## KEMAMPUAN PENALARAN ILMIAH SISWA KELAS XI SMAN DI BANYUWANGI KOTA MATERI SUHU DAN KALOR
1) Elok Yieldsihas Faiqoh, 1) Yushardi, 1) Alex Harijanto
1) Program Studi Pendidikan Fisika Program Studi Pendidikan Fisika FKIP Universitas Jember elok_yieldsihasfaiqoh13@yahoo.com

## Abstract
Scientific  reasoning  ability  is  important  to  have  for  students  to  understand the  concept  of  physics  and  have  a  good  mathematical  reasoning  ability.  The scientific  reasoning  ability  itself  is  the  ability  of  a  person  to  use  his  or  her reasoning in resolving a problem by coming up with facts or tangible evidence, so that  the  conclusion  can  be  drawn.  The  research  was  conducted  with  a  view  to analyzing the scientific reasoning ability of high school students in Banyuwangi city on temperature and heat material. The study used a research instrument in the form of a multiple-choice scientific reasoning ability test based  on LCTSR. This type of research is descriptive research. The results of this research include the percentage of  test  result  scientific  reasoning  ability  of  students  in  Banyuwangi  city  in  the proportional  reasoning  is  60.51%,  in  variable  control  of  58.17%,  at  a probability reasoning  of  49.87%,  on  The  hypothetical-deductive  reasoning  is  47.4%,  on  the reasoning correlation of 20.53%, and the reasoning on conservation is 37.22%. The largest  percentage  is  proportional  reasoning,  while  the  smallest  is  a  correlation reasoning. Then it can be said that high school students in Banyuwangi City have the  best  scientific  reasoning ability  on  the  proportional  reasoning  pattern  and  the ability  of  scientific  reasoning  which  is  lacking  in  the  pattern  of  reasoning  the correlation.
Key  word :  Scientific  reasoning  ability,  temperature  and  heat  material,  concept  of physics

## PENDAHULUAN
Siswa  sering  mengalami  kesulitan untuk  menguasai  mata  pelajaran  fisika, padahal  ilmu  fisika  memiliki  keterkaitan dengan kehidupan dan tentunya ilmu sains itu sendiri. Kesulitan siswa dalam menguasai  fisika  umumnya  disebabkan oleh  kurangnya  pemahaman  konsep  fisika siswa yang selanjutnya akan mengakibatkan  miskonsepsi.  Selain  itu, kemampuan siswa menguasai ilmu matematika  yang  masih  belum  maksimal akan  berdampak  pada  pemahaman  konsep fisika  siswa.  Ilmu  matematika  merupakan bagian yang cukup penting dari ilmu sains, karena  ilmu  matematika  dapat  dikatakan sebagai  bahasa  dari  ilmu  sains.  Siswa perlu  mempunyai  kemampuan  penalaran matematis  yang  baik  agar  siswa  dapat menguasai ilmu matematika dengan benar.
