## Penggunaan Modul Berbasis Konstruktivis pada Mata Kuliah Fisika Kuantum untuk Meningkatkan Penguasaan Konsep ditinjau dari Kemampuan Matematik Mahasiswa
Nurhayati a) , Boisandi b)
IKIP PGRI Pontianak, Jalan Ampera No.88, Pontianak
Email: a) nurhayatideli@gmail.com, b) bsandi2012@gmail.com

## Abstract
To be a good teacher, physical education students should be actively involved in the learning process, but until now the students have not been involved actively. This research was aimed to  know  the  effect  modules  of  constructivist  based  for  mathematical  ability  and  concept student  in  quantum  physics.  This  study  used  an  experimental  method.  The  population  is  all students  of  physical  education  IKIP-PGRI  Pontianak  sixth  semester  of  the  academic  year 2014-2015,  consist  of  three  class.  Samples  were  taken  at  random  cluster  sampling  technique number  two  classes.  Experimental  class  with  constructivist  module  and  the  other  class  with conventional  module.  Data  mastery  of  concepts  and  mathematical  abilities  were  measured using a test technique. Hypothesis testing using Kruskal Wallis test contained in SPSS. Based on the results of data analysis can be concluded that: (1) there is the effect of the use of module based  constructivist  against  mastery  of  concept  of  the  student  where  the  average  mastery  of concepts students acquire learning using module-based inquiry was higher than students who acquire  learning  by  using  conventional  module,  (2)  there  is  the  effect  of  high  and  low mathematical  ability  to  mastery  of  concepts  students  and  (3)  there  is  interaction  between  the use  of  constructivist-based  module  with  a  mathematical  ability  to  mastery  of  concepts students.
Keywords : Module, constructivist, mastery of concepts, mathematical ability

## Abstrak
Untuk menjadi guru yang baik, mahasiswa pendidikan fisika harus terlibat aktif dalam proses pembelajaran,  namun  sampai  sekarang  mahasiswa  belum  terlibat  secara  aktif.  Penelitian  ini bertujuan  mengetahui  pengaruh  penggunaan  modul  berbasis  konstruktivis,  kemampuan matematik  mahasiswa  dan  interaksinya  terhadap  penguasaan  konsep  mahasiswa  pada  mata kuliah  fisika  kuantum.  Penelitian  ini  menggunakan  metode  eksperimen.  Populasi  adalah seluruh  mahasiswa  pendidikan  fisika  semester  enam  IKIP  PGRI  Pontianak  tahun  akademik 2014-2015,  sejumlah  tiga  kelas.  Sampel  diambil  dengan  teknik cluster  random  sampling sejumlah  dua  kelas.  Satu  kelas  eksperimen  1  dengan  modul  konstruktivis  dan  satu  kelas eksperimen  2  dengan  modul  konvensional.  Data  penguasaan  konsep  dan  kemampuan matematik  diukur  menggunakan  teknik  tes.  Uji  hipotesis  menggunakan  uji Kruskal  Wallis yang terdapat pada program SPSS. Berdasarkan hasil analisis data dapat disimpulkan bahwa: (1)  terdapat  pengaruh  penggunaan  modul  berbasis  konstruktivis  terhadap  pengusaan  konsep mahasiswa  dimana  rata-rata  penguasaan  konsep  mahasiswa  yang  memperoleh  pembelajaran menggunakan modul berbasis inkuiri lebih tinggi dibandingkan mahasiswa yang memperoleh pembelajaran  dengan  menggunakan  modul  konvensional,  (2)  terdapat  pengaruh  kemampuan
Naskah diterbitkan: 30 Desember 2015
DOI: doi.org/10.21009/1.01206
matematik tinggi dan rendah terhadap penguasaan konsep mahasiswa dan (3) terdapat interaksi antara  penggunaan  modul  berbasis  konstruktivis  dengan  kemampuan  matematik  terhadap penguasaan konsep mahasiswa.
