## Modeling Instruction pada Materi Fisika Modern
Dian Wahid Hermawan a) , Sutikno b) , Masturi c)
Program Studi Magister Pendidikan Fisika, PPs Universitas Negeri Semarang Jl. Bendan Ngisor, Sampangan, Semarang, 50233
Email: a) dinwahid12@gmail.com, b) smadnasri@yahoo.com, c) tourfis@gmail.com

## Abstract
Learning the physics is learning about scientific models that are conceptual models of physics phenomenon.  The  model  can  be  as  the  explanation  or  description  from  analogical  thinking process. The basic principal of model is its ability to predict although it has limitation. Mental model  is  psychological  description  about  nature  phenomenon  that  we  are  observed.  In  this paper, we will discuss student mental model about modern physics and the implementation of modeling  instruction  in  the  learning  of  modern  physic.  Modeling  instruction  uses  the principles of mental construction process from scientist to construct modern physic concepts. This  method  tries  to  organize  basic  models  become  into  basic  pattern.  According  to  some studies of students mental model, most of the student still think using classical model mental when  they  learn  modern  physics  concepts.  Applying  modeling  instruction  methods  in  the learning  process  have  purpose  to  modify  it  gradually  which  including  revision  and enrichments. With this modification, the students misconception about modern physics which caused by classical model mental will change becomes right concept.
Keywords : Modern Physics, Modeling Instruction, Mental Model, Scientific Model,

## Abstrak
Belajar  konsep  fisika  adalah  belajar  tentang  model-model  saintifik yaitu  model  konseptual tentang  fenomena-fenomena  yang  ada  di  alam.  Model  bisa  berupa  penjelasan  atau  deskripsi dari proses berfikir analogi. Prinsip dasar dari suatu model adalah memiliki kemampuan untuk memprediksi, meskipun terbatas dengan syarat-syarat batas tertentu. Sedangkan model mental adalah  gambaran  psikologi  didalam  pikiran  tentang  fenomena  alam  yang  kita  amati.  Dalam makalah  ini  akan  dibahas  tentang  model  mental  siswa  pada  konsep-konsep  fisika  modern, penggunaan modeling  instruction untuk  membelajarkan  model  saintifik dari  konsep  fisika modern.  Modeling  instruction  adalah  pembelajaran  dengan  menerapkan  prinsip  konstruksi mental para ilmuan fisika dalam merumuskan suatu teori. Metode ini mencoba mengorganisir sejumlah  model-model  dasar  menjadi  pola-pola  dasar.  Berdasarkan  data  dari  beberapa penelitian  didapatkan  hasil  bahwa  kebanyakan  siswa  masih  berfikir  menggunakan  model mental  klasik  dalam  pembelajaran  fisika  modern.  Penerapan  metode modeling instruction ini bertujuan  agar  terjadi  modifikasi  secara  bertahap  pada  model  mental  klasik  siswa,  yang meliputi  revisi  dan enrichment .  Dengan  modifikasi  ini  maka  diharapkan  miskonsepsi  siswa pada konsep fisika modern yang disebabkan model mental fisika klasik dapat menjadi konsep yang benar.
Kata-kata kunci : Fisika Modern, Modeling Instruction, Model Mental, Model Saintifik,
Naskah diterbitkan: 30 Juni 2015 DOI: doi.org/10.21009/1.01114

## PENDAHULUAN
Belajar  konsep  fisika  adalah  belajar  tentang  model  saintifik  yaitu  model  konseptual  dan  model matematik  dari  fenomena  alam.  Model  saintifik  terbentuk  dari  kontruksi  model  mental  para  ilmuan fisika yang merupakan hasil dari interpretasi fenomena alam (Nersessien 1992). Model adalah bagian utama  dari  sains  yang  merepresentasikan  ide,  obyek,  fenomena  atau  suatu  system  (Silva  2006). Sebagai  contoh,  Einstein  mengemukakan  model  mental  cahaya  sebagai  buntelan-buntelan  foton untuk menjelaskan fenomena efek fotolistrik.