Bernard  (2015)  mengatakan  bahwa  agar siswa  dapat  mencetuskan  suatu  gagasan atau  ide  sehingga  siswa  bisa  menguasai konsep matematika yang tepat, maka siswa membutuhkan adanya kemampuan penalaran dalam mempelajari ilmu matematika. Siswa  perlu  untuk  mempunyai kemampuan penalaran yang dapat mencakup tentang pemahaman konsep dan penalaran matematis, sehingga siswa tidak lagi mengalami kesulitan dalam pembelajaran fisika serta dapat menguasai konsep  fisika  dengan  tepat.  Menurut Lawson  (2004)  bahwa  siswa  perlu mempunyai  kemampuan  menalar  dalam berbagai  pembelajaran  di  setiap  disiplin ilmu, hal tersebut dimaksudkan agar siswa dapat menguasai kemampuan yang efisien di  berbagai  pembelajaran.  Kemampuan
penalaran yang dapat dikatakan merangkul pemahaman konsep dan penalaran matematis ialah penalaran ilmiah. Kemampuan  penalaran  ilmiah  ialah aktivitas  berpikir  yang  berkaitan  dengan proses  menyelidiki,  percobaan,  penilaian suatu  bukti,  simpulan,  dan  argumen (Zimmerman, 2005). Kemampuan penalaran  ilmiah  pada  pola  penalaran proporsional  atau proportional  reasoning
dapat  mencakup  penalaran  matematis. Hasil  penelitian  kemampuan  penalaran ilmiah  pada  pola  penalaran  proporsional atau proportional reasoning , yakni
terdapat banyak siswa SMA yang mempunyai kemampuan penalaran matematis dan ilmiah yang lemah (Rimadani dkk., 2017). Materi fisika yang digunakan dalam
penelitian  ini  adalah  suhu dan  kalor.  Pada materi  suhu  dan  kalor  masih  ditemukan adanya  penguasaan  konsep  yang  tidak tepat  pada  siswa  (de  Berg,  2008). Rimadani  dkk.  (2017)  mengatakan  bahwa telah  banyak  terdapat  penelitian  dan pengembangan  pembelajaran  materi  suhu dan kalor. Meskipun materi suhu dan kalor merupakan materi yang cukup umum serta telah  banyak  digunakan  dalam  penelitian, tetapi hal ini dapat dikatakan sebagai salah satu  penyebab  materi  suhu  dan  kalor digunakan  dalam  penelitian  ini.  Penelitian dilakukan  pada  materi  suhu  dan  kalor dikarenakan  penelitian  perlu  dimulai  dari materi  yang  umum  di  kalangan  siswa,  hal ini dapat dibuktikan dengan adanya materi suhu  dan  kalor  di  Sekolah  Menengah Pertama  (SMP)  dan  terdapat  dalam  kisi- kisi  UN  SMP.  Selain  pada  mata  pelajaran IPA  SMP,  materi  suhu  dan  kalor  juga dapat  ditemui  dalam  pembelajarn  Sekolah Dasar  (SD).  Jika  pada  materi  fisika  yang umum,  siswa  telah  mengalami  kesulitan maka  dapat  diasumsikan  siswa  akan mengalami  kesulitan  pula  pada  materi fisika lainnya.
Berdasarkan uraian mengenai pentingnya  kemampuan  penalaran  ilmiah dalam uraian sebelumnya,
maka peneilitian  ini  dilakukan  dengan  tujuan,
yakni  untuk  menganalisis  kemampuan penalaran ilmiah siswa kelas XI SMAN di Banyuwangi  Kota  pada  materi  suhu  dan kalor.

## METODE
Jenis  penelitian  ini  merupakan penelitian deskriptif. Responden penelitian diperoleh dari 3 SMA Negeri di Banyuwangi Kota, yakni SMAN 1 Glagah,
SMAN 1 Giri, dan SMAN 1 Banyuwangi. Penentuan tempat penelitian menggunakan teknik purposive  sampling area.  Total siswa  yang  mengikuti  tes  kemampuan penalaran ilmiah adalah sebanyak 91 siswa kelas  XI  tahun  ajaran  2019/2020  yang telah menerima materi suhu dan kalor.
Penelitian ini menggunakan instrumen penelitian berupa tes kemampuan  penalaran  ilmiah  siswa  yang berbentuk  pilihan  ganda  dengan  berdasar pada indikator soal LCTSR ( Lawson Class Test Scientific Reasoning ) yang dikembangkan  Lawson  (2000).  Piraksa dkk.  (2014)  menyebutkan  bahwa  LCTSR terdiri  dari  6  pola  penalaran  ilmiah,  yakni penalaran korelasi, penalaran proporsional, penalaran konservasi, pengontrolan variabel, penalaran hipotesis-deduktif, dan penalaran  probabilitas.  Tes  kemampuan penalaran  ilmiah  dalam  penelitian  ini menggunakan  total  24  butir  soal  yang terdiri  dari  12  butir  soal  pilihan  ganda bertingkat  berupa  pertanyaan  dan  alasan dari jawaban pertanyaan. Soal tes kemampuan penalaran ilmiah dalam penelitian  ini  merupakan  hasil  modifikasi dari tes pilihan ganda yang dikembangkan oleh  Perwitasari  (2015)  dalam  Wulandari (2018).