Kata-kata kunci: Modul, konstruktivis, penguasaan konsep, kemampuan matematik

## PENDAHULUAN
Institut  Keguruan  dan  Ilmu  Pendidikan  Persatuan  Guru  Republik  Indonesia  (IKIP-PGRI) Pontianak merupakan salah satu LPTK di Kalimantan Barat yang bertugas menghasilkan calon guru (tenaga kependidikan) pada berbagai disiplin ilmu yang profesional dan berkualitas yaitu ahli dalam bidang  ilmunya  dan  memiliki  daya  saing  di  dunia  kerja.  Tenaga  kependidikan  yang  dihasilkan diharapkan  mampu  menerapkan,  mengkaji,  menelaah  dan  memecahkan  masalah  yang  dihadapinya baik  dalam  kehidupan  bermasyarakat  maupun  di  dunia  kerja  nantinya  serta  siap  berkompetisi  pada era  global.  Salah  satu  tenaga  kependidikan  yang  dipersiapkan  oleh  IKIP  PGRI  Pontianak  adalah tenaga  kependidikan  pada  bidang  fisika.  Calon  guru  fisika  yang  dihasilkan  yaitu  calon  guru  yang berkualitas dan menguasai kompetensi yang baik di bidang kependidikan fisika sehingga siap terjun ke dunia kerja menjadi tenaga kependidikan yang berkualitas.
Berdasarkan  kurikulum  di  program  studi  pendidikan  fisika,  salah  satu  mata  kuliah  yang  wajib ditempuh  oleh  mahasiswa  pendidikan  fisika  adalah  mata  kuliah  fisika  kuantum.  Materi  pada  mata kuliah  fisika  kuantum  bersifat  abstrak  dan  mikroskopis  yang  mengkaji  fenomena  fisika  di  tingkat atomik.  Tujuan  yang  ingin  dicapai  dalam  mata  kuliah  fisika  kuantum  bagi  mahasiswa  pendidikan fisika adalah memiliki kemampuan menerapkan konsep-konsep dasar fisika kuantum pada persoalan- persoalan fisika mikro sederhana serta dapat mengaplikasikannya sesuai dengan perkembangan sains dan  teknologi.  Namun  masih  banyak  mahasiswa  mengalami  kesulitan  dalam  memahami  materi kuantum.  Terbukti,  dalam  dua  tahun  akademik  berturutan,  rata-rata  hasil  belajar  mahasiswa  pada mata kuliah ini berkisar antara 2,30 sampai dengan 2,36 pada skala lima.

## GAMBAR 1 . Distribusi Nilai Mahasiswa Berdasarkan Tahun Akademik
Berdasarkan GAMBAR 1, dapat diketahui bahwa terdapat lebih dari 50% mahasiswa dalam tiap tahun akademiknya tidak berhasil lulus dengan nilai minimal berkategori B. Rendahnya hasil belajar mahasiswa  tersebut  merupakan  indikator  rendahnya  penguasaan  mereka  terhadap  konsep-konsep mata kuliah fisika kuantum. Jika dibiarkan, hal ini dikhawatirkan akan sangat mempengaruhi kualitas penguasaan  mahasiswa  dalam  materi  mata  kuliah  fisika  lanjut,   yang  memprasyaratkan  penguasaan konsep mata kuliah fisika kuantum yang dikenal sebagai ilmu dasar bagi penelaahan gejala dan sifat berbagai sistem mikroskopik (Krane, 1992; Tjia, 1999).
Berdasarkan hasil wawancara dengan beberapa mahasiswa program studi pendidikan fisika yang pernah  mengikuti  mata  kuliah  fisika  kuantum  menunjukkan  bahwa  hampir  70%  mahasiswa  kurang menyenangi  dan  takut  untuk  mengikuti  mata  kuliah  ini.  Mereka  menganggap  bahwa  materi  fisika kuantum bersifat abstrak  dan  memerlukan kemampuan  matematik yang  tinggi. Mereka  mengatakan bahwa mereka dapat mengerti dan memahami materi perkuliahan yang disajikan dosen, tetapi setelah dihadapkan pada permasalahan yang berkenaan dengan materi fisika kuantum, mereka tidak mampu memecahkan  masalah  yang  dihadapi  tersebut.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  hasil  belajar  mahasiswa
pada mata kuliah ini tidak bersifat tahan lama dan berkelanjutan. Akibatnya, mahasiswa tidak mampu menerapkan  konsep-konsep  yang  diperolehnya  dalam  situasi  baru,  sehingga  pemahaman  konsep- konsep materi pada mata kuliah fisika lanjut menjadi kurang yang berimplikasi pula pada rendahnya hasil belajar yang dicapai mahasiswa.