Dalam  fisika  telah  terjadi  banyak  loncatan-loncatan  pemikiran  dari  klasik  menuju  ke  kuantum. Hal ini dikarenakan teori klasik telah gagal men-jelaskan tentang fenomena-fenomena fisika modern seperti radiasi benda hitam, efek fotolistrik dan hamburan Compton. Loncatan pemikiran bisa berupa terbentuknya konsep yang baru contohnya konsep spin dalam mekanika kuantum, atau konsep yang lama dalam sistem yang baru contohnya konsep massa dan medan dalam relativitas atau bisa disebut sebagai  konsep  turunan  dari  yang  sudah  ada  (Nersessien  1992).  Untuk  mempelajari  perubahan konsep  dalam  fisika  modern  ini  maka  perlu  suatu  metode  belajar  yang  tepat  agar  tidak  terjadi miskonsepsi pada siswa. Maka dalam paper ini akan dibahas tentang metode pembelajaran modeling instruction dalam fisika modern.
Model  konseptual  adalah  gambaran  dari  fenomena  alam  yang  sesuai  dengan  pengetahuan  para ilmuan dan bisa berupa rumus matematis, pengetahuan analogi, grafik, atau model material tertentu (Ornek  2008).  Sederhana  atau  kompleknya  suatu  model  konseptual  tergantung  dari  model  mental siswa.  Guru  dapat  membantu  mem-visualisasikan  kekomplekan  dari  suatu  fenomena  alam  dengan mengenali model mental siswa dan membangkitkannya (Shepardson 2007).
Sedangkan  secara  bahasa,  model  adalah  representasi  tiga  dimensi  dari  objek  atau  bentuk  tiruan dari  sebuah  benda  (Edward-Leis  2012).  Dalam  fisika,  model  bisa  berupa  bentuk  tiruan  yang  ideal dari  suatu  fenomena  alam.  Model  mental  dibentuk  otak  untuk  tujuan  menyederhanakan  fenomena alam  menjadi  model-model  fakta  seperti  model  benda  dan  model  interaksinya  (Etkitna,  Warren  & Gentile  2005).  Contohnya  konsep  gerak  parabola  merupakan  model  dari  fenomena  alam  dengan mengabaikan gesekan udara.
Model  mental  adalah  gambaran  yang  tercipta  dalam  pikiran  tentang  suatu  fenomena  alam  atau pencitraan  dari  suatu  obyek  (Ornek  2008).  Model  mental  spasial  biasanya  berkembang  ketika  kita mempelajari  tata  letak  dari  suatu  daerah  baru  dan  juga  dapat  meningkatkan  ingatan  spasial  kita (Brunye  &  Taylor  2008).  Model  tersebut  bersifat  dinamis  dan  berupa  gambaran  atau  interpretasi internal  yang  dapat  memanipulasi  pikiran  untuk  menjelaskan,  memahami  dan  memprediksi  suatu fenomena  alam  (Vosniadou  1994,  Greca  &  Freire  2003).  Model  ini  tercipta  dari  interaksi  secara kontinyu  antara  pikiran  dengan  alam  untuk  menghasilkan  pemahaman  melalui  proses  interpretasi internal (Edward-Leis 2012).
Teori  model  mental  yang  mendasari  metode  pem-belajaran  instruction  modeling  dalam  fisika mencoba  mengorganisir  sejumlah  model-model  dasar  menjadi  pola-pola  dasar  (Brewe  2006). Biasanya miskonsepsi terjadi pada model-model dasar, yaitu berupa pemahaman salah pada konsep yang telah dipelajari sebelumnya (Singh,  Belloni, & Christian  2006). Metode instruction modeling ini diterapkan agar terjadi modifikasi secara bertahap pada model mental siswa yang meliputi revisi dan enrichment (Vosniadou 1994). Revisi adalah perubahan miskonsepsi menjadi konsep yang benar, sedangkan enrichment adalah penambahan informasi yang baru pada struktur mental yang sudah ada. Melalui  metode  ini  diharapkan  dapat  mengembangkan  kemampuan  analogi,  model  dan  modeling sebagai  ciri  utama  ter-bentuknya  teori  dalam  sains,  maka  pembelajaran  fisika  dengan  metode modeling adalah belajar membangun hubungan antara teori dan fenomena alam (Silva 2006).

