulum 2013 (Kemendikbud, 2016).
Pembelajaran kontekstual tidak lepas dari penggunaan metode ilmiah. Scientific approach merupakan pendekatan yang diklaim mampu untuk meningkatkan penguasaan konsep siswa dan scientific reasoning siswa. Kemendibud  (2013:194)  juga  memaparkan  langkah  langkah-langkah  pembelajaran  dengan  menggunakan pendekatan  tersebut  siswa  mampu  menggali  informasi  melalui  pengamatan,  bertanya,  menalar,  mencobaan, kemudian  mengolah  data  atau  informasi,  menyajikan  data  atau  informasi.  Selain  itu  scientific  approach menfasilitasi proses bernalar siswa sehingga terlatih untuk selalu berargumentas berdasarkan teori maupun fakta empiris (Barber,1969).
Merujuk pada pengertian yang dipaparkan oleh Kemendikbud, asessesment merupakan penilaian yang memiliki peran penting dan tidak terpisah dalam proses pembelajaran (Kusairi, 2012).  Ada tiga jenis assessment yaitu assessment of learning , assessment for learning, dan assessment as learning. Assessment for learning atau formative  assessment merupakan  penilaian  yang  harus  diintegrsikan  kedalam  proses  belajar  mengajar  dan melibatkan secara terus menerus. Hal itu bertujuan untuk mendapatkan informasi berupa umpan balik siswa kepada guru terkait pembelajaran yang sedang berlangsung. Menurut Romli (2011) umpan balik ini digunakan untuk  meningkatkan  pemahaman  nilai  hasil  belajar  siswa.  Berdasarkan  umpan  balik  tersebut  guru  juga mendapatkan  informasi  mengenai  pemahaman  yang  didapat  siswa.  Sehingga  nantinya  digunakan  untuk meperbaiki proses pembelajaran selanjutnya.
E-Learning merupakan salah satu formative assessement berbasis web yang dirasa mampu membantu guru dalam mendapatkan informasi dari siswa. E-learning ini dapat digunankan untuk mengatasi kesulitan guru dalam hal pemberian umpan balik kepada siswa. Hal ini dikarenakan mampu memberikan umpan balik dalam waktu  yang  singkat  (Ediyanto,  2014).  Oleh  karena  itu,  untuk  menerapkan  umpan  balik  dalam formative assessment ini  dibutuhkan  sebuah  aplikasi  yang  dirasa  mendukung  penuh  didalamnya  salah  satuya  adalah aplikasi E- learning yang dimiliki FMIPA UM.
Berdasarkan paparan diatas, dapat disimpulkan bahwa penelitian mengenai penguasaan konsep siswa pada materi momentum dan impuls perlu dilakukan untuk mengetahui seberapa dalam siswa memahami konsep momentum  dan  impuls  tersebuts.    Sehingga,  hal  ini  menjadi  landasan  bagi  peneliti  untuk  menganalisis penguasaan  konsep  siswa  yang  belajar  materi  momentum  dan  impuls  berbasis scientific  approach disertai formative assessment berbatuan web.

## METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  menggunakan  metode  penelitian mixed  methods jenis embedded  experimental  design . Penelitian mixed  methods ini  dilakukan  dengan  tujuan  untuk  mengumpulkan  data  kuantitatif  dan  kualitatif secara bersamaan (Creswell & Clark, 2012). Populasi penelitian ini adalah siswa kelas X MAN 1 Malang yang
terdiri dari lima kelas, sedangkan sampelnya adalah siswa kelas X MIPA 3 MAN 1 Malang yang terdiri dari 38 siswa. Penelitian ini menggunakan instrumen perlakuan dan instrumen pengukuran. Variabel yang diukur dalam  penelitian  ini  yaitu  penguasaan  konsep  siswa  yang  diambil  melalui  data  hasil  pretes  sebelum mendapatkan  perlakuan  dan  postes  setelah  mendapat  perlakuan.  Pengumpulan  data  kuantitatif  meliputi  tes berupa  pretes dan  postes,  sedangkan  data  kualitatif  meliputi  observasi,  catatan  lapangan,  dan  dokumentasi selama pembelajaran serta wawancara. Instrument pengukuran penguasaan konsep yang diadaptasi dari energy and momentum conceptual survey (EMCS) yang terdiri dari 9 soal. Analisis  data  kuantitatif  dilakukan  dengan  uji paired  sample  t-test .    Untuk  menentukan  kekuatan dampak atau keefektivan pembelajaran dapat diukur menggunakan d-effect size , sedangkan untuk  menentukan berapa  besar  peningkatan  penguasaan  konsep  siswa  dapat  dihitung  melalui  N-gain  rata–rata  kelas < 𝑔 > dengan  persamaan < 𝒈 > = <posttest>−<pretest> skor maksimum− <pretest> (Hake,  1998)  dan  N-gain  rata-rata  seluruh  siswa < 𝑔̅ > . Hasil wawancara semistruktur berupa data kualitatif empat tahap yaitu pengumpulan data, reduksi data, penyajian data, dan penarikan kesimpulan.

## HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Penguasaan  fisika  siswa  pada  penelitian  ini  diambil  dari  data pretest dan posttest menggunakan instrument EMCS ( Energy and Momentum Conceptual Survey ). Skor hasil perhitungan pretest , posttest, dan N-gain setiap siswa pada statistik deskriptif dapat dilihat pada Tabel 1.

## Tabel 1. Statistik Deskriptif Penguasaan Konsep
Statistik Pretest Posttest N-gain Mean 2,29 4,84 0,32 Std. Deviation 1,04 1,17 0,16 Minimum 0,00 3,00 0,13 Maximum 4 7,00 0,70 Skewness (Std. Error of Skewness) 0.17 (0,383) 0.53 (0,383) 0,83 (0,383)
Distribusi data ( skewness ) pretest dan posttest terletak pada interval -1 sampai +1, maka dilakukan uji beda paired  sample  t-test .  Hasil  tersebut  diperoleh  nilai  signifikan  antara  nilai pretest dan posttest ,  Untuk penguasaan konsep t (37) = 10,94, p = 0,000. Skor postes ( M = 4,84, SD = 1,17) lebih tinggi daripada skor pretes ( M =  2,29,  SD  =  1,04).  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  penguasaan  konsep  mengalami  peningkatan berdasarkan analisis data pretes dan postes pada materi momentum dan impuls.
Perhitungan kekuatan peningkatan atau keefektivan pembelajaran diperoleh nilai d-effect size adalah 1,72 termasuk kategori kuat (Morgan dkk., 2005). Perhitungan besar peningkatan penguasaan konsep siswa diperoleh nilai rata-rata N-gain sebesar 0,30 termasuk kategori medium bawah (Sutopo & Waldrip, 2014). Penguasaan  konsep  untuk  momentum  dan  impuls  siswa  yang  diukur  dengan  melibatkan  konsep  1) momentum dan impuls, 2) kekekalan momentum, dan 3) energi dan momentum sistem. Terdapat 9 butir soal pilihan ganda beralasan untuk mengukur konsep-konsep tersebut. Distribusi jawaban benar  dari pretest dan posttest untuk penguasaan konsep siswa disajikan pada Gambar 1. Berdasarkan grafik tersebut dapat dilihat bahwa hasil pretest ke posttest mengalami peningkatan.
Gambar 1. Perubahan Distribusi Jawaban Benar Siswa dari Pretes ke Postes
Berdasarkan  Gambar  1,  terlihat  bahwa  terdapat  kenaikan  persentase  jumlah  jawaban  benar  siswa disemua butir soal. Kenaikan tertinggi dapat dilihat pada soal nomor 9 yaitu sebesar 39% dimana siswa mampu mengerjakan dengan mengunakan  konsep hukum kekeklan momentum. Kenaikan soal terendah terdapat pada soal  nomor  5  yaitu  sebesar  3%.  Kesulitan  yang  dihadapi  adalah  siswa  belum  bisa  memahami  konsep Momentum dan Impuls berdasarkan hukum Newton II. Berikut disajikan hasil analisis dari kedua soal tersebut.

## Gambar 2. Tampilan Soal No 9
Dari  Tampilan  soal  nomor  9,  siswa  dihadapkan  pada  konsep  hukum  kekekalan  momentum  dalam kehidupan sehari- hari. Siswa diharapkan mampu menentukan kecepatan sebuah benda dengan menggunakan konsep hukum kekekalan momentum. Berikut disajikan crosstabulation data pretes dan postes untuk soal nomor 9.