Kesulitan  belajar  mahasiswa  dalam  memahami  materi  fisika  kuantum  diduga  disebabkan  oleh beberapa  faktor.  Pertama,  penyajian  perkuliahan  yang  terkesan  konvensional  sering  digunakan sehingga  menjadikan  mahasiswa  kurang  aktif  dan  kreatif  dalam  belajar.  Sistem  pembelajaran  yang teacher centered ini cenderung untuk menghabiskan materi sesuai dengan target kurikulum, sehingga mahasiswa  akan  menjadi  pasif  dan  hanya  menerima  apa  yang  diberikan  oleh  dosen.  Hal  ini  akan menyebabkan  kurangnya  rasa  percaya  diri  mahasiswa  terhadap  kemampuan  mereka  yang  pada akhirnya  akan  menurunkan  motivasi  dalam  belajar.  Selain  itu,  menurut  Slavin  (1994,  p.  228), mahasiswa  belajar  melalui  keterlibatan  aktif  dengan  konsep-konsep  dan  prinsip-prinsip,  dan  dosen mendorong siswa untuk mendapatkan pengalaman dengan melakukan kegiatan yang memungkinkan mereka  menemukan  konsep  dan  prinsip-prinsip  untuk  diri  mereka  sendiri.  Kedua,  sistem  evaluasi, dosen  hanya  terpaku  pada  penilaian  dari  hasil  Ujian  Tengah  Semester  (UTS),  hasil  Ujian  Akhir Semester (UAS), dan nilai tugas, masing-masing dengan bobot sesuai dengan yang telah disepakati. Ketiga,  mahasiswa  yang  mengikuti  perkuliahan  fisika  kuantum  keadaannya  sangat  heterogen. Mereka  berbeda  dalam  hal  bakat,  kemampuan  awal,  kecerdasan,  motivasi,  kecepatan  belajar  dan dalam  hal  lainnya.  Sistem  perkuliahan  dengan  metode  ekspositori  yang  masih  dominan  diterapkan dalam  perkuliahan  belum  mempertimbangkan  tingkat  perbedaan  tersebut.  Piaget  (dalam  Suardana: 2006,  p.  4)  mengasumsikan  bahwa  seseorang  tumbuh  melewati  urutan  perkembangan  yang  sama, namun  pertumbuhan  itu  berlangsung  pada  kecepatan  yang  berbeda.  Oleh  karena  itu,  dosen  harus melakukan  upaya  khusus  untuk  mengatur  kegiatan  kelas  dalam  bentuk  individu-individu  dan kelompok-kelompok  kecil  dalam  bentuk  kelas  utuh.  Keempat,  kurangnya  kemandirian  mahasiswa dalam  belajar.  Hal  ini  dilihat  dari  kemampuan  mahasiswa  dalam  menyelesaikan  soal  latihan  yang diberikan  masih  kurang.  Padahal  soal-soal  tersebut  merupakan  modifikasi  dari  soal  yang  telah dicontohkan penyelesaiannya.
Oleh karena itu diperlukan suatu media yang dapat digunakan mahasiswa untuk mengkonstruksi konsep-konsep  yang  dipelajari.  Satu  diantaranya  adalah  modul  yang  berbasis  konstruktivis.  Modul merupakan  paket  belajar  mandiri  yang  meliputi  serangkaian  pengalaman  belajar yang direncanakan serta dirancang secara sistematis untuk membantu siswa mencapai tujuan belajar (Mulyasa 2004, p. 43). Menurut Cipto Utomo dan Kies Ruijter (dalam Suardana 2006, p. 5), “penerapan modul dalam pembelajaran  sangat  memberikan  peluang  yang  baik  bagi  pebelajar  pada  usia  dewasa  dan  dapat mengatasi  perbedaan  terutama  dalam  kecepatan  belajar  bagi  mahasiswa.  Melalui  modul  berbasis konstruktivis, pengetahuan mahasiswa tentang  materi fisika kuantum dibangun secara bertahap dari hasil  yang  diperoleh  melalui  konteks  yang  terbatas.  Pengetahuan  yang  diperoleh  tidak  hanya seperangkat  fakta,  konsep, atau kaidah yang  siap diambil dan diingat  belaka, melainkan mahasiswa harus  mengkonstruksi  sendiri  pengetahuan  tersebut  barulah  kemudian  memberi  makna  melalui pengetahuan yang nyata.