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Model Mental Siswa Tentang Fisika Modern
Pembelajaran  dalam modeling  instruction adalah  konstruksi  dari  model-model  mental  dengan representasi  pengetahuan  awal  siswa  yang  berupa  pengetahuan  prosedural,  deklaratif  dan eksperimental (Brewe 2006). Pengetahuan  yang dibangun oleh fisika modern berbeda dengan fisika
klasik.  Pengetahuan  pada  fisika  modern  berdasarkan  dari  pengalaman  yang  diturunkan  ( derived experience )  salah  satunya  adalah  konstruksi  konsep    baru  fisika  modern  berasal  dari  konsep  fisika mekanika klasik dengan definisi-definisi yang ber-beda atau arti khusus (Bethge & Niedderer 2010). Dalam  fisika  klasik  ada  pe-ngertian  konsep  sehari-hari  yang  dipakai  untuk  men-jelaskan  fenomena fisika modern yang terkadang tidak tepat penjelasannya (Olsen 2002).
Dalam  fisika  modern,  konsep  model  telah  berubah  dari  representasi  gambar  menjadi  kesamaan struktural yang  menghubungkan yang  berdampak  pada  metode  pembelajaran yang  berbeda (Bethge &  Niedderer  2010).  Contoh  dari  model  sebagai  representasi  gambar  adalah  model  mental  siswa tentang  perambatan  bunyi  yaitu  model  entitas,  bunyi  merambat  di  ruang  vakum  dan  tidak  perlu medium  atau  bunyi  adalah  partikel  dan  mempunyai  massa  (Hrepic,  Zollman  &  Rebello  2010). Tentunya model mental seperti ini adalah model yang salah. Menariknya, bahwa model mental siswa sebagai  hasil  respon  terhadap  fenomena  alam  tidak  ada  hubungan  signifikan  dengan  umur,  jenis kelamin, dan etnik (Panagiotaki, Nobes & Potton 2009).
TABEL 1. Model mental siswa pada beberapa materi fisika modern
No Topik Model Mental siswa Penjelasan 1 Spin (Özcan 2013) Model klasik Spin adalah rotasi partikel terhadap sumbu putarnya Model kuantum Spin adalah besaran yang membendung ( stemming ) sifat intrinsik dari partikel Tanpa model Spin adalah muatan elektron atau salah satu dari bilangan kuantum 2 Orbit elektron (Bethge & Niedderer 2010) Orbit klasik Elektron bergerak sepanjang lintasan dan berosilasi Orbit kuantum fisika Lintasan berupa gabungan dari probabilitas dan fungsi gelombang yang membentuk konsep orbit pulasan ( smeared ) , Elemen orbit dan probabilitas Orbit tidak ada di fisika kuantum, gerak dari elektron tidak dapat diketahui dan hanya probabilitasnya yang dapat dihitung 3 Kestabilitas an dari atom (Bethge & Niedderer 2010) Elektrodinami ka Kestabilan atom disebabkan kestabilan elektrodinamika berdasarkan postulat kedua Bohr Gaya sentrifugal Kestabilan atom disebabkan kesetimbangan gaya sentrifugal atau gerak melingkar dari elektron pada orbit 4 Elektron (Ireson 2000) Gambar mental dari entitas (kelompok 1) Elektron bergerak sepanjang orbit mengelilingi inti atom Orbit atom tidak dapat ditentukan Berfikir mekanik (kelompok 2) Orbit elektron seperti planet Elektron bergerak mengelilingi inti dengan kecepatan tinggi Perilaku partikel molekul gas dalam kotak dapat diprediksi dengan mekanika Newton. Berfikir kuantum (kelompok 3) Foton adalah berupa energi partikel Posisi elektron tidak dapat diketahui secara pasti didalam orbit Ketika elektron berpindah lintasan tinggi ke rendah memancarkan foton Cahaya dapat berperilaku gelombang atau partikel tergantung eksperimen yang dilakukan