Jawaban  tes  kemampuan  penalaran ilmiah  siswa  dinilai  dengan  menggunakan teknik  penskoran  (Han,  2013)  yang terdapat pada Tabel 1.
Tabel 1. Teknik Penskoran Jawaban Siswa
Jenis Soal Skor Kategori Jawaban Alasan Benar Benar 2 Baik Benar Salah 1 Cukup
Salah Benar 0 Eror Salah Salah 0 Kurang Setelah dilakukan penskoran, selanjutnya hasil tes kemampuan penalaran  ilmiah  siswa  dicari  nilai persentase  berdasarkan  6  pola  penalaran ilmiah. Rumusan yang digunakan adalah
Keterangan: P= Persentase jawaban responden f= Frekuensi jawaban responden n= Jumlah responden dalam penelitian (Arikunto, 2010).

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian  ini  dilaksanakan  dengan maksud  untuk  menganalisis  kemampuan penalaran ilmiah siswa SMA di Banyuwangi  Kota  pada  materi  suhu  dan kalor.  Keseluruhan  responden  dalam
penelitian  ini  berasal  dari  SMA  di Banyuwangi  Kota,  yakni  sebanyak  91 siswa. Responden tersebut adalah 32 siswa XI  IPA  1  dari  SMAN  1  GLAGAH,  33 siswa XI MIPA 1 dari SMAN 1 GIRI, dan 26  siswa  XI  MIPA  3  dari  SMAN  1 BANYUWANGI.  Penelitian  dilakukan dengan  memberikan  tes  kemampuan penalaran  ilmiah  siswa  dalam  bentuk pilihan  ganda  sebanyak  24  soal  yang terdiri  dari  12  soal  bertingkat.  Soal  tes kemampuan penalaran ilmiah telah disusun  sesuai  dengan  6  pola  penalaran ilmiah,  antara  lain:  penalaran  korelasi, penalaran proporsional, penalaran probabilitas, penalaran konservasi, pengontrolan  variabel,  dan  penalaran hipotesis-deduktif.  Persentase  hasil  tes kemampuan  penalaran  ilmiah  siswa  SMA di  Banyuwangi  Kota  dapat  dilihat  pada Tabel 2.
Tabel 2. Persentase Hasil Tes Kemampuan Penalaran Ilmiah Siswa
Pola Penalaran Ilmiah Nomor Soal Tes SMAN 1 GLAGAH SMAN 1 GIRI SMAN 1 BANYUWANGI Rata-Rata Penalaran Korelasi (1) (2) 28,13% 25,76% 7,69% 20,53% (3) (4) Penalaran Proporsional (5) (6) 76,56% 53,03% 51,92% 60,51% (7) (8) Penalaran Probabilitas (9) (10) 71,88% 46,97% 30,77% 49,87% (11) (12) Penalaran Konservasi (13) (14) 50,00% 42,42% 19,23% 37,22% (15) (16) Pengontrolan Variabel (17) (18) 71,88% 54,55% 48,08% 58,17% (19) (20) Penalaran Hipotesis- Deduktif (21) (22) 64,06% 45,46% 32,69% 47,4% (23) (24) Persentase  hasil  tes  kemampuan penalaran ilmiah siswa SMAN di Banyuwangi  Kota  pada  penalaran  korelasi sebesar 20,53%, pada penalaran
proporsional adalah 60,51%, pada penalaran  probabilitas  sebesar  49,87%, pada  penalaran  konservasi adalah  37,22%, pada pengontrolan variabel sebesar
58,17%,  dan  pada  penalaran  hipotesis- deduktif adalah 47,4%. Persentase hasil tes kemampuan penalaran ilmah siswa SMAN di  Banyuwangi  Kota  diperoleh  dari  hasil rata-rata  persentase  hasil  tes  kemampuan penalaran ilmiah dari tiap sekolah. Berikut merupakan  uraian  hasil  tes  kemampuan penalaran ilmiah berdasarkan pola penalaran ilmiah: a.  Penalaran Korelasi Penalaran  korelasi  terdapat  pada soal  nomor  1,  2,  3,  dan  4.  