Tabel 2. Crosstabulation Jawaban Siswa Pada Soal Nomor 9
Postes A B C* D E Total Pretes A 0 0 3 0 1 4 B 0 2 10 0 0 12 C 0 2 14 1 0 17 D 1 0 4 0 0 5 Total 1 4 31 1 1 38
Berdasarkan Tabel 2. jumlah siswa yang menjawab benar saat postes lebih banyak daripada saat pretes. Saat  pretes  sebanyak  17  siswa  yang  menjawab  benar  namun  saat  postes terdapat  31  siswa  yang  menjawab benar. Pada saat pretes 2 siswa menjawab B dan 1 siswa menjawab D dan 14 siswa lainnya konsisten menjawab C.
Gerobak  mula-mula  bergerak  dengan  kecepatan  konstan pada permukaan yang bebas gaya gesek. Jika tiba-tiba terjadi hujan, apa yang terjadi pada gerobak? Anggap jatuhnya titik- titik hujan vertikal ke bawah seperti pada gambar.
1) Gerobak akan terus bergerak dengan kecepatan konstan karena hujan turun secara vertikal saat gerobak bergerak secara horizontal.
2) Gerobak akan terus bergerak dengan kecepatan konstan karena energi mekanik total dari sistem kekal.
3) Gerobak  akan  melambat  karena  momentum  sistem kekal.
Pernyataan berikut yang mungkin benar mengenai situasi ini
adalah….
A. (1) saja
B. (2) saja C. (3) saja
D. (1) dan (2)
E. Tidak satu pun dari hal di atas.
Alasan:
Gambar 3. Tampilan soal No. 5
Pada soal ini siswa dihadapkan dengan konsep hubungan momentum dan impuls. dimana siswa harus memahami terlebih dahulu mengenai konsep hukum III Newton. Berikut disajikan crosstabulation data pada pretes dan postes pada Tabel 3.
Tabel 3. Crosstabulation Jawaban Siswa pada Soal Nomor 5 Postes Total A B* C D Pretes A 1 5 2 3 11 B 1 1 2 3 7 C 0 0 1 0 1 D 3 1 5 6 15 E 1 1 1 1 4 Total 6 8 11 13 38
Berdasarkan Tabel 3. dapat dilihat bahwa siswa menjawab benar sebanyak 7 siswa dan pada saat postes siswa yang menjawab benar sebanyak 8 siswa. Pada saat pretes dan postes 5 siswa konsisten dengan jawaban mereka yaitu dengan jawaban B.
Dari hasil wawancara didapatkan bahwa siswa Siswa juga belum bisa mengaplikasikan konsep tersebut dalam permasalahan yang ada di kehidupan sehari-hari.

## KESIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  dan  pembahasan  yang  telah  dipaparkan  sebelumnya,  maka  dapat disimpulkan bahwa nilai tertinggi dan terendah siswa terdapat soal nomor 9 dan nomor 5 dengan peningkatan skor sebesar 39% dan 5% pada penerapan konsep konsep hubungan momentum dan impuls. dimana siswa harus memahami terlebih dahulu mengenai konsep hukum II dan III Newton.
Hasil  penelitian  ini  dapat  digunakan  sebagai  studi  pendahuluan  maupun formative  assesment untuk menentukan model pembelajaran yang dapat meningkatkan penguasaan konsep siswa pada matrei momentum dan impuls. Momentum dan impulse erat sekali dengan kehidupan sehari-hari sehingga penelitian mengenai penguasaan konsep siwa pada materi momentum dan impuls perlu dilakukan selanjutnya untuk menghindari terjadinya salah konsepsi siswa pada materi tersebut.
Ketika  Arya  mengendarai  sepeda,  rem  sepedanya  rusak. Untuk menghentikan sepedanya, Arya hanya memiliki dua pilihan  yaitu  antara  menabrak  tumpukan  jerami  atau dinding  beton.  Arya  memilih  untuk  menabrak  tumbukan jerami,  sehingga  ia  selamat  sampai  berhenti.  Pernyataan berikut  ini  yang  paling  tepat  alasan  Arya  memilih menabrakkan  sepeda  pada  tumbukan  jerami,  daripada menabrak dinding beton adalah...