Konflik Berfikir mekanik (kelompok 4) Elektron terikat pada lintasannya Cahaya selalu berperilaku sebagai gelombang Elektron adalah gelombang 5 Atom (Mashhadi 1995) Konsep mekanik Atom terdiri dari kumpulan dari elektron yang bergerak dengan cepat dalam orbit seperti planet Gambar probabilitas Elektron dapat dicari dari pergerakan secara random berdasarkan hukum ketidakpastian Heisenberg Gerak acak Elektron bergerak secara acak pada orbit tertentu Awan Muatan ( Smeared ) Elektron berbentuk seperti awan yang terdiri dari kumpulan muatan 6 Cahaya (Şengören 2010) Model gelombang Cahaya merambat melalui benda tranparan pada seluruh arah dari pusat cahaya Model sinar Cahaya merambat melalui benda transparan dalam bentuk sinar (seperti gelombang sinusoidal kontinyu) Model partikel Cahaya merambat melalui benda transparan seperti partikel (aliran partikel) 7 Foton (Özcan 2011) Model gelombang Foton merambat dalam bentuk gelombang elektromagnetik
Dari beberapa penelitian model mental siswa yang berkaitan dengan materi fisika modern, seperti pada  TABEL  1,  didapatkan  temuan-temuan  bahwa  sebagian  besar  dari  siswa  masih  berfikir menggunakan model mental fisika klasik dalam belajar fisika modern. Contohnya, menurut Bethge & Niedderer (2010), kebanyakan siswa men-jelaskan orbit elektron menggunakan konsep orbit lintasan yang  mirip  dengan  orbit  planet.  Dalam  konsep  spin,  siswa  mendefinisikannya  sebagai  momentum sudut  anguler  dan  rotasi  elektron  pada  sumbu  putarnya  sehingga  tidak  bisa  dianalogikan.  Karena definisi ini menyebabkan kecepatan rotasi dari elektron akan melebihi dari kecepatan cahaya dan ini tidak sesuai dengan hasil eksperimen (Özcan 2013).
Pada  tabel  nomor  4  tentang  topik  elektron,  Ireson  (2000)  menggunakan  intrumen  40  item pertanyaan pada 190 siswa. Dari 40 item pertanyaan ini dia membagi model mental siswa menjadi 4 kelompok.  Hasil  dari  penggolongan  ini  dapat  diketahui  bahwa  terjadi  konflik  berfikir  pada  siswa kelompok 2 dan kelompok 4. Sedangkan kesimpulan yang didapat dari eksperimen ini adalah siswa tidak bisa menginterpretasikan teori kuantum tanpa menggunakan teori klasik.
Selain itu beberapa miskonsepsi yang dialami siswa dalam materi fisika kuantum adalah Jika nilai ekspektasi  dari observable  matter adalah  nol  pada  keadaan  awal,  maka  akan  bernilai  nol  sepanjang waktu.  Model  mental  penyebabnya  adalah  jika  kecepatan  awal  benda  nol  maka  percepatan  benda akan nol. Konsep kedua yang miskonsepsi adalah jika fungsi x ortogonal dengan fungsi y maka hasil perkalian  dari  operator  spin S x dan S y dari  keadaan  eigen  adalah  juga  ortogonal  dan  penyebabnya adalah  pandangan  klasik  yaitu  vektor i dan j yang  ortogonal  maka i.j =  0  (Singh,    Belloni,  & Christian 2006). Jadi penyebab miskonsepsi ini adalah penggunaan model mental fisika klasik untuk
menganalogikan  konsep  dari  fisika  kuantum.  Oleh  sebab  itu  salah  satu  saran  untuk  pembelajaran fisika  kuantum  adalah  menghindari  model  mental  dari  fisika  klasik  dalam  belajar  fisika  kuantum (Olsen 2002).
Dari tabel data model mental siswa didapatkan bahwa kebanyakan siswa memiliki model mental yang bersifat tidak komplit, tidak stabil dan tidak ilmiah (Greca & Moreira 2000). Ketidakkomplitan ini disebabkan karena siswa masih berfikir dalam fisika klasik. Oleh sebab itu kita perlu menerapkan metode belajar modeling instruction sehingga dapat membantu siswa dalam meng-konstruksi model mentalnya  agar  sesuai  dengan  model  saintifik  yang  bersifat  konsisten.  Siswa  yang  memiliki  model mental  klasik  dan  berfikir  tanpa  model  dapat  mengalami  proses  revisi  menjadi  model  mental kuantum.  Sedangkan  siswa  yang  memiliki  model  mental  kuantum  dapat  mengalami  proses enrichment .  Selain  itu  siswa  juga  harus  dapat  menghubungkan  antara  satu  konsep  dengan  konsep yang lain (Gaffney 2004).

