Penerapan Five Stage Conceptual Teaching Model untuk Meningkatkan Prestasi Belajar dan Konsistensi Ilmiah pada Siswa SMA
Resta Krishnayanti a) , Selly Feranie b) , I Made Padri
Universitas Pendidikan Indonesia, Jl. Dr. Setiabudhi no. 229 Bandung, 40154, Jawa Barat
Email: a) rkrishnayanti@gmail.com, b) sferanie@yahoo.com

## Abstract
Five Stage Conceptual Teaching Model has been applied to improve learning achievement and scientific  consistency  of  the  static  fluid  material.  Material  fluid  static  decomposed  into  8 subconcepts ie, the hydrostatic pressure (the relationship with depth), the hydrostatic pressure (the relationship of density), the principal legal hydrostatics, the principle of Pascal, buoyancy, floating, floating  and sinking, surface tension, and capillarity. The method used is one group pretest-posttest  design  with  a  sample  of  one  class  X  of  SMAN  9  Bandung  consisting  of  36 students. Unuk form of a test used to measure scientific consistency is using Three Tier Test based multi representasion where each theme using 3 different representations, namely verbal, images,  and  mathematical.  The  tests  used  to  measure  student  achievement  using  a  multiple- choice  test.  Results  from  this  study  were  obtained  value  gain  (<g>)  scientific  consistency  of 0.53 which are in the moderate category and value gain (<g>) the learning achievement of 0.69 and be in the medium category. The highest increase in the number of students who are in the scientific consistency sub concept of hydrostatic pressure. This is because during the learning process of students conduct experiments on these concepts so that students explore their own knowledge and students use many representations. While the lowest increase is in sub concept of floating, floating and sinking.
Keywords :  scientific  consistency,  academic  achievement,  Five  Stage  Teaching  Conceptual, Three Tier Test

## Abstrak
Five Stage Conceptual Teaching Model telah diterapkan untuk meningkatkan prestasi belajar dan  konsistensi  ilmiah  pada  materi  fluida  statis.  Materi  fluida  statis  diuraikan  ke  dalam  8 subkonsep  yaitu,  tekanan  hidrostatis  (hubungan  dengan  kedalaman),  tekanan  hidrostatis (hubungan  dengan  massa  jenis),  hukum  pokok  hidrostatika,  prinsip  Pascal,  gaya  apung, terapung,  melayang,  dan  tenggelam,  tegangan  permukaan,  dan  kapilaritas.Metode  penelitian yang digunakan yaitu one group pre test-post test design dengan sampel salah satu kelas X di SMAN  9  Bandung  yang  terdiri  dari  36  siswa.  Bentuk  tes  yang  digunakan  unuk  mengukur konsistensi  ilmiah  adalah  menggunakan  Three  Tier  Test  berbasis  multirepresentasi  dimana setiap  tema  menggunakan  3  representasi  yang  berbeda,  yaitu  verbal,  gambar,  dan  matematis. Tes  yang  digunakan  untuk  mengukur  prestasi  belajar  siswa  menggunakan  tes  pilihan  ganda. Hasil dari penelitian ini diperoleh nilai gain (<g>) konsistensi ilmiah sebesar 0,53 yang berada dalam  kategori  sedang  dan  nilai  gain  (<g>)  prestasi  belajar  sebesar  0,69  dan  berada  dalam kategori sedang. Peningkatan jumlah siswa paling tinggi yang konsistensi ilmiah berada pada
Naskah diterbitkan: 30 Juni 2015 DOI: doi.org/10.21009/1.01104
sub konsep tekanan hidrostatis. Hal ini dikarenakan saat proses pembelajaran siswa melakukan percobaan mengenai konsep-konsep tersebut sehingga siswa menggali sendiri pengetahuannya dan siswa menggunakan banyak representasi. Sedangkan peningkatan paling rendah ada pada sub konsep terapung, melayang, dan tenggelam.
Kata-kata kunci : konsistensi ilmiah, prestasi belajar, Five Stage Conceptual Teaching, Three Tier Test

## PENDAHULUAN
Suatu  ilmu,  dalam  Fisika  terdapat  berbagai  macam  konsep.  Dalam  ilmu  Fisika  pemahaman konsep  sangat  penting  untuk  membangun  proses  berpikir  siswa  dalam  memahami  permasalahan- permasalahan sederhana hingga yang rumit.