Nomor  soal  1 dan  2  merupakan  soal  tes  kemampuan penalaran  ilmiah  yang  mengharapkan siswa  untuk  dapat  menjelaskan  hubungan kalor  dengan  massa,  suhu,  dan  kalor  jenis benda.  Siswa  diminta  untuk  mencari hubungan  perubahan  suhu  dan  waktu dalam  bentuk  grafik.  Nomor  3  dan  4 merupakan  soal  tes  kemampuan  penalaran ilmiah  yang  mengharapkan  siswa  untuk menjelaskan  prinsip  kalor  jenis  berupa hubungan  penggunaan  air  panas  dengan kalor  jenis.  Persentase  hasil  tes  siswa SMAN  1  GLAGAH  dalam  penalaran korelasi  adalah  28,13%,  SMAN  1  GIRI adalah 25,76%, dan SMAN 1 BANYUWANGI  sebesar  7,69%,  sehingga rata-rata  persentase  dari  91  siswa  adalah 20,53%. b.  Penalaran Proporsional Penalaran proporsional terdapat pada soal nomor 5, 6, 7, dan 8. Nomor soal 5  dan  6  merupakan  soal  tes  kemampuan penalaran  ilmiah  yang  mengharapkan siswa  untuk  dapat  melakukan  penerapan kalor  dalam  kehidupan  sehari-hari.  Siswa diminta  untuk  mencari  perbandingan waktu  yang  diperlukan  untuk  menaikkan suhu dari dua jenis cairan. Nomor 7 dan 8 merupakan  soal  tes  kemampuan  penalaran ilmiah  yang  mengharapkan  siswa  untuk menjelaskan  prinsip  kalor  jenis  berupa hubungan  penggunaan  air  panas  dengan kalor  jenis.  Persentase  hasil  tes  siswa SMAN  1  GLAGAH  dalam  penalaran
korelasi  adalah  76,56%,  SMAN  1  GIRI adalah 53,03%, dan SMAN 1 BANYUWANGI sebesar 51,92%, sehingga rata-rata persentase dari 91 siswa adalah 60,51%. c.  Penalaran Probabilitas
Penalaran  probabilitas  terdapat  pada soal nomor 9, 10, 11, dan 12. Nomor soal 9 dan  10  merupakan  soal  tes  kemampuan penalaran  ilmiah  yang  mengharapkan siswa  untuk  dapat  menjelaskan  prinsip Azas Black. Siswa diminta untuk membuat kemungkinan  suhu  campuran.  Nomor  11 dan  12  merupakan  soal  tes  kemampuan penalaran  ilmiah  yang  mengharapkan siswa untuk menjelaskan proses perubahan wujud  zat  berupa  membuat  kemungkinan yang  terjadi  pada  es.  Persentase  hasil  tes siswa SMAN 1 GLAGAH dalam penalaran  korelasi  adalah  71,88%,  SMAN 1  GIRI  adalah  46,97%,  dan  SMAN  1 BANYUWANGI sebesar 30,77%, sehingga rata-rata persentase dari 91 siswa adalah 49,87%. d.  Penalaran Konservasi
Penalaran  konservasi  terdapat  pada soal nomor 13, 14, 15, dan 16. Nomor soal 13 dan 14 merupakan soal tes kemampuan penalaran  ilmiah  yang  mengharapkan siswa  untuk  dapat  menjelaskan  hubungan kalor  dengan  massa,  suhu,  dan  kalor  jenis benda.  Siswa  diminta  untuk  memegang teguh  pengetahuan  tentang  kalor,  massa, suhu, dan kalor jenis benda. Nomor 15 dan 16  merupakan  soal  tes  kemampuan penalaran  ilmiah  yang  mengharapkan siswa  untuk  menjelaskan  prinsip  Azas Blazk berupa
memegang teguh
pengetahuan  tentang  faktor  yang  tak berubah  saat  suatu  benda  terima  kalor. Persentase  hasil  tes  siswa  SMAN  1 GLAGAH dalam penalaran korelasi adalah 50%,  SMAN  1  GIRI  adalah  42,42%,  dan SMAN 1 BANYUWANGI sebesar 19,23%,  sehingga  rata-rata  persentase  dari 91 siswa adalah 37,22%.