A. tumpukan jerami memberikan Arya impuls yang lebih kecil daripada dinding beton
B. tumpukan  jerami  mengubah  momentum  Arya  dalam waktu yang lebih lama C. perubahan  energi  kinetik  Arya  lebih  kecil  jika menumbuk  tumpukan  jerami  daripada  menumbuk dinding beton.
D. perubahan momentum Arya lebih kecil jika menumbuk tumpukan jerami daripada menumbuk dinding beton.
E. energi potensial dinding beton memberikan gaya yang lebih besar pada Arya.
Alasan:

## DAFTAR RUJUKAN
Anderson, L., dan Krathwohl, D.R. (2001). A Taxonomy For learning, Teaching, and Assesing; A revision of bloom's Taxonomy of Education  objectives. New york: Addison Wesley Lonman Inc. Bao, L., Cai, T., Koenig, K., Fang, K., Han, J., Wang, J., … Luo, Y. 2009. Learning and Scientific Reasoning.
Science, 3235914, 586–587.
Barber, T. X. 1969. Hypnosis: A Scientific Approach.
BSNP. 2006. Permendiknas RI No. 22 Tahun 2006 tentang Standar Isi untuk Satuan Pendidikan Dasar dan Menengah. Jakarta.
Creswell,  J.  W.,  &  Creswell,  J.  D.  2008. Research  Design:  Qualitative,  Quantitative,  And  Mixed  Methods Approaches . Sage Publications. Dahar, Ratna Wilis. 1996. Teori -teori Belajar. Bandung: Erlangga. Dolan, E., & Grady, J. 2010. Recognizing Students’ Scientific Reasoning: A Tool For Categorizing Complexity Of Reasoning During Teaching By Inquiry . Journal of Science Teacher Education, 211, 31–55. Ediyanto.  2014. Pengembangan  Model  Penilaian  Formatif  Berbasisweb  Untuk Meningkatkan  Pemahaman Konsep Siswa . Jurnal pendidikan sains. 2(2). 63-75.
Kautz C. H., Heron, P. R. L., Loverude, M. E., and McDermott, L. C. (2005). Student understanding of the ideal gas law, Part I: A macroscopic perspective. American Journal of Physics, 73, 1055-1063. Kemendikbud.  2014. Peraturan  Menteri  Pendidikan  dan  Kebudayaan  RI  Nomor  59  Tahun  2014  Tentang kurikulum  2013  Sekolah  Menengah  Atas/Madrasah  Aliyah. Jakarta:  Kementerian  Pendidikan  dan Kebudayaan RI.
Kusairi, S. 2012. Analisis Asesmen Formatif Fisika Sma Berbantuan Komputer . Jurnal Penelitian Dan Evaluasi Pendidikan, 16, 68–87. Lawson, A. E. 2004 . The Nature And Development Of Scientific Reasoning : A Synthetic View. International Journal of Science and Mathematics Education, 23, 307. Morgan, G. A., Leech, N. L., Gloeckner, G. W., & Barrett, K. C. 2004. SPSS for introductory Statistics : Use and interpretation. Psychology Press.
Romli, M. 2011. Pengaruh feedbacak terhadap penguasaan konsep larutan dan hasil kali kelarutan (kuasi eksperimet  pada  siswa  kelas  XI  IPA  SMAN  1  Natar  Lampung  Selatan  Tahun  Pelajaran  2010/2011) . Skripsi. Bandarlampung: Universitas Lampung. Şekercioğlu,  A.  G.,  &  Kocakülah  M.  S.  2008. Grade  10  Students’  Misconceptions  About  Impulse  and Momentum . Journal of Turkish Science Education, 5(2), 47–59.
Sutopo,S.2016. Students’understanding Of Fundamental Concepts Of Mechanical Wave . Jurnal Pendidikan Fisika Indonesia, 121, 41–53.
Tayubi,  Y.  R.  2005. Identifikasi  Miskonsepsi  Pada  Konsep-Konsep  Fisika  Menggunakan  Certainty  of Response Index CRI . Mimbar Pendidikan, 324, 4–9.
Waldrip, B., Rodie, F., & Sutopo, S. 2014. The Implications Of Culture For Teachers’ Use Of Representations.
In Science Teachers’ Use of Visual Representations pp . 171–193. Springer.