Hingga saat ini Fisika merupakan bagian dari Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) yang dianggap siswa sebagai  mata  pelajaran  yang  sangat  sulit  (Angell  et  al,  2004).  Hal  ini  dapat  dilihat  dari  rendahnya prestasi  belajar  yang  dicapai  siswa.  Rendahnya  prestasi  belajar  muncul  karena  penguasaan  konsep yang  tidak  sinkron  antara  konsepsi  konkret  dan  konsepsi  formal.  Penguasaan  konsep  yang  tidak sinkron antara konsepsi konkret dan konsepsi formal sering mengakibatkan adanya miskonsepsi dan ketidak konsistenan pada diri siswa. Selain itu, siswa belum mampu membentuk pengetahuan secara mandiri  dan  kurang  aktif  untuk  membangun  pengetahuan  karena  belum  terbentuknya  pemahaman yang  utuh  dalam  diri.  Fisika  dianggap  sulit  karena  siswa  dituntut  untuk  memahami  berbagai representasi dan pemahaman konsep secara bersamaan.
Berdasarkan uraian permasalahan di atas, maka peneliti berniat untuk melakukan suatu penelitian yang dapat meningkatkan konsistensi ilmiah dan prestasi belajar. Peneliti mengadopsi pembelajaran Five Stage Conceptual Teaching Model yang meliputi orientasi, elisitasi, restrukturisasi, aplikasi, dan review (Driver and Oldham, 1986) untuk penelitian ini.  Pada  model pembelajaran tersebut terdapat tahap-tahap  dimana  siswa  diminta  untuk  mengemukakan  pengetahuan  awal,  kemudian  pemaparan situasi  konflik  dimana  siswa  melakukan  kegiatan  untuk  membuktikan  pengetahuan  awal  mereka sesuai  kebenaran  ilmiah,  setelah  itu  berdasarkan  pengetahuan  baru  yang  telah  diperoleh,  siswa mengatur kembali pengetahuan awal mereka berdasarkan pengetahuan yang baru, dan tahap terakhir siswa  diberikan  permasalahan  mengenai  konsep  tersebut  dengan  situasi  yang  baru.  Berdasarkan penelitian  yang  telah  dilakukan  oleh  Rofiuddin  (2014)  didapatkan  bahwa  penerapan  Five  Stage Conceptual Teaching Model telah meningkatkan hasil belajar kognitif siswa. Dalam penelitian yang akan  dilakukan,  peneliti  akan  melibatkan  penggunaan  representasi  pada  setiap  tahap pembelajarannya.  Hal  ini  dilakukan  untuk  membantu  proses  pembelajaran  agar  siswa  mampu memahami  konsep  yang  dipelajari  dan  mampu  menyelesaikan  permasalahan  suatu  konsep  pada situasi yang baru.
Rumusan  penelitian  ini  adalah:  1)  Bagaimana  peningkatan  prestasi  belajar  siswa  setelah penerapan  Five  Stage  Conceptual  Teaching  Model?  2)  Bagaimana  peningkatan  konsistensi  ilmiah siswa setelah penerapan Five Stage Conceptual Teaching Model?

## METODE PENELITIAN
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah pre-experimental design. Alasan penggunaan metode ini adalah karena adanya variabel luar yang ikut berpengaruh terhadap terbentuknya variabel dependen/variabel  terikat  hasil  penelitian  (Sugiyono,  2009:74).  Sedangkan  desain  penelitian  yang digunakan  adalah  one  group  pre  test-post  test  design.  One  group  pre  test-post  test  design  adalah eksperimen  yang  dilaksanakan  pada  satu  kelompok  saja  sebagai  kelompok  eksperimen  tanpa kelompok  pembanding.  Penelitian  ini  dilakukan  pada  kelas  X  di  salah  satu  SMA  Negeri  di  kota Bandung dan jumlah sampel pada kelas tersebut sebanyak 36 orang.