e.  Pengontrolan Variabel
Pengontrolan  variabel  terdapat  pada soal nomor 17, 18, 19, dan 20. Nomor soal 17 dan 18 merupakan soal tes kemampuan
penalaran  ilmiah  yang  mengharapkan siswa  untuk  dapat  menjelaskan  prinsip kapasitas  kalor  dan  hubungan  kapasitas kalor  dengan  suhu.  Siswa  diminta  untuk mencari hasil akhir dari benda yang diberi kalor pada suhu yang sama. Nomor 19 dan 20  merupakan  soal  tes  kemampuan penalaran  ilmiah  yang  mengharapkan siswa  untuk  melakukan  penerapan  kalor dalam kehidupan sehari-hari berupa mencari  hasil  akhir  dari  air  yang dipanaskan  dengan  besar  nyala  api,  suhu awal,  dan  waktu  pemanasan  yang  sama. Persentase  hasil  tes  siswa  SMAN  1
GLAGAH dalam penalaran korelasi adalah 71,88%,  SMAN  1  GIRI  adalah  54,55%, dan  SMAN  1  BANYUWANGI  sebesar
48,08%,  sehingga  rata-rata  persentase  dari 91 siswa adalah 58,17%.
f.  Penalaran Hipotesis-Deduktif Penalaran hipotesis-deduktif terdapat  pada  soal  nomor  21,  22,  23  dan 24. Nomor soal 21 dan 22 merupakan soal tes  kemampuan  penalaran  ilmiah  yang mengharapkan siswa untuk dapat menjelaskan  hubungan  kalor  jenis  dengan suhu.  Siswa  diminta  untuk  mengambil kesimpulan mengenai zat yang  mengalami pertambahan suhu terbesar. Nomor 23 dan 24  merupakan  soal  tes  kemampuan penalaran  ilmiah  yang  mengharapkan siswa  untuk  melakukan  penerapan  kalor dalam kehidupan sehari-hari berupa memperkirakan  kesimpulan  pada  kondisi api  saat  memasak  ubi.  Persentase  hasil tes siswa SMAN 1 GLAGAH dalam penalaran  korelasi  adalah  64,06%,  SMAN 1  GIRI  adalah  45,46%,  dan  SMAN  1 BANYUWANGI sebesar 32,69%, sehingga rata-rata persentase dari 91 siswa adalah 47,4%. Berdasarkan  uraian  persentase  hasil tes  kemampuan  penalaran  ilmiah  siswa sebelumnya dapat diketahui bahwa persentase  tertinggi  berada  pada  penalaran proporsional,  yakni  60,51%.  Maka  dapat dikatakan bahwa siswa SMAN di Banyuwangi Kota mempunyai kemampuan untuk menentukan dan memberikan perbandingan  ratio  dengan  cukup  baik.
Persentase terendah berada pada penalaran korelasi  sebesar  20,53%,  sehingga  dapat dikatakan  bahwa  kemampuan  siswa  SMA di  Banyuwangi  Kota  untuk  menentukan ada  dan  tidaknya  keterkaitan  antara  dua variabel  ataupun  dua  kejadian  termasuk dalam kategori kurang baik.
Hasil penelitian mengenai kemampuan  penalaran  ilmiah  yang  telah dilakukan  sebelumnya  di  beberapa  daerah lain  di  Indonesia  menyebutkan  bahwa mayoritas  siswa  mempunyai  kemampuan penalaran ilmiah yang dapat dikategorikan rendah  (Rimadani  dkk.,  2017;  Wardani dkk., 2018; „Aini dkk., 2018).

## SIMPULAN DAN SARAN
Persentase  terbesar  ialah  penalaran proporsional dengan nilai persentase sebesar  60,51%,  sedangkan  persentase terkecil  berupa  penalaran  korelasi  dengan nilai  persentase  sebesar  20,53%.  Maka dapat  dikatakan  bahwa  siswa  SMA  di Banyuwangi kota  mempunyai kemampuan penalaran  ilmiah  terbaik  pada  pola penalaran  proporsional  dan  kemampuan penalaran  ilmiah  yang  kurang  terdapat pada pola penalaran korelasi.