Berdasarkan  latar  belakang  di  atas,  maka  fokus  permasalahan  dalam  penelitian  ini  yaitu (1)pengaruh  penggunaan  modul  berbasis  konstruktivis  terhadap  penguasaan  konsep  mahasiswa, (2)pengaruh kemampuan matematik tinggi dan kemampuan  matematik  rendah terhadap penguasaan konsep  mahasiswa,  dan  (3)interaksi  antara  modul  berbasis  konstruktivis  dengan  kemampuan matematik terhadap penguasaan konsep mahasiswa.

## METODE
Metode  penelitian  ini  adalah  metode  eksperimen  dengan  bentuk  eksperimen  semu.  Rancangan yang  dipilih  yaitu two  way ANOVA.  Subjek  dalam  penelitian  ini  adalah  mahasiswa  semester  VI Program  Studi  Pendidikan  Fisika  IKIP  PGRI  Pontianak  yang  sedang  mengikuti  perkuliahan  fisika kuantum  sebanyak  dua  kelas.  Jumlah  subjek  yang  dilibatkan  dalam  penelitian  ini  adalah  60  orang yang terdiri atas 30 orang kelas eksperimen dan 30 orang kelas kontrol. Hasil uji kesetaraan melalui uji  t independent  sampel (Budiyono  2009,  p.  105)  menunjukkan  keadaan  awal  kedua  kelas  sampel tidak berbeda.
Teknik  yang  digunakan  untuk  mengumpulkan  data  yaitu  teknik  tes.  Penguasaan  konsep  diukur melalui  tes  berbentuk  essay  dan  kemampuan  matematik  diukur  menggunakan  tes  pilihan  ganda. Sebelum  instrumen  digunakan  guna  untuk  mengambil  data,  instrumen  diujicobakan  untuk mengetahui  tingkat  uji  validitas,  reliabilitas,  daya  pembeda,  dan  tingkat  kesukaran  (Surapranata 2009, p. 10). Soal yang digunakan dalam penelitian memiliki kriteria valid dengan reliabilitas yang tinggi.
Teknik analisis data penguasaan konsep diawali dengan uji normalitas dan homogenitas data. Uji normalitas bertujuan untuk mengetahui sampel yang diambil berasal dari populasi yang berdistribusi normal  atau  tidak  normal.  Uji  ini  dilakukan  dengan  menggunakan  program  SPSS  versi  16  dengan pilihan  tes  uji  yang  digunakan  yaitu Kolmogorov-Smirnov .  Sedangkan  uji  homogenitas  data dilakukan untuk mengetahui suatu sampel berasal dari populasi yang homogen atau tidak homogen. Uji  homogenitas  menggunakan  uji  Levene  yang  juga  diolah  menggunakan  progran  SPSS  versi  16. Uji prasyarat analisis menunjukkan bahwa sebagian besar data penelitian tidak berdistribusi normal dan  homogen,  sehingga  pengujian  hipotesis  penelitian  ini  menggunakan  statistik  non  parametrik yaitu  uji  Kruskal  Wallis.  Pengujian  hipotesis  juga  dilakukan  dengan  bantuan  program  SPSS (Sulaiman 2005, p. 29).

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  pengaruh  penggunaan  modul  berbasis  konstruktivis terhadap  penguasaan  konsep  mahasiswa,  pengaruh  kemampuan  matematik  tinggi  dan  kemampuan matematik  rendah  terhadap  penguasaan  konsep  mahasiswa,  dan  interaksi  antara  modul  berbasis konstruktivis dengan kemampuan matematik terhadap penguasaan konsep mahasiswa.
Uji prasyarat analisis meliputi uji normalitas dan uji homogenitas data. Rangkuman uji prasyarat analisis disajikan pada TABEL 1 dan TABEL 2.