TABEL 1 . Desain Penelitian Pretest Treatment Posttest O 1 X O 2

## Konsistensi Ilmiah dan Prestasi Belajar
Konsistensi  ilmiah  siswa  diujikan  dengan  instrumen  berbentuk Three-Tier  Multiple  Choice  Test berbasis multirepresentasi. Untuk setiap konsep terdiri dari tiga representasi yang merepresentasikan konsep yang sama.
• Dalam  teknik  penskoran  dari  soal  tes  multirepresentasi  (21  item  tes  dengan  7  tema)  pada jurnal Relations between representational consistency, conceptual understanding of the force concept,  and  scientific  reasoning untuk  menentukan  baik  konsistensi  ilmiah  maupun representasi,  maka  digunakan  penskoran  untuk  setiap  tema  soal  sebagai  berikut.  Dua  poin, bila memilih jawaban yang sama berdasarkan pemberian  tiga soal dalam konsep yang sama namun konteks yang berbeda.
• Satu  poin,  bila  memilih  jawaban  yang sama  berdasarkan  pemberian    dua  soal  dalam  konsep yang sama namun konteks yang berbeda.
• Nol  poin,  bila  tidak  memilih  jawaban  yang  sama  berdasarkan  pemberian    tiga  soal  dalam konsep yang sama namun konteks yang berbeda.
Karena soal berbentuk Three Tier Test , maka penilaian untuk konsistensi ilmiah pada setiap tema atau label konsep adalah sebagai berikut.
TABEL 2 . Analisis Konsistensi Ilmiah Menggunakan Three Tier Test
Skor Kriteria 2 Bila  memilih  jawaban  yang  benar  pada  bagian  pertama  ( first  tier ), bagian kedua ( second tier ), dan bagian ketiga ( third tier ) berdasarkan pemberian    tiga  soal  dalam  konsep  yang  sama  namun  konteks yang berbeda.
1 Bila  memilih  jawaban  yang  benar  pada  bagian  pertama  ( first  tier ), bagian kedua ( second tier ), dan bagian ketiga ( third tier ) berdasarkan pemberian    dua  soal  dalam  konsep  yang  sama  namun  konteks  yang berbeda. 0 Bila  tidak  memilih  jawaban  yang  benar  pada  bagian  pertama  ( first tier ),  bagian  kedua  ( second  tier ),  dan  bagian  ketiga  ( third  tier ) berdasarkan  pemberian    tiga  soal  dalam  konsep  yang  sama  namun konteks yang berbeda.
Berikutnya perhitungan nilai konsistensi ilmiah siswa dihitung dengan cara:
100 tema seluruh maksimum skor jumlah didapat yang skor nilai   (1)
Rata-rata konsistensi ilmiah seluruh siswa dihitung dengan cara:
siswa jumlah siswa seluruh nilai rata rata   (2)
Untuk prestasi belajar, tes yang digunakan adalah tes pilihan ganda. Jika jawaban benar maka skor 1 dan jika salah adalah 0.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## 1) Prestasi Belajar
Prestasi belajar diukur menggunakan tes pilihan ganda.  Jika jawaban  benar maka skor adalah 1 dan jika salah maka skor adalah 0. Skor prestasi belajar siswa dibandingkan antara pre test dan post test, kemudian dihitung hingga diperoleh nilai peningkatan (n-gain) yang kemudian diklasifikasikan berdasarkan analisis Hake (1999).