## Modeling Instruction
Metode  pembelajaran  yang  dikembangkan  oleh  Universitas  Colorado  pada  materi  fisika  modern adalah  metode riset yang meliputi pertanyaan konsep, peer instruction, simulasi komputer.  Metode ini  dapat  mengembangkan  kemampuan  siswa  dalam  membangun  model  reasoning,  dan  hubungan antara masalah dalam fenomena alam (Baily & Finkelstein 2007). Sedangkan tutorial kuantum yang dikembangkan  oleh  Singh,  Belloni  dan  Christian  (2006)  menekankan  pada  penggunaan  alat  bantu visual  untuk  membangun  intuisi  fisika  (model  mental)  tentang  fenomena  kuantum  dan mengembangkan  kemampuan  memprediksi  pada  situasi  tertentu.  Jadi  modeling  instruction  adalah metode  yang  menggunakan  prinsip  umum  dari  model  yang  berupa  penyederhanaan  dari  fenomena kuantum,  penjelasan  dari  fenomena  kuantum  dan  memiliki  kemampuan  memprediksi  meskipun terbatas (Etkitna, Warren & Gentile 2005).
Brewe (2006) menyusun sintaks dari modeling instruction seperti pada TABEL 2 yang terdiri dari langkah-langkah  pembelajaran  sebagai  berikut,  pembukaan  dan  representasi  fisis,  koordinasi  dari representasi, pengenalan aplikasi, aplikasi, abstraksi dan kesimpulan dan pengembangan.
TABEL 2. Sintaks pembelajaran modeling instruction Kontruksi model Tujuan pembelajaran Pembukaan dan representasi Mengenali hal-hal yang dibutuhkan dalam menyusun model yang baru seperti definisi dari istilah-istilah yang baru Koordinasi dari beberapa representasi Membuat grafik dan menhubungkan dengan representasi umum melalui kegiatan eksperimen dan aktivitas konsep yang lainnya Pengenalan aplikasi Membuat model konseptual dan matematis dari grafik Aplikasi Mengembangkan pengalaman, heuristik, dan belajar untuk menarik kesimpulan dari representasi yang telah dilakukan Abstraksi dan kesimpulan Mengidentifikasi karakteristik model representasi pada kondisi yang berbeda Pengembangan lebih lanjut Menerapkan  model konseptual yang disusun pada kondisi yang berbeda (untuk mengatahui kemampuan memprediksi dari suatu model)
Menurut  Kocakulah  &  Kural  (2010)  penggunaan  metode generative  learning  model  teaching dengan beberapa prinsip  dasar yaitu: siswa  mempelajari  model saintifik,  guru menyediakan sintesis dari model saintifik, dan siswa mencoba mencocokkan model mentalnya dengan model saintifik yang disajikan  guru,  terbukti  dapat  mengurangi  miskonsepsi  siswa  dan  meningkatkan  konstruksi  model saintifik siswa. Ada beberapa metode yang berkaitan tentang model mental yaitu generative learning model  teaching , analogical  teaching  strategy ,  siklus  pemodelan  dan  pendekatan  sosio-konstruktif (Baily  &  Finkelstein,  Well  &  Hestenes  1995).  Metode  siklus  modeling  memiliki  beberapa  tujuan (Well & Hestenes 1995):
a. Mengajak  siswa  mengkonstruksi  model  saintifik  untuk  mendeskripsikan,  memprediksi  dan mengontrol fenomena fisika,
b. Menyediakan  alat  konseptual  dasar  untuk  memodelkan  objek  fisika,  khususnya  matematik, grafik dan diagram representasi
c. Membiasakan siswa dengan model dasar  sebagai inti konsep dari fisika
d. Mengembangkan  pengetahuan  dari  struktur  pengetahuan  saintifik  dengan  menyelidiki kesesuaian model mental siswa dengan teori.