TABEL 1 . Hasil Uji Normalitas Data Penguasaan Konsep dan Kemampuan Matematik
Jenis Data Kelas Kolmogorov-Smirnov Statistic df Sig. Penguasaan Konsep Eksperimen 0,230 25 0,001 Kontrol 0,286 25 0,000 Kemampuan Matematik Eksperimen 0,237 27 0,000 Kontrol 0,275 23 0,000 TABEL 2 . Hasil Uji Homogenitas Data Penguasaan Konsep dan Kemampuan Matematik Data Levene Test Statistic df 1 df 2 Sig. Penguasaan Konsep 5,962 1 49 0,018 Kemampuan Matematik 5,681 1 48 0,021
Berdasarkan  TABEL  1  dan  TABEL  2,  diketahui  bahwa  nilai  signifikansi  perhitungan  (sig.) perhitungan lebih kecil dibandingkan dengan taraf signifikansi yang digunakan dalam penelitian ini (0,05).  Sehingga  dapat  dikatakan  bahwa  kelompok  data  penelitian  tidak  berasal  dari  populasi  yang berdistribusi  normal  (TABEL  1)  dan  bersifat  homogen  (TABEL  2).  Karena  data  penelitian  tidak berdistribusi normal maka pengujian hipotesis peneltian dilakukan dengan statistik non-parametrik.
Hipotesis nil (Ho) dalam penelitian ini antara lain: (a) tidak terdapat pengaruh penggunaan modul berbasis  konstruktivis  terhadap  penguasaan  konsep  mahasiswa,  (b)  tidak  terdapat  pengaruh kemampuan  matematik  tinggi  dan  kemampuan  matematik  rendah  terhadap  penguasaan  konsep mahasiswa, dan (c) tidak terdapat interaksi antara modul berbasis konstruktivis dengan kemampuan matematik  terhadap  penguasaan  konsep  mahasiswa.  Rangkuman  hasil  uji  hipotesis  penelitian menggunakan uji Kruskal Wallis dapat dilihat pada TABEL 3 berikut.
TABEL 3 . Hasil Uji Hipotesis Dependent Variable Kruskal Wallis Chi-Square df Sig. Penguasaan Konsep 8,844 1 0,003 Kemampuan Matematik 14,057 1 0,000 Interaksi 15,768 3 0,001
Berdasarkan TABEL 3, diketahui bahwa nilai signifikansi lebih besar dari  0,005  sehingga dapat disimpulkan  bahwa  Ho  ditolak  dan  Ha  diterima.  Hal  ini  berarti  (a)  terdapat  pengaruh  penggunaan modul  berbasis  konstruktivis  terhadap  penguasaan  konsep  mahasiswa,  (b)  terdapat  pengaruh kemampuan  matematik  tinggi  dan  kemampuan  matematik  rendah  terhadap  penguasaan  konsep mahasiswa,  dan  (c)  terdapat  interaksi  antara  modul  berbasis  konstruktivis  dengan  kemampuan matematik terhadap penguasaan konsep mahasiswa.
Penguasaan  konsep  mahasiswa  yang  diajar  dengan  menggunakan  modul  berbasis  konstruktivis jika  dilihat  dari  nilai  rata-rata  lebih  baik  dibandingkan  mahasiswa  yang  diajar  dengan  modul konvensional  dikarenakan melalui modul dengan pendekatan konstruktivis, mahasiswa dilatih untuk dapat  belajar  secara  mandiri  dengan  ada  atau  tanpa  bantuan  dosen,  mampu  menemukan  sendiri konsep yang dipelajari, dengan penggunaan simbol yang tepat diharapkan mahasiswa mampu melatih kemampuan berpikir abstrak, mampu menemukan pemecahan masalah yang diberikan di awal modul serta dapat mengaitkan informasi baru dengan konsep-konseop relevan yang terdapat dalam struktur kognitif  mahasiswa  (Brooks  dan  Brooks,  1993).  Hal  ini  juga  sejalan  dengan  teori  belajar  Ausubel yaitu  belajar  bermakna  akan  terjadi  bila  mahasiswa  menemukan  sendiri  pengetahuannya,  dan dikatakan  juga  belajar  bermakna  jika  pada  proses  pembelajaran  mengaitkan  informasi  baru  pada konsep-konsep relevan yang terdapat dalam struktur kognitif mahasiswa. Selain itu, menurut Bruner, proses  pembelajaran  akan  lebih  baik  jika  mahasiswa  diberikan  kesempatan  untuk  menemukan  dan membuktikan  suatu  konsep,  teori,  aturan  melalui  contoh  yang  mereka  jumpai  dalam  kehidupan sehari-hari (Trianto 2010, p. 38).
Hasil yang dicapai dalam  penelitian  ini relevan  dengan temuan Sandra (1999) yang  menyatakan bahwa penerapan model belajar mandiri secara efektif dapat meningkatkan hasil belajar mahasiswa, dan temuan Suardana (2006) yang menyimpulkan bahwa penerapan modul berwawasan konstruktivis dapat meningkatkan hasil belajar mahasiswa.
Potensial osilator harmonik sederhana merupakan materi kuantum yang memerlukan kemampuan matematika yang tinggi. Pada materi ini mahasiswa diharapkan dapat memperoleh persamaan fungsi gelombang,  probabilitas  dan  energi  melalui  penjabaran  matematis  yang  rumit.  Oleh  karena  itu, mahasiswa yang mempunyai kemampuan matematik dasar yang tinggi akan lebih mudah memahami materi dibandingkan mahasiswa yang memiliki kemampuan matematik rendah.

## PENUTUP
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan,  dapat  disimpulkan  bahwa  (a)  terdapat  pengaruh penggunaan  modul  berbasis  konstruktivis  terhadap  penguasaan  konsep  mahasiswa,  (b)  terdapat pengaruh  kemampuan  matematik  tinggi  dan  kemampuan  matematik  rendah  terhadap  penguasaan konsep mahasiswa, dan (c) terdapat interaksi antara modul berbasis konstruktivis dengan kemampuan matematik terhadap penguasaan konsep mahasiswa.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penelitian  ini  dibiayai  oleh  DIKTI  sehingga  peneliti  mengucapkan  terima  kasih  yang  sebesar- besarnya    kepada  DIKTI  atas  bantuan  yang  diberikan.  Selain  itu  peneliti  juga  mengucapkan  terima kasih  kepada  IKIP  PGRI  Pontianak  yang  telah  memberikan  dukungan  sehingga  penelitian  ini  bisa terlaksana.

## REFERENSI
Budiyono 2009, Statistik untuk Penelitian Edisi Ke-2 , Universitas Sebelas maret Press, Surakarta.
Brooks,  J.G.  &  Brooks,  M.G  1993, In  Search  Of  Understanding:    The  Case  For  Constructivist Classrooms ,  Association for Supervision and Curriculum Development (ASCD), Alexandria.
Krane,  K 1992, Modern Physics . Singapore, John Wiley &Sonc, Inc.
Mulyasa,  E  2004, Kurikulum  Berbasis  Kompetensi:  Konsep,  Karakteristik,    dan  Implementasi , Bandung: Remaja Rosdakarya.
Sandra,  K  1999, Self-Directed  Learning ,  viewed  20  Februari  2015,  http://www.utc.edu/Teaching Resource-Center.
Slavin,  R.E  2008, Cooperative  Learning,  Teori,  Riset  dan  Praktik, Penerjemah.  Nurulita  Yusron, Bandung, Penerbit Nusa Media.
Suardana  2006,  ’Pembelajaran  Modul  Yang  Berwawasan  Konstruktivis:  Upaya  Meningkatkan Kemampuan Belajar Mandiri Dan Hasil Belajar Mahasiswa Pada Mata Kuliah Fisika Kuantum’, Jurnal Pendidikan dan Pengajaran IKIP Negeri Singaraja No.2 Tahun XXXIX April.
Sulaiman, W 2005, Statistik Non-Parametrik: Contoh kasus dan Pemecahannya dengan SPSS , Andi Publisher, Yogjakarta.
Surapranata,  S  200, Analisis,  Validitas,  Reliabilitas  dan  Intepretasi  Hasil  Tes-Implementasi Kurikulum 2004 , Remaja Rosdakarya, Bandung.
Trianto  2010, Mendesain  Model  Pembelajaran  Inovatif-Progresif ,  Kencana  Prenata  Media  Group, Jakarta.