Peningkatan  prestasi  belajar  berdasarkan  hasil  pretest  dan  posttest  adalah  sebesar  51,63  dengan nilai  rata-rata  pre  test  dan  post  test  secara  berturut-turut  adalah    24,77  dan  76,40.  Nilai  gain  yang diperoleh  berada  pada  kategori  sedang  (Hake,  1999)  dengan  nilai  sebesar  0,69.  Sehingga  dapat
disimpulkan  bahwa  prestasi  belajar  siswa    setelah  mendapat  treatment  pembelajaran  Five  Stage Conceptual  Teaching  Model  menunjukkan  peningkatan  dengan  bukti  nilai  tertinggi  pada  post  test adalah 91,67 dari rentang 0 hingga 100; yang berarti hanya terdapat dua soal yang dijawab salah oleh siswa  dibandingkan  dengan  seluruh  jawaban  salah  dari  total  dua  puluh  empat  pertanyaan  sehingga mendapatkan  nilai  dibawah  skor  tertinggi  selama  pelaksanaan  pre  test.  Nilai  terendah  selama pelaksanaan pre test dan  post test adalah 0 dan 54,17. Sebagian besar siswa mencapai hasil post test lebih  baik  dari  pre  test  dengan  menjawab  pertanyaan  secara  benar  sebanyak  tiga  belas  pertanyaan atau  hampir  separuh  dari  total  pertanyaan.  Analisis  prestasi  belajar  ditekankan  pada  peningkatan prestasi  belajar  di  setiap  label  konsep  pada  materi  fluida  statis  yang  terdiri  dari  tekanan  hidrostatis (hubungan  dengan  kedalaman),  tekanan  hidrostatis  (hubungan  dengan  massa  jenis),  hukum  pokok hidrostatika,  prinsip  Pascal,  gaya  apung,  terapung,  melayang,  dan  tenggelam,  tegangan  permukaan, dan kapilaritas yang dideskripsikan dan direpresentasikan oleh TABEL 3. dibawah ini.
TABEL 3. Rekapitulasi Prestasi Belajar pada Tiap Label Konsep
Tema Prestasi Belajar Jumlah Soal N N-Gain Klasifikasi Tekanan Hidrostatis (Hubungan dengan Kedalaman) 3 36 0,8956 tinggi
Tekanan
Hidrostatis (Hubungan dengan Massa Jenis Fluida) 3 0,8196 tinggi Hukum Pokok Hidrostatika 3 0,9602 tinggi Prinsip Pascal 3 0,642 sedang Gaya Apung 3 0,8334 tinggi Terapung, Melayang, dan Tenggelam 3 0,3295 sedang Tegangan Permukaan 3 0,5377 sedang Kapilaritas 3 0,63 sedang

## 2) Konsistensi Ilmiah
Nilai  konsistensi  ilmiah  siswa  diperoleh  dengan  memberikan    pre  test  dan  post  test.  Skor konsistensi ilmiah dianalisis berdasarkan tingkat jawaban dan keyakinan siswa pada 3 (tiga) bentuk representasi. Hasil konsistensi ilmiah siswa saat pre test dan post test dijelaskan pada tabel 4.3 yang menjelaskan rata-rata konsistensi ilmiah siswa saat pre test dan post test. Hasil menunjukkan bahwa saat  pre  test  rata-rata  nilai  konsistensi  ilmiah  siswa  adalah  13,60  dan  setelah  diberikan  treatment terdapat peningkatan sebesar 45,48 dan memiliki nilai gain yang dinormalisasi sebesar 0,52 dengan kategori sedang.
Nilai rata-rata konsistensi ilmiah dibandingkan saat pre test dan post test untuk setiap konsep dalam  materi  fluida  statis  yang  terdiri  atas  tekanan  hidrostatis  (hubungan  tekanan  dengan kedalaman),  tekanan  hidrostatis  (hubungan  dengan massa  jenis),  hukum  pokok  hidrostatika,  prinsip Pascal, gaya apung, terapung, melayang, dan tenggelam, tegangan permukaan, dan kapilaritas dengan membandingkan nilai antara pre test dan post test. Selanjutnya besar peningkatan (n-gain) pada setiap
konsep  yang  diklasifikasikan  berdasarkan  analisis  gain  oleh  Hake  (1999).  Berdasarkan  perhitungan nilai  gain  yang  dinormalisasi  didapatkan  nilai  peningkatan  untuk  setiap  konsep.  Untuk  konsep tekanan  hidrostatis  (hubungan  dengan  kedalaman)  memiliki  nilai  gain  yang  telah  dinormalisasi sebesar  0,82  dan  berdasarkan  klasifikasi  menurut  Hake  (1999)  peningkatan  tersebut  berada  dalam kategori  tinggi.  Nilai  gain  ini  merupakan  nilai  gain  yang  paling  besar  diantara  konsep  lainnya. Selanjutnya,  konsep  tekanan  hidrostatis  (hubungan  dengan  massa  jenis  fluida)  memiliki  nilai  gain yang  telah  dinormalisasi  sebesar  0,53  dan  berada  dalam  kategori  sedang.  Konsep  hukum  pokok hidrostatika  memiliki  nilai  gain  yang  dinormalisasi  sebesar  0,75  dan  berada  dalam  kategori  tinggi. Prinsip Pascal memiliki nilai gain sebesar 0,32 dan berada dalam kategori sedang. Untuk gaya apung nilai gain yang diperoleh berada dalam kategori tinggi dengan nilai sebesar 0,75. Konsep selanjutnya adalah terapung, melayang, dan tenggelam yang memiliki nilai gain sebesar 0,32 dan berada dalam kategori  sedang.  Konsep  tegangan  permukaan  memiliki  nilai  gain  sebesar  0,41  dan  berada  pada kategori sedang. Konsep terakhir pada materi fluida statis dalam penelitian ini adalah kapilaritas yang memiliki nilai gain sebesar 0,40 dan berada pada kategori sedang. Jumlah siswa yang konsisten saat pre test dan post test dapat dilihat pada gambar 1.