e. Membuktikan bagaimana memvalidasi pengetahuan saintifik dengan cara mengevaluasi model saintifik dengan data empiris
f. Mengembangkan kemampuan modeling sebagai prosedur inti untuk mempelajari pengetahuan saintifik
Desain  pembelajaran  berbasis modeling  instruction menurut  Well,  Hestenes  (1995)  dan  Jackson, Dukerich, Hestenes (2008) adalah student-centered instructional yaitu;
a. Pembelajaran  siklus  modeling  melibatkan  siswa  pada  semua  tahapan  pengembangan  model meliputi evalusi dan penerapannya
b. Guru  mengatur  kegiatan  belajar  siswa,  biasanya  dengan  demontrasi  dan  diskusi  kelas  untuk membangun pemahaman umum tentang permasalahan yang dicari.
c. Siswa  membuat  kesimpulan  secara  lisan  ataupun  tertulis  yang  meliputi  rumusan  dari  model- model dari fenomena alam dan mengevaluasinya dengan mem-bandingkan dengan data.
d. Guru  membimbing  siswa  dengan  menjelaskan  istilah  dan  konsep  yang  terkait,  untuk memperjelas model mental siswa dan meningkatkan diskusi siswa.
e. Guru  mencatat  perkembangan  siswa  dan  membimbing  secara  inkuri  dengan  tipe  pertanyaan sokratis.
f. Guru  didukung  dengan  data  model  mental  awal  dari  siswa,  baik  yang  miskonsepsi  maupun yang  benar.    Data  ini  digunakan  agar  siswa  mampu  mengungkapkan,  menganalisis  dan membenarkan model mental yang salah tersebut.
Mengajarkan bagaimana siswa bisa meng-kontruksi model mental dalam fisika kuantum berbeda dengan fisika klasik. Dua hal yang membedakan teori kuantum dengan teori klasik adalah kuantisasi dan  ketidakpastian  dalam  hasil  pengukuran  (Mashhadi  &  Woolnough  1997).  Kuantisasi  adalah berfikir  diskrit  tentang  sesuatu  yang  kontinyu.  Cahaya  yang  dianggap  gelombang  oleh  fisika  klasik dipostulatkan  oleh  Einstein  terdiri  dari  kumpulan  partikel  foton  yang  diskrit.  Kuantisasi  dari  suatu medan  berarti  bergetarnya  suatu  medan  yang  dibatasi  oleh  energi-energi  yang  diskret  dan  ketika berinteraksi  dengan  layar  energi  dari  medan  hilang  dan  terdeposit  pada  titik  terjadinya  interaksi (Hobson 2005).
Proses  berfikir  yang  dialami  siswa  ketika  modeling  ini  menurut  Sins,  Savelsbergh  &  Joolingen (2005)  adalah  menganalisis,  berfikir  induktif,  mengukur  ( quantify ),  menjelaskan,  mengevaluasi. Menganalisis diartikan sebagai interpretasi data empiris yang  dibuat dalam bentuk  tabel dan grafik. Berfikir  induktif  terjadi  melalui  perumusan  hipotesa  tentang  bagaimana  model  berinteraksi  dan berperilaku dan juga proses menghubungkan antara struktur model dan perilaku dari fenomena alam yang  akan  di-modelkan. Quantify adalah  membuat  model  matematis  dari  model  mental  dan hubungan  antara  elemen-elemen  model.  Menjelaskan  adalah  mengklarifikasi  hubungan  antara elemen-elemem model dan faktor-faktor yang menyebabkan terjadi perubahan. Dalam mengevaluasi, siswa membuktikan kekonsistenan model dengan gambaran perilaku fenomena yang dimodelkan.
Pembelajaran pada fisika kuantum seharusnya dimulai dari konsep dasar radiasi dan materi bukan dimulai dari fenomena komplek seperti spektrum atom hidrogen (Hobson 2005) Hal ini dikarenakan siswa  sudah  memiliki  konsep  fisika  klasik  ketika  akan  belajar  di  kelas  sehingga  pengetahuan  dasar yang  dibawa  siswa  ini  dapat  mempengaruhi  pemahaman  siswa  di  kelas  (Wittmann,  Steinberg  & Redish  2002).  Sedangkan  Fischler  and  Lichtfelds  dalam  Olsen  (2002)  merekomendasikan pendekatan  dalam  pembelajaran  fisika  kuantum  adalah  sebagai  berikut:  menghindari  model  mental dari  fisika  klasik,  mengajar  konsep  efek    fotoelektrik  dimulai  dengan  elektron  bukan dengan  foton, menggunakan  interpretasi  statistika  dari  fenomena  yang  yang  diobservasi  dan  menghindari penjelasan  dualisme,  prinsip  ketidakpastian  Heisenberg  dikenalkan  pada  tahap  awal  pembelajaran, model atom hidrogen Bohr dihindari.