Saran  yang  diajukan  oleh  peneliti, yakni  siswa  dan  guru  perlu  diberikan fasilitas  dan  situasi  pembelajaraan  yang baik guna mendukung peningkatan kemampuan penalaran ilmiah siswa. Model pembelajaran yang mendukung juga perlu digunakan dalam pembelajaran. Bagi peneliti lain, disarankan untuk menerapkan model pembelajaran yang dapat mendukung peningkatan kemampuan penalaran ilmiah siswa.

## DAFTAR PUSTAKA
„Aini,  N.,  Subiki,  dan  B.  Supriadi.  2018. Identifikasi  Kemampuan  Penalaran Ilmiah  (Scientific  Reasoning)  Siswa
SMA  di  Kabupaten  Jember  pada Pokok Bahasan Dinamika. Prosiding Seminar Nasional Pendidikan  Fisika .  3(1).  11  Maret 2018: 121-126.
Arikunto.  2010. Prosedur  Penelitian . Jakarta: Rineka Cipta. Bernard, M. 2015. Meningkatkan Kemampuan Komunikasi dan Penalaran serta Disposisi Matematik Siswa  SMK  dengan  Pendekatan Kontekstual  Melalui  Game  Adobe Flash Cs 4.0. Jurnal Ilmiah Program Studi  Matematika  STKIP  Siliwangi Bandung . 4(2): 197-222. de  Berg,  K.  C.  2008.  “The  Concepts  of Heat and Temperature: The Problem of  Determining  the  Content  for  the Construction  of  an  Historical  Case Study  Which  is  Sensitive  to  Nature of  Science  Issues  and  Teaching–
Learning  Issues.” Science and
Education. 17(1): 75-114. Han,  J.  2013. Scientific  reasoning: Research, development, and assessment . The Ohio State University. Lawson,  A.  E.  2000.  The  generality  of hypothetico-deductive reasoning: making  scientific  thinking  explicit. The  American  Biology  Teacher . 62(7): 482-495.
Lawson,  A.E.  2004.  The  nature  and development of scientific reasoning: A  Synthetic  View. International Journal of Science and Mathematics Education . 2(3): 307-338. Perwitasari,  A.  D.  2015.  Pengembangan Tes  Diagnostik  Berbasis  Web  Pada Materi Termodinamika Untuk Mengidentifikasi Tingkat Pemahaman  Konsep  Siswa. Skripsi .
Semarang: Fakultas Matematika dan
Ilmu  Pengetahuan  Alam  Universitas Negeri Semarang.
Piraksa,  C.,  N.  Srisawasdi,  dan  R.  Khoul.
2014.  Effect of  Gender  on  Students'
Scientific  Reasoning  Ability:  A Case  Study  in  Thailand. Procedia- Social  and  Behavioral  Sciences.
116: 486-491.
Rimadani,  E.,  Parno,  dan  M.  Diantoro. 2017.  Identifikasi  Kemamampuan penalaran  ilmiah  siswa  pada  materi suhu  dan  kalor. Jurnal  Pendidikan. 2(6): 833–839.
Wardani, P. O., Supeno, dan Subiki. 2018. Identifikasi  Kemampuan  Penalaran Ilmiah Siswa SMK tentang Rangkaian Listrik pada Pembelajaran Fisika. Prosiding Seminar Nasional Pendidikan Fisika. 3(1).  11  Maret  2018:  183- 188. Wulandari, T. A. 2018. Analisis Miskonsepsi  Siswa  Pada  Materi Suhu  dan  Kalor  di  Kelas  XI  SMA
Negeri  1  Jenggawah  Kabupaten Jember. Skripsi . Jember: Pendidikan
Fisika Universitas Jember. Zimmerman, C. 2005. The development of scientific reasoning: what psychologists contribute to an understanding of elementary science learning. Paper commissioned by the Academies  of  Science  (National Research  Council‟s  Board  of
Science Education, Consensus Study on  Learning  Science,  Kindergarten through Eighth Grade). http://www7.nationalacademies.org/ bose/Corinne_Zimmerman_Final_P aper