GAMBAR 1 . Peningkatan Jumlah Siswa yang Konsisten Ilmiah saat Pre Test dan Post Test.
Berdasarkan hasil pada gambar 1 mengenai jumlah siswa yang konsisten saat pre test dan post test pada setiap sub konsep yang terdiri dari :
• SK 1 : Tekanan Hidrostatis (hubungan dengan kedalaman)
• SK 2    : Tekanan Hidrostatis (hubungan dengan massa jenis)
• SK 3     :  Hukum Pokok Hidrostatika
• SK 4     :  Prinsip Pascal
• SK 5     :  Gaya Apung
• SK 6     :  Terapung, melayang dan tenggelam
• SK 7     :  Tegangan Permukaan
• SK 8     :  Kapilaritas
Untuk  SK  1  jumlah  siswa  yang  berada  pada  tingkat  konsisten  naik  dari  0  menjadi  27  siswa, sehingga siswa yang masih berada pada tingkat tidak konsisten adalah sebesar 9 siswa. Untuk SK 2 setelah  diberikan  pembelajaran  Five  Stage  Conceptual  Teaching  Model,  jumlah  siswa  yang  berada pada tingkat konsisten naik dari 4 menjadi 19 siswa, sisanya sebanyak 17 siswa masih berada pada tingkat tidak konsisten. Selanjutnya pada SK 3, jumlah siswa yang berada pada tingkat konsisten naik dari 0 menjadi 25 siswa, dan masih ada 11 siswa yang berada pada tingkat tidak konsisten. Pada SK 4 jumlah siswa yang berada pada tingkat konsisten naik dari 0 menjadi 15 siswa, dan sisanya sebanyak 21 siswa  masih belum konsisten. Pada  SK 5  jumlah  siswa  yang berada pada tingkat  konsisten naik dari  1  menjadi  26  siswa,  dan  sisanya  10  siswa  masih  belum  konsisten.  Untuk  SK  6  jumlah  siswa yang  berada  pada  tingkat  konsisten  naik  dari  0  menjadi  5  siswa,  sisanya  sebanyak  31  siswa  masih belum konsisten. Untuk SK 7 jumlah siswa yang berada pada tingkat konsistensi naik dari 0 menjadi
6 siswa, dan 30 siswa belum konsisten. Pada SK 8 jumlah siswa pada tingkat konsistensi naik dari 0 menjadi 6 siswa.
Berdasarkan hasil tersebut peningkatan tertinggi terjadi pada konsep SK 1, SK 2, SK 3, SK 4, dan SK  5.  Hal  ini  disebabkan  karena  saat  proses  pembelajaran  selain  guru  menyajikan  video, demonstrasi,  representasi  dan  animasi,  siswa  juga  melakukan  kegiatan  percobaan.  Sehingga  siswa menggali  sendiri  pengetahuannya  terhadap  konsep  tersebut,  membuat  sendiri  representasi  yang diminta  dan  pembelajaran  tersebut  menjadi  bermakna  bagi  siswa  untuk  lebih  memahami  dan mengerti, meskipun diberikan konsep dengan situasi yang baru namun siswa mampu menyelesaikan permasalahan  tersebut.  Untuk  konsep  SK  6,  SK  7,  dan  SK  8  peningkatan  konsistensi  ilmiah  pada siswa  masih  sedikit.  Hal  ini  dikarenakan,  saat  proses  pembelajaran  tidak  ada  kegiatan  percobaan yang  memfasilitasi  siswa  untuk  memperoleh  pengetahuan.  Pembelajaran  hanya  dilakukan  dengan cara  berdiskusi,  pemberian  animasi,  dan  penjelasan  guru.  Hal  ini  menyebabkan  siswa  masih  belum konsisten  saat  diberikan  permasalahan  baru  siswa  untuk  lebih  memahami  dan  mengerti,  meskipun diberikan  konsep  dengan  situasi  yang  baru  namun  siswa  mampu  menyelesaikan  permasalahan tersebut.

## KESIMPULAN
Penelitian  ini  memiliki  tujuan  utama  untuk  mengetahui  prestasi  belajar  dan  konsistensi  ilmiah sebelum dan setelah penerapan Five Stage Conceptual Teaching Model. Peningkatan prestasi belajar setelah diberikan treatment adalah sebesar 51,63 dan memiliki nilai gain yang dinormalisasi sebesar 0,69  yang  berada  dalam  kategori  sedang.  Peningkatan  konsistensi  ilmiah  setelah  penerapan  Five Stage Conceptual Teaching Model adalah sebesar 45,48 dan memiliki nilai gain yang dinormalisasi sebesar 0,53 yang berada dalam kategori sedang. Jumlah peningkatan siswa yang paling besar dalam konsistensi ilmiah adalah  pada konsep tekanan hidrostatis (hubungan dengan kedalaman  dan  massa jenis), hukum pokok hidrostatika, prinsip Pascal, dan gaya apung. Hal ini dikarenakan dalam proses pembelajaran,  selain  pemberian  video,  demonstrasi,  dan  animasi,  siswa  juga  melakukan  kegiatan percobaan  untuk  menggali  sendiri  pengetahuannya  sehingga  siswa  lebih  memahami  dan  memiliki daya ingat yang lama terhadap konsep-konsep tersebut.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Untuk  Bapak  Deni  Cutarna  yang  telah  memberikan  izin  untuk  melakukan  penelitian  di  kelas  X MIA  2  SMAN  9  Bandung,  serta  siswa-siswa  X  MIA  2.  Semoga  kalian  menjadi  anak  yang  sukses. Ucapan  terimakasih  juga  disampaikan  kepada  civitas  Universitas  Pendidikan  Indonesia  (UPI)  yang telah memberikan bantuan dana penelitian melalui kegiatan Hibah Bersaing 2014.

## REFERENSI
Che  Hung  Lin,  P.  L.  (2010).  Utilizing  A  Concept  Map  As  The  Teaching  Strategy  Based  On Conceptual  Change  Theory  For  The  Course  Information  Technology  And  Society  .  Joint International IGIP-SEFI Annual Conference 2010, Trnava, Slovakia .
Nieminen, P., Savinainen, A., & Viiri, J. (2010). Force Concept Inventory-based multiple-choice test for  investigating  students’  representational  consistency.  PHYSICAL  REVIEW  SPECIAL TOPICS - PHYSICS EDUCATION RESEARCH 6, 020109 .
Nieminen,  P.,  Savinainen,  A.,  &  Viiri,  J.  (2012).  Relations  between  representational  consistency, conceptual  understanding  of  the  force  concept,  and  scientific  reasoning.  PHYSICAL  REVIEW SPECIAL TOPICS - PHYSICS EDUCATION RESEARCH 8, 010123 .
Rofiuddin,  Muhammad  Rizqi.  (2013).  Application  Of  Five-Stage  Conceptual  Teaching  Model Utilizing  Cmap  Tools  To  Analyza  Conceptual  Change  And  Cognitive  Learning  Outcomes  on Light  and  Optics  Topic.  Skripsi.  Jurusan  International  Program  On  Science  Education. Universitas Pendidikan Indonesia. Bandung.
Sukmadinata, N. S. (2012). Metode Penelitian Pendidikan. Bandung: PT. Remaja Rosdakarya.