## KESIMPULAN
Pembelajaran  dengan  metode modeling  instruction adalah  membelajarkan  konsep  fisika  dengan mengikuti  pola  pikir  dari  para  ilmuan  fisika.  Karena  cara  kerjanya  yang  bersifat  analogi  dan pemodelan  maka  hal  ini  menjadi  ciri  utama  dari  ilmu  fisika.  sehingga  cara  kerja  ini  menjadi  peran
utama dari pembelajaran materi fisika, khususnya teori fisika modern yang sulit dibelajarkan dengan metode eksperimen.
Untuk  menerapkan modeling  instruction maka  kita  perlu  mengidentifikasi  model-model  mental awal  siswa.  Berdasarkan  data  dari  beberapa  penelitian  didapatkan  hasil  bahwa  siswa  masih  berfikir menggunakan  model  mental  fisika  klasik  dalam  pembelajaran  fisika  modern.  Model  mental  dari fisika  klasik  ini  yang  menyebabkan  terjadinya  miskonsepsi  pada  pembelajaran  konsep  fisika kuantum.
Beberapa  metode modeling  instruction yang  bisa  diterapkan  untuk  membantu  siswa mengkontruksi model mental fisika kuantum adalah generative learning model teaching , analogical teaching  strategy dan  pendekatan  sosio-konstruktivis,  siklus  modeling.  Penggunaan  metode generative  learning  model  teaching untuk  meneliti  model  gelombang  dari  cahaya  terbukti  dapat mengurangi miskonsepsi siswa dan meningkatkan konstruksi model saintifik siswa.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Terimakasih  kepada  Mahasiswa  Pascasarjana  UNNES  prodi  pendidikan  fisika  2014  yang membantu dalam diskusi.

## REFERENSI
Baily,  C.  &  Finkelstein,  N.  D.  2007,  Teaching  and  understanding  of  quantum  interpretations  in modern physics courses, Phys. Rev. ST Phys. Educ. Res., vol. 6, no.1,
Bethge, T. & Niedderer, H. 2010, ‘Students' conceptions in quantum physics’, Bremen.
Brewe E. 2006, “Modeling theory applied; modeling instruction in university physics”, Kaneohe .
Brunye´, T. T. & Taylor, H. A. 2008, ‘Working memory in developing and applying mental models from spatial descriptions’, Journal of Memory and Language, vol. 58, no. 3, pp. 701–729.
Edward-Leis, C. 2012, “Challenging learning journeys in the classroom: Using mental model theory to inform how pupils think when they are generating solutions”, (Stockholm,) pp. 153-162.
Etkitna, E., Warren, A. & Gentile, M. 2005, ‘The role model in physics instruction’, New Brunswick, NJ, vol. 44, no. 1 , pp. 34-39.
Gaffney, J. 2004, ‘Teaching for Understanding in Modern Physics: What does it look like and how might we get there?’, Pittsburgh , p 1-45.
Greca, I. M. & Freire JR, O. 2003, ‘Does an Emphasis on the Concept of Quantum States Enhance Students’  Understanding  of  Quantum  Mechanics?’,  Journal  of  Science  &  Education,  vol.  12,  p 541–557.
Greca,  I.  M.  &  Moreira,  M.  A.  2000,  ‘Mental  models,  conceptual  models,  and  modeling’, International Journal of Science Education, vol. 22, pp. 1-11.
Hobson, A. 2005,  Electrons as field quanta: A better way to teach quantum physics in introductory general physics courses, Arkansas, p 1-14
Hrepic,  Z.,  Zollman,  D.  &  Rebello,  S.  2010,  ‘Identifying  students’  models  of  sound  propagation’,
Physic Journal Rev. ST Phys. Educ. Res, vol. 6.
Ireson,  G.  2000,  The  quantum  understanding  of  pre-university  physics  students,  Leicestershire,  pp. 15-21.
Jackson,  J.,  Dukerich,  L.  &  Hestenes,  D.  2008,  ‘Modeling  Instruction:  An  Effective  Model  for Science Education’, Journal of Science Educator, vol. 17, pp. 10-17.
Kocakulah,  M.  S.  &  Kural,  M.  2010,  ‘Investigation  of  conceptual  change  about  double-slit interference  in  secondary  school  physics’,  International  Journal  of  Environmental  &  Science Education, vol. 5,  pp. 435-460.
Mashhadi,  A.  &  Woolnough,  B.  1997,  ‘Dualistic  Thinking  Underlying  Students'  Understanding  of Quantum Physics’, Maryland.
Mashhadi,  A.  1995,  Advanced  level  Physics  students'  conceptions  of  Quantum  Physics,  Oxford,
American Journal of Physics , Vol . 48, pp 1-15.
Nersessien,  N. J. 1992,  ‘How  do scientists think? Capturing  the  dynamics of conceptual change in science’, Cognitive Model of Science, vol. 15, pp. 3-44.
Olsen,  R.  V.  2002,  ‘Introducing  quantum  mechanics  in  the  upper  secondary  school:  a  study  in Norway’, International Juornal of Science Education. Vol. 24 no. 6, pp. 565-574.
Ornek,  F.  2008,  ‘Model  in  Science  Education:  Applications  of  models  in  learning  and  teaching science’, International Juornal of envinronmental & Science Education, Vol. 3, no. 2 , pp. 35-45.
Özcan, Ö. 2011, ‘What are the students’ mental models about the “spin” and “photon” concepts in modern physics?’, Journal Procedia Social and Behavioral Sciences, vol. 15, pp. 1372–1375.
Özcan,  Ö.  2013,  ‘Investigation  of  Mental  Models  of  Turkish  Pre-Service  Physics  Students  for  the Concept of Spin’, Eurasian Journal of Educational Research, vol. 52 , pp. 21-36
Panagiotaki,  G.,  Nobes,  G.  &  Potton,  A.  2009,  ‘Mental  models  and  other  misconceptions  in children’s  understanding  of  the  earth’,  Journal  of  Experimental  Child  Psychology  vol.  104,  pp. 52–67.
Şengören, S. K. 2010, ‘Turkish Students’ Mental Models of Light to explain the single slit diffraction and  Double  slit  interference  of  Light:  A  Cross–Sectional  Study’,  Journal  of  Baltic  Science Education, vol. 9 no. 1, pp. 61-71.
Shepardson,  D.  P.,    Wee,  B.,    Priddy,  M.  and  Harbor,  J.  2007,  ‘Students’  Mental  Models  of  the Environment’, Journal Of Research In Science Teaching, vol. 44, no. 2, pp. 327–348 .
Silva, C. C. 2007, ‘The Role of Models and Analogies in the Electromagnetic Theory: A Historical Case Study’, Journal of Science & Education Vol. 16, No. 7, pp. 835-848
Singh,  C.,  Belloni,  M.  &  Christian,  W.  2006,  ‘Improving  students’  understanding  of  quantum mechanics, Journal of American Institute Of Physics’, vol 59, no. 8, pp. 43-49,
Sins,  P.  H.  M.,  Savelsbergh,  E.  R.  &  Joolingen,  W.R.v.  2005,  ‘The  Difficult  Process  of  Scientific Modelling:  An  analysis  of  novices’  reasoning  during  computer-based  modeling’,  International Journal of Science Education, vol. 27, p. 1695–1721.
Vosniadou,  S.  1994,  Capturing  and  modeling  the  process  of  conceptual  change,  Jurnal  of  learning and Instruction, vol. 4, pp 45-49.
Well, M. & Hestenes, D. 1995, ‘A modeling method for high school physic instruction’, American Journal of Physic, vol. 63, pp. 606-619.
Wittmann,  M.  C.,  Steinberg,  R.  N.  &  Redish,  E.  F.  2002,  ‘Investigating  student  understanding  of quantum physics: Spontaneous models of conductivity’, American Journal of Physics, vol. 70, p